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
- Đặc tả vấn đề trình bày trong bài giảng.
- Các thông tin khác
+ Thông tin về các tài nguyên liên quan đến bài giảng, mỗi tài nguyên có thể là một file hay tập hợp nhiều file có quan hệ với nhau theo cấu trúc nhất định. Các thông tin này bao gồm:
- Định danh tài nguyên
- Mô tả tài nguyên
- Thông tin định vị tài nguyên.
Cấu trúc bài giảng: Mỗi bài giảng đều có cấu trúc xác định quan hệ thứ tự giữa các
đối tượng nội dung, giúp điều hướng bài giảng khi được yêu cầu. Thông tin này sẽ cho phép các hệ LMS xác định được trình tự trình diễn đến học viên của nội dung bài giảng. Thông tin này bao gồm:
- Thông tin thứ tự giữa các đơn vị nội dung
- Thông tin về điều hướng giữa các nội dung
4.2.2 Lƣu trữ thông tin về các khóa học
Ngoài việc phải lưu trữ các thông tin về bài giảng, kho lưu trữ trung tâm cần lưu trữ các thông tin về các khóa học. Các khóa học này sẽ được các hệ LMS khác nhau sử dụng để hiển thị đến học viên của mình. Thông tin cần lưu trữ gồm:
+ Thông tin về khóa học:
- Định danh khóa học.
- Mô tả khóa học
- Các thông tin khác về khóa học + Thông tin về cấu trúc khóa học:
- Thông tin về các bài giảng thuộc khóa học
- Thông tin về trình tự các bài giảng của khóa học
- Thông tin điều hướng của khóa học
4.2.3 Cập nhật, chỉnh sửa nội dung kho lƣu trữ trung tâm
Kho lưu trữ trung tâm với chức năng lưu trữ các thông tin liên quan đến bài giảng và khóa học phải cho phép người quản trị nội dung hay các giáo viên đã được cấp quyền cập nhật, bổ sung nội dung trong quyền hạn của mình, điều này đảm bảo tính chia sẻ dữ liệu một cách “tự động”.
Việc cập nhật chỉnh sửa được thực hiện thông qua các hệ LCMS của mỗi hệ thống, khi học viên có yêu cầu nội dung bài giảng thì bài giảng được cập nhật mới nhất lưu trong kho dữ liệu trung tâm sẽ được hiển thị đến học viên.
4.3 Lớp giao tiếp trung gian
Chúng ta thấy rằng với mô hình được xây dựng thì bất kì hệ LCMS, LMS nào cũng có thể truy xuất đến kho dữ liệu trung tâm, vậy làm thế nào để có thể đạt được điều này? Chúng tôi đề xuất đưa ra một khái niệm là lớp giao tiếp trung gian làm môi trường để LMS, LCMS, kho dữ liệu trung tâm trao đổi thông tin với nhau.
Lớp giao tiếp trung gian là lớp hỗ trợ việc trao đổi thông tin giữa các hệ thống để cho bất kì một hệ LMS, LCMS nào tuân theo chuẩn cũng có thể truy cập vào kho dữ liệu trung tâm dùng chung này.
Môi trƣờng truyền thông của lớp giao tiếp trung gian: Để thực hiện việc truyền thông trên mạng giữa các hệ LMS, LCMS và lớp giao tiếp trung gian chúng ta sẽ sử dụng chuẩn truyền thông phổ biến là giao thức HTTP.
Ngôn ngữ trao đổi thông tin tuân theo chuẩn XML.
Việc giao tiếp giữa lớp trung gian và các hệ LMS, LCMS là trong suốt đối với người dùng. Với người dùng là người quản trị nội dung hay giáo viên thì thông qua hệ LCMS của mình họ sẽ đưa yêu cầu cập nhật bổ sung nội dung bài giảng trong kho lưu trữ trung tâm, khi đó LCMS sẽ kết nối đến kho dữ liệu trung tâm thông qua lớp giao tiếp trung gian. Tương tự với người dùng là học viên thì thông qua LMS học viên đưa yêu cầu hiển thị nội dung bài giảng LMS sẽ kết nối đến kho dữ liệu qua lớp giao tiếp trung gian và cuối cùng trả về nội dung yêu cầu cho học viên. Với cách thức như vậy ta có thể thấy việc phân phối nội dung bài giảng đến người dùng có thể thực hiện theo những phương thức hoặc phân phối trực tiếp từ kho dữ liệu đến người dùng không qua hệ LMS hoặc phải qua hệ LMS.
Hình 4.2: Mô hình giao tiếp giữa giáo viên và hệ thống
Trong mô hình này với quyền hạn của mình người quản trị nội dung hay giáo viên có thể sửa đổi nội dung hay cập nhật mới bài giảng của mình vào kho dữ liệu tập trung thông qua hệ quản trị nội dung LCMS của hệ thống mình có.
Ƣu điểm của mô hình này:
- Tính chia sẻ dữ liệu một cách tự động và nhanh chóng giữa tất cả các người dùng là giáo viên cũng như học viên.
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 …… Giáo viên Cập nhật, chỉnh sửa nội dung bài giảng Giáo viên Cập nhật, chỉnh sửa nội dung bài giảng
- Quá trình trao đổi giữa LCMS và kho dữ liệu là trong suốt đối với giáo viên. Người giáo viên chỉ cần học cách sử dụng hệ thống của mình mà không cần học thêm quá nhiều thứ khác.
Nhƣợc điểm:
- Tốc độ phản hồi của hệ thống có thể chậm do có nhiều người cùng kết nối.
- Xác thực người dùng sẽ phức tạp do cần có sự phân quyền để đảm bảo an toàn dữ liệu.
Hình 4.3: Mô hình phân phối bài giảng của hệ thống thông qua LMS
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 …… Học viên Học viên Nội dung bài giảng Nội dung bài giảng Yêu cầu bài giảng Yêu cầu bài giảng
Với mô hình này học viên sẽ kết nối vào hệ LMS của hệ thống mình có để đưa ra yêu cầu hiển thị nội dung bài giảng, hệ LMS sẽ kết nối với kho dữ liệu thông qua lớp giao tiếp trung gian và cuối cùng bài giảng sẽ được truyền từ kho dữ liệu qua LMS phân phối cho học viên.
Ƣu điểm:
- Quá trình trao đổi giữa LMS và kho dữ liệu tập trung là trong suốt với học viên.
- Không cần xác thực người dùng mà chỉ cần xác thực hệ LMS kết nối đến kho lưu trữ.
Nhƣợc điểm:
- Tốc độ phản hồi của hệ thống có thể chậm do có nhiều người cùng kết nối.
Mô hình phân phối nội dung trực tiếp không qua hệ LMS: sau khi LMS kết
nối với kho dữ liệu để yêu cầu bài giảng toàn bộ nội dung sẽ được phân phối trực tiếp tới học viên mà không qua hệ LMS.
Ƣu điểm:
- Tốc độ phản hồi hệ thống có thể nhanh hơn do không qua LMS trung gian
Nhƣợc điểm:
- Việc giao tiếp giữa LMS và lớp trung gian sẽ không còn trong suốt đối với học viên nữa.
- Việc xác thực học viên với kho lưu trữ trung tâm sẽ phức tạp hơn rất nhiều và khó đảm bảo an toàn dữ liệu
Hình 4.4: Mô hình phân phối bài giảng của hệ thống không thông qua LMS Tổng kết
Nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên hệ thống trong việc chia sẻ và tái sử dụng các gói bài giảng, trong chương này chúng tôi đã đề xuất mô hình chia sẻ nội dung động giữa các hệ thống.
Với mô hình đề xuất này chúng tôi đã xây dựng các thành phần của mô hình bao gồm kho dữ liệu trung tâm lưu trữ toàn bộ nội dung bài giảng và thông tin các khóa học; lớp giao tiếp trung gian nhằm hỗ trợ cho việc trao đổi thông tin giữa kho dữ liệu trung tâm với các hệ thống quản trị học tập LMS và hệ thống quản trị nội
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
……
Học viên Học viên
Nội dung bài giảng
Nội dung bài giảng Yêu cầu bài giảng Yêu cầu bài giảng
dung học LCMS. Đồng thời chúng tôi cũng đã trình bày về một số mô hình giao tiếp giữa các hệ thống như mô hình giao tiếp giữa giáo viên với toàn bộ hệ thống, mô hình phân phối nội dung bài giảng thông qua LMS và không thông qua LMS cùng các ưu, nhược điểm của mỗi mô hình.
CHƢƠNG 5 THỰC NGHIỆM
Trong chương này luận văn sẽ trình bày các nội dung triển khai thực nghiệm nhằm xây dựng mