Sử dụng chuẩn thiết lập bài giảng và ứng dụng các công cụ để thiết kế bài giảng theo các chuẩn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Phùng Đức Hoà SỬ DỤNG CHUẨN THIẾT LẬP BÀI GIẢNG VÀ ỨNG DỤNG CÁC CÔNG CỤ ĐỂ THIẾT KẾ BÀI GIẢNG THEO CÁC CHUẨN LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Phùng Đức Hoà

SỬ DỤNG CHUẨN THIẾT LẬP BÀI GIẢNG

VÀ ỨNG DỤNG CÁC CÔNG CỤ ĐỂ THIẾT

KẾ BÀI GIẢNG THEO CÁC CHUẨN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI – 2007

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Phùng Đức Hoà

SỬ DỤNG CHUẨN THIẾT LẬP BÀI GIẢNG

VÀ ỨNG DỤNG CÁC CÔNG CỤ ĐỂ THIẾT

KẾ BÀI GIẢNG THEO CÁC CHUẨN

Ngành: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Mã số : 1.01.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Văn Vỵ

HÀ NỘI – 2007

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình làm luận văn tôi luôn nhận được sự giúp đỡ tận tình và ý kiến đóng góp quý báu của PGS.TS Nguyễn Văn Vỵ Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến thầy

Tôi xin cảm ơn các thầy cô trong khoa Công nghệ Thông tin, Đại học Công Nghệ, Đại học Quốc Gia Hà Nội đã truyền đạt kiến thức và giúp đỡ tôi hoàn thành khóa học này

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Khoa Công nghệ thông tin, Ban giám hiệu, các phòng ban của trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, nơi tôi công tác đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi có thể theo học tại trường Đại học Công nghệ

Tôi xin cảm ơn các đồng nghiệp và bạn bè cùng lớp đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu

Cuối cùng xin được cảm ơn gia đình và những người thân đã động viên, khuyết khích giúp đỡ tôi để tôi hoàn thành luận văn này

Học viên

Hoà

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn do tôi tự làm Quá trình làm có tham khảo các tài liệu đã nêu ở phần tài liệu tham khảo và được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về lời cam đoan này

TÓM TẮT KẾT QUẢ

Luận văn bao gồm những nội dung cơ bản sau:

Tổng quan về E-learning

Chương này tác giả sẽ trình bày tổng quan về E-learning, các hệ quản lý trong E-learning như LMS, LCMS, ứng dụng mã nguồn mở trong xây dựng E-learning, tình hình phát triển và ứng dụng E-learning hiện nay trên thế giới và trong nước Chuẩn SCORM và thiết kế bài giảng

Chương này trình bày về chuẩn trong E-learning và chuẩn SCORM trong thiết kế bài giảng, các hình thức, nguyên tắc thiết kế bài giảng, công nghệ XML trong thiết kế bài giảng

Cài đặt hệ thống trợ giúp thiết kế bài giảng theo chuẩn

Trình bày việc giới thiệu, so sánh, lựa chọn các công cụ và cài đặt modul để trợ giúp giáo viên thiết kế, đóng gói bài giảng theo chuẩn đã chọn lựa dựa trên mã nguồn mở

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 11

CHƯƠNG 1 E-LEARNING 12

1.1 Tổng quan về E-learning 12

1.1.1 Các định nghĩa và khái niệm 12

1.1.2 Thể hiện của E-learning Error! Bookmark not defined.

a Đặc điểm Error! Bookmark not defined.

b Đặc trưng của E-learning Error! Bookmark not defined.

c Hình thức thể hiện Error! Bookmark not defined.

1.1.3 Ưu điểm - nhược điểm của E-learningError! Bookmark not defined.

a Ưu điểm Error! Bookmark not defined.

b Nhược điểm Error! Bookmark not defined.

1.1.4 Các hệ quản trị học (LMS) Error! Bookmark not defined.

1.1.5 Các hệ quản trị nội dung (LCMS)Error! Bookmark not defined.

1.2 Chuẩn trong E-learning Error! Bookmark not defined.

1.2.1 Chuẩn và vấn đề áp dụng chuẩn trong E-learningError! Bookmark not defined.

a Tổng quan Error! Bookmark not defined.

b Chuẩn đóng gói dữ liệu Error! Bookmark not defined.

c Chuẩn trao đổi thông tin Error! Bookmark not defined.

d Chuẩn mô tả siêu dữ liệu (metadata) Error! Bookmark not defined.

e Chuẩn chất lượng Error! Bookmark not defined.

1.2.2 Một số tổ chức đưa ra chuẩn, đặc tả trong E-learningError! Bookmark not defined.

a Aviation Industry CBT Committee (AICC)Error! Bookmark not defined.

b Advanced Distributed Learning (ADL)Error! Bookmark not defined.

c Instructional Management System (IMS)Error! Bookmark not defined.

d International Standards Organisation (ISO)Error! Bookmark not defined.

e Institue of Electrical and Electronics Engineer ( IEEE)Error! Bookmark not defined.

1.3 Ứng dụng mã nguồn mở trong xây dựng E-learningError! Bookmark not defined.

1.3.1 Tổng quan Error! Bookmark not defined.

1.3.2 Ưu – nhược điểm của giải pháp phần mềm nguồn mởError! Bookmark not defined.

a Ưu điểm Error! Bookmark not defined.

b Nhược điểm Error! Bookmark not defined.

1.3.3 Một số vấn đề khi xây dựng E-learning mã nguồn mởError! Bookmark not defined 1.3.4 Tiêu chuẩn thiết kế và đánh giá E-learning mã nguồn mởError! Bookmark not defined.

a Các tiêu chuẩn đánh giá chung Error! Bookmark not defined.

b Các tiêu chuẩn đánh giá tính năng Error! Bookmark not defined.

E-LEARNING ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

2.1 Chuẩn SCORM trong thiết kế bài giảngError! Bookmark not defined.

2.1.1 Mô hình nội dung Error! Bookmark not defined.

a Tài sản (Asset) Error! Bookmark not defined.

b Sharable Content Object (SCO) Error! Bookmark not defined.

c Tổ chức nội dung Error! Bookmark not defined.

d Siêu dữ liệu Error! Bookmark not defined.

2.1.2 Đóng gói nội dung Error! Bookmark not defined.

2.1.3 Sắp xếp và điều hướng trong SCORMError! Bookmark not defined.

a Mô hình định nghĩa sắp xếp Error! Bookmark not defined.

b Mô hình điều hướng Scorm Error! Bookmark not defined.

2.1.4 Môi trường SCORM Error! Bookmark not defined.

a Giao diện lập trình ứng dụng (API) Error! Bookmark not defined.

b Mô hình dữ liệu SCORM RTE Error! Bookmark not defined.

2.2 Nguyên tắc thiết kế, xây dựng bài giảng điện tửError! Bookmark not defined 2.3 Một số mô hình thiết kế bài giảngError! Bookmark not defined.

2.3.1 Bài học kiểu cổ điển Error! Bookmark not defined.

2.3.2 Bài học hướng hoạt động Error! Bookmark not defined.

2.3.3 Bài học hướng người học Error! Bookmark not defined.

2.3.4 Bài học kiểu kiến thức từng bướcError! Bookmark not defined.

2.3.5 Bài học kiểu khám phá Error! Bookmark not defined.

2.3.6 Bài học được phát sinh Error! Bookmark not defined.

2.3.7 So sánh các phương pháp thiết kế bài giảngError! Bookmark not defined.

2.4 Quy trình thiết kế bài giảng điện tửError! Bookmark not defined.

2.5 Công nghệ XML Error! Bookmark not defined.

2.5.1 Giới thiệu Error! Bookmark not defined.

2.5.2 Trang tài liệu XML Error! Bookmark not defined.

2.5.3 Định nghĩa kiểu tư liệu – DTDError! Bookmark not defined.

a Định nghĩa DTD nội Error! Bookmark not defined.

b Định nghĩa DTD ngoại Error! Bookmark not defined.

c Thực thể và thuộc tính DTD Error! Bookmark not defined.

d Không gian tên của XML Lược đồ XMLError! Bookmark not defined.

e So sánh DTD và XML Schema Error! Bookmark not defined.

2.5.4 Một số đánh giá về XML Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 3 CÀI ĐẶT CÔNG CỤ TRỢ GIÚP THIẾT KẾ BÀI GIẢNGERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

3.1 Lựa chọn mô hình và công cụ thiết kế bài giảngError! Bookmark not defined.

3.1.1 Công cụ trợ giúp thiết kế bài giảng eXeError! Bookmark not defined.

3.1.2 Công cụ hỗ trợ đóng gói bài giảng Reload EditorError! Bookmark not defined.

a Bộ công cụ Metadata and Content Packaging EditorError! Bookmark not defined.

b Bộ công cụ SCORM Player Error! Bookmark not defined.

c Bộ công cụ Learning Design Editor Error! Bookmark not defined.

d Bộ công cụ Learning Design Player Error! Bookmark not defined.

