Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 23 (2007) 152-159 Một cách tiếp cận phát triển hệ thống ñào tạo trực tuyến dựa công nghệ Portal Trần Vũ Việt Anh1, Nguyễn Việt Hà 2,* Phòng nghiên cứu phát triển, Công ty cổ phần phần mềm Việt Khoa Công nghệ Thông tin, Trường ðại học Công nghệ, ðại học Quốc gia Hà Nội, 144 Xuân Thủy, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày tháng năm 2007 Tóm tắt Các hệ thống ñào tạo trực tuyến tạo môi trường dạy học linh ñộng bước làm thay ñổi phương thức dạy học Tuy nhiên, việc xây dựng hệ thống ñáp ứng ñược nhu cầu học ñối tượng học viên khác ñáp ứng ñược thay ñổi công nghệ biểu diễn phát tán nội dung học không ñơn giản Trong báo này, trình bày cách tiếp cận phát triển hệ ñào tạo trực tuyến dựa công nghệ Portal với khả tùy biến mở rộng cao Cụ thể, hệ thống ñược phân rã thành tầng ñộc lập, tầng ñược phân rã thành khối chức riêng biệt Mỗi chức tập portlet hoạt ñộng ñộc lập Hệ thống dễ dàng tùy biến mở rộng dựa chế tích hợp portlet Từ khóa: E–learning, Web-Based Training, Portal ðặt vấn ñề∗ Một nhiệm vụ ñặt phát triển hệ thống WBT phải hỗ trợ số lượng người dùng ñông ñảo với nhu cầu nội dung, giao diện tương tác khác Hệ thống WBT cần phải có khả cung cấp nội dung học ñến thiết bị ñầu cuối khác sử dụng môi trường truyền thông khác Hệ thống cần phải sẵn sàng ñược mở rộng thích nghi với yêu cầu ñào tạo thay ñổi chuẩn quản lý nội dung ðào tạo ñiện tử (E-learning) [1,2] với khả cung cấp giảng ña phương tiện hỗ trợ việc dạy học cho người, nơi lúc ñang lên phương thức hữu hiệu ñể hỗ trợ thay hình thức ñào tạo truyền thống Mô hình E-learning phổ biến phát triển hệ thống ñào tạo trực tuyến dựa web (Web-Based TrainingWBT) cho phép quản lý số lượng lớn người dùng cung cấp hình thức tương tác phong phú ðã có nhiều hệ thống WBT ñược phát triển số người tham gia vào hệ thống ngày tăng Hầu hết hệ thống WBT ñược xây dựng ứng dụng web ñộng ñơn nhất, hoàn chỉnh ñược tối ưu cho số ngữ cảnh sử dụng ñịnh Các hệ thống tương ñối dễ cài ñặt, nhiên khó cá nhân hóa cho ñối tượng người học khác Việc tùy biến chức ñể phù hợp với qui _ ∗ Tác giả liên hệ ðT: 84-4-7549016 E-mail: hanv@vnu.edu.vn 152 T.V.V Anh, N.V Hà / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 23 (2007) 152-159 trình ñào tạo loại hình ñào tạo khác không ñơn giản Thêm nữa, chuẩn quản lý nội dung hình thức tương tác ñang thay ñổi nhanh ñòi hỏi phải nâng cấp hệ thống cách liên tục Một mặt, công nghệ Portal [3,4] cho phép xây dựng ứng dụng web có khả tùy biến cao ñang dần ñược hoàn thiện chuẩn hóa ðã có nhiều hệ thống thông tin phục vụ cộng ñồng dựa Portal ñược ñưa vào sử dụng Việc ứng dụng Portal ñể xây dựng hệ thống WBT hệ xu hướng tất yếu Trong nghiên cứu này, tập chung vào phân tích yêu cầu ñối với việc xây dựng hệ thống WBT, khả phát triển hệ thống WBT dựa Portal, làm rõ ưu ñiểm ñưa kiến trúc tổng quát cho hệ thống Các chức yêu cầu ñối với hệ thống WBT WBT việc cung cấp chức dạy học sử dụng công nghệ web Cùng với phát triển Internet công nghệ web, WBT mở khả cung cấp khóa học với nội dung hình thức ngày phong phú với ñối tượng sử dụng ngày ñông ñảo Một hệ thống WBT hoàn chỉnh thường bao gồm hai thành phần chính: (i) phân hệ quản lý ñào tạo (Learning Management System - LMS), (ii) phân hệ quản lý nội dung ñào tạo (Learning Content Management System-LCMS) LMS hệ thống quản lý trình học tập, bao gồm việc ñăng ký khoá học học viên, phân phối nội dung học cho học viên, hoạt ñộng kiểm tra ñánh giá, hoạt ñộng tương tác cộng ñồng người sử dụng Một số LMS hỗ trợ nhà quản lý giảng viên thực giám sát tiến trình học 153 chất lượng học, hỗ trợ hình thức tương tác trực tuyến giảng ñồng LCMS hệ thống hỗ trợ việc xây dựng nội dung học tập bao gồm việc tạo, cập nhật, tìm kiếm sử dụng lại module giảng Bài giảng ñược thể nhiều mức khác từ văn cho ñến giảng ña phương tiện chứa video giảng dạng mô hỗ trợ tương tác Hầu hết hệ LCMS ñều tiến tới hỗ trợ việc biểu diễn giảng theo chuẩn thống (ví dụ: SCORM hay XML) ñể dễ dàng chia sẻ sử dụng lại Về khía cạnh người sử dụng, phân loại thành nhóm sau: ♦ Học viên: ðây nhóm ñối tượng sử dụng ñông ñảo ña dạng hệ thống ðối với hệ WBT cho cộng ñồng, học viên ñối tượng xã hội Học viên chủ yếu khai thác trực tiếp chức phân hệ LMS ♦ Giảng viên: Giảng viên khai thác chức LMS LCMS ñể xây dựng giảng quản lý việc sử dụng giảng ♦ Người quản lý: Nhóm người quản lý cần ñược hỗ trợ chức ñể theo dõi qui mô, tiến trình chất lượng ñào tạo ñể sách hợp lý ♦ Quản trị viên: ñảm bảo kỹ thuật cho hoạt ñộng hệ thống Cùng với gia tăng cộng ñồng người sử dụng phát triển không ngừng công nghệ, ñòi hỏi chung ñối với HTTT, hệ thống WBT cần thỏa mãn yêu cầu sau: ♦ Tính dễ truy cập: Cần phải dễ dàng truy cập từ thiết bị khác (máy tính cá nhân, thiết bị di ñông,…), sử dụng hệ ñiều hành trình duyệt khác dùng 154 T.V.V Anh, N.V Hà / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 23 (2007) 152-159 ñường truyền với băng thông khác (LAN, wireless, dial-up,…) ♦ Tính cá nhân hóa: Cần dễ dàng cá nhân hóa cho ñối tượng người dùng khác nhau, ñối tượng người dùng ñây không ñược phân loại nội dung truy cập mà ñược phân loại môi trường, ngữ cảnh sử dụng ♦ Tính dễ thích nghi: yêu cầu ñối với ñào tạo ñiện tử ñơn vị khác khác nhau, hệ thống cần dễ dàng hiệu chỉnh thích nghi với ngữ cảnh sử dụng khác Mặt khác chuẩn tương tác quản lý nội dung không ngừng thay ñổi, hệ thống cần dễ dàng nâng cấp ñể không bị lạc hậu ♦ Tương thích chuẩn: Cần phải tương thích với chuẩn giao tiếp quản lý nội dung thông dụng Phần lớn hệ thống WBT ñều xây dựng dạng ứng dụng web ñơn tích hợp LMS LCMS Hệ thống quản lý việc thực chức thông qua phân quyền cho người sử dụng Vì vậy, hầu hết hệ thống ñều không cung cấp khả cá nhân hóa cá nhân hóa mức hạn chế Việc hiệu chỉnh bổ sung chức phức tạp phải sửa ñổi lại kiến trúc mã nguồn toàn hệ thống Công nghệ Portal ứng dụng web hệ 3.1 Khái niệm Portal Portal [3,4] công nghệ phát triển ứng dụng cho phép truy cập vào nguồn thông tin ứng dụng khác theo nguyên tắc cửa dựa tảng Web Portal nói bước phát triển ứng dụng dựa Web, có ưu ñiểm vượt trội so với Website truyền thống Một Portal thông thường ñược hiểu cổng thông tin tích hợp Portal tích hợp nội dung từ nguồn khác ñể cung cấp cho người dùng giao diện web Các nội dung ñược tích hợp không ñơn cung cấp thông tin mà ứng dụng web tương tác Phụ trách kênh nội dung thành phần ñược gọi portlet Có thể coi portlet môñun ứng dụng hoàn chỉnh hoạt ñộng ñộc lập Do ñó, người ta dễ dàng tùy biến trang portal với portlet khác ñể cung cấp nội dung khác cho người dùng khác Kiến trúc hệ thống Portal thông thường gồm tầng: tầng trình diễn, tầng ứng dụng tầng liệu (Hình 1) Tầng ứng dụng (Business Logic Layer) phần mềm lõi Portal xử lý giao dịch thực chức hệ thống nội server (server-side), tầng trình diễn phần mềm client có chức hiển thị trang Web ñược kết xuất ñộng server Tầng liệu quản lý liệu hệ thống kết nối ñến nhiều hệ quản trị sở liệu khác Oracle, SQL Server, My SQL, DB2… T.V.V Anh, N.V Hà / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 23 (2007) 152-159 155 Hình Kiến trúc phân tầng uPortal [5] 3.2 Các ñặc trưng hệ thống ứng dụng công nghệ Portal Một hệ thống web ứng dụng công nghệ Portal có ñặc trưng sau: - ðăng nhập lần (SSO – Single Sign On): Khi người dùng ñăng nhập lần ñầu vào Portal, tài khoản ñăng nhập ñó tự ñộng ñược sử dụng cho phiên làm việc người ñó toàn hệ thống Từ hệ thống ñây ñược hiểu tập hợp ứng dụng khác ñược dùng thông qua giao diện Portal Cơ chế xây dựng dựa vào ñiểm chứng thực trung tâm (Central Authentication Service), dựa vào LDAP (Lightweight Directory Access Protocol), hoặc chí dựa vào cookie trình duyệt - Cá nhân hóa tùy biến theo người dùng: Người dùng dễ dàng thay ñổi cách Portal phục vụ họ thông qua việc tùy biến chức Portal cung cấp Việc tùy biến bao gồm việc tùy biến tuyển tập portlet mà người dùng quan tâm việc tùy biến chức portlet Như người dùng sử dụng hệ thống cách hiệu theo cách thức riêng cá nhân họ - Tập hợp quản lý nội dung thông tin: Portal ñảm bảo chức thu thập quản lý thông tin từ nguồn khác tổng hợp lại thành nội dung quán phù hợp với yêu cầu người dùng Các nguồn thông tin khác ñược quản lý khai thác ñộc lập thông qua porlets khác 156 T.V.V Anh, N.V Hà / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 23 (2007) 152-159 - Quản lý luồng công việc (workflow): Luồng công việc hiểu tự ñộng hóa cho việc trao ñổi thông tin, văn tác vụ từ người sang người khác [6] Portal hướng tới môi trường cộng ñồng thông thường chứa sẵn chức quản trị luồng công việc Hệ thống Web-Based Training dựa Portal 4.1 Khả ứng dụng Portal cho WBT Ưu ñiểm chủ chốt hệ thống dựa Portal khả cá nhân hóa dựa việc lựa chọn sử dụng portlet Do ñó dễ dàng phát triển hệ thống WBT phục vụ cho tập hợp người dùng khác giảng viên, sinh viên qui, học viên hệ ñào tạo khác… Các ñối tượng khác dễ dàng tùy biến giao diện chức cho phù hợp Khả cá nhân hóa giúp hệ thống thể ñược tinh thần thiết kế lấy người học làm trung tâm Việc tùy biến giao diện tùy biến môñun phán tán hiển thị nội dung giúp người dùng dễ dàng truy cập hệ thống từ môi trường sử dụng khác từ phòng thực hành thông qua mạng LAN, từ PC kết nối từ xa qua ñường dial-up, hay từ thiết bị cầm tay qua ñường truyền không dây Do portlet ứng dụng ñộc lập, dễ dàng tùy biến chức hệ thống việc thêm/bớt portlet ñể phục vụ cho môi trường ñào tạo cụ thể khác Ví dụ, với loại hình ñào tạo qui hay phi qui, sử dụng mô ñun quản lý tiến trình khác nhau, với ngành kỹ thuật hay ngành xã hội cần có môñun quản trị nội dung khác nhau… Một hệ thống WBT ñồng thời cổng thông tin tích hợp (bài giảng, diễn ñàn, thư viện ñiện tử, …) ñó việc triển khai công nghệ Portal khai thác tối ña lợi ñiểm mà công nghệ mang lại việc quản trị ñăng nhập cửa, quản lý nội dung luồng công việc Với chế luồng công việc quản lý nội dung, xây dựng khóa học ñộng với nội dung phù hợp với học viên quản trị tiến trình học học viên Có thể nói, Portal công nghệ phát triển ứng dụng web hệ phù hợp với ứng dụng cộng ñồng Việc ứng dụng Portal vào phát triển hệ thống WBT xu hướng tất yếu 4.2 Kiến trúc hệ thống WBT ứng dụng Portal Về bản, Portal khung (framework) cung cấp chức chung xác thực, quản trị người dùng kết nối với CSDL Tùy vào ứng dụng cụ thể phải thiết kế mô-ñun ứng với chức cần triển khai ðối với hệ thống WBT phải thiết kế phân hệ quản trị học LMS quản trị nội dung LCMS Các phân hệ LMS LCMS cần ñược thiết kế tập mô-ñun (portlet) riêng rẽ, mô-ñun ñó một tập portlet tương ứng hoạt ñộng Portal [7] Hình minh họa mô hình phân tách hệ LMS LCMS thành tập portlet nhỏ ñể tích hợp thành Portal T.V.V Anh, N.V Hà / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 23 (2007) 152-159 157 Hình Kiến trúc hệ WBT Portal Trong mô hình này, phân hệ LMS LCMS xem tập portlet hoạt ñộng ñộc lập tương tác với Khi ñó người dùng cá nhân hóa giao diện hệ thống cách tập hợp portlet cần thiết từ LMS LCMS Khi portlet hoạt ñộng thực ñộc lập việc phân chia khái niệm LMS LCMS mang tính tương ñối dễ dàng thêm portlet ñể mở rộng, thay ñổi chức hệ thống Một hệ thống vây ñạt ñược tính thích nghi cao phục vụ ñược cộng ñồng người sử dụng ña dạng Ngoài chức LMS LCMS cần bổ sung tích hợp portlet cần thiết diễn ñàn, chức sinh báo cáo, chức tìm kiếm thông tin… Do tính ñộc lập liên thông ứng dụng, hoàn toàn tích hợp ứng dụng ñào tạo khác vào Portal tiến tới việc xây dựng hệ thống thông tin ñại học tổng hợp bao gồm hạt nhân hệ thống WBT hệ thống khác quản lý ñào tạo, quản lý sinh viên, quản lý tuyển sinh, thư viện ñiện tử [8] 4.3 Một số khảo sát Hiện ñã có số sản phẩm WBT sử dụng công nghệ Portal ñược phát triển Trong lĩnh vực nguồn mã nguồn mở, hai hệ thống ñiển hình dotLRN Sakai dotLRN [9] ñược phát triển học viện MIT ñã có ñộ hoàn thiện cao, ñược ứng dụng nhiều trường ñại học Mỹ Tuy nhiên, ñiểm hạn chế dotLRN sử dụng công nghệ Portal riêng ñó việc tích hợp chức khác vào hệ thống gặp nhiều khó khăn Một mặt, Sakai [10] ñược phát triển cộng tác số trường ñại học Mỹ tổ chức phát triển uPortal [5] Hệ thống ñược hình thành sở kết hợp số sản phẩm Elearrning mã nguồn mở CHEF, CourseTools, WorkTools, Stellar, OSIDs tích hợp chúng uPortal, sản phẩm Portal mã nguồn mở ñược phát triển cho môi trường ñại học Hình kiến trúc phân tầng phân tách thành phần hệ thống Sakai 158 T.V.V Anh, N.V Hà / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 23 (2007) 152-159 Hình Kiến trúc Sakai Dự án Sakai hướng tới mục tiêu: - Quản lý khoá học hoàn chỉnh - Hỗ trợ cộng tác ñào tạo nghiên cứu - Sử dụng công nghệ Portal Như vậy, Sakai không phục vụ ñào tạo trực tuyến mà môi trường cộng tác hướng tới hệ thống quản lý ñào tạo toàn diện Hình trình bày kiến trúc phân tầng thu gọn chức Sakai Client Aggregator Presentation Tools Services System Hình Kiến trúc phân tầng thu gọn Sakai - Client: không phụ thuộc trình duyệt - Aggregators: ðược hiểu portal - Presentation: nhằm tách biệt ñể dễ ñiều khiển bổ sung - Tools: Kết nối giao diện dịch vụ - Services: Cung cấp dịch vụ hệ thống - System: Hệ thống máy chủ ðược phát triển theo công nghệ Portal tích hợp ưu ñiểm sản phẩm E-learning ñã có, Sakai cung cấp chức có ưu ñiểm sau: - Quản lý khoá học: quản trị, danh sách, tài nguyên, … - Quản lý việc ñánh giá học tập: thi, tập, ñề tài, … - Quản lý ñiểm: sinh viên, nhóm, lớp, hệ số, ñơn vị học trình, thống kê, … - Cộng tác: diễn ñàn, trao ñổi, thông báo, lịch, tài nguyên, … - Tích hợp hệ thống: Hệ thống thông tin sinh viên, ñăng ký học, thư viện ñiện tử, ñăng nhập, … - Mở rộng phân tán: cở sở liệu ñộc lập (có thể sử dụng hệ thống lớn Oracle hay nguồn mở mySQL, PostgreSQL), hệ thống phân tán nhiều máy chủ, có tính phân tải, Hiện Sakai ñang ñược phát triển hướng tới cung cấp khả tối ưu hóa cho môi trường ñào tạo khác tiến tới hỗ trợ chuẩn quản lý nội dung SCORM 2004 Do tính mở thân thiết kế Sakai uPortal [4,5] ngày có nhiều trường ñại học tham gia phát triển ứng dụng hệ thống T.V.V Anh, N.V Hà / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ 23 (2007) 152-159 Kết luận Bài báo ñã trình bày ñặc ñiểm hệ thống ñào tạo trực tuyến (WBT) ưu ñiểm khả công nghệ Portal Qua ñó cho thấy việc phát triển hệ thống WBT hệ theo công nghệ Portal xu hướng tất yếu Bài báo trình bày kiến trúc khái quát cho hệ thống bao gồm mô hình phân tầng phân rã chức LMS LCMS, chức tập ứng dụng dạng portlet hoạt ñộng ñộc lập Ứng dụng công nghệ Portal cho phép xây dựng hệ thống WBT mềm dẻo dễ dàng mở rộng cá nhân hóa với người học mà cho phép tích hợp hệ thống khác Portal thành cổng thông tin dịch vụ ñào tạo thống Tài liệu tham khảo [1] Susan Ko, Steve Rossen, Teaching Online: A Practical Guide, Houghton Mifflin Press, 2003 159 [2] Terry Anderson, Fathi Elloumi (ed.), Theory and Practice of Online Learning, Athabasca University Press, 2004 [3] Robert Geib, Understanding Portals – A business person’s to guide enterprise Portal term and business impacts, CXO Media White Papers, available at www.cio.com/sponsors/ portalswhitepaper.pdf [4] Mike Heck, Diving into Portals, Infoworld 2004, 37 [5] uPortal Project, available at http://www.uPortal.org [6] F Leymann, D Roller, Production Workflows, Prentice Hall, 2000 [7] Lưu Hồng Vân, Trần Vũ Việt Anh, Nguyễn Việt Hà, Khảo sát khả xây dựng hệ thống E– Learning dựa tảng công nghệ Portal, Hội thảo quốc gia lần thứ “Một số vấn ñề chọn lọc công nghệ thông tin truyền thông”, Hải Phòng, 2005 [8] Hồ Sĩ ðàm, Nguyễn Việt Hà, ðào Kiến Quốc, Lê Quang Hiếu, Mô hình ñại học số hóa - Một giải pháp tất yếu ñể ñổi giáo dục ñại học, Tạp chí Giáo dục số 88 (2004) [9] dotLRN Project, available at http://dotlrn.mit.edu [10] Craig Counterman et al, Sakai Java Framework, Technical Report Sakai Project, 2005, available at http://www.sakaiproject.org An approach to develop web-based training system based on Portal technology Tran Vu Viet Anh1, Nguyen Viet Ha2 Research and Development Division, VietSoftware Inc., Hanoi Faculty of Information Technology, College of Technology,VNU 144 Xuan Thuy, Hanoi, Vietnam Today, E-learning is getting more interest and it is hoped that E- learning will have an important role in universalizing and improving education quality There are many web-based training systems has been developed with increasing number of students The web-based training creates a flexible teaching and learning environment and changes training method basically However, it is not easy to developing a web-based training system that could meets diversified requirement of students as well as changes in technology in showing and dispersing training content Moreover, portal technology allows build up new generation web applications with high flexibility In this paper, we present an approach for developing web-based training system based on portal technology with student’s customization and expanding capability suitable with changes in requirements and content technology ... trình bày ñặc ñiểm hệ thống ñào tạo trực tuyến (WBT) ưu ñiểm khả công nghệ Portal Qua ñó cho thấy việc phát triển hệ thống WBT hệ theo công nghệ Portal xu hướng tất yếu Bài báo trình bày kiến... dụng công nghệ Portal riêng ñó việc tích hợp chức khác vào hệ thống gặp nhiều khó khăn Một mặt, Sakai [10] ñược phát triển cộng tác số trường ñại học Mỹ tổ chức phát triển uPortal [5] Hệ thống. .. ñặc trưng hệ thống ứng dụng công nghệ Portal Một hệ thống web ứng dụng công nghệ Portal có ñặc trưng sau: - ðăng nhập lần (SSO – Single Sign On): Khi người dùng ñăng nhập lần ñầu vào Portal, tài