Xây dựng ứng dụng soạn bài giảng theo chuẩn SCORM, cho phép hiển thị bố cục và điều khiển nội dung bài giảng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN LÊ VINH XÂY DỰNG ỨNG DỤNG SOẠN BÀI GIẢNG THEO CHUẨN SCORM CHO PHÉP HIỂN THỊ BỐ CỤC VÀ ĐIỀU KHIỂN NỘI DUNG BÀI GIẢNG CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÁY TÍNH MÃ SỐ CHUYÊN NGÀNH: 60.48.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ TS NGUYỄN VĂN HIỆP TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2012 Cơng trình hồn thành tại: Trƣờng Đại học Bách Khoa – ĐHQG HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Hiệp Cán chấm nhận xét 1: TS Bùi Hoài Thắng Cán chấm nhận xét 2: TS Nguyễn Đức Cƣờng Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày 25 tháng 12 năm 2012 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS TS Thoại Nam TS Nguyễn Văn Hiệp TS Bùi Hoài Thắng TS Nguyễn Đức Cường TS Nguyễn Tuấn Đăng Xác nhận Chủ tịch Hội đồng dánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sữa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA……… i ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Trần Lê Vinh MSHV: 11070487 Ngày, tháng, năm sinh: 13-03-1988 Nơi sinh: Khánh Hịa Chun ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60.48.01 TÊN ĐỀ TÀI: Xây dựng ứng dụng soạn giảng theo chuẩn SCORM, cho phép hiển thị bố cục điều khiển nội dung giảng I NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tìm hiểu cấu trúc, khả điều hướng chuần SCORM, sử dụng chuẩn để xây dựng ứng dụng soạn giảng theo chuẩn SCORM hỗ trợ tính điều hướng cho người dùng theo khn mẫu cho phép người dùng tùy biến theo dụng ý II III IV NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 02-07-2012 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30-11-2012 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: TS Nguyễn Văn Hiệp Tp.HCM, ngày … tháng… năm 2012 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƢỞNG KHOA…… ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp này, em phải cần đến nhiều giúp đỡ Nay hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp, em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường quan tâm tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập rèn luyện Các giảng viên khoa Khoa học Kỹ thuật máy tính tận tâm giảng dạy, truyền đạt kiến thức quý báu công nghệ thông tin, tảng để em thực đề tài luận văn Thầy Nguyễn Văn Hiệp truyền đạt cho em kiến thức tảng hướng dẫn em hoàn thành Luận văn Thạc sĩ iii TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngày phát triển E-Learning đem đến cho người học nhiều lựa chọn mới, xóa dần khoảng cách thầy trị Học viên khơng cịn phải qng đường dài để học theo phương pháp truyền thống Học viên học đâu nội dung mong muốn E-Learning đề cao tinh thần tự học Vấn đề đặt làm định hướng cho học viên tiếp cận kiến thức cách đắn theo trình tự hợp lý, đánh giá hiểu biết đến đâu kết thúc khóa học Vì mục tiêu luận văn không nhằm xây dựng giảng mà cịn kèm theo thơng tin định hƣớng ràng buộc ngƣời học theo trình tự đƣợc quy định trƣớc, qua nâng cao chất lƣợng học tập Có nhiều chuẩn ELearning, chuẩn lựa chọn để thực luận văn chuẩn SCORM, chuẩn xem chuẩn sử dụng rộng rãi LMS Sau thời gian nghiên cứu chuẩn thực, luận văn đạt số kết khả quan, đáp ứng yêu cầu đặt ban đầu Chương trình hỗ trợ số mẫu điều hướng thông dụng giúp người soạn thảo có nhiều lựa chọn Tuy chưa hỗ trợ nhiều tiện ích mặt soạn thảo nội dung chương trình hỗ trợ tốt mặt điều hướng cho nội dung giảng cho phép sử dụng lại nội dung dạng html, pdf Hơn nữa, gói giảng sinh chương trình thỏa mãn chuẩn SCORM chạy LMS có hỗ trợ chuẩn SCORM… Today, the development of e-learning gives students more choices, and the gap between teachers and students is more gradually shorter Students no longer have to travel long distances to school by the traditional method Students can study anywhere, as well as any content you want E-Learning is also enhanced selflearning spirit The question is how to guide students in accessing new knowledge correctly and in a logical sequence, as well as envaluate their understanding about the course So the goal of this thesis is not only to build but also an effective sequencing information bound learners according to a pre-defined sequence, thereby improving the quality of learning There are many e-learning standards, one of the standard options for the implementation in this thesis is the SCORM standard, this standard is considered the most widely used standard in the LMS After spending time to research and implement, the thesis has achieved some positive results, to meet the initial requirements The program also supports a number of common navigational patterns help people have more choices Still no support is more convenient in terms of lecture content but has good support in terms of navigate for content lectures and allow the use of external content as html, pdf Moreover, the lesson package is generated by the program correspond to the SCORM standard and runs on the LMS that supports the SCORM standard iv LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan kết báo cáo thuyết minh luận văn phần mềm sản phẩm công sức lao động em thực hiện, khơng có chép từ cơng trình khác Trong tất bước, tham khảo, thừa kế phát triển thêm từ người khác cơng trình có khai báo đầy đủ v MỤC LỤC CHƢƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Ý nghĩa tính khả thi đề tài 1.4 Phương pháp tiếp cận CHƢƠNG TỔNG QUAN 2.1 Một số cơng cụ sẵn có ưu nhược điểm 2.2 Đánh giá chung cải tiến cho công cụ CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT .10 3.1 Kiến trúc hệ thống E-Learning 10 3.2 SCORM thành phần SCORM 14 3.3 Cấu trúc giảng theo chuẩn SCORM 16 3.4 Khả điều hướng số mẫu điều hướng 18 CHƢƠNG CÁC CHỨC NĂNG CHÍNH VÀ GIẢI PHÁP ĐỀ RA .31 4.1 Các chức 31 4.2 Giải pháp tiếp cận 32 4.3 Mơ hình tổng thể chi tiết cho chức 39 CHƢƠNG KẾT QUẢ HIỆN THỨC ỨNG DỤNG 55 5.1 Xây dựng chức tạo khóa học: 55 5.2 Hỗ trợ chức điều hướng 59 5.3 Hỗ trợ soạn thảo nội dung 63 5.4 Đóng gói khóa học 67 CHƢƠNG KẾT LUẬN CHUNG VÀ MỞ RỘNG 69 6.1 Kết luận chung 69 6.2 Mở rộng 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình 1: Phần mềm LCDS Microsoft 2: Phần mềm soạn thảo giảng Violet :Phần mềm soạn thảo LectureMAKER 4: Kiến trúc hệ thống E-Learning 10 5: Cấu trúc hệ LCMS 12 6: Cấu trúc hệ LMS 14 7: Cấu trúc giảng theo chuẩn SCORM 16 8: Quản lý tài nguyên SCORM 17 9: Kiến trúc điều hướng SCORM .18 10: Cây hoạt động 19 11: Cấu trúc hoạt động học 20 12: Mẫu tự 22 13: Mẫu Linear 23 14: Mẫu Linear Choice 24 15: Mẫu Linear Control 25 16: Mẫu Constrained Choice 26 17: Mẫu Knowledge Pace .27 18: Mẫu Knowledge Pace Reuse 28 19: Mẫu Competency 29 20: Mẫu Remediation 30 21: Cấu trúc liệu thực khóa học 33 22: Cấu trúc nội dung khóa học 33 23: Cấu trúc lưu trữ thông tin điều hướng 36 24: Cấu trúc lưu trữ thông tin điều hướng(tt) 37 25: Cấu trúc lưu trữ việc đặc tả luật 38 26: Cấu trúc Rollup Rule .39 27: Kiến trúc tổng thể ứng dụng .40 28: Mô hình hóa tạo khóa học theo khn mẫu định trước 41 29: Mơ hình hóa tạo khóa học không theo khuôn mẫu 41 30: Menu ngữ cảnh theo nội dung 42 31: Mơ hình hóa tính điều hướng 43 32: Thông tin điều hướng cho mẫu Linear 43 33: Thông tin điều hướng cho mẫu Linear Control 44 34: Thông tin điều hướng cho mẫu Linear Choice 46 35: Thông tin điều hướng cho mẫu Constrained Choice 47 36: Thông tin điều hướng cho mẫu Knowledge pace .48 37: Thông tin điều hướng cho mẫu Remediation 50 38: Thông tin điều hướng cho mẫu Competency 51 39: Mơ hình q trình import Html 53 40: Mơ hình q trình import PDF 53 41: Mơ hình q trình import media .53 42: Mơ hình q trình đóng gói khóa học .54 43: Giao diện ứng dụng 55 44: Tạo giảng theo khuôn mẫu sẵn có .56 45: Cấu trúc giảng theo khuôn mẫu 57 46: Menu ngữ cảnh cho khuôn mẫu 58 vii Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình 47: Tạo khóa học không theo khuôn mẫu .58 48: Menu ngữ cảnh cho khóa học 59 49: Các tùy chọn điều hướng 59 50: Các cấu hình điều hướng 60 51: Cấu hình rule .61 52: Cấu hình Rollup Rule 62 53: Sequencing Collection 63 54: Tính soạn thảo nội dung 63 55: Các tùy chọn import 64 56: Tính import Html .64 57: Tính import PDF 64 58: Tính import hỗ trợ xem trước video 65 59: Tính import hỗ trợ xem trước Flash 65 60: Tình import hình ảnh 66 61: Tính soạn câu hỏi trắc nghiệm 66 62: Câu hỏi trắc nghiệm 67 63: Tính đóng gói khóa học 68 viii Chƣơng Mở đầu 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Tổng quan E-Learning SCORM E-Learning (viết tắt Electronic Learning) thuật ngữ Hiện theo quan điểm hình thức khác có nhiều cách hiểu ELearning Hiểu theo nghĩa rộng, E-learning thuật ngữ dùng để mô tả việc học tập đào tạo dựa công nghệ thông tin truyền thông, đặc biệt công nghệ thông tin Theo quan điểm đại, E-learning phân phát nội dung học sử dụng công cụ điện tử đại máy tính, mạng máy tính, mạng vệ tinh, mạng internet, Intranet…trong nội dung học thu từ Website, đĩa CD, băng video, audio…thơng qua máy tính hay TV; người dạy học giao tiếp với qua mạng hình thức như:e-mail, thảo luận trực tuyến, diễn đàn, hội thảo video Có hai hình thức giao tiếp người dạy học: giao tiếp đồng (Synchronous) giao tiếp không đồng (Asynchronous) SCORM (Sharable Content Object Reference Model) chuẩn ELearning ADL (Advanced Distributed Learning Initinative tổ chức U.S Department of Defense White House Office of Science and Technology Policy (OSTP) thành lập nhằm phát triển E-Learning) đưa Chuẩn SCORM chuẩn phát triển từ đầu mà thừa kế phát triển lên từ AICC/CMI, IMS, IEEE, Ariadne Nhờ chuẩn SCORM xem chuẩn ELearning có triển vọng nhờ việc thừa kế thành quả, mặt mạnh chuẩn E-Learning khác đồng thời loại bỏ hay khắc phục mặt yếu chúng SCORM phiên 1.4 (SCORM 2004) Trong phiên điểm bật khả điều hướng nội dung giảng thực nhiều vấn đề không rõ ràng phiên trước So với việc đào tạo truyền thống lớp E-Learning có nhiều ưu điểm: - Ưu điểm lớn E-Learning ngày người học không bị giới hạn không gian thời gian Chỉ cần có đường truyền Internet học viên tiến hành học đâu lúc Thêm module Thêm học Bài kiểm tra Module kiểm tra Thay đồi thông tin khóa học Cấu hình thơng tin điều hướng Cấu hình thời gian Hình 48: Menu ngữ cảnh cho khóa học 5.2 Hỗ trợ chức điều hƣớng Chương trình hỗ trợ hai dạng sau: Cho phép người dùng định nghĩa chức điều hướng cho thành phần Người dùng định thành phần điều hướng chung sử dụng lại cần thiết Khi chọn chức điều hướng (Sequencing Configuration) hai tùy chọn hiển thị: Hình 49: Các tùy chọn điều hướng Chọn tùy chọn 1: Tùy chọn cho phép người dùng lựa chọn thơng tin cấu hình cần thiết định quy luật 59 Hình 50: Các cấu hình điều hướng Các quy luật: cho phép người dùng đặc tả luật hành động cần thiết 60 Hình 51: Cấu hình rule Rollup Rule cho phép người dùng cấu hình để đánh giá module đó: 61 Hình 52: Cấu hình Rollup Rule Chọn tùy chọn 2: chọn tùy chọn này, danh sách cấu hình điều hướng người dùng định nghĩa để sử dụng lại Nếu chưa có cho phép người dùng tạo 62 Hình 53: Sequencing Collection Người dùng xem chi tiết nội dung cấu hình lựa chọn để thêm vào thành phần mong muốn Tùy chọn nhằm mục đích khai thác cấu hình Sequencing Collection sẵn có SCORM 5.3 Hỗ trợ soạn thảo nội dung Để soạn thảo nội dung, người dùng cần chọn vào thành phần mong muốn để thêm nội dung (Chú ý: Theo chuẩn SCORM, ta thêm nội dung cho thành phần thành phần lá) Hình 54: Tính soạn thảo nội dung 63 Chƣơng trình hỗ trợ cho phép import nội dung ngồi nhƣ sau: Hình 55: Các tùy chọn import Hỗ trợ import chỉnh sửa html trực quan: Hình 56: Tính import Html Hỗ trợ import chỉnh sửa PDF trực quan(chỉ chỉnh sữa dịng) Hình 57: Tính import PDF Hỗ trợ xem trước import media file: 64 o Chức xem trước video(hỗ trợ định dạng wmv mp4) Hình 58: Tính import hỗ trợ xem trước video o Chức xem trước flash: Hình 59: Tính import hỗ trợ xem trước Flash 65 o Hỗ trợ chèn hình ảnh Hình 60: Tình import hình ảnh o Hỗ trợ chèn ậm thanh: hỗ trợ wav mp3 Ngồi chương trình hỗ trợ soạn thảo dạng câu hỏi trắc nghiệm : Single choice Multiple choice TrueFalse Order Choice Hình 61: Tính soạn câu hỏi trắc nghiệm 66 Và kết hiển thị: Hình 62: Câu hỏi trắc nghiệm Chương trình hỗ trợ soạn kiểm tra gồm nhiều câu hỏi thông qua chức add Test 5.4 Đóng gói khóa học Chương trình hỗ trợ đóng gói nội dung giảng theo chuẩn SCORM Ngồi chương trình cịn hỗ trợ đóng gói nội dung thành HTML PDF Đây hình ảnh khóa học đóng gói theo chuẩn SCORM chạy SCROM Cloud 67 Hình 63: Tính đóng gói khóa học 68 Chƣơng Kết luận chung mở rộng 6.1 Kết luận chung Đề tài nhằm mục đích xây dựng ứng dụng hỗ trợ cho môi trường giáo dục mặt nghiên cứu thực có số ý nghĩa thiết thực sau: Về lý thuyết: Tìm hiểu cách tổng quát hệ thống E-Learning chuẩn Elearning Tìm hiểu chuẩn E-Learning SCORM mặt sau:  Tổ chức nội dung giảng chuẩn SCORM  Khả điều hướng SCORM ứng dụng thực tiễn Về thực chƣơng trình: Sau tháng kể từ nhận đề tài, với giúp đỡ tận tình Thầy Nguyễn Văn Hiệp, luận văn đạt số kết sau Hỗ trợ người dùng xây dựng khố học có cấu trúc phân cấp theo chuẩn SCORM Hỗ trợ người dùng mở chỉnh sửa khố học có sẵn tn theo chuẩn SCORM Hỗ trợ người dùng thiết lập ràng buộc trình tự điều hướng học khoá học Hỗ trợ người dùng soạn thảo trực quan học dạng trang HTML Hỗ trợ người dùng import học soạn thảo công cụ soạn thảo HTML khác Hỗ trợ người dùng xây dựng câu hỏi trắc nghiệm, kiểm tra Xây dựng giảng theo khuôn mẫu định sẵn kèm theo thơng tin điều hướng Gói giảng sử dụng Sakai (cần SCORM plugin SCORM player) Moddle (chưa thật hỗ trợ tốt mặc điều hướng, số cấu hình chạy tốt Scorm cloud không nhận chạy Moddle) 69 6.2 Mở rộng 6.2.1 Hạn chế Về lý thuyết: Chưa tìm hiểu yêu cầu cách thực hệ thống LMS theo chuẩn SCORM Chưa tìm hiểu yêu cầu kỹ thuật cách thức triển khai dự án ELearning thực tế Chưa tiếp cận dự án E-Learning Việt Nam để có thơng tin số liệu thực tế nhằm nắm vững tình hình triển khai E-Learning Việt Nam Chưa thực trải nghiệm hết cấu hình liên quan đến việc điều hướng SCORM Về thực chƣơng trình: Chương trình chưa thực phần trợ giúp Phần soạn thảo Bài học Câu hỏi chưa thật thân thiện tốn nhiều thời gian Chưa hỗ trợ nhiều tiện ích cho người dùng cơng cụ tốn học, biểu đồ 6.2.2 Hướng phát triển Về hồn thiện chƣơng trình Hỗ trợ thêm phần nội dung cho người dùng Tăng cường phần hỗ trợ tạo kiểm tra câu hỏi, hỗ trợ người soạn thảo nội dung mà xây dựng lại từ đầu Xây dựng phần trợ giúp, đặc biệt trợ giúp cảm ngữ cảnh Hoàn thiện phần giao diện hỗ trợ thiết lập ràng buộc Trình tự Điều hướng để tăng tính thân thiện Xây dựng đầy đủ thiết kế chương trình để thực chương trình mơi trường lập trình khác hay hệ thống khác Xây dựng thêm mẫu điều hướng cho người dùng có nhiều lựa chọn 70 Về hƣớng nghiên cứu mở rộng: Những quan tâm đến E-Learning nói chung hay chuẩn SCORM nói riêng mở rộng hướng nghiên cứu sang vấn đề sau: Nghiên cứu sâu rộng chuẩn SCORM nhằm cung cấp tính điều hướng thân thiện với người dùng Nghiên cứu thực LMS Server theo chuẩn SCORM Tìm hiểu tình hình áp dụng E-Learning Việt Nam Tìm hiểu cách xây dựng hệ thống LCMS lớn Tìm hiểu yêu cầu kỹ thuật quy trình triển khai dự án E-Learning theo chuẩn SCORM Tìm hiểu sản phẩm dự án E-Learning mã nguồn mở 71 Tài liệu tham khảo [1] Paul Jesukiewicz, Content Aggregation Model, Advanced Distributed Learning Initiative, Office of the Deputy Under Secretary Of Defense for Readiness and Training, Policy and Program, 2009 [2] Paul Jesukiewicz, Sequencing and Navigation, Advanced Distributed Learning Initiative, Office of the Deputy Under Secretary Of Defense for Readiness and Training, Policy and Program, 2009 [3] Paul Jesukiewicz, Run-Time Environment, Advanced Distributed Learning Initiative, Office of the Deputy Under Secretary Of Defense for Readiness and Training, Policy and Program, 2009 [4] Chritian Mosers, WPF Toturial.net, Internet: http://wpftutorial.net , August.20, 2012 [5] Nguyễn Thành Trì, “Nâng cấp chuyển đổi sang LINUX trình soạn thảo giáo trình điện tử theo chuần SCORM”, Khoa Cơng nghệ Thơng tin, Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh, 2007 [6] Advanced Distribute Learning Initative, Authoring Tools Application Guidelines- Practical Examples and SCORM Implementation Suggestions, 2003 [7] Scorm Cloud, http://cloud.scorm.com , August.20, 2012 [8] Advanced Distributed Learning, http://www.adlnet.org/ , August.20, 2012 [9] The MASIE Center , http://masie.com/ , August.20, 2012 72 73 ... Xây dựng ứng dụng soạn giảng theo chuẩn SCORM, cho phép hiển thị bố cục điều khiển nội dung giảng I NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tìm hiểu cấu trúc, khả điều hướng chuần SCORM, sử dụng chuẩn để xây dựng. .. nhược điểm Ƣu điểm: Hiển thị bố cục nội dung Có nhiều khn mẫu cho việc soạn thảo nội dung Nhƣợc điểm: Không điều khiển nội dung theo ý muốn Phần template cho nội dung khó sử dụng 2.1.2 Violet 2.1.2.1... cập chuẩn SCROM Chuẩn cho phép đặt tả thông tin giảng khả trội cho phép người soạn thảo điều hướng nội dung theo ý muốn Như chuẩn giảng giải hai vấn đề sau: Giúp người thầy soạn thảo bố cục giảng