3.2 Thiết kế bài giảng theo kiểu kiến trúc từng bướcError! Bookmark not defined.

3.2.1 Thiết kế đặc tả Error! Bookmark not defined.

3.2.2 Thiết kế tổng thể Error! Bookmark not defined.

3.2.3 Thiết kế và tạo lập môđul Error! Bookmark not defined.

3.2.4 Thử nghiệm khoá học trên hệ thống E-LearningError! Bookmark not defined.

KẾT LUẬN ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

BẢNG CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

CBT Computer Based Training

COL CommonWealth of Learning (“COL LMS Open Source”,

3waynet Inc) CSDL Cơ sở dữ liệu

DTD Document Type Definition

IMS SS Instructional Management System Simple Sequencing LCMS Learning Content Management System

LMS Learning Management System

LTHĐT Lập trình hướng đối tượng

OOP Object Oriented Programming

SCO Shareable Content Object

SCORM Sharable Content Object Reference Model

SGML Standard Generalised Markup Language

WBT Web Based Training

WWW World Wide Web

XML Extensible Markup Language

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Các thành phần của E-learning Trang 11 Hình 1.2 Các chuẩn phổ dụng của E-learning Trang 23 Hình 2.1 Chuẩn SCORM trong hệ thống E-learning Trang 39 Hình 2.2 Tổ chức các gói trong SCORM Trang 41 Hình 2.3 Các Asset cơ bản Trang 42

Hình 2.5 Tổ chức gói nội dung Trang 44 Hình 2.6 Các thành phần cơ bản của gói nội dung Trang 46 Hình 2.7 Cấu trúc bài học kiểu cổ điển Trang 49 Hình 2.8 Cấu trúc bài học hướng hoạt động Trang 49 Hình 2.9 Cấu trúc bài học theo yêu cầu người học Trang 50 Hình 2.10 Cấu trúc bài học kiểu kiến thức từng bước Trang 51 Hình 2.11 Cấu trúc bài học kiểu khám phá Trang 53 Hình 2.12 Cấu trúc bài học được sinh Trang 54 Hình 3.1 Công cụ hỗ trợ thiết kế bài giảng eXe Trang 66 Hình 3.2 Cửa sổ Metadata and Content Packaging Editor Trang 69 Hình 3.3 Chương trình SCORM Player Trang 70 Hình 3.4 Chương trình Learning Design Editor Trang 71 Hình 3.5 Chương trình Learning Design Player Trang 72 Hình 3.6 Cấu trúc tổng thể khoá học LTHĐT Trang 75 Hình 3.7 Thiết kế bài giảng bằng công cụ Exe Trang 76 Hình 3.8 Cấu trúc các file trong gói bài giảng Trang 77 Hình 3.9 Cấu trúc file imsmanifest.xml Trang 77 Hình 3.10 Thử nghiệm hệ thống E-learning tại ĐHCN Hà Nội Trang 78 Hình 3.11 Khoá học được thể hiện trên hệ thống E-learning Trang 79

11

MỞ ĐẦU

Nhu cầu học tập phổ biến kiến thức của tất cả mọi người đã thúc đẩy xu hướng học tập điện tử phát triển một cách mạnh mẽ Học tập điện tử (E-learning) không chỉ đem lại những lợi ích to lớn, tiết kiệm thời gian, công sức và tiền bạc, mà còn nâng cao chất lượng và hiệu quả của sự truyền đạt và tiếp thu kiến thức

Việc thiết kế một bài giảng trong E_learning không thể không nói đến các chuẩn, các chuẩn đã giúp cộng đồng E_learning có tiếng nói chung, cùng nhau thúc đẩy E_learning phát triển lên một tầm cao mới Luận văn này mong muốn đóng góp một phần nhỏ vào việc tìm hiểu và so sánh các chuẩn, từ đó chọn ra một chuẩn phù hợp nhất và ứng dụng nó để lựa chọn và cài đặt một modul hỗ trợ cho việc thiết kế bài giảng trong E_learning tuân theo các chuẩn đó Với các yêu cầu đó tác giả chọn lựa đề tài với tên đề tài "Sử dụng chuẩn thiết lập bài giảng và ứng dụng các công cụ

để thiết kế bài giảng"

Phạm vi nghiên cứu của đề tài này là đi sâu tìm hiểu các chuẩn thiết lập bài giảng và các hình thức thiết kế bài giảng phổ biến nhất hiện nay Từ đó đưa ra được các phương pháp và công cụ hỗ trợ thiết kế bài giảng hợp lý nhất cho hệ thống E-learning đang được triển khai tại cơ sở

Do yêu cầu thực tiễn của việc triển khai hệ thống E-learning của trường Đại học công nghiệp Hà Nội, đề tài này nhằm góp phần giúp các giáo viên thực hiện xây dựng một bài giảng cho hệ thống E-learning theo chuẩn SCORM - chuẩn được cộng đồng E-learning chấp nhận và sử dụng rộng rãi nhất hiện nay

Luận văn gồm có ba chương

Chương I: E-learning

Chương II: Chuẩn SCORM và thiết kế bài giảng trong E-learning

Chương III: Cài đặt công cụ trợ giúp thiết kế bài giảng theo chuẩn

Do điều kiện có hạn nên luận văn dừng lại ở những nội dung như trên Luận văn chắc chắn không tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót Rất mong nhận được sự đóng góp và chỉ bảo của các thầy cô để luận văn có tính khả thi hơn trong việc áp dụng phát triển hệ thống E-learning của đơn vị nơi tác giả đang công tác

12

Chương 1 E-LEARNING

1.1 Tổng quan về E-learning

1.1.1 Các định nghĩa và khái niệm

Hiện nay vẫn còn khá nhiều quan điểm khác nhau về khái niệm E-learning (Electronic Leaning: giáo dục điện tử) như:

 E-learning là một thuật ngữ dùng để mô tả việc học tập, đào tạo dựa trên công nghệ thông tin và truyền thông (Compare Infobase Inc)

 E-learning là việc học tập hay đào tạo được chuẩn bị, phân phối hoặc quản lý có sử dụng nhiều công cụ của công nghệ thông tin, truyền thông khác nhau và được thực hiện ở mức cục bộ hay toàn cục (MASIE Center)

 Việc học tập được phân phối hoặc hỗ trợ qua công nghệ điện tử Việc phân phối qua nhiều kĩ thuật khác nhau như Internet, TV, video tape, các hệ thống giảng dạy thông minh, và việc đào tạo dựa trên máy tính (CBT – Computer Base Training) (Sun Microsystems, Inc )

 Việc phân phối các hoạt động, quá trình, và sự kiện đào tạo và học tập thông qua các phương tiện điện tử như Internet, intranet, extranet, CD-ROM, video tape, DVD, TV, các thiết bị cá nhân (E-learning site)

Tuy có nhiều khái niệm khác nhau, nhưng nhìn chung E-learning có thể hiểu là một tập hợp các ứng dụng và quá trình như: học qua web, học qua máy tính, lớp học ảo

và sự liên kết số Trong đó bao gồm việc phân phối nội dung các khoá học tới người học qua Internet, mạng cục bộ, băng video, đĩa CD-ROM, các loại học liệu điện tử khác, mà không nhất thiết phải có sự tham gia của giáo viên

Bản chất CBT là hình thức đào tạo sử dụng máy tính trợ giúp giáo viên trong công việc giảng bài Nội dung học được lưu trên các đĩa CD hoặc trên máy tính không nhất thiết phải nối mạng để người học tự truy cập và thu nhận kiến thức

13

Nền tảng của E-learning đã phát triển từ CBT bằng việc dùng máy tính đơn lẻ sang

hệ thống khách/chủ (client/server), và gần đây nó được thể hiện với tên WBT (Web Base Training) với việc dùng internet Nội dung giáo dục được đưa lên internet, người dùng có thể được sử dụng từ thiết bị cuối của mình khi kết nối internet

WBT là hình thức đào tạo sử dụng công nghệ Web để tổ chức dạy và học, bao gồm việc lưu trữ tài liệu liên quan, quản lý đào tạo (như giáo trình, bài kiểm tra, kết quả học, hồ sơ người học) và thiết lập một môi trường học tập ảo qua mạng máy tính nhờ công nghệ Web

Với sự phát triển của công nghệ thông tin cũng như hạ tầng mạng ngày nay, E-learning được thực hiện chủ yếu thông qua việc sử dụng Web (là hình thức đào tạo WBT) Trong tương lai gần, có thể E-learning sẽ được tiến hành thông qua PDA (Personal Digital Assistant: máy trợ lý cá nhân dùng kỹ thuật số) hoặc thậm chí các thiết

bị không dây khác (cell phone)

Ưu điểm nổi trội của E-learning so với các phương pháp đào tạo truyền thống là việc tạo ra một môi trường học tập mở và tính chất tái sử dụng các đơn vị tri thức Với công nghệ này, quá trình dạy và học sẽ hiệu quả và nhanh chóng hơn, giúp giảm thiểu chi phí, đồng thời giảm thời gian đào tạo so với phương pháp giảng dạy truyền thống E-learning giúp chuyển tải nội dung phong phú, ấn tượng và dễ hiểu thông qua trang web, bảo đảm chất lượng đào tạo qua những phần mềm quản lý Mô hình này cho phép người học chủ động lựa chọn nội dung học hình thức học