Sử dụng chuẩn thiết lập bài giảng và ứng dụng các công cụ để thiết kế bài giảng theo các chuẩn luận văn ths công nghệ thông tin 1 01 10

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 CƠNG NGHỆ Phùng Đức Hồ 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 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG E-LEARNING 10 1.1 Tổng quan E-learning 10 1.1.1 Các định nghĩa khái niệm 10 1.1.2 Thể E-learning 14 a Đặc điểm 14 b Đặc trưng E-learning 14 c Hình thức thể 15 1.1.3 Ƣu điểm - nhƣợc điểm E-learning 16 a Ưu điểm 16 b Nhược điểm 17 1.1.4 Các hệ quản trị học (LMS) 18 1.1.5 Các hệ quản trị nội dung (LCMS) 19 1.2 Chuẩn E-learning 21 1.2.1 Chuẩn vấn đề áp dụng chuẩn E-learning .21 a Tổng quan 21 b Chuẩn đóng gói liệu 23 c Chuẩn trao đổi thông tin 24 d Chuẩn mô tả siêu liệu (metadata) 25 e Chuẩn chất lượng 26 1.2.2 Một số tổ chức đƣa chuẩn, đặc tả E-learning 27 a Aviation Industry CBT Committee (AICC) 27 b Advanced Distributed Learning (ADL) 27 c Instructional Management System (IMS) 29 d International Standards Organisation (ISO) 30 e Institue of Electrical and Electronics Engineer ( IEEE) 30 1.3 Ứng dụng mã nguồn mở xây dựng E-learning 31 1.3.1 Tổng quan 31 1.3.2 Ƣu – nhƣợc điểm giải pháp phần mềm nguồn mở 32 a Ưu điểm 32 b Nhược điểm 33 1.3.3 Một số vấn đề xây dựng E-learning mã nguồn mở .34 1.3.4 Tiêu chuẩn thiết kế đánh giá E-learning mã nguồn mở .34 a Các tiêu chuẩn đánh giá chung 35 b Các tiêu chuẩn đánh giá tính 36 CHƢƠNG CHUẨN SCORM VÀ THIẾT KẾ BÀI GIẢNG TRONG E-LEARNING 39 2.1 Chuẩn SCORM thiết kế giảng 39 2.1.1 Mơ hình nội dung 42 a Tài sản (Asset) 42 b Sharable Content Object (SCO) 42 c Tổ chức nội dung 43 d Siêu liệu 44 2.1.2 Đóng gói nội dung 45 2.1.3 Sắp xếp điều hƣớng SCORM 46 a Mơ hình định nghĩa xếp 46 b Mô hình điều hướng Scorm 46 2.1.4 Môi trƣờng SCORM 47 a Giao diện lập trình ứng dụng (API) 47 b Mô hình liệu SCORM RTE 47 2.2 Nguyên tắc thiết kế, xây dựng giảng điện tử 47 2.3 Một số mơ hình thiết kế giảng 48 2.3.1 Bài học kiểu cổ điển 48 2.3.2 Bài học hƣớng hoạt động 49 2.3.3 Bài học hƣớng ngƣời học 50 2.3.4 Bài học kiểu kiến thức bƣớc 51 2.3.5 Bài học kiểu khám phá 52 2.3.6 Bài học đƣợc phát sinh 53 2.3.7 So sánh phƣơng pháp thiết kế giảng 54 2.4 Quy trình thiết kế giảng điện tử 55 2.5 Công nghệ XML 56 2.5.1 Giới thiệu 56 2.5.2 Trang tài liệu XML 57 2.5.3 Định nghĩa kiểu tƣ liệu – DTD 58 a Định nghĩa DTD nội 58 b Định nghĩa DTD ngoại 59 c Thực thể thuộc tính DTD 60 d Không gian tên XML Lược đồ XML 60 e So sánh DTD XML Schema 61 2.5.4 Một số đánh giá XML 62 CHƢƠNG CÀI ĐẶT CÔNG CỤ TRỢ GIÚP THIẾT KẾ BÀI GIẢNG64 3.1 Lựa chọn mơ hình cơng cụ thiết kế giảng 64 3.1.1 Công cụ trợ giúp thiết kế giảng eXe 65 3.1.2 Công cụ hỗ trợ đóng gói giảng Reload Editor 68 a Bộ công cụ Metadata and Content Packaging Editor 69 b Bộ công cụ SCORM Player 70 c Bộ công cụ Learning Design Editor 71 d Bộ công cụ Learning Design Player 71 3.2 Thiết kế giảng theo kiểu kiến trúc bước 73 3.2.1 Thiết kế đặc tả 73 3.2.2 Thiết kế tổng thể 74 3.2.3 Thiết kế tạo lập môđul 75 3.2.4 Thử nghiệm khoá học hệ thống E-Learning 78 KẾT LUẬN 80 CBT COL CSDL DTD IMS SS LCMS LMS LTHĐT OOP SCO SCORM SGML WBT WWW XML DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 MỞ ĐẦU Nhu cầu học tập phổ biến kiến thức tất người thúc đẩy xu hướng học tập điện tử phát triển cách mạnh mẽ Học tập điện tử (E-learning) không đem lại lợi ích to lớn, tiết kiệm thời gian, cơng sức tiền bạc, mà nâng cao chất lượng hiệu truyền đạt tiếp thu kiến thức Việc thiết kế giảng E_learning khơng nói đến chuẩn, chuẩn giúp cộng đồng E_learning có tiếng nói chung, thúc đẩy E_learning phát triển lên tầm cao Luận văn mong muốn đóng góp phần nhỏ vào việc tìm hiểu so sánh chuẩn, từ chọn chuẩn phù hợp ứng dụng để lựa chọn cài đặt modul hỗ trợ cho việc thiết kế giảng E_learning tuân theo chuẩn Với yêu cầu tác giả chọn lựa đề tài với tên đề tài "Sử dụng chuẩn thiết lập giảng ứng dụng công cụ để thiết kế giảng" Phạm vi nghiên cứu đề tài sâu tìm hiểu chuẩn thiết lập giảng hình thức thiết kế giảng phổ biến Từ đưa phương pháp cơng cụ hỗ trợ thiết kế giảng hợp lý cho hệ thống Elearning triển khai sở Do yêu cầu thực tiễn việc triển khai hệ thống E-learning trường Đại học công nghiệp Hà Nội, đề tài nhằm góp phần giúp giáo viên thực xây dựng giảng cho hệ thống E-learning theo chuẩn SCORM - chuẩn cộng đồng E-learning chấp nhận sử dụng rộng rãi Luận văn gồm có ba chương Chương I: E-learning Chương II: Chuẩn SCORM thiết kế giảng E-learning Chương III: Cài đặt công cụ trợ giúp thiết kế giảng theo chuẩn Do điều kiện có hạn nên luận văn dừng lại nội dung Luận văn chắn không tránh khỏi hạn chế thiếu sót Rất mong nhận đóng góp bảo thầy cô để luận văn có tính khả thi việc áp dụng phát triển hệ thống E-learning đơn vị nơi tác giả công tác b Bộ công cụ SCORM Player Công cụ gọi ADL SCORM Player Bộ cơng cụ cho phép trình diễn gói nội dung tuân theo SCORM đặt thông số cấu hình Hình 3.3 Chương trình SCORM Player Đặc điểm SCORM Player:  Thực thi đầy đủ CMI DataModel Và thực thi JavaScript API Adaptor – không dùng applet Nhúng Web server bên cho phép xem lại trạng thái CMI Datamodel  Giao diện trực quan cho phép người dùng xem đầy đủ cấu trúc gói SCORM, thực thi luật Prerequisite  Hỗ trợ gói có chứa manifest bên (Submanifest), có hỗ trợ đặt lại tồn trạng thái ban đầu, nhằm hỗ trợ gỡ rối Đặc biệt chúng hoạt động tất hệ điều hành có 70 c Bộ cơng cụ Learning Design Editor Trình soạn thảo Learning Design (dựa đặc tả IMS Learning Design) cho phép tạo “Mẫu học tập” (Pedagogical Templates) sử dụng lại Người dùng đưa thêm mục tiêu học tập vào (Learning Objectives), hoạt động (activities) tài nguyên học tập Các mẫu chỉnh sửa để phù hợp với môi trường giáo dục cụ thể Hình 3.4 Chương trình Learning Design Editor Trình soạn thảo gồm số đặc điểm sau:  Hỗ trợ đặc tả IMS Learning Design mức A, B, C  Giao diện trực quan, xây dựng dựa giao diện Eclipse nên tốc độ chạy nhanh Có gắn sẵn trình duyệt bên có hệ thống trợ giúp hồn chỉnh cho phép xem chỉnh sửa bên trình soạn thảo Nhập xuất gói IMS Learning Design d Bộ công cụ Learning Design Player Bộ công cụ Learning Design Player (dựa đặc tả IMS Learning Design) cho phép người dùng trình diễn đơn vị học tập (Unit of Learning - UOL) Người 71 dùng chọn Roles thông qua dãy dãy Plays, Acts, Activities Environments Chương trình Learning Design Player Paul Sharples Phillip Beauvoir thuộc Đại học Bolton phát triển Chương trình dựa sử dụng Engine Coppercore (phát triển Đại học mở Hà Lan) Hình 3.5 Chương trình Learning Design Player Đặc điểm chương trình:  Đưa engine CopperCore vào bên với giao diện dễ sử dụng Tự động khởi động triển khai CopperCore dựa server Jboss  Giao diện cho phép thêm gỡ bỏ Learning Design vào engine CopperCore mà khơng cần sử dụng giao diện dịng lệnh Chạy đa phát triển Java 72 3.2 Thiết kế giảng theo kiểu kiến trúc bước Môn học giới thiệu môn học Lập trình hướng đối tượng với C+ + dành cho sinh viên hệ cao đẳng, môn học phải đào tạo học kỳ trình đào tạo cử nhân cao đẳng Đây môn học trọng giảng dạy trường chuyên nghiệp, với việc tổ chức triển khai hệ thống E-learning mình, truờng Đại học Cơng nghiệp Hà Nội dự kiến đưa môn học lên hệ thống Trước vào mơn học này, sinh viên phải học xong chương trình Lập trình bản, lập trình C, kỹ thuật lập trình C++ Mơn học nhằm trang bị cho sinh viên kiến thức lập trình hướng đối tượng, từ nắm bắt yêu cầu cần thiết để lĩnh hội kiến thức lớp, đối tượng, phân tích thiết kế chương trình hướng đối tượng Do đặc thù sinh viên hệ cao đẳng nên khái niệm giới thiệu tường minh, khơng sâu vào tồn vấn đề mà tạo tiền đề cho em lĩnh hội kiến thức lập trình hướng đối tượng học nâng cao Tổng thể khoá học chia làm môđul bản, mơđul có thứ tự  Giới thiệu tổng quan xu hướng "phong cách" lập trình, khái niệm thành phần lập trình hướng đối tượng  Nạp chồng tốn tử  Kế thừa tổ chức chương trình theo hướng kế thừa Trong môđul chia nhỏ thành thành phần, thành phần chứa khối lượng kiến thức tương ứng với yêu cầu học đơn 3.2.1 Thiết kế đặc tả Từ mục đích u cầu mơn học, học đảm bảo chất lượng tài liệu, ta xác định tài liệu lựa chọn sử dụng Việc thiết kế nhằm xác định mục đích đào tạo mơn học, học dựa nguyên tắc đảm bảo chất lượng tài liệu giảng dạy, thiết kế giai đoạn đưa định lựa chọn tài liệu lựa chọn để sử dụng cho toàn học, khoá học 73 Cụ thể với khoá học này, tài liệu giáo viên chủ yếu soạn thảo dạng trang web tĩnh, tài liệu tham khảo đưa dạng liên kết đến địa dạng tệp đính kèm Đảm bảo chất lượng đánh giá q trình người học thực website chuyên đánh giá cách thi trắc nghiệm theo đề tài nghiên cứu khoa học trường 3.2.2 Thiết kế tổng thể Lựa chọn thứ tự cách thức biểu diễn, trình bày đưa vào kiểm tra, đánh giá, giai đoạn thiết kế tổng thể tồn mơ hình tn theo đặc tả từ bước trước để đảm bảo tính qn quy trình Từ cách phân bổ cấu trúc chương trình ta chia kiến thức môn học thành chương theo cấu trúc môđul: Chương 1: Tổng quan lập trình hướng đối tượng Phần kiến thức chia thành học nhằm giới thiệu phong cách lập trình ngơn ngữ hỗ trợ lập trình hướng đối tượng, khái niệm lập trình hướng đối tượng, xây dựng sử dụng lớp đối tượng Chương 2: Nạp chồng tốn tử Chương có học sử dụng để giới thiệu cung cấp cho người học khái niệm kiến thức xây dựng cài đặt phép toán dựa ký hiệu có sẵn để sử dụng với đối tượng, bước hồn thiện liệu người dùng định nghĩa Chương 3: Kế thừa kỹ thuật nâng cao Chương cung cấp cho người dùng kiến thức kế thừa, cách xây dựng sử dụng lớp kế thừa, kỹ thuật nâng cao kết nối động, đa hình hướng đối tượng Cách xây dựng chương trình theo kiểu lấy mẫu (Template), cách quản lý lỗi theo hướng đối tượng 74 Lập trình hướng đối tượng Giới thiệu Hình 3.6 Cấu trúc tổng thể khố học LTHĐT 3.2.3 Thiết kế tạo lập môđul Bước tiến hành dựng minh hoạ, thiết kế đa phương tiện thiết kế giao tiếp với người học đánh giá kế Đây bước tiến hành chi tiết cụ thể bước Tất nội dung cách thức tiến hành phải đảm bảo thống với bước thiết kế tổng thể Thực đảm bảo chất lượng: Trên thực tế cần có kiểm tra đánh giá (pretest hay posttest) lại SCO LMS cần lưu giữ thơng tin kết kiểm tra người học Do trường Đại học Công nghiệp triển khai hệ thống thi trắc nghiệm trực tuyến nên tài liệu không triển khai phần mà sử dụng kết pass/ fail điều kiện tiên cho việc đăng ký học 75 Với yêu cầu quy trình trên, cơng cụ thiết kế giảng phải lựa chọn đảm bảo làm tăng suất tác giả soạn bài, phải hỗ trợ quy trình sư phạm phân phát giảng Hình 3.7 Thiết kế giảng công cụ Exe Các học – tài nguyên, tài sản định nghĩa Activity Free Text, hình ảnh minh họa thể qua Image With Text, người sử dụng chuyển nội dung giảng thiết bị lưu trữ khác cách chép thông thường công cụ hỗ trợ Ở tác giả chuyển đổi giảng từ MS Word cách copy/paste mặc định chương trình Kết kết xuất khóa học gói giảng dạng tệp tin nén zip, gói đóng tuân theo chuẩn SCORM, IMS Với cấu trúc khóa học C++ gồm chương hình 3.4 Mỗi giảng chương học Asset tĩnh, khơng có giao tiếp với LMS Tương ứng có tệp định dạng HTML tạo gói giảng theo chuẩn SCORM 76 Hình 3.8 Cấu trúc tệp gói giảng Tổ chức tệp imsmanifest.xml mô tả theo phần: siêu liệu mơ tả khóa học (metadata), tổ chức khóa học (organization) tài nguyên (resource) – liên kết đến tệp tin tổ chức gói Hình 3.9 Cấu trúc tệp imsmanifest.xml 77 3.2.4 Thử nghiệm khoá học hệ thống E-Learning [5] Hiện trường Đại học công nghiệp Hà Nội triển khai hệ thống Elearning dựa hệ thống Moodle - hệ thống mã nguồn mở sử dụng rộng rãi Moodle thay cho giải pháp đào tạo E-learning thương mại, phân phối miễn phí quyền mã nguồn mở Mọi tổ chức có quyền truy cập hồn tồn mã nguồn thay đổi cần thiết Thiết kế có tính module module Moodle giúp cho dễ dàng tạo cua học mới, đưa nội dung giúp học viên tham gia nhiệt tình Hình 3.10 Thử nghiệm hệ thống E-learning trường ĐHCN Hà Nội Khoá học thử nghiệm hệ thống E-learning dạng tài nguyên, với khoá học khác khoá học cho kết tương đối theo ý muốn 78 Hình 3.11 Khố học thể hệ thống E-learning Về đóng gói tài liệu theo SCORM, ngồi khố học Lập trình hướng đối tượng, giáo viên trường cịn đóng gói số mơn học khác đưa lên hệ thống Đặc biệt với tham gia tổ chức trường Khoa đào tạo hợp tác quốc tế trung tâm đào tạo lập trình viên quốc tế, khoá học triển khai hiệu Ngồi giảng lớp, sinh viên tự học, làm tập kiểm tra giảng website Với hỗ trợ E-learning học viên tham gia môi trường học với nhiều háo hức, nhiệt tình, đặc biệt phần diễn đàn trao đổi giúp em học sinh hỏi bài, thảo luận nhóm Giáo viên tham gia vào diến đàn để hỗ trợ em học tập Với hỗ trợ E-learning phong trào học tập kết học sinh viên có nhiều chuyển biến tích cực 79 KẾT LUẬN Những vấn đề đạt được: Đã đề cập hệ thống lại vấn đề Elearning, so sánh chuẩn E-learning phổ biến công cụ hỗ trợ tạo giảng cho giáo viên, lựa chọn tập chung tìm hiểu chuẩn SCORM Qua giúp cho người xây dựng khố học E-learning học viên tham gia vào khố học có nhìn sâu E-learning, giúp cho giáo viên xây dựng giảng cách chuẩn xác nhanh Một phần luận văn tìm phiểu phương pháp đưa đánh giá ưu nhược điểm hệ thống mã nguồn mở LMS/LCMS để tìm hệ thống phù hợp với đơn vị sử dụng Để triển khai kết đạt thực tiễn, luận văn lựa chọn công cụ thiết kế giảng thiết kế giảng cụ thể Với công cụ chuẩn áp dụng thực tế cho hệ thống E-learning triển khai trường ĐH Công nghiệp mai Đặc biệt với hệ thống thi trắc nghiệm mạng cục trường, hệ thống E-learning có tính bảo mật cao, đánh giá xác người học, để hỗ trợ cho trình học tập sinh viên Những vấn đề tồn : Do thời gian có hạn E-learning đề tài liên quan đến nhiều lĩnh vực khác ngồi tin học nên cịn số vấn đề tồn cần nghiên cứu:  Chưa tìm hiểu thêm phương pháp sư phạm mới, hoạt động lý thuyết giáo dục phù hợp với phương pháp học online  Thời gian dành cho phần triển khai chưa nhiều, số giảng hạn chế, nội dung giảng chưa phong phú  Các khóa học online chưa thể thay hồn tồn cho khóa học truyền thống mà dừng lại mức hỗ trợ cho khóa học truyền thống đạt hiệu cao Hướng phát triển thời gian tới: Do thị trường công nghệ phát triển nhanh chóng, gần loại máy tính cầm tay pocket PC, PDA, Pamls ngày trở nên phổ biến Trong tương lai gần người sở hữu thiết bị Do lý thuyết, đề tài phát triển theo hướng nghiên cứu chuẩn công nghệ, vấn đề kỹ thuật, hệ thống để cung cấp dịch vụ đào tạo thiết bị di động cầm tay Về triển khai thực tiễn, phát triển thêm tính 80 cơng cụ thiết kế giảng, để tích hợp với tính Moodle với hệ thống quản lý đào tạo triển khai Trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội Mở rộng nhóm xây dựng giáo trình tài liệu học tập online, thống thu thập tài liệu có sẵn phát triển để tiến tới triển khai đào tạo từ xa qua mạng 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Quách Tuấn Ngọc (3/2004), “Tổng quan E-learning”, Báo cáo hội thảo Công nghệ thông tin giáo dục, Hà Nội [2] Nguyễn Ngọc Bình, Nguyễn Thúc Hải, Đỗ Văn Uy (5/2005), Kiến trúc cho E-Learning, báo cáo khoa học, Hà Nội [3] Trần Văn Lăng, Đào Văn Tuyết, Choi Seong (2004), E – Learning Hệ thống đào tạo từ xa, Nhà xuất thống kê [4] Cổng thông tin Bộ Giáo dục Đào tạo, http://el.edu.net.vn [5] Một số website khác E-learning : http://www.elearning-site.com, http://www.edutools.com, http://moodle.org/ [6] Một số website chuẩn chuẩn E-learrning như: www.adlnet.org; www.imsglobal.org; www.iso.org; www.ieee.org [7] Advanced Distributed Learning (2004) SCORM 2004 nd Edition [8] William Horton (2001), Evaluating E-learning, ASTD [9] 3waynet Inc, COL (6/2003), COL LMS Open Source [10] W3C, www.w3.org/XML [11] William Horton (2000), Designing Web-based Training, William Horton Consulting, Inc [12] Ken Coar (2006), Open source definition 1.9 Edition, Open Source Initiative, website: http://opensource.org Thank you for evaluating AnyBizSoft PDF Merger! To remove this page, please register your program! Go to Purchase Now>> AnyBizSoft PDF Merger  Merge multiple PDF files into one  Select page range of PDF to merge  Select specific page(s) to merge  Extract page(s) from different PDF files and merge into one ... 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... tài "Sử dụng chuẩn thiết lập giảng ứng dụng công cụ để thiết kế giảng" Phạm vi nghiên cứu đề tài sâu tìm hiểu chuẩn thiết lập giảng hình thức thiết kế giảng phổ biến Từ đưa phương pháp công cụ. .. 61 2.5.4 Một số đánh giá XML 62 CHƢƠNG CÀI ĐẶT CÔNG CỤ TRỢ GIÚP THIẾT KẾ BÀI GIẢNG64 3 .1 Lựa chọn mơ hình cơng cụ thiết kế giảng 64 3 .1. 1 Công cụ trợ giúp thiết kế giảng eXe