ứng dụng công nghệ mobile trong đào tạo trực tuyến

Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến Tống Thị Hường-ĐTK3 1 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 5 MỞ ĐẦU 6 CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ CÁC DỊCH VỤ 8 1.1. GIỚI THIỆU 8 1.2. CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 9 1.2.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ một 9 1.2.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ hai 10 1.2.2.1. Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA 10 1.2.2.2. Đa truy cập phân chia theo mã CDMA 11 1.2.3. Hệ thống thông tin di động thế hệ ba 12 1.3. HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM 13 1.3.1. Giới thiệu lịch sử phát triển 13 1.3.2. Cấu trúc mạng GSM 15 1.3.2.1. Trạm di động 16 1.3.2.2. Hệ thống con trạm gốc 16 1.3.2.3. Hệ thống mạng con 16 1.3.2.4. Đa truy cập trong GSM 18 1.3.2.5. Các thủ tục thông tin 19 1.3.3. Sự phát triển mạng GSM lên 3G 22 1.3.3.1. Hệ thống GSM được nâng cấp từng bước lên thế hệ ba 22 1.3.3.2. Các giải pháp nâng cấp 23 1.4. CÔNG NGHỆ THÔNG TIN DI ĐỘNG THẾ HỆ BA 25 1.4.1. Giới thiệu chung về công nghệ thông tin di động W-CDMA 25 1.4.2. Cấu trúc mạng W-CDMA 27 1.4.2.1. Mạng truy nhập vô tuyến 30 Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến Tống Thị Hường-ĐTK3 2 1.4.2.2. Giao diện vô tuyến 32 CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐÀO TẠO TRỰC TUYẾN 35 2.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA ĐÀO TẠO TRỰC TUYẾN 35 2.2. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 37 2.3. ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG ĐÀO TẠO TRỰC TUYẾN 39 2.4. CÁC HỌC THUYẾT VỀ ĐÀO TẠO TRỰC TUYẾN 40 2.5. ĐÁNH GIÁ ƯU ĐIỂM VÀ HẠN CHẾ CỦA ĐÀO TẠO TRỰC TUYẾN 41 2.5.1. Ưu điểm 41 2.5.2. Hạn chế 43 2.6. CÁC CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG CHO ĐÀO TẠO TRỰC TUYẾN 44 2.6.1. Sơ lược về Learning Objects 44 2.6.1.1. Khái niệm 44 2.6.1.2. Các tiện ích của LO 45 2.6.1.3. Ưu và nhược điểm của việc sử dụng LO trong thiết kế bài giảng 46 2.6.1.4. Lĩnh vực ứng dụng của LO 47 2.6.2. E-book và LO 48 2.6.2.1. Định nghĩa E-book 48 2.6.2.2. Ưu và nhược điểm của E-book 48 2.6.2.3. Ưu điểm của LO 49 2.6.3. Learning Object Metadata (LOM) 49 2.6.3.1. Định nghĩa 49 2.6.3.2. Các thành phần cơ bản của metadata 50 2.7. CÁC CHUẨN THÔNG TIN VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT 50 2.7.1. Chuẩn IMS 50 2.7.2. Chuẩn SCORM 53 Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến Tống Thị Hường-ĐTK3 3 2.8. HỆ THỐNG QUẢN LÝ VIỆC HỌC (LMS- LEARNING MANAGEMENT SYSTEM) 58 2.8.1. Định nghĩa 58 2.8.2. Phân loại 58 2.8.3. Đặc điểm của LMS 59 2.8.4. Chức năng của LMS 59 2.8.5. Một vài hệ thống LMS hiện nay 60 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ GIẢI PHÁP HỆ THỐNG ĐÀO TẠO TRỰC TUYẾN TRÊN NỀN DI ĐỘNG 61 3.1 GIỚI THIỆU 61 3.2. CẤU TRÚC MỘT HỆ THỐNG E-LEARNING ĐIỂN HÌNH 62 3.2.1. Mô hình chức năng 62 3.2.2. Mô hình hệ thống 64 3.3. CẤU TRÚC HỆ THỐNG MLEARNING 65 3.3.1. Lịch sử phát triển 65 3.3.2 Cấu trúc và thành phần cơ bản của hệ thống mLearning 67 3.4. ĐỀ XUẤT CÁC MÔ HÌNH ELEARING 73 3.4.1 Xây dựng cấu trúc mới toàn bộ 73 3.4.2. Xây dựng cấu trúc theo sản phẩm hoặc giải pháp sẵn có 74 3.5. MỘT SỐ NHÀ CUNG CẤP GIẢI PHÁP E-LEARNING & M-LEARNING 74 3.6. CÁC GIẢI PHÁP E-LEARNING TRÊN NỀN THIẾT BỊ DI ĐỘNG 77 3.6.1. Giới thiệu 77 3.6.2. Các tính năng của giải pháp M-Learning 79 3.5.2.1. Quizzes…………………………………………………………… 80 3.5.2.2. Lessons 80 3.5.2.3. Assignments 80 Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến Tống Thị Hường-ĐTK3 4 3.5.2.5. Forums 80 3.5.2.6. Wikis 80 3.5.2.7. Database 80 3.5.2.8. Moodle Ressources 81 3.6.3. Giải pháp E-Learning của Apple 81 3.7 CÁC YẾU TỐ CẦN QUAN TÂM KHI PHÁT TRIỂN M-LEARNING 83 3.7.1. Giá trị cốt lõi 83 3.7.2. Thách thức kỹ thuật và đặc tính giáo dục 83 3.7.3 Tương lai của đào tạo trực tuyến 84 3.7.3.1 Sự phát triển liên tục 84 3.7.3.2. Tương lai 85 TỔNG KẾT 86 Đánh giá 86 Hướng phát triển 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến Tống Thị Hường-ĐTK3 5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Hệ thống điện thoại di động………………………………………………… 8 Hình 1.2: Mạng tế bào vô tuyến …………………………………………………………15 Hình 1.3: Mô hình hệ thống thông tin di động tế bào………………………………… 15 Hình 1.4: Gọi từ thiết bị di động vào điện thoại cố định…………………………… 20 Hình 1.5: Gọi từ điện thoại cố định đến thiết bị di động…………………………… 21 Hình 1.6: Các giải pháp nâng cấp hệ thống 2G lên 3G ………………………………25 Hình 1.7: Quá trình nâng cấp GSM lên W-CDMA……………………………………26 Hình 1.8: Các dịch vụ đa phương tiện trong hệ thống thông tin di động thế hệ 3 28 Hình 1.9: Cấu trúc của UMTS………………………………………………………… 28 Hình 1.10: Cấu trúc UTRAN…………………………………………………………… 30 Hình 1.11: Mô hình tổng quát các giao diện vô tuyến của UTRAN……………… 32 Hình 2.1: Mô hình tương tác của người học tới SCORM …………………………54 Hình 2.2: Các dịch vụ SCORM trong môi trường LMS …………………………55 Hình 2.3: Các thành phần của SCORM……………………………………………… 56 Hình 2.4: Biểu đồ hoạt động của SCO ……………………………………………57 Hình 3.1: Mô hình chức năng hệ thống E-Learning………………………………… 63 Hình 3.2: Kiến trúc hệ thống E-Learning sử dụng công nghệ web………………….63 Hình 3.3: Mô hình hệ thống E-Learning……………………………………………… 64 Hình 3.4: Mô hình kiến trúc hệ thống……………………………………………………70 Hình 3.5: Cấu trúc M-Learning………………………………………………………… 71 Hình 3.6: Mô hình M-Learning………………………………………………………… 73 Hình 3.7: Các sản phẩm E-Learning của Apple……………………………………… 82 Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến Tống Thị Hường-ĐTK3 6 MỞ ĐẦU Ngày nay, trong các hoạt động xã hội diễn ra hàng ngày, thông tin liên lạc đóng một vai trò hết sức quan trọng, giúp con người có thể nắm bắt thông tin một cách nhanh chóng. Các thành tựu của khoa học và công nghệ làm cho cuộc sống của con người thay đổi từng giờ từng phút. Hệ thống thông tin di động phát triển rất nhanh theo nhu cầu dịch vụ ngày càng cao của người dùng, mới đầu nó chỉ là hệ thống thông tin di động điều vận. Đến nay, thông tin di động đã trả qua nhiều thế hệ, từ thế hệ thứ nhất đến thế hệ thứ 4. Thông tin di động không chỉ giúp con người có thể liên lạc và nắm bắt các thông tin mà còn có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác. Đặc biệt trong đào tạo, thông tin di động đã góp phần truyền tải kiến thức đến con người có nhu cầu học tập. Giáo dục là vấn đề được quan tâm hàng đầu ở mọi quốc gia trên thế giới. Và việc dạy học luôn được chính phủ cất nhắc và cải cách từng ngày, để phù hợp hơn với trình độ của các cấp học ở Việt Nam hiện nay. Nhắc tới việc dạy và học không thể không nhắc đến các giáo cụ - là một công cụ hỗ trợ đắc lực cho việc giảng dạy của giảng viên. Hiện nay với sự phát triển của công nghệ, nhiều giảng viên đã lựa chọn cho mình những giáo án điện tử thật đặc sắc, nhằm nâng cao khả năng sáng tạo và giúp học viên có thể tiếp thu bài học dễ dàng hơn. Tuy nhiên, ở bộ môn tin học với đặc thù riêng là kỹ năng thực hành trên máy điện toán, cùng với độ chính xác cao thì giáo án điện tử cũng phải có sự thay đổi cho phù hợp. Do đó, khái niệm về dạy học trực tuyến ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của nhà trường cũng như học viên. Moodle là một trong những mã nguồn miễn phí tốt nhất trợ giúp đắc lực cho việc dạy học trực truyến hiện nay. Với mã nguồn này, ta có thể tạo nên một website dạy học trực tuyến, cho phép sinh viên và giảng viên có thể tương tác với nhau thông qua môi trường Internet cũng như mạng nội bộ. Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến Tống Thị Hường-ĐTK3 7 Đó cũng là lý do em chọn mã nguồn Moodle cho đề tài “Ứng dụng công nghệ mobile trong đào tạo trực tuyến”. Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn – TS. Nguyễn Hoài Giang, đến nay em đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình với 3 chương có nội dung như sau: Chương 1: Hệ thống thông tin di động và các dịch vụ Chương 2: Tìm hiểu, phân tích hệ thống đào tạo trực tuyến Chương 3: Thiết kế giải pháp hệ thống đào tạo trực tuyến trên nền di động Vì điều kiện thời gian và kiến thức còn hạn chế nên bản luận văn chưa thể hiện rõ đầy đủ và chính xác được nội dung và không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo của các Thầy cô và bạn bè để bản luận văn của em được hoàn thiện hơn. Để đạt được kết quả này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy giáo - TS. Nguyễn Hoài Giang đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu; các Thầy cô, bạn bè và gia đình đã tạo điều kiện để em hoàn thành được bản luận văn của mình. Hà Nội, ngày 31 tháng 8 năm 2012 Học viên thực hiện Tống Thị Hường Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến Tống Thị Hường-ĐTK3 8 CHƯƠNG 1: HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ CÁC DỊCH VỤ 1.1. GIỚI THIỆU Ra đời đầu tiên vào cuối năm 1940, đến nay thông tin di động đã trải qua nhiều thế hệ. Thế hệ không dây thứ nhất là thế hệ thông tin tương tự sử dụng công nghệ đa truy cập phân chia phân chia theo tần số (FDMA). Thế hệ thứ hai sử dụng kỹ thuật số với công nghệ đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) và phân chia theo mã (CDMA). Thế hệ thứ ba ra đời đánh giá sự nhảy vọt nhanh chóng về cả dung lượng và ứng dụng so với các thế hệ trước đó, và có khả năng cung cấp các dịch vụ đa phương tiện gói là thế hệ đang được triển khai ở một số quốc gia trên thế giới. Quá trình phát triển của các hệ thống thông tin di động trên thế giới được thể hiện sự phát triển của hệ thống điện thoại tổ ong (CMTS - Cellular Mobile Telephone System) và nhắn tin (PS - Paging System) tiến tới một hệ thống chung toàn cầu trong tương lai. Hình 1.1: Hệ thống điện thoại di động Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến Tống Thị Hường-ĐTK3 9 1.2. CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.2.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ một Phương pháp đơn giản nhất về truy nhập kênh là đa truy nhập phân chia tần số. Hệ thống di động thế hệ một sử dụng phương pháp đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA) và chỉ hỗ trợ các dịch vụ thoại tương tự và sử dụng kỹ thuật điều chế tương tự để mang dữ liệu thoại của mỗi người sử dụng. Với FDMA, khách hàng được cấp phát một kênh trong tập hợp có trật tự các kênh trong lĩnh vực tần số. Sơ đồ báo hiệu của hệ thống FDMA khá phức tạp, khi MS bật nguồn để hoạt động thì nó dò sóng tìm đến kênh điều khiển dành riêng cho nó. Nhờ kênh này, MS nhận được dữ liệu báo hiệu gồm các lệnh về kênh tần số dành riêng cho lưu lượng người dùng. Trong trường hợp nếu số thuê bao nhiều hơn so với các kênh tần số có thể, thì một số người bị chặn lại không được truy cập. Đa truy nhập phân chia theo tần số nghĩa là nhiều khách hàng có thể sử dụng được dải tần đã gán cho họ mà không bị trùng nhờ việc chia phổ tần ra thành nhiều đoạn. Phổ tần số quy định cho liên lạc di động được chia thành 2N dải tần số kế tiếp, và được cách nhau bằng một dải tần phòng vệ. Mỗi dải tần số được gán cho một kênh liên lạc. N dải kế tiếp dành cho liên lạc hướng lên, sau một dải tần phân cách là N dải kế tiếp dành riêng cho liên lạc hướng xuống. Đặc điểm: • Mỗi MS được cấp phát đôi kênh liên lạc suốt thời gian thông tuyến. • Nhiễu giao thoa do tần số các kênh lân cận nhau là đáng kể. • BTS phải có bộ thu phát riêng làm việc với mỗi MS. Hệ thống FDMA điển hình là hệ thống điện thoại di dộng tiên tiến (AMPS - Advanced Mobile Phone System). Hệ thống thông tin di động thế hệ một sử dụng phương pháp đa truy cập đơn giản. Tuy nhiên hệ thống không thoả mãn nhu cầu ngày càng tăng của người dùng Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến Tống Thị Hường-ĐTK3 10 về cả dung lượng và tốc độ. Vì các khuyết điểm trên mà nguời ta đưa ra hệ thống thông tin di dộng thế hệ hai ưu điểm hơn thế hệ một về cả dung lượng và các dịch vụ được cung cấp. 1.2.2. Hệ thống thông tin di động thế hệ hai Cùng với sự phát triển nhanh chóng của thuê bao cả về số lượng và chất lượng, hệ thống thông tin di động thế hệ hai được đưa ra để đáp ứng kịp thời số lượng lớn các thuê bao di động dựa trên công nghệ số. Tất cả hệ thống thông tin di động thế hệ hai sử dụng điều chế số. Và chúng sử dụng 2 phương pháp đa truy cập: • Đa truy cập phân chia theo thời gian (Time Division Multiple Access - TDMA). • Đa truy cập phân chia theo mã (Code Division Multiple Access - CDMA). 1.2.2.1. Đa truy cập phân chia theo thời gian TDMA Với phương pháp truy cập TDMA thì nhiều người sử dụng một sóng mang và trục thời gian được chia thành nhiều khoảng thời gian nhỏ để dành cho nhiều người sử dụng sao cho không có sự chồng chéo. Phổ quy định cho liên lạc di động được chia thành các dải tần liên lạc, mỗi dải tần liên lạc này dùng chung cho N kênh liên lạc, mỗi kênh liên lạc là một khe thời gian trong chu kỳ một khung. Các thuê bao khác dùng chung kênh nhờ cài xen thời gian, mỗi thuê bao được cấp phát cho một khe thời gian trong cấu trúc khung. Đặc điểm: • Tín hiệu của thuê bao được truyền dẫn số. • Liên lạc song công mỗi hướng thuộc các dải tần liên lạc khác nhau, trong đó một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ trạm gốc đến [...]... cũng r t có tri n v ng, trong khi ó Châu Á l i là khu v c ng d ng công ngh thông tin này ít hơn Trong nh ng năm g n ây, Châu Âu ã có m t thái tích c c i v i vi c phát tri n công ngh thông tin cũng như ng d ng nó trong m i lĩnh v c kinh t - xã h i, c bi t là ng d ng trong h th ng giáo d c Các nư c trong C ng ng Châu Âu u nh n th c ư c ti m năng to l n mà công ngh thông tin mang l i trong vi c m r ng ph... hơn, ó chính là công ngh T ng Th Hư ng- TK3 24 ng d ng công ngh Mobile trong ào t o tr c tuy n EDGE EDGE v n d a vào công ngh chuy n m ch kênh và chuy n m ch gói v i t c t i a t ư c là 384Kbps nên s khó khăn trong vi c h tr các ng d ng òi h i vi c chuy n m ch linh ng và t c truy n d li u l n hơn Lúc này s th c hi n nâng c p EDGE lên W-CDMA và hoàn t t vi c nâng c p m ng GSM lên 3G 1.4 CÔNG NGH THÔNG... i k ho ch t n s không còn ng d ng công ngh Mobile trong ào t o tr c tuy n v n , chuy n giao tr thành m m, i u khi n dung lư ng cell r t linh ho t 1.2.3 H th ng thông tin di ng th h ba Công ngh thông tin di ng s th h ba Công ngh này liên quan n nh ng c i ti n ang ư c th c hi n trong lĩnh v c truy n thông không dây cho i n tho i và d li u thông qua b t kỳ chu n nào trong nh ng chu n hi n nay t c u tiên... thêm n i dung và nâng cao ch t lư ng c a n n giáo d c Công ty IDC ư c oán r ng th trư ng E-Learning c a Châu Âu s tăng t i 4 t USD trong năm 2004 v i t c tăng 96% hàng năm Ngoài vi c tích c c tri n T ng Th Hư ng- TK3 35 ng d ng công ngh Mobile trong ào t o tr c tuy n khai E-Learning t i m i nư c, gi a các nư c Châu Âu có nhi u s h p tác a qu c gia trong lĩnh v c E-Learning EuroPACE i n hình là d án xây... 200KHz nên ta có t ng s kênh trong FDMA là 124 M t d i thông TDMA là m t khung có 8 khe th i gian, m t khung kéo dài trong 4.616ms Khung ư ng lên tr 3 khe th i gian so v i khung ư ng xu ng, nh tr này mà MS có có th s d ng m t khe th i gian có cùng s th t c ư ng lên l n ư ng xu ng truy n tin bán song công Các kênh t n s xác ư c s d ng GSM n m trong dãy t n s quy nh 900MHz nh theo công th c sau: FL = 890,2... chia thành các c m (BURST) ch a hàng trăm bit ã ư c i u ch M i c m ư c phát i trong m t khe th i gian 577µs trong m t kênh t n s có r ng 200KHz nói trên M i m t kênh t n s cho phép t ch c các khung thâm nh p theo th i gian, m i khung bao g m 8 khe th i gian t 0 – 7 (TS0, TS1, TS7) T ng Th Hư ng- TK3 18 ng d ng công ngh Mobile trong ào t o tr c tuy n 1.3.2.5 Các th t c thông tin • ăng nh p thi t b vào... ng trong băng t n 900MHz Vi n tiêu chu n nh nghĩa GSM khi qu c t ch p nh n tiêu chu n h th ng i n tho i t bào s L i xu t có k t qu vào tháng 9 năm 1987, khi 13 nhà i u hành và qu n lý c a nhóm c v n CEPT GSM th a thu n ký hi p T ng Th Hư ng- TK3 13 nh GSM MoU “Club”, v i ngày ng d ng công ngh Mobile trong ào t o tr c tuy n kh i u là ngày 01 tháng 7 năm 1991 GSM là t vi t t t c a Global System for Mobile. .. 1.8: Các d ch v i x ng n i m a i m a phương ti n trong h th ng thông tin di Các nhà khai thác có th cung c p r t nhi u d ch v d ch v liên quan a phương ng th h ba i v i khách hàng, t các i n tho i khác nhau v i nhi u d ch v b sung cũng như các d ch v không n cu c g i như thư i n t , FPT… T ng Th Hư ng- TK3 26 ng d ng công ngh Mobile trong ào t o tr c tuy n Công trình nghiên c u c a các nư c Châu Âu cho... trên cơ s công ngh GSM T ng Th Hư ng- TK3 27 ng d ng công ngh Mobile trong ào t o tr c tuy n UU IU Node B MSC/ VLR RNC GMSC Node B USIM IUb CU USIM IUr PLMN,PSTN ISDN HLR Node B SGSN RNC GGSN Internet Node B UE UTRAN Các m ng ngoài CN Hình 1.9: C u trúc c a UMTS • UE (User Equipment) Thi t b ngư i s d ng th c hi n ch c năng giao ti p ngư i s d ng v i h th ng UE g m hai ph n: Thi t b di ng (ME - Mobile. .. Báo hi u gi a các b ph n ch c năng trong h th ng m ng con là h th ng báo hi u s 7 (SS7) s d ng cho báo hi u trung k trong m ng ISDN và m r ng s d ng trong m ng công c ng hi n t i B ghi nh v thư ng trú (HLR) và b ghi MSC cung c p nh v t m trú (VLR) cùng v i nh tuy n cu c g i và kh năng liên l c di ng c a GSM HLR ch a t t c thông tin qu n tr c a m i thuê bao ã ăng ký trong m ng GSM tương ng, cùng v i . ĐÀO TẠO TRỰC TUYẾN 35 2.2. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 37 2.3. ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG ĐÀO TẠO TRỰC TUYẾN 39 2.4. CÁC HỌC THUYẾT VỀ ĐÀO TẠO TRỰC TUYẾN 40 2.5. ĐÁNH GIÁ ƯU ĐIỂM VÀ HẠN CHẾ CỦA ĐÀO TẠO. mã trong SIM card của thuê bao, sử dụng để nhận thực và mã hóa trên kênh vô tuyến. Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến Tống Thị Hường-ĐTK3 18 1.3.2.4. Đa truy cập trong. lạc song công mỗi hướng thuộc các dải tần liên lạc khác nhau, trong đó một băng tần được sử dụng để truyền tín hiệu từ trạm gốc đến Ứng dụng công nghệ Mobile trong đào tạo trực tuyến Tống