Xây dựng công cụ chuẩn hóa dữ liệu câu hỏi cho hệ thống LMS Moodle

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG ĐÀO TRUNG TÁ XÂY DỰNG CÔNG CỤ CHUẨN HÓA DỮ LIỆU CÂU HỎI CHO HỆ THỐNG LMS MOODLE Chuyên ngành : Khoa học máy tính Mã số : 60 48 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 2 LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là Đào Trung Tá, học viên cao học khóa K10, chuyên ngành Khoa học máy tính. Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Xây dựng công cụ chuẩn hóa dữ liệu câu hỏi cho hệ thống LMS Moodle” là công trình nghiên cứu của tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Việt Anh. Mọi tham khảo dùng trong luận văn đều được trích dẫn rõ ràng. Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo hay gian trá, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Học viên Đào Trung Tá Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3 MỤC LỤC Phần mở đầu 5 1. Đặt vấn đề 5 2. Mục đích đề tài 6 3. Mục tiêu cụ thể: 6 4. Bố cục luận văn 7 Chương 1. Tổng quan 8 1.1. Tổng quan về Elearning và Moodle 8 1.1.1. Tổng quan về Elearning 8 1.1.2. Ưu điểm của e-learning 8 1.2. Tổng quan về Moodle 9 1.2.1. Tổng quan về Moodle 9 1.2.2. Những ưu điểm khi chọn Moodle 11 1.2.2.1. Mã nguồn mở và miễn phí 11 1.2.2.2. Nguyên lý giáo dục của Moodle 11 1.2.2.3. Cộng đồng 13 1.2.2.4. Các chức năng chính Moodle có thể hỗ trợ 13 1.3. Quiz trong Moodle 20 1.3.1. Các thiết lập cho mô-đun đề thi 20 1.3.2. Tạo một đề thi 22 Chương 2: Các dạng chuẩn câu hỏi 24 2.1. Chuẩn câu hỏi dạng GIFT 24 2.1.1. Tổng quan 24 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 4 2.1.2. Bảng các ký tự 24 2.1.3. Định dạng chung cho mỗi câu hỏi. 25 2.1.4. Các dạng câu hỏi 26 2.1.4.1. Câu hỏi đa lựa chọn 26 2.1.4.2. Câu hỏi đa lựa chọn với nhiều câu trả lời đúng 27 2.1.4.3. Câu hỏi dạng đúng - sai 27 2.1.4.4. Câu hỏi trả lời ngắn 28 2.1.4.5. Câu hỏi ghép đôi 28 2.1.4.6. Câu hỏi điền từ vào chỗ trống 29 2.1.4.7. Câu hỏi số học 29 2.1.4.8. Câu hỏi dạng bài luận 29 2.1.5. Các thành phần khác 29 2.1.5.1. Ký tự đặc biệt 29 2.1.5.2. Xác định thư mục lưu câu hỏi 29 2.1.5.3. Thêm hình ảnh vào câu hỏi 32 2.2. Định dạng Moodle XML 33 2.2.1. Cấu trúc của file XML 33 2.2.2. Một số dạng câu hỏi 35 2.2.2.1. Câu hỏi đa lựa chọn 35 2.2.2.2. Câu hỏi đúng/sai. 36 2.2.2.3. Câu hỏi trả lời ngắn. 37 2.2.2.4. Câu hỏi số học. 37 2.2.2.5. Câu hỏi so khớp. 38 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 5 2.2.2.6. Câu hỏi luận (essay) 39 Chương 3: Chương trình thực nghiệm 39 3.1. Bài toán 39 3.2. Chương trình 41 3.2.1. Phân tích, thiết kế 41 3.2.1.1. Quy trình tạo công cụ 41 3.2.1.2. Xác định yêu cầu 44 3.2.1.3. Xác định dạng file của câu hỏi 44 3.2.1.4. Hoàn thành công cụ 45 3.2.1.5. Ưu điểm của công cụ 55 3.3. Cài đặt thử nghiệm 57 3.3.1. Cách upload câu hỏi lên hệ thống. 57 3.3.2. Cách tạo một khóa học trong Moodle. 58 Phần kết luận 62 1. Các kết quả đã đạt được 62 2. Khả năng mở rộng 63 3. Kết luận 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 6 Phần mở đầu 1. Đặt vấn đề Trong những năm gần đây, sự phát triển không ngừng của Công nghệ thông tin nói chung và Internet nói riêng đã mang lại những thay đổi đáng kể trong cuộc sống. Internet đã thật sự là môi trường thông tin liên kết mọi người trên toàn thế giới gần lại với nhau, cùng chia sẻ những vấn đề mang tính toàn cầu. Những thành tựu của Công nghệ thông tin và truyền thông đã góp phần quan trọng việc thay đổi tư duy dạy và học. Việc áp dụng E-learning trong dạy học là một nhu cầu và đòi hỏi cao đối với thời đại ngày nay. Một mặt cần tránh lạm dụng thành tựu của CNTT&TT trong đổi mới phương thức đào tạo, các thày cô giáo áp dụng tối đa các thành tự của CNTT&TT trong việc nâng cao chất lượng dạy học, hội nhập khu vực và thế giới. Tận dụng môi trường Internet, xu hướng phát triển của các phần mềm hiện nay là xây dựng các ứng dụng có khả năng chia sẻ cao, vận hành không phụ thuộc vào vị trí địa lý cũng như hệ điều hành, tạo điều kiện cho mọi người trao đổi, tìm kiếm thông tin, học tập một cách dễ dàng và thuận tiện. Elearning là một trong những ứng dụng điển hình dựa trên Wed và Internet. Việc học không chỉ bó cụm cho học sinh, sinh viên ở các trường học mà dành cho tất cả mọi người, không kể tuổi tác, không có điều kiện trực tiếp đến trường Hiện nay trên thế giới có nhiều trường đại học đã xây dựng cho mình một hệ thống e-learning hoàn chỉnh và hoạt động với kết quả tốt, ở Việt Nam, có một số trường đại học đã triển khai hệ thống e-learning, tuy nhiên việc áp dụng một số hệ thống để xây dựng các cua học tập và việc tạo các đề thi trên hệ thống phục vụ cho các lớp học còn gặp nhiều khó khăn. Trong việc tạo lập các khóa học tập trực tuyến trên mạng thì việc tạo ra các bài thi, kiểm tra sau các Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 7 khóa học, môn học là hoàn toàn cần thiết, tuy nhiên việc thiết lập các hệ thống câu hỏi, đáp án và gợi ý cho các bài thi còn nhiều phức tạp và khó khăn. Nhận thức được sự cần thiết đó, hòa nhập với xu thế của thời đại và tìm hiểu nhu cầu và khả năng ứng dụng e-learning và các công cụ hỗ trợ, tôi nhận thấy việc xây dựng một hệ thống chuẩn hóa các câu hỏi, hỗ trợ e-learning là khả thi và cần thiết. Thay vì sử dụng các ngôn ngữ lập trình để xây dựng hệ thống, tôi lựa chọn hệ mã nguồn mở của hệ thống Moodle để “Xây dựng công cụ chuẩn hóa dữ liệu câu hỏi cho hệ thống LMS Moodle” nhằm đáp ứng yêu cầu trên. 2. Mục đích đề tài Mục đích của đề tài này là xây dựng một công cụ cho phép chuẩn hóa câu hỏi từ định dạng văn bản sang chuẩn của hệ thống moodle cho phép sử dụng cập nhật nhiều loại câu hỏi, câu hỏi từ tệp vào hệ thống thay vì cập nhật từng câu hỏi. Đưa hệ thống lên mạng Internet để các giáo viên có thể xây dựng hệ thống các câu hỏi cho bài kiểm tra. Đề tài chỉ dùng lại ở mức độ như trên, việc ứng dụng công cụ chuẩn hóa câu hỏi để phát triển các khóa học hoàn chỉnh là phần tiếp theo của đề tài. 3. Mục tiêu cụ thể: Mục tiêu 1: Tìm hiểu e-learning và các khả năng ứng dụng e-learning trong các nhà trường ở Việt Nam. Nghiên cứu cách sử dụng và khai thác tính năng của Moodle, tìm hiểu các chuẩn câu hỏi trong Moodle. Mục tiêu 2: Xây dựng công cụ chuẩn hóa câu hỏi từ định dạng văn bản sang chuẩn hóa của hệ thống moodle. Mục tiêu 3: Đưa hệ thống lên mạng Internet để các giáo viên có thể xây dựng hệ thống các câu hỏi cho bài kiểm tra. Kết luận kết quả của đề tài và hướng phát triển tiếp theo của hệ thống. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 8 4. Bố cục luận văn Phần mở đầu Chương 1: Tổng quan 1.1. Tổng quan về E-learming và Moodle Phần này giới thiệu về e-learning và các mức độ ứng dụng e-learning hiện nay, giới thiệu về Moodle, nghiên cứu sử dụng các tính năng chính mà Moodle hỗ trợ và lý do chọn Moodle. 1.2. LMS Moodle và Quiz trong Moodle Nghiên cứu một số dạng chuẩn cấu hỏi trong Moodle, tìm hiểu cách tạo đề thi trong Moodle. Chương 2: Các dạng chuẩn câu hỏi Phần này tập chung nghiên cứu và tìm hiểu 2 dạng chuẩn câu hỏi dạng GIFT và dạng Moodle XML. Chương 3: Chương trình thực nghiệm 3.1. Bài toán Phần này giới thiệu thực trang nghiên cứu và yêu cầu đặt ra của bài toán, nội dung, yêu cầu đề ra. 3.2. Chương trình Phần này tập trung xây dựng công cụ chuẩn hóa dữ liệu câu hỏi từ dạng văn bản vào hệ thống, thiết kế công cụ chuẩn hóa. 3.3. Cài đặt và thử nghiệm Phần kết luận: Tóm tắt kết quả đã đạt được, hướng phát triển tiếp của đề tài. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 9 Chương 1. Tổng quan 1.1. Tổng quan về Elearning và Moodle 1.1.1. Tổng quan về elearning Có nhiều quan điểm, định nghĩa khác nhau về e-learning, dưới đây sẽ trích ra một số định nghĩa e-learning đặc trưng nhất: 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 nghĩa là việc học tập, đào tạo được chuẩn bị, truyền tải hoặc quản lý 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 Centrer). Việc sử dụng công nghệ để tạo ra, đưa các dữ liệu có giá trị, thông tin, học tập và kiến thức với mục đích nâng cao hoạt động của tổ chức và phát triển khả năng cá nhân. 1.1.1.2. Ưu điểm của e-learning - Tính linh hoạt Nhờ e-learning học sinh có thể học mọi lúc, mọi nơi miễn là có thể kết nối internet hoặc các phương tiện truyền thông khác. Điều này rất phù hợp với hoạt động học bài ở nhà của học sinh, lúc không còn trực tiếp gặp giáo viên nữa. - Tính thích ứng cá nhân Học sinh có thể học bài nhanh hay chậm còn tùy thuộc vào trình độ kiến thức cơ sở và nhu cầu của học sinh. Do đó, việc tổ chức các khóa học e- learning phải làm sao đáp ứng tương thích này. - Giảm chi phí đào tạo Theo đánh giá của các nhà giáo dục học trên thế giới, nhiều dự án đang được thực hiện trên cơ sở hợp tác giữa các nhà giáo dục và các chuyên viên công nghệ thông tin sẽ làm cho giá thành của e-learning xuống gần 0. Đặc biệt là sự xuất hiện của mã nguồn mở mà tiêu biểu là ứng dụng của Moodle. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 10 - Tài liệu học tập phong phú, luôn được cập nhật E-learning có thể giúp cho người học tiếp cận khối lượng thông tin khổng lồ của nhân loại với sự hỗ trợ của Goolge hoặc Yahoo. - Góp phần rèn luyện kỹ năng và thái độ học tập Để học tập trong môi trường e-learning, học sinh phải có thói quen học tập tốt, có kỹ năng tự học và quản lý thời gian của riêng mình. Điều này làm cho người học rèn luyện kỹ năng làm việc độc lập, sáng tạo. Đồng thời việc trao đổi thẳng thắn trên lớp học, tiếp cận vấn đề bằng nhiều hướng khác nhau sẽ giúp cho học sinh rèn luyện thái độ nghiêm túc và tư duy phê phán. - Tăng khả năng ghi nhớ và hiệu suất thu nhận thông tin Nhờ các ưu điểm nổi bật của các phương tiện đa truyền thông, e- learning tác động lên học sinh qua nhiều kênh thông tin như văn bản, hình ảnh, biểu đồ, sơ đồ, mô phòng, video Đặc biệt trong quá trình học tập học sinh có thể tham gia làm các bài tập kiểm tra kiến thức trực tiếp trên hệ thống bất cứ lúc nào. 1.2. Tổng quan về Moodle 1.2.1. Tổng quan về Moodle Moodle (viết tắt của Modular Object-Oriented Dynamic Learning Enviroment) là một ứng dụng tin học chạy trên mạng (mạng cục bộ hoặc mạng internet) xây dựng bằng ngôn ngữ lập trình Web PHP được sáng lập năm 1999 bởi Martin Dougiamas, người tiếp tục điều hành và phát triển chính của dự án. Do không hài lòng với hệ thống quản lý học tập (LMS/LCMS) thương mại WebCT trong trường Curtin Của Úc. Martin đã quyết tâm xây dựng một hệ thống LMS mã nguồn mở hướng tới giáo dục và người dùng hơn. Ý tưởng của Moodle bắt đầu từ đó. Cho đến nay Moodle có sự phát triển vượt bậc và thu hút được sự quan tâm của hầu hết các quốc gia trên thế giới và ngay cả những công ty LMS/LCMS thương mại lớn nhất như BlackCT [...]... cho phép soạn thảo các câu hỏi và đề thi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 24 Chương 2: Các dạng chuẩn câu hỏi 2.1 Chuẩn câu hỏi dạng GIFT 2.1.1 Tổng quan Gift là một định dạng phổ biến để tạo ra một đề thi trong Moodle Nó cho phép người dùng sử dụng một trình soạn thảo văn bản để soạn thảo các câu hỏi dạng: Câu hỏi đa lựa chọn, câu hỏi đúng - sai, câu hỏi. .. được kết thúc bởi một câu hỏi Học sinh trả lời câu hỏi sau đó sẽ đi tiếp, lùi hoặc ở nguyên vị trí cũ tùy vào kết quả học sinh trả lời câu hỏi đó và mục đích của giáo viên Nó được cấu tạo bởi một hệ thống các bảng phân nhánh - Mô đun bài thi (Quiz) Tạo được tất cả các dạng câu hỏi quen thuộc bao gồm câu hỏi đúng – sai, câu hỏi đa lựa chọn, câu trả lời ngắn, câu hỏi phù hợp, câu hỏi số, Giáo viên có... năng chính đó, vì xây dựng trên nguyên tắc mô-đun nên ta dễ dàng thêm một mô-đun chức năng bằng cách tìm trên công đồng Moodle hoặc tự xây dựng theo chuẩn Moodle hay tự xây dựng công cụ chuẩn mới thông qua hệ mã nguồn mở 1.3 Quiz trong Moodle 1.3.1 Các thiết lập cho mô-đun đề thi Trước tiên cấu hình cho mô-đun đề thi, chức năng này được thực hiện bởi người quản trị và giáo viên của khóa học Các thông... nhúng trong moodle * Quản lý hệ thống Hệ thống được quản lý bởi một người quản trị tối cao (admin), được xác định trong quá trình cài đặt Thiết kế một giao diện (theme) để đưa vào hệ thống, cho phép người quản trị tùy chọn thay đổi giao diện của hệ thống cho phù hợp với mục đích Đưa thêm các mô-dun vào cấu trúc của hệ thống, tăng chức năng cho hệ thống Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên... [moodle] , [plan] và [markdown], mặc định [moodle] cho các câu hỏi dạng văn bản (text) {T}, {F} Câu trả lời đúng sai, có thể dùng {TRUE} hoặc {FALSE} = Được dùng trong câu hỏi đa lựa chọn (multiple choice), câu trả lời nào có ký tự này trước thì đó là câu trả lời đúng ~ Được dùng trong câu hỏi đa lựa chọn (multiple choice), câu trả lời nào có ký tự này trước thì đó là câu trả lời sai =item->match Câu. .. nhất Ví dụ: :: Câu hỏi 10 : :: Số 2 là : { = Số nguyên tố ~ Số lẻ ~ Số nguyên bé nhất } Khi nhập câu hỏi này lên hệ thống, dạng câu hỏi sẽ là: Câu hỏi 10 : Số 2 là : a Số nguyên tố Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 27 b Số lẻ c Số nguyên bé nhất Với đáp án đúng là đáp án a 2.1.4.2 Câu hỏi đa lựa chọn với nhiều câu trả lời đúng Ví dụ: :: Câu hỏi 06 : :: Số... cạnh tranh với Moodle Moodle có chức năng là một hệ thống quản lý học tập (Learning Management System – LMS hay người ta còn gọi là Course Management System hoặc VLE – Virtual Learning Environment) Moodle là một công cụ quan trọng để xây dựng hệ thống e-learning 1.2.2 Những ưu điểm khi chọn Moodle 1.2.2.1 Mã nguồn mở và miễn phí Cụm từ “mã nguồn mở” đã trở thành một thuật ngữ trong công nghệ phần mềm... sai Với câu hỏi dạng này ký hiệu {T}, {F} hoặc {TRUE}, {FALSE} sau mỗi câu hỏi cho biết câu trả lời đúng hay sai Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 28 Ví dụ: :: Câu hỏi 02- True –Felse :: Số 2 là số nguyên tố? {T} 2.1.4.4 Câu hỏi trả lời ngắn Câu trả lời trong dạng câu hỏi này tất cả được bắt đầu bằng 1 dấu bằng (=), chỉ ra rằng đó là tất cả các câu trả lời... lượng câu hỏi Ví dụ: :: Câu hỏi matching :: Nối tên các nước phù hợp với thủ đô của nước đó { =Canada -> Ottawa =Italia -> Rome =Japan -> Tokyo =India -> New Delhi } Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 29 2.1.4.6 Câu hỏi điền từ vào chỗ trống Câu hỏi điền từ vào chỗ trống, cấu trúc câu hỏi gần như câu hỏi đa lựa chọn, chỉ có điều câu trả lời được viết ở giữa câu. .. của mình Theo các nhà xây dựng Moodle đã tích hợp cho Moodle những khả năng tuyệt vời, xứng đáng được đánh giá là một “trung tâm học tập” trong khi hầu hết các hệ thống học tập khác là một “trung tâm công cụ Bảng so sánh chức năng với các hệ thống khác sẽ cho ta thấy rõ điều này (so sánh hệ thống thương mại (không phải mã nguồn mở) Blackboard và WebCT) Tính năng Blackbroad WebCT Moodle Có Có Có Không . chọn hệ mã nguồn mở của hệ thống Moodle để Xây dựng công cụ chuẩn hóa dữ liệu câu hỏi cho hệ thống LMS Moodle nhằm đáp ứng yêu cầu trên. 2. Mục đích đề tài Mục đích của đề tài này là xây dựng. công cụ cho phép chuẩn hóa câu hỏi từ định dạng văn bản sang chuẩn của hệ thống moodle cho phép sử dụng cập nhật nhiều loại câu hỏi, câu hỏi từ tệp vào hệ thống thay vì cập nhật từng câu hỏi. . năng của Moodle, tìm hiểu các chuẩn câu hỏi trong Moodle. Mục tiêu 2: Xây dựng công cụ chuẩn hóa câu hỏi từ định dạng văn bản sang chuẩn hóa của hệ thống moodle. Mục tiêu 3: Đưa hệ thống lên