SCORM CAM là các quy định, các yêu cầu để xây dựng nội dung và tổ chức nội dung [6]. Cụ thể nó chứa các thông tin cần thiết cho quá trình tạo các gói nội dung, sử dụng siêu dữ liệu cho các thành phần của gói nội dung, xác định trình tự nội dung học tập và các giao diện tương ứng. SCORM CAM gồm các phần chính:
Mô hình nội dung (Content Model) định nghĩa các thuật ngữ quan trọng dùng trong CAM
Đóng gói nội dung (Content Packaing) là các đặc tả và các yêu cầu dùng để xây dựng và đóng gói nội dung học tập.
Meta-data là các đặc tả và các yêu cầu để mô tả các thành phần của SCORM. Xác định thứ tự và điều hướng (Sequencing and Navigation) là các đặc tả và các yêu cầu nhằm xác định thứ tự nội dung học tập và chỉ ra nội dung đó ở đâu.
3.2.2.1 Mô hình nội dung
Chuẩn SCORM mô tả mô hình nội dung bao gồm 4 thành phần cơ bản:
a. Asset
Asset là dạng cơ bản nhất của một tài nguyên học tập. Asset có thể là file text, âm thanh, hình ảnh hay bất kỳ dữ liệu nào có thể hiển thị được bởi Web. Một Asset có thể chứa các Asset khác (Chẳng hạn như Asset là trang HTML có thể là tập hợp của các Asset khác nhau như ảnh, text, audio, và video.
Hình 3.3: Các Asset khác nhau
Trên hình vẽ biểu diễn một loạt các Asset khác nhau: file audio WAV, file audio MP3, các hàm javascript, ảnh JPEG, ảnh GIF, một đoạn HTML, trang Web, đối tượng Flash, tài liệu XML.
Thông tin về các Asset được mô tả trong Asset Metadata giúp cho việc tìm kiếm và sử dụng lại các Asset.
b. SCO (Sharable Content Object)
Một SCO là một tập hợp của một hoặc nhiều asset biểu diễn một tài nguyên học tập, nó sử dụng SCORM RTE để trao đổi thông tin với LMS. Trong SCORM, SCO là biểu diễn mức nhỏ nhất của tài nguyên học tập được quản lý bởi LMS thông
qua mô dữ liệu - Data Model. Do đó tài nguyên học tập đã trở thành đối tượng có thể giao tiếp với LMS và LMS có thể quản lý được tiến trình học tập của học viên đối với từng SCO. Sự khác biệt duy nhất giữa SCO và Asset là SCO trao đổi thông tin với LMS thông qua các API.
Một SCO bắt buộc phải tuân theo những điều kiện được định nghĩa trong SCORM RTE sẽ thỏa mãn các tính chất sau:
Bất kì LMS hỗ trợ SCORM RTE có thể khởi chạy và hiển thị SCO mà không cần quan tâm ai tạo ra nó.
Bất kỳ LMS nào hỗ trợ SCORM RTE có thể theo dõi bất kỳ SCO nào và biết khi nào nó bắt đầu và khi nào nó kết thúc.
Bất kỳ LMS nào hỗ trợ SCORM RTE có thể khởi chạy bất kỳ SCO nào theo cùng một cách giống nhau.
c. Content Organization
Tổ chức nội dung (Content Organization) là một sơ đồ biểu diễn mối quan hệ giữa các hoạt động (các đơn vị bài giảng có cấu trúc). Mỗi hoạt động lại có thể bao chứa các hoạt động khác hoặc có thể là một Asset hay SCO.
Content Organization được mô tả bởi siêu dữ liệu tổ chức nội dung (Content Organization Meta-data) do đó có thể sử dụng lại các siêu dữ liệu này cho các CO khác nhau. Bên cạnh đó CO còn chứa các thoogn tin về trình tự sắp xếp của các hoạt động và LMS sẽ dựa vào đso để thực hiện việc phân phối và kiểm soát nội dung trong thời gian chạy.
d. Siêu dữ liệu
Siêu dữ liệu trong SCORM được xây dựng dựa trên đề xuất của IEEE LTSC LOM (IEEE Learning Technology Standards Committee Learning Object Metadata) dùng để mô tả các thông tin liên quan đến nội dung học tập. Nó gồm 5 thành phần:
Siêu dữ liệu mô hình kết hợp nội dung (Content Aggregation Model Meta- data): Siêu dữ liệu mô tả cách kết hợp các nội dung trong gói nội dung. Ngoài ra nó
còn có mục đích là tăng cường khả năng tìm kiếm.
Siêu dữ liệu tổ chức nội dung (Content Organization Meta-data): Dùng để mô tả tổ chức nội dung (Content Organization). Mục đích là tăng cường khả năng tìm kiếm trong kho nội dung và cung cấp thông tin mô tả tổng thể về cấu trúc nội dung định nghĩa bởi Content Organization.
Siêu dữ liêu hoạt động (Activity Meta-data): Dùng để mô tả một hoạt động đơn lẻ. Mục đích là cung cấp thoogn tin giúp LMS truy xuất được tới các hoạt động trong kho nội dung. Do đó siêu dữ liệu này phải mô tả được toàn bộ hoạt động theo kế hoạch của người xây dựng nội dung.
Siêu dữ liệu đối tượng nội dung chia sẻ được (SCO Meta-data): Meta-data dùng cho các SCO để cung cấp thông tin mô tả về nội dung trong SCO không phụ thuộc cách sử dụng nội dung trong các cua học khác nhau. Cũng như trên, mục đích là tăng cường tính tìm kiếm và phát hiện được.
Siêu dữ liệu đơn vị Asset (Asset Meta-data): Meta-data mô tả các asset, giúp
Asset có khả năng sử dụng lại, tìm kiếm được khi asset được lưu trữ trong các kho nội dung khác nhau.
3.2.2.2 Đóng gói nội dung
Khi đã có nội dung thì cần phải chuyển tải nội dung đó đến với người học thông qua các hệ thống học tập khác nhau. Đặc tả gói nội dung IMS là các chỉ dẫn chỉ ra cách thức chuẩn hóa nội dung và thay đổi nội dung. Mục đích của đặc tả gói nội dung IMS là tập trung vào việc định nghĩa thao tác giữa các thành phần, những hệ thống yêu cầu nhập xuất, kết tập, và phân chia những gói của nội dung học.
Một IMS Content Package chứa hai thành phần chính là:
Một tài liệu XML mô tả cấu trúc nội dung và các tài nguyên đi kèm gọi là manifest file (imsmanifest.xml). File này được đặt trong thư mục gốc của cấu trúc nội dung.
Manifest gồm 4 thành phần chính như sau:
Meta-data: dữ liệu mô tả tổng thể gói nội dung
Organizations: mô tả cấu trúc nội dung hoặc tổ chức các tài nguyên học tập tạo nên một đơn vị đứng độc lập hoặc các đơn vị giảng dạy. Resources: định nghĩa các tài nguyên học tập được gộp vào trong gói
nội dung.
(sub) Manifest: mô tả bất kỳ các đơn vị giảng dạy được phân cấp nhỏ hơn (có thể làcác đơn vị độc lập)
Hình 3.5: Các thành phần chính của một gói nội dung
3.2.3 Môi trƣờng thực thi của SCORM - SCORM RTE
Một trong những mục đích của SCORM là các tài nguyên đào tạo phải có thể tái sử dụng và có thể thao tác giữa các phần của các hệ thống quản lý đào tạo (LMS). Do đó, cần phải có một cách thức chung để các tài nguyên đào tạo giao tiếp với hệ thống LMS.
Việc giao tiếp này được SCORM RTE mô tả thông qua 3 đặc tả, đó là: Launch, Application Program Interface (API) và Data Model [7].
Hình 3.6: Mô hình SCORM RTE với các thành phần Launch, API và Data Model
Cơ chế Launchquyđịnh cách thức để LMS khởi tạo các đối tượng nội dung dựa trên Web trong các tài nguyên học. Trong SCORM có hai loại đối tượng là SCO và Asset. Quá trình launch xác định các thủ tục và việc thiết lập giao tiếp giữa đối tượng nội dung đã được khởi tạo và LMS. Quá trình liên lạc được chuẩn hóa thông qua API.
API là một tập các hàm được định nghĩa giúp SCO có thể được gọi từ LMS. Các API được thực thi và kết thúc bởi các API Adapter. API Adapter phải được cung cấp bởi LMS. Mỗi SCO phải gọi 2 hàm API LMSInitialize(“”) và LMSFinish(“”).
Data Model cung cấp mô hình dữ liệu chung để đảm bảo một tập thông tin được định nghĩa về SCO có thể được truy xuất bởi các hệ thống LMS khác nhau. Các dữ liệu được lưu trữ bao gồm thông tin về học viên, quá trình trao đổi giữa học viên và SCO,.. Các thông tin này sẽ được sử dụng để theo dõi tình hình học tập và các yêu cầu báo cáo khác.
3.2.4 Tuần tự và điều hƣớng bài giảng trong SCORM - SCORM SN
Tuần tự và điều hướng là quy luật mà một hệ LMS phải tuân theo để hiển thị một khóa học. Người xây dựng nội dung có khả năng xác định qui luật tuần tự và điều hướng mà hệ LMS phải tuân theo. Các qui luật này nằm trong cấu trúc nội dung và thể hiện bên trong thẻ organization.
Tuần tự và điều hướng nhằm mục đích xác định các phương thức duyệt qua khóa học tùy thuộc vào người học có hoàn thành hay đạt được những điểm số tối thiểu hay không. Và dựa vào các thông tin điều hướng mà hệ LMS có thể cho phép học viên được học tiếp các tài nguyên học tiếp theo [8].
Tổng kết
Như vậy trong chương ba chúng tôi đã trình bày một số khái niệm cơ bản về chuẩn SCORM, một chuẩn E-learning rất được quan tâm hiện nay. Các thành phần cơ bản của SCORM là chuẩn về biểu diễn các thành phần nội dung, chuẩn về đóng gói bài giảng và chuẩn về môi trường đào tạo điện tử. Trong đó, thành phần nội dung cơ bản nhất gồm có Asset và SCO. Môi trường thực thi của SCORM được xây dựng dựa trên việc sử dụng các API, và mô hình dữ liệu RTE.
CHƢƠNG 4 MÔ HÌNH CHIA SẺ DỮ LIỆU ĐỘNG GIỮA CÁC HỆ LMS
4.1 Đặt vấn đề
Chúng ta đã thấy với kiến trúc của hệ thống E-learning như đã trình bày trong 2.2.6 thì mỗi hệ thống E-learning khác nhau sẽ có một cơ sở dữ liệu của mình nhằm lưu trữ toàn bộ thông tin của hệ thống trong đó có thông tin về các nội dung học tập được quản lý bởi LCMS của hệ thống đó. Đồng thời với mỗi nhà xây dựng nội dung thì cách thức tổ chức, cấu thành nội dung lại mang tính cá nhân của người xây dựng do đó để sử dụng lại hay chia sẻ nội dung học tập, các bài giảng giữa các hệ thống E-learning khác nhau là rất khó khăn. Giải quyết vấn đề này cộng đồng phát triển E- learning đã nghiên cứu và phát triển nhiều chuẩn trong đó được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay chính là chuẩn SCORM (chương 3).
Tuân theo chuẩn đóng gói của SCORM hệ thống có nội dung cần chia sẻ sẽ sử dụng chuẩn đóng gói nội dung để ghép các đối tượng riêng rẽ như file text, hình ảnh, âm thanh,.. thành một gói nội dung hoàn chỉnh sau đó phân phối cho các hệ thống cần sử dụng.
Đối với hệ thống sử dụng gói nội dung được chia sẻ này lại đòi hỏi phải tuân theo chuẩn chia sẻ của SCORM để có thể hiểu được các nội dung đã đóng gói trong gói nội dung từ đó đưa nó vào hệ thống của mình.
Quá trình chia sẻ này được hiểu là “tĩnh” do việc cập nhật, chỉnh sửa gói nội dung ở cả hệ thống có nội dung chia sẻ và hệ thống sử dụng nội dung chia sẻ là độc lập với nhau. Nghĩa là hệ thống có nội dung chia sẻ thực hiện cập nhật, chỉnh sửa lại nội dung của mình nhưng hệ thống sử dụng nội dung chia sẻ nếu muốn có nội dung cập nhật đó thì phải thực hiện việc kết nhập lại gói nội dung mới chứ không “tự động” có được gói nội dung đó.
Bài toán được đặt ra ở đây là làm sao để hệ thống sử dụng gói nội dung chia sẻ không phải kết nhập lại gói nội dung mới mà vẫn có được nó đây chính là mục tiêu mà luận văn hướng tới. Khái niệm “chia sẻ dữ liệu động” chính là đây.
Để thực hiện được mô hình này thay vì sử dụng cơ chế đóng gói và phân phối nội dung thì ta sẽ xây dựng một kho lưu trữ trung tâm để lưu trữ các nội dung bài giảng. Kho lưu trữ này sẽ cho phép các hệ LMS, LCMS khác nhau truy cập vào với điều kiện là các hệ đó cần tuân theo chuẩn được quy định bởi kho lưu trữ. Như vậy, bất kì hệ thống LMS nào tuân theo chuẩn cũng có thể truy xuất các nội dung được chia sẻ bởi các hệ LCMS khác cũng như bất kì hệ LCMS nào tuân theo chuẩn cũng có thể chia sẻ nội dung bài giảng, cập nhật chỉnh sửa nó trong kho lưu trữ trung tâm. Đơn giản hóa mô hình này ta có thể hình dung hệ thống như sau đối với giáo dục đại học:
Kho lưu trữ trung tâm là kho dữ liệu về các nội dung giảng dạy của Bộ Giáo dục và Đào tạo
Mỗi trường đại học sẽ có một hệ LMS quản lý sinh viên và quá trình học tập của sinh viên đó, đồng thời có một hệ LCMS để có thể xây dựng nội dung giảng dạy của trường mình. Hệ LMS, LCMS này có thể kết nối với kho lưu trữ trung tâm để chia sẻ dữ liệu.
Như vậy các hệ thống LMS, LCMS của các trường đại học khác nhau có thể là khác nhau nhưng tuân theo chuẩn quy định nên chúng vẫn có thể truy cập được tới kho lưu trữ trung tâm và việc chia sẻ, tái sử dụng tài nguyên bài giảng được thực hiện một cách tối ưu nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng hệ thống.
Với mô hình này thì quy trình thực hiện học tập sẽ như sau:
Thông qua các hệ LCMS các giáo viên hay những người biên tập bài giảng sẽ đưa các nội dung bài giảng vào kho lưu trữ trung tâm.
Các khóa học sẽ tạo dựa trên cơ sở các bài giảng đã có trong kho dữ liệu. Việc tạo khóa học sẽ do người quản lý hay giáo viên đã được cấp quyền. Học viên kết nối với các hệ LMS đã được phép truy cập vào khóa học và yêu
cầu nội dung bài giảng của khóa học. Hệ LMS sẽ kết nối đến kho dữ liệu trung tâm để truy xuất nội dung mà học viên yêu cầu. Cuối cùng nội dung bài giảng sẽ hiển thị đến học viên.
Để cập nhật, chỉnh sửa nội dung bài giảng các giáo viên với quyền truy cập của mình sẽ thông qua các hệ LCMS để thay đổi nội dung bài giảng.
Nội dung bài giảng vừa cập nhật sẽ được hiển thị tới học viên trong lần truy cập tới.
Hình 4.1: Mô hình hệ thống chia sẻ dữ liệu động
Việc thực hiện quy trình này mô hình sẽ cần:
Lưu trữ tập trung các thông tin bài giảng trong một kho lưu trữ trung tâm. Với bất kì hệ LCMS nào cũng có thể truy xuất để bổ sung hay cập nhật nội
dung bài giảng.
Bất kì hệ LMS nào cũng có thể giao tiếp được với kho lưu trữ trung tâm để lấy các tài nguyên có trong đó.
Người quản trị nội dung hay giáo viên đã được cấp quyền thì đều có thể sử dụng những nội dung đã có trong kho lưu trữ trung tâm
Learning Management System (LMS) Learning Management System (LMS) Learning Content Management System (LCMS) Learning Content Management System (LCMS)
Lớp giao tiếp trung gian
CSDL trung tâm
Việc giao tiếp giữa LCMS và kho lưu trữ trung tâm là trong suốt với người quản trị nội dung hay giáo viên. Họ chỉ cần quan tâm đến hệ LCMS của chính mình.
Việc giao tiếp giữa LMS với kho lưu trữ cũng trong suốt với người học. Học viên sẽ không cần quan tâm đến việc kết nối của LMS và kho dữ liệu.
LMS, LCMS, kho lưu trữ trung tâm sẽ giao tiếp với nhau thông qua giao thức truyền thông HTTP.
4.2 Kho lưu trữ trung tâm
Kho lưu trữ trung tâm phải đảm bảo các chức năng sau: Lưu trữ nội dung bài giảng
Lưu trữ thông tin về các khóa học
Cho phép cập nhật, chỉnh sửa các nội dung lưu trữ.
4.2.1 Lƣu trữ nội dung bài giảng
Để đảm bảo kho lưu trữ có khả năng lưu trữ các thông tin về bài giảng đòi hỏi mô hình dữ liệu kho lưu trữ trung tâm phải tuân theo các chuẩn đặc tả mô hình nội dung bài giảng. Thông tin về bài giảng cần lưu trữ bao gồm: các đối tượng nội dung bài giảng và cấu trúc bài giảng.
Nội dung bài giảng: cần phải lưu được các thông tin sau:
+ Thông tin về các bài giảng:
- Định danh bài giảng