Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng authoring tool theo chuẩn scorm

Trang 3/66 Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt Authoring Tool Authoring Tool Công cụ tạo bài giảng CAI Computer Aided Instruction Giảng dạy dùng máy tính trợ giúp CAM Content Aggregation

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Trang 1/66

MỤC LỤC

Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt 3

Danh mục các bảng 4

Danh mục hình vẽ 5

LỜI NÓI ĐẦU 6

CHƯƠNG 1 PHẦN MỞ ĐẦU 7

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ E-LEARNING 9

2.1 Hoàn cảnh ra đời 9

2.2 Chuẩn e-Learning 10

2.3 Kiến trúc của hệ thống e-Learning 10

2.4 Các thành phần của e-Learning 11

CHƯƠNG 3 CHUẨN SCORM 13

3.1 SCORM 13

3.1.1 Các đặc tính của SCORM 14

3.2 Các thành phần chính trong phiên bản SCORM 2004 15

3.3 Tổng quan về XML 17

3.3.1 XML 17

3.3.2 DTD 18

3.3.3 XML Schema 20

3.4 Mô hình đóng gói nội dung (Content Aggregation Model) .25

3.4.1 Mô hình tích hợp 25

3.4.2 Các thành phần chính trong mô hình tích hợp nội dung SCORM 26

3.4.3 Các thành phần siêu dữ liệu của gói nội dung 31

3.5 Đóng gói nội dung trong SCORM 32

3.5.1 Sơ lược 32

3.5.2 Các thành phần của một gói nội dung 33

3.5.3 Các thành phần của một Manifest 35

3.5.4 Xây dựng gói (Building Content Packaging) 39

Trang 2/66

3.6 SCORM Metadata 39

3.6.1 Sơ lược 39

3.6.2 Tạo SCORM meta-data 40

3.6.3 Mở rộng Meta-data 41

3.6.4 Các profile ứng dụng của SCORM Meta-data 42

3.7 SCORM Sequencing & Navigation trong gói nội dung 43

3.7.1 Sơ lược 43

3.7.2 Các khái niệm cơ bản 44

3.7.3 Sequencing và Navigation trong gói nội dung 49

3.8 Kết chương 52

CHƯƠNG 4 ĐÁNH GIÁ CÁC AUTHORING TOOL 53

4.1 Một số Authoring tool tuân theo chuẩn SCORM 53

4.1.1 Reload 53

4.1.2 eXeLearning 53

4.1.3 LCDS 53

4.2 Đánh giá các authoring tools 54

4.3 Kết chương 54

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ CÔNG CỤ TẠO BÀI GIẢNG THEO CHUẨN SCORM DỰA VÀO MÃ NGUỒN MỞ 55

5.1 Yêu cầu 55

5.2 Lựa chọn giải pháp và công nghệ 57

5.2.1 Giải pháp 57

5.2.2 Phân tích chương trình 57

5.2.3 Lựa chọn công nghệ triển khai 61

5.3 Xây dựng và đánh giá thử nghiệm 61

5.4 Kết chương 63

CHƯƠNG 6 KẾT QUẢ, ĐÁNH GIÁ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 64

6.1 Kết quả đạt được 64

6.2 Hướng phát triển 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

Trang 3/66

Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt

Authoring Tool Authoring Tool Công cụ tạo bài giảng

CAI Computer Aided Instruction

Giảng dạy dùng máy tính trợ giúp

CAM Content Aggregation Model Mô hình đóng gói nội dung

CO Content Organization Tổ chức nội dung

DTD Document Type Definition Định nghĩa kiểu tài liệu

LCMS

Learning Content Management System

Hệ thống quản trị nội dung học tập

LMS

Learning Management System Hệ thống quản trị học tập LOM Learning Object Metadata Siêu dữ liệu đối tượng học RTE Runtime Enviroment Môi trường hoạt động

SCO Sharable Content Object

Đối tượng nội dung có thể chia

XML Schema

eXtensible Markup Language Schema Lược đồ XML

Trang 4/66

Danh mục các bảng

Bảng 1 Ví dụ về XML 18

Bảng 2 Ví dụ về DTD 19

Bảng 3 Ví dụ về XML Schema 21

Bảng 4 Các kiểu dữ liệu cơ bản 23

Bảng 5 Ví dụ 2 về XML Schema 24

Bảng 6 Ví dụ về sử dụng XML Schema 25

Trang 5/66

Danh mục hình vẽ

Hình 1 Các thành phần trong SCORM 2004 16

Hình 2 Ví dụ về Asset 27

Hình 3 Đối tượng nội dung học chia sẻ (SCO) 28

Hình 4 Cấu trúc nội dung 30

Hình 5 Sơ đồ khái niệm gói nội dung 34

Hình 6 Các thành phần của Manifest 35

Hình 7 Các nguồn tài nguyên (resources) 38

Hình 8 Activity Tree với gốc là Course (khóa học) 44

Hình 9 Mối quan hệ giữa Content Organization và Activity Tree 45

Hình 10 Phân chia cluster 47

Hình 11 Learning Activity 48

Hình 12 Thành phần <imscp:organization> và mỗi thành phần <imscp:item> có thể có các hành vi xác định thứ tự được định nghĩa gắn liền với thông tin xác định thứ tự 51

Hình 13 Mô hình đóng gói nội dung 56

Hình 14 Kiến trúc chương trình 58

Hình 15 Các module chính của chương trình 59

Hình 16 Giao diện soạn bài giảng 61

Hình 17 Giao diện biên soạn cấu trúc nội dung 62

Hình 18 Giao diện biên soạn quy tắc học 62

Hình 19 Giao diện biên soạn metadata 63

Trang 6/66

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời đại bùng nổ công nghệ thông tin hiện nay, phương thức đào tạo trực tuyến có rất nhiều ưu thế để phát triển Nhờ vào sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin và các loại truyền thông đa phương tiện, phương pháp học tập trực tuyến trên cơ sở ứng dụng công nghệ thông tin cùng với các loại truyền thông

đa phương tiện vào việc dạy và học sẽ là một xu hướng tất yếu trong giáo dục và đào tạo của thế kỷ 21

Yếu tố chính góp phần làm nên hiệu quả to lớn của phương pháp học tập trực tuyến là giáo trình trực tuyến Vì vậy yêu cầu đặt ra là phải có một công cụ biên soạn bài giảng để giúp cho các giáo viên có thể soạn thảo các bài giảng, giáo trình trực tuyến của mình theo đúng một cấu trúc bài giảng đã đề ra sao cho bài giảng sau khi biên soạn xong có thể đóng gói lại dựa trên chuẩn SCORM (Sharable Content Obbject Reference Model), có khả năng tái sử dụng và tích hợp trên các hệ thống quản lý học tập

Trong phạm vi luận văn của mình, dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Nguyễn

Kim Khánh, tôi đã chọn nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài

giảng theo chuẩn SCORM”

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Tiến sĩ Nguyễn Kim Khánh, người đã tận tâm hướng dẫn, định hướng cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới tất cả người thân và bạn bè đã động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Học viên cao học Lớp Kỹ thuật máy tính và truyền thông 2009

Đỗ Mạnh Cường

Trang 7/66

CHƯƠNG 1 PHẦN MỞ ĐẦU

Việc ứng dụng CNTT vào đổi mới dạy-học đang phát triển mạnh mẽ và đạt được những hiệu quả giáo dục rất to lớn Có rất nhiều cách truyền tải nội dung bài giảng đến người học, nhưng với sự phát triển như vũ bão của Internet, sự phát triển của công nghệ Web,… như hiện nay thì dạy học theo phương pháp E-learning đang phát triển mạnh ở nước ta trong những năm gần đây Nội dung bài giảng trên lớp của người thầy được mô hình hóa thành học liệu điện tử theo nhiều dạng chuẩn khác nhau được truyền tải đến người học

Chuẩn định dạng dữ liệu phổ biến nhất hiện nay là IEEE IMS và chuẩn thông tin trao đổi giữa hệ thống thông tin với người học phổ biến nhất là AICC Từ hai chuẩn này, ADL (Advance Distributed Learning Initiative – một sáng kiến của Bộ Quốc phòng Mỹ) đã tạo nên hệ thống chuẩn SCORM (Sharable Content Object Reference Model), chuẩn de-facto của các hệ thống e-Learning

Như vậy, việc phải có một công cụ biên soạn bài giảng để giúp cho các giáo viên có thể soạn thảo các bài giảng, giáo trình trực tuyến của mình theo đúng một cấu trúc bài giảng đã đề ra sao cho bài giảng sau khi biên soạn xong có thể đóng gói lại dựa trên chuẩn SCORM, có khả năng tái sử dụng và tích hợp trên các hệ thống

quản lý học tập là rất cần thiết Do đó, tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu thiết kế công

cụ tạo bài giảng theo chuẩn SCORM” trong luận văn tốt nghiệp của mình

Trong phạm vi luận văn này, tôi xin được nghiên cứu đến các vấn đề sau:

Trang 8/66

Bố cục luận văn bao gồm các phần sau đây:

• Chương 1: Phần mở đầu

- Lý do chọn đề tài

- Mục đích nghiên cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Nhiệm vụ nghiên cứu

• Chương 2: Tổng quan về E-Learning

- Trình bày tổng quan chung về E-Learning và kiến trúc của hệ thống E-Learning

• Chương 3: Chuẩn SCORM

- Trình bày các đặc tính và các thành phần chính của chuẩn SCORM

- Mô hình đóng gói nội dung (Content Aggregation Model)

- Đóng gói nội dung trong SCORM

- SCORM Metadata

- SCORM Sequencing & Navigation trong gói nội dung

• Chương 4: Đánh giá một số Authoring Tool hiện có (mã nguồn mở)

- So sánh và đánh giá một số Authoring Tool mã nguồn mở hiện có

• Chương 5: Thiết kế công cụ tạo bài giảng theo chuẩn SCORM (dựa vào

mã nguồn mở)

- Dựa vào các authoring tool đã biết ở chương 4, đề xuất phương án thiết kế công cụ tạo bài giảng và đóng gói theo chuẩn SCORM

- Xây dựng và đánh giá thử nghiệm

• Chương 6: Kết quả đánh giá và hướng phát triển

- Kết quả đạt được

- Hướng phát triển

Trang 9/66

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ E-LEARNING

2.1 Hoàn cảnh ra đời

Trong những năm gần đây, các thuật ngữ commerce, government, và Learning đã trở nên quen thuộc Các thuật ngữ này đều có một điểm chung: “e-“ Điểm chung này nói lên rằng: các khái niệm mô tả bởi các thuật ngữ đó đều liên quan đến Internet

e-Internet - mạng của các mạng, đã từ chỗ chỉ thuần tuý là một phương tiện giao tiếp, trở thành một thứ môi trường làm việc, giải trí, học tập, một môi trường sống Trong môi trường này tồn tại một kiểu văn hoá riêng, một lối sống riêng gắn kết và tách biệt với môi trường truyền thống (môi trường thực) Đặc tính của “lối sống” Internet có thể mô tả bằng các từ sau: phân tán, chia sẻ, độc lập, tự chủ, kịp thời

Sự biến chuyển của xã hội cũng tạo nên sự thay đổi quan điểm đào tạo: từ hướng-giáo-viên chuyển sang hướng-người-học Các hệ thống đào tạo ngày nay thường lấy người học làm trung tâm, và thay vì tập trung vào truyền thụ kiến thức như trước kia, thì nay hướng đến khuyến khích sáng tạo, tự đào tạo và nghiên cứu

Sự chuyển biến về phương pháp luận này song hành cùng với việc phổ biến Internet với ý nghĩa là một môi trường sống, đã tạo nên e-Learning

Như vậy e-Learning được hiểu là việc học tập theo “lối sống” Internet Nó cũng có các đặc tính do môi trường sống đem lại: tự chủ, độc lập, kịp thời, chia sẻ,

Trang 10/66

2.2 Chuẩn e-Learning

Để đảm bảo tính chia sẻ và kịp thời, các hệ thống e-Learning phải có khả năng:

- Liên thông với một hệ thống e-Learning khác

- Tiếp nhận (import) nội dung đào tạo từ một hệ thống e-Learning khác

- Chuyển giao (export) nội dung đào tạo cho một hệ thống e-Learning khác

Do vậy, sự tồn tại của các chuẩn trao đổi dữ liệu là điều kiện thiết yếu đối với sự phát triển của e-Learning

Đi xa hơn ý nghĩa trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống với nhau, các hệ thống e-Learning còn áp dụng những chuẩn định dạng dữ liệu của hệ thống thông tin, và chuẩn thông tin trao đổi giữa hệ thống quản lý thông tin và người học Chuẩn định dạng dữ liệu phổ biến nhất hiện nay là IEEE IMS; và chuẩn thông tin trao đổi giữa

hệ thống thông tin với người học phổ biến nhất là AICC Từ hai chuẩn này, ADL (Advance Distributed Learning Initiative – một sáng kiến của Bộ Quốc phòng Mỹ)

đã tạo nên hệ thống chuẩn SCORM (Sharable Content Object Reference Model), chuẩn de-facto của các hệ thống e-Learning

2.3 Kiến trúc của hệ thống e-Learning

Một thành phần rất quan trọng của hệ thống e-Learning là hệ thống quản lý học tập (LMS - Learning Management System), gồm nhiều module khác nhau, giúp cho quá trình học tập trên mạng đuợc thuận tiện và dễ dàng phát huy hết các điểm mạnh của mạng Internet ví dụ như

• Diễn đàn để trao đổi ý kiến giữa các thành viên của một lớp

• Module khảo sát lấy ý kiến của mọi người về một vấn đề nào đó

• Module kiểm tra và đánh giá

• Module chat trực tuyến

và ngoại tuyến (offline), không cần kết nối với mạng Internet Những hệ thống như

hệ thống quản trị nội dung học tập (LCMS – Learning Content Management System) cho phép tạo và quản lý nội dung trực tuyến Các công cụ soạn bài giảng (authoring tools) giáo viên có thể cài đặt ngay trên máy tính cá nhân của mình và soạn bài giảng Với những nước và khu vực mà cơ sở hạ tầng mạng chưa tốt thì việc dùng các công cụ soạn bài giảng là một sự lựa chọn hợp lý Một hệ thống tạo nội dung mềm dẻo thường cho phép kết hợp giữa soạn bài giảng online và offline

Với các trường và cơ sở có quy mô lớn cần phải quản lý kho bài giảng lớn và muốn chia sẻ cho các trường khác thì phải nghĩ đến giải pháp kho chứa bài giảng Kho chứa bài giảng này cho phép lưu trữ, quản lý thông tin về các bài giảng (thường dùng các chuẩn về metadata của IEEE, IMS, và SCORM) Hơn nữa, thường có engine tìm kiếm đi kèm, tiện cho việc tìm kiếm các bài giảng (hoặc tổng quát hơn là đối tượng học tập) Đôi khi các LCMS cũng đủ mạnh để thực hiện việc quản lý này hoặc cũng có các sản phẩm chuyên biệt cho nhiệm vụ này

Các chuẩn/đặc tả là một thành phần kết nối tất cả các thành phần của hệ thống e-Learning LMS, LCMS, công cụ soạn bài giảng, và kho chứa bài giảng sẽ hiểu nhau và tương tác được với nhau thông qua các chuẩn/đặc tả Chuẩn và đặc tả e-Learning cũng đang phát triển rất nhanh tạo điều kiện cho các công ty và tổ chức tạo ra ngày càng nhiều sản phẩm e-Learning, và người dùng có rất nhiều sự lựa chọn

2.4 Các thành phần của e-Learning

- LCMS: Hệ thống quản lý nội dung học tập

Trang 12/66

o Cho phép người tạo nội dung tạo, lưu trữ, quản lý và xuất bản những nội dung đào tạo mong muốn và có thể phân phối qua mạng, in ấn, xuất đĩa CD

o Cung cấp khả năng mềm dẻo nhất cho việc soạn và quản lý bài giảng

- LMS: Hệ thống quản lý học tập

o Tự động hóa việc quản lý các công việc đào tạo như: tạo các khóa học, phân cấp khóa học theo danh mục khóa học, ghi nhận dữ liệu từ người dùng và cung cấp thông báo cho việc quản lý

o Một hệ LMS được thiết kế để có thể kiểm soát các khóa học từ nhiều nguồn xuất bản và nhiều nhà cung cấp khác nhau

o LMS còn lưu giữ các thông tin về học viên, công việc đào tạo liên quan đến học viên

- Mối quan hệ giữa LCMS và LMS

o LCMS và LMS khác nhau nhưng chúng phối hợp với nhau để tạo hiệu quả hoạt động cho hệ thống e-Learning

o Việc kết hợp chặt chẽ, thông tin từ hai hệ thống có thể được trao đổi, chuyển giao cho nhau

o Nội dung bài học phải được xây dựng tuân theo những chuẩn có tính toàn cầu nhằm đảm bảo tính chia sẻ và tái sử dụng và khả năng quản

lý Hiện nay chuẩn phổ biến nhất cho e-Learning là SCORM

(Shareable Content Object Reference Model) do tổ chức ADL đưa ra

Trang 13/66

CHƯƠNG 3 CHUẨN SCORM

Đối với những người làm việc trong lĩnh vực Learning, các chuẩn Learning đóng vai trò rất quan trọng Không có chuẩn e-Learning chúng ta sẽ không

e-có khả năng trao đổi với nhau và sử dụng lại các đối tượng học tập (learning object) Nhờ có chuẩn toàn bộ thị trường e-Learning (người bán công cụ, khách hàng, người phát triển nội dung) sẽ tìm được tiếng nói chung, hợp tác với nhau được cả về mặt

kĩ thuật và mặt phương pháp LMS có thể dùng được nội dung phát triển bởi nhiều công cụ khác nhau và nhiều ví dụ khác nữa Trong chương này tôi sẽ trình bày một

số khái niệm cơ bản về các thành phần chính trong mô hình gói nội dung tuân thủ chuẩn SCORM Cụ thể bao gồm các phần sau:

- Các thành phần cơ bản của gói nội dung (Asset SCO)

- Mô hình tổ chức gói nội dung (Content Organization)

- Mô hình siêu dữ liệu (Metadata)

- Các thành phần qui tắc học (Sequencing Navigation)

Các thông tin mô tả được mô tả trong file có tên imsmanifest.xml Đây là file

mô tả cấu trúc gói nội dung, nguồn tài nguyên tham chiếu, các siêu dữ liệu mô tả gói cũng như các thành phần trong cấu trúc của gói, các qui tắc học tập khác nhau dựa trên XML Do đó, trước hết chúng ta tìm hiểu XML để có thể hiểu được các chi tiết kĩ thuật cụ thể của từng phần Trong phạm vi luận văn này, tôi sẽ chỉ tập trung vào một số điểm chính của SCORM cùng với một số ví dụ minh họa

3.1 SCORM

SCORM là một tập hợp các tiêu chuẩn và đặc tả cho một chương trình Learning trên nền web Các authoring tool dựa theo chuẩn này sẽ được đảm bảo tính chia sẻ, tái sử dụng và tăng khả năng quản lý bởi các đặc tính của SCORM

e-Trang 14/66

3.1.1 Các đặc tính của SCORM

- Tính truy cập được (Accessibility): Khả năng định vị và truy cập các nội

dung giảng dạy từ một nơi ở xa và phân phối nó tới các vị trí khác

- Tính thích ứng được (Adaptability): Khả năng cung cấp các nội dung giảng

dạy phù hợp với yêu cầu của từng cá nhân và tổ chức

- Tính kinh tế (Affordability): Khả năng tăng hiệu quả và năng suất bằng cách

giảm thời gian và chi phí liên quan đến việc phân phối các giảng dạy

- Tính bền vững (Durability): Khả năng trụ vững với sự phát triển của sự phát

triển và thay đổi của công nghệ mà không phải thiết kế lại tốn kém, cấu hình lại

- Tính linh động (Interoperability): Khả năng làm cho các thành phần giảng

dạy tại một nơi với một tập công cụ (tool) hay nền (platform) và sử dụng chúng tại một nơi khác với một tập các công cụ hay nền khác

- Tính tái sử dụng (Reusability): Khả năng mềm dẻo trong việc kết hợp các

thành phần giảng dạy trong nhiều ứng dụng và nhiều ngữ cảnh khác nhau Phiên bản mới nhất của SCORM được công bố năm 2009 với tên phiên bản

là SCORM 2004 4th Edition Trong phiên bản này ngoài các phần chỉnh sửa và bổ sung các phần CAM, RTE SCORM tiếp tục được xây dựng dựa trên các đặc tả của nhiều tổ chức khác nhau (như IMS, AICC ) để xây dựng lên một mô hình đảm bảo tính khả chuyển, tính truy cập và tính tái sử dụng của nội dung học dựa trên web SCORM 2004 có khá nhiều thay đổi so với các phiên bản trước (phiên bản SCORM 1.2) cụ thể trong phiên bản này thêm phần SN (đặc tả mới này không chỉ cho phép người biên soạn nội dung tạo gói nội dung học một cách tuần tự mà còn có thể tùy biến theo người học hay nói cách khác góp phần tạo nên gói nội dung học có tính thông minh) Dưới đây, ta liệt kê các đặc tả chính và chuẩn chính được dùng trong SCORM 2004:

• IEEE Data Model For Content Object Communication

Trang 15/66

• IEEE ECMAScript Application Programming Interface for Content to Runtime Services Communication

• IEEE Learning Object Metadata (LOM)

• IEEE Extensible Markup Language (XML) Schema Binding for Learning Object Metadata Data Model

• IMS Content Packing

• IMS Simple Sequencing

3.2 Các thành phần chính trong phiên bản SCORM 2004

Trong phiên bản SCORM 2004 các thành phần chính được chia làm các cuốn sách riêng biệt Mỗi đặc tả được đưa ra sẽ coi như một cuốn sách mới được đưa vào thư viện của SCORM Ngoài cuốn sách đầu tiên giới thiệu tổng quan về SCORM, các cuốn sách còn lại đều mô tả kỹ thuật Chúng bao gồm “Content Aggregation Model (CAM)”, “Runtime Enviroment (RTE)” và “Sequencing and Navigation (SN)” Trong mỗi cuối sách bao gồm các đặc tả kỹ thuật của các tổ chức khác nhau như IMS, AICC, ARIADNE, IEEE LTSC Hình vẽ dưới đây chỉ ra mỗi cuốn bao gồm các đặc tả nào:

Trang 16/66

Hình 1 Các thành phần trong SCORM 2004 Cuốn sách CAM bao gồm Meta-data (IEEE LOM 1484.12), Content Structure (AICC), Content Packaging (IMS) và Sequecing Information (IMS) Cuốn sách RTE bao gồm IEEE API 1484.11.2 và IEEE Data Model 1484.11.1 Cuốn sách Sequencing & Navigation (IMS Simple Sequencing 1.0) Nội dung từng cuốn sách

sẽ được điểm qua ngay dưới đây

• Cuốn sách CAM mô tả việc đóng gói các nội dung học tập như thế nào để có thể trao đổi thông tin được trong nhiều hệ thống khác nhau, mô tả các siêu dữ liệu của chúng như thế nào để có thể phát hiện, tìm kiếm, và cuối cùng định nghĩa các luật xác định thứ tự nội dung học tập Nó cũng định nghĩa các cách thức và các yêu cầu trong việc xây dựng tổng hợp, đóng gói nội dung học

• Cuốn sách RTE mô tả các yêu cầu đối với hệ thống quản lý đào tạo (Learning Management System - LMS) trong việc quản lý môi trường hoạt động (chẳng hạn như quá trình tìm kiếm và hiển thị nội dung, việc giao tiếp giữa LMS và các thành phần mô hình dữ liệu (Data Model) chuẩn về các thông tin của học viên)

Trang 17/66

• Cuốn sách SN mô tả nội dung tuân theo SCORM được định thứ tự như thế nào thông qua các sự kiện duyệt kích hoạt từ phía học viên hay phía hệ thống Việc rẽ nhánh của nội dung được mô tả bởi một tập các đơn vị giảng dạy được xác định trước, thường là vào lúc thiết kế theo chủ định của người phát triển nội dung

Phần dưới đây sẽ cho chúng ta các chi tiết kỹ thuật nhưng trước hết chúng ta tìm hiểu qua về XML vì đây là ngôn ngữ chính trong chuẩn SCORM

3.3 Tổng quan về XML

3.3.1 XML

XML có thể coi là một ngôn ngữ (hoặc siêu ngôn ngữ) khắc phục những hạn chế của HTML trong việc trao đổi dữ liệu và tính phức tạp, khó hiểu của SGML XML là sự tổng hợp của 3 công nghệ: đánh dấu văn bản, trao đổi dữ liệu và WWW XML là một siêu ngôn ngữ không phải là ngôn ngữ cụ thể

• Nó xác định các luật đánh dấu văn bản như thế nào Nó không định nghĩa các tag dùng trong đánh dấu văn bản

• Nó cung cấp khả năng để quy định một Document Type Definition (DTD) để rằng buộc việc đánh dấu cho phép trong một lớp tài liệu mà thôi

• Nó hỗ trợ Unicode hoàn toàn, tức là hỗ trợ tất cả các ngôn ngữ trên thế giới XML có nhiều luật khác nhau mà một một file XML phải tuân theo Dưới đây, chúng ta minh họa 3 luật quan trọng nhất

• Luật 1: Thông tin được biểu diễn thông qua các đơn vị gọi các tài liệu XML

• Luật 2: Một tài liệu XML chứa một hay nhiều hơn các thành phần

• Luật 3: Một thành phần có tên, nó được xác định trong tài liệu thông qua

việc đánh dấu tường minh, nó có thể chứa các thành phần khác và có các thuộc tính đi kèm

Ví dụ:

1: <!ELEMENT BookStore (Book*)>

2: <!ELEMENT Book (Title, Author+, Date)>

3: <!ATTLIST Book ID #REQUIRED>

4: <!ELEMENT Title (#PCDATA)>

5: <!ELEMENT Author (#PCDATA + )>

6: <!ELEMENT Date (#PCDATA)>

Trang 19/66

Bảng 2 Ví dụ về DTD Dòng 1 chỉ ra rằng phần tử gốc là BookStore Trong phần tử BookStore có thể không chứa hoặc chứa nhiều phần tử Book Dòng 2 chỉ ra nếu phần tử Book được đưa vào trong văn bản XML thì phần tử này có thể bao gồm các phần tử cấp nhỏ hơn ở trong nó:

• Title: xuất hiện 1 và chỉ 1 lần

• Author: Xuất hiện một lần hoặc nhiều lần

• Date: Xuất hiện 1 và chỉ 1 lần

Dòng 3 nói rằng phần tử Book bắt buộc phải có thuộc tính ID (thông qua dấu

hiệu là #REQUIRED) Dòng 4 nói rằng phần tử Title chứa dữ liệu kiểu kí tự Tương

tự với các dòng 5 và 6

Tuy nhiên, DTD cũng bộc lộ những hạn chế của nó

• Không mô tả bằng ngôn ngữ XML: Chúng ta viết tài liệu XML sử dụng một

cú pháp và viết DTD bằng một cú pháp khác Chính điều này gây khó khăn cho các chương trình phân tích

• Hạn chế về kiểu dữ liệu cơ bản: thường để đảm bảo có thể lấy được các dữ liệu từ cơ sở dữ liệu thường yêu cầu XML phải cung cấp đầy đủ các kiểu dữ liệu cơ bản trong cơ sở dữ liệu Một trong các điểm yếu của DTD đó là chỉ

hỗ trợ kiểu dữ liệu chuỗi kí tự (PCDATA)

• Các điều kiện rằng buộc trong DTD cũng không mạnh: Chỉ hỗ trợ những kiểu rằng buộc như “+” (1 hoặc nhiều hơn), “?” (0 hoặc 1), “*” (0 hoặc nhiều hơn) Không cung cấp khả năng tạo các rằng buộc tìm thấy trong cơ sở dữ liệu (liệt kê, miền, chiều dài chuỗi)

Trang 20/66

Và XML Shema đã ra đời thay thế cho DTD Một điểm cũng cần lưu ý rằng

đa số các đặc tả của SCORM đều dùng XML Shema XML Schema là gì sẽ được giải thích ở phần dưới đây

Thứ hai, nó được viết theo đúng cú pháp của một tài liệu XML

Thứ ba, nó hỗ trợ kiểu viết theo kiểu hướng đối tượng Chúng ta có thể đưa

ra các định nghĩa kiểu mới dựa trên các kiểu cũ

Cuối cùng, điều kiện rằng buộc dữ liệu mạnh hơn như maxlength, precision,

enumeration, maxInclusive (cận trên), minInclusive (cận dưới)

15: <xsd:element ref="Title" minOccurs="1" maxOccurs="1"/>

16: <xsd:element ref="Author" minOccurs="1" maxOccurs="1"/>

17: <xsd:element ref="Date" minOccurs="1" maxOccurs="1"/>

18: </xsd:sequence>

19: </xsd:complexType>

20: </xsd:element>

21: <xsd:element name="Title" type="xsd:string"/>

22: <xsd:element name="Author" type="xsd:string"/>

23: <xsd:element name="Date" type="xsd:string"/>

24: </xsd:schema>

Bảng 3 Ví dụ về XML Schema Dòng đầu tiên không có gì đáng chú ý, đó chỉ là giới thiệu về version của

xml (prolog) Dòng 2 đáng chú ý có phần tử schema như là phần tử gốc của các XML Schema (<xsd:schema> </xsd:schema>) Tiếp theo đó là xmlns:xsd =

sử dụng để xây dựng schema như: schema, element, complexType, sequence, string quy định từ http://www.w3.org/2001/XMLSchema Dòng 3 là targetNamespace =

BookStore, Book, Title, Author, Date Dòng 4 là xmlns = http://www.books.org, tức

là tên namespace mặc định là http://www.books.org trùng với targetNamespace

Dòng 5 khai báo phần tử BookStore Thẻ đóng tương ứng với nó là dòng 11 Dòng 6

khai báo kiểu của nó Ở đây, chúng ta không quy định nó là kiểu cụ thể nào nên chỉ

để nó là <xsd:complexType> Thẻ đóng của nó nằm ở dòng 10 Dòng 7 chỉ ra rằng

Trang 22/66

có các phần tử khác nằm trong phần tử BookStore Thẻ đóng tương ứng với nó nằm

ở dòng 9 Dòng 8 chỉ ra BookStore chứa phần tử con là Book Phần tử này có thể xuất hiện 0 hoặc nhiều lần Dòng 12 mô tả phần tử Book Thẻ đóng của nó nằm ở dòng 20 Dòng 15, 16, và 17 chỉ ra rằng phần tử Book có các phần tử con là Title,

Author và Date Các phần tử Title, Date xuất hiện 1 và chỉ một lần Trong khi đó

phần tử Author có thể xuất hiện một hoặc nhiều lần Dòng 21, 22 và 23 là định nghĩa cụ thể của các phần tử Title, Author và Date Tất cả các phần tử đều không có

phần tử con trong nó Tức chúng là các phần tử cơ bản và chúng có các kiểu cơ bản đều là kiểu chuỗi (string) Ta liệt kê các kiểu dữ liệu cơ bản thông qua bảng dưới đây:

Kiểu dữ liệu cơ bản Ví dụ

Boolean (true/false,0/1)

Decimal “7.08”

Float “12.56E3, 12, 12560, 0, -0, INF, -INF, NAN”

Double “12.56E3, 12, 12560, 0, -0, INF, -INF, NAN”

hexBinary Một chuỗi kí tự dạng hex

base64Binary Một chuỗi kí tự dạng base 64

anyURI http://www.xfront.com

QName Tên của Namespace

Bảng 4 Các kiểu dữ liệu cơ bản Ngoài ra chúng ta cũng có thể định nghĩa kiểu dữ liệu của riêng mình từ các kiểu dữ liệu cơ bản được cung cấp Hãy xem ví dụ sau:

15: <xsd:element name="Title" type="xsd:string"/>

16: <xsd:element name="Author" type="xsd:string"/>

17: <xsd:element name="Date" type="xsd:string"/>

sử sụng XML Schema thì sử dụng như thế nào? Thông qua ví dụ 3, chúng ta sẽ đưa

ra câu trả lời cho câu hỏi này

ra rằng các thành phần dùng trong file XML này có xuất xứ từ namespace

schemaLocation chỉ ra rằng namespace http://www.books.org được định nghĩa trong file BookStore.xsd Tức là schemaLocation bao giờ cũng chứa một cặp giá trị Dòng 2 nói rằng thuộc tính schemaLocation chúng ta đang sử dụng được quy định trong namespace của XMLSchema Instance Các dòng từ 6 đến 10 tuân thủ đúng các luật định nghĩa trong XML-Schema Cụ thể là bao gồm một phần tử Book Trong phần tử Book chứa các phần tử con Title, Author, và Date Các phần tử con này xuất hiện đúng một lần

3.4 Mô hình đóng gói nội dung (Content Aggregation Model)

3.4.1 Mô hình tích hợp

Mô hình tích hợp thành phần nội dung cung cấp cho người tạo và thiết kế bài giảng một phương thức chung nhất để tích hợp các tài nguyên học để phân phát đến học viên một cách phù hợp nhất Tài nguyên học là sự biểu diễn thông tin cần thiết cho học viên trong quá trình học Các hoạt động trong quá trình tạo tài nguyên học

là tạo, phát hiện, tìm kiếm, tập hợp các Asset đơn giản thành các tài nguyên học có

độ phức tạp cao hơn sau đó tổ chức các tài nguyên học này theo một trình tự (Sequencing) định trước để phân phát Mô hình tích hợp thành phần nội dung SCORM được cấu thành từ các thành phần sau:

• Content Model-Mô hình nội dung: thuật ngữ định nghĩa nên các thành phần nội dung (content components) của nội dung học

Trang 26/66

• Content Packaging-Đóng gói nội dung: thuật ngữ định nghĩa thế nào để biểu diễn cấu trúc nội dung (Content Structure) và cách thức đóng gói cho việc di chuyển giữa các hệ thống khác nhau

• Metadata-Siêu dữ liệu: cơ chế cho phép mô tả các thành phần (components) của mô hình nội dung (content model) phục vụ tìm kiếm

• Sequencing & Navigation-Trình tự logic: mô hình tập các qui tắc cơ bản cho phép định nghĩa nên tập các qui tắc cho phép mô tả trật tự (hướng thực thi) các hoạt động khi duyệt gói nội dung

3.4.2 Các thành phần chính trong mô hình tích hợp nội dung SCORM

Phần này trình bày các thành phần chính để xây dựng nên nội dung học có ý nghĩa từ các nguồn tài nguyên học tập Mô hình tích hợp được tạo từ các thành phần: Assets, đối tượng nội dung có tính chia sẻ (SCO) và Content Organization

3.4.2.1 Asset

Nội dung học ở dạng đơn giản nhất là các thành phần Assets, đó là biểu diễn điện tử của văn bản, đồ họa, bài kiểm tra hoặc các thành phần khác mà có thể được phân phát trên web Hơn nữa một Asset có thể được tập hợp lại để xây dựng các Asset khác (ví dụ như một Asset là một trang HTML có thể là tập hợp của các Asset khác như ảnh text, audio và video)

Trang 27/66

Hình 2 Ví dụ về Asset Trên hình trên biểu diễn một loạt các asset khác nhau: file audio WAV, file Audio MP3, các hàm javascript, ảnh JPEG, ảnh GIF, một đoạn HTML, trang Web, đối tượng Flash, tài liệu XML… Một Asset có thể miêu tả bằng siêu dữ liệu Assets

để phục vụ cho mục đích tìm kiếm và phân loại trong kho lưu trữ trực tuyến, do đó tăng cường tính tái sử dụng Cơ chế kết nối Assets với siêu dữ liệu Assets được trình bày trong phần đóng gói nội dung

3.4.2.2 SCO (Sharable Content Object)

Một SCO là một tập hợp của một hoặc nhiều Asset biểu diễn một tài nguyên học tập có thể tìm kiếm và hiển thị được sử dụng SCORM RTE để trao đổi thông tin với LMS (Ở đây ta hiểu LMS là một hệ thống gồm các chức năng thiết kế để phân phối, theo dõi, thông báo và quản lý nội dung học tập, quá trình học tập của học viên và các tương tác của học viên) Một SCO biểu diễn mức nhỏ nhất của kết hợp nội dung sao cho có thể theo dõi được bởi LMS sử dụng RTE Data Model Sự khác biệt duy nhất giữa một SCO và Asset là SCO trao đổi thông tin với LMS sử dụng IEEE ECMAScript Application Programming Interface (API) Để cải thiện tính tái sử dụng, một SCO nên độc lập với ngữ cảnh học của nó ví dụ như SCO có

Trang 28/66

thể được tái sử dụng trong các khóa học khác nhau với các đối tượng học khác nhau SCORM không ràng buộc kích thước của một SCO điều này tùy thuộc vào người tạo nội dung cũng như bao nhiêu thông tin để đạt được nội dụng học yêu cầu

Để hiểu rõ hơn hãy xem hình vẽ dưới đây:

Hình 3 Đối tượng nội dung học chia sẻ (SCO) Trên hình vẽ chỉ ra được sự khác biệt của SCO với Asset Bên tay trái chỉ ra SCO là tập hợp của các asset khác nhau Điểm khác biệt là nằm ở khung bên tay phải Khung đó mô tả quá trình SCO trao đổi thông tin với LMS Đầu tiên, SCO tìm LMS cung cấp đối tượng API Sau đó, SCO sử dụng đối tượng tìm thấy gọi phương thức Initialize() để khởi tạo phiên làm việc với LMS Nếu cần SCO có thể dùng các phương thức API GetValue, SetValue để lấy hoặc thiết lập các giá trị cần thiết Cuối cùng, SCO kết thúc phiên trao đổi thông tin với LMS thông qua phương thức Terminate()

Cũng như asset, SCO có thể được được mô tả bởi SCO Meta-data để có thể tìm kiếm và phát hiện được trong các kho chứa tài nguyên học tập

Như đã trình bày ở hình vẽ trên, SCO phải tuân theo các quy định xác định trong SCORM RTE SCO phải có các công cụ cần thiết để tìm LMS cung cấp API

và gọi tối thiểu 2 phương thức Initialize(), Terminate() Các hàm khác có thể được gọi nhưng chỉ là tuỳ chọn Yêu cầu bắt buộc SCO phải tuân theo các quy định trong SCORM RTE có những lợi ích sau:

• LMS hỗ trợ SCORM RTE có thể tìm và hiển thị SCO và theo dõi, không quan tâm ai sinh ra nó

3.4.2.3 Tổ chức nội dung (Content Organization)

Tổ chức nội dung là một sơ đồ cái mà biểu diễn dự định sử dụng nội dung thông qua các đơn vị giảng dạy có cấu trúc (như chúng ta sẽ biết sau này trong này cuốn sách Sequencing & Navigation chúng ta sẽ gọi chúng là activities)

Thành phần Content Organization Meta-data có thể được dùng để mô tả tổ chức gói nội dung do đó tăng cường tính tái sử lại Hơn thế nữa, mỗi activity trong một Content Organization có thể được mô tả bởi activity Meta-data cho phép tìm kiếm và phát hiện trong các kho lưu trữ, do đó tăng cường khả năng sử dụng lại Các thông tin xác định thứ tự có thể được áp dụng cho các activites Việc xác định thứ tự theo dự đinh được định nghĩa như một phần của Content Organization, bằng cách xác định cấu trúc của các activities trong mối quan hệ với các activities khác

và gắn các thông tin xác định thứ tự cho mỗi activity LMS chịu trách nhiệm dịch các thông tin xác định thứ tự mô tả trong Content Organization và áp dụng các hành

vi xác định thứ tự (sequencing behavior – chúng ta sẽ giải thích kĩ hơn trong phần Sequencing & Navigation) để kiểm soát thứ tự thực tế của các tài nguyên học tập (learning resources) lúc chạy Hãy nhớ lại trước khi có SCORM và sự nhận thức chuyển đổi sang các chiến lược phát triển có thể sử dụng lại thì mọi chuyện hoàn toàn khác Ở thời kì CBT (computer-based training) thì các công cụ tạo bài giảng thường được gắn với các thông tin xác đinh thứ tự và duyệt (sequencing and navigation information) với nhiệm vụ kiểm soát xem phần nào của Khóa học sẽ đưa cho sinh viên xem theo một định dạng riêng Chính vì vậy, rất khó khăn để chia sẻ các nội dung giữa các môi trường tạo nội dung khác nhau và khó có thể sử dụng lại nội dung trong các ngữ cảnh khác nhau có các yêu cầu về xác định thứ tự khác nhau

Trang 30/66

Với SCORM, chúng ta sẽ thấy ở các phần sau, thông tin về xác định thứ tự định nghĩa trên các activities được biểu diễn trong Content Organization và được đặt ở ngoài các tài nguyên học tập gắn liền với các activities LMS sẽ có trách nhiệm tìm kiếm và hiển thị các tài nguyên học tập gắn liền với các activities dựa theo các thông tin xác định thứ tự được quy định trước Đây là một ý tưởng rất quan trọng bởi vì khả năng sử dụng lại tài nguyên học tập sẽ bị hạn chế nếu một tài nguyên học tập được gắn liền với các thông tin xác định thứ tự phụ thuộc ngữ cảnh

cụ thể của Khóa học Ví dụ, nếu một tài nguyên học tập chứa một rẽ nhánh “chặt” tới một tài nguyên học tập khác dưới một điều kiện cụ thể thì nó không thể dùng lại trong một Khóa học khác khi tài nguyên học tập thứ hai không thể áp dụng được hoặc không có Tuy nhiên, SCORM cũng biết rằng một vài tài nguyên học tập có thể chứa tính logic riêng bên trong nó Một tài nguyên học tập như vậy có thể rẽ nhánh bên trong nó phụ thuộc các tương tác của người dùng Những rẽ nhánh đó trong suốt đối với LMS và hợp lý cho các tài nguyên học tập nào đó

Hình 4 Cấu trúc nội dung

Trang 31/66

3.4.3 Các thành phần siêu dữ liệu của gói nội dung

Siêu dữ liệu ở đây miêu tả cách ánh xạ các thành phần siêu dữ liệu của đối tượng nội dung học trong chuẩn IEEE Learning Technology Standards Committee (LTSC) Learning Object Metadata (LOM) đối với cho mỗi thành phần của SCORM Content Model.Nói chung, meta-data sẽ được sử dụng cho Assets, SCOs, Activities,

và Content Organizations để mô tả chúng theo một cách có quy trình sao cho các thành phần trên có thể được xác định, phân loại, tìm kiếm trên các hệ thống khác nhau để tăng cường tính sử dụng lại và chia sẻ (reuse and shared).Các chính sách quy định sự áp dụng meta-data cho các thành phần của Content Aggregation Model phải được định nghĩa trong các tổ chức mong muốn sử dụng lại dựa trên các yêu cầu của các tổ chức đó SCORM không có ý định áp đặt các yêu cầu liên quan tới quy mô sử dụng các thẻ (tag) của các thành phần Content Model mà chỉ cung cấp các hướng dẫn thực tế, dựa trên chuẩn cho các tổ chức muốn sử dụng lại và chia sẻ nội dung học tập

• Siêu dữ liệu của tích hợp nội dung: Là siêu dữ liệu phục vụ cho mục đích tích hợp nội dung.Mục tiêu là làm cho việc tích hợp nội dung được thực hiện nội tại bên trong gói nội dung,cung cấp các thông tin cần thiết

• Siêu dữ liệu SCO: Là thông tin mô tả về SCO Các thông tin mô tả này làm đơn giản việc tái sử dụng và tìm kiếm tài nguyên học trong kho lưu trữ trực tuyến Do SCO được xây dựng thành các đơn vị học độc lập và chỉ được kích hoạt bởi hệ quản trị do vậy ỹ nghĩa của siêu dữ liệu của SCO rất quan trọng cho phép sử dụng SCO không chỉ cho một gói nội dung mà có thể được sử dụng trong nhiều gói nội dung học khác nhau

• Siêu dữ liệu Asset: Là thông tin mô tả về Assets đó Các thông tin mô tả này làm đơn giản việc tái sử dụng và tìm kiếm tài nguyên học trong kho lưu trữ trực tuyến

Áp dụng siêu dữ liệu:

Trang 32/66

Cơ chế để ràng buộc các thành phần Content Model để phù hợp với data application profile là Content Package Hiện tại có 5 nơi mà meta-data có thể

Meta-áp dụng trong gói nội dung (content package):

• Manifest: Meta-data tại mức manifest level (Content Aggregation Meta-data) phải tuân theo quy định bởi IEEE LTSC LOM nhưng không có ràng buộc bổ sung ở phía SCORM

• Organization: Meta-data tại mức tổ chức mô tả toàn bộ Content Organization Nó có thể là một Khóa học, một bài, hoặc bất kỳ một đơn vị giảng dạy nào có cấu trúc

• Item: Meta-data ở mức item mô tả mô tả hệ thống phân cấp của các activities theo phương thức phụ thuộc ngữ cảnh

• Resource: Meta-data tại mức này mô tả tài nguyên theo kiểu SCO hoặc asset

• File: Meta-data tại mức này mô tả một asset theo cách thức không phụ thuộc ngữ cảnh

3.5 Đóng gói nội dung trong SCORM

3.5.1 Sơ lược

Phần đóng gói nội dung chủ yếu dựa trên IMS Content Packaging (CP) Specification Mục đích là cung cấp một cách chuẩn hoá trao đổi nội dung học tập giữa các hệ thống (các hệ quản trị khác nhau) hoặc công cụ khác nhau (các công cụ biên soạn và đóng gói nội dung) Ngoài ra đóng gói nội dung cũng cung cấp các mô

tả về cấu trúc và thứ tự xác định của các nội dung học tập

Đóng gói nội dung được mong chờ để sử dụng di chuyển nội dung học hay tập hợp các nội dung học giữa các hệ quản trị (LMS), giữa các công cụ phát triển và các kho nội dung.IMS Content Packaging Specification cung cấp một định dạng chuẩn chung Input/Output cái mà bất cứ hệ thống nào cũng đều hỗ trợ.Sắp tới ta sẽ trình bầy các phần sau đây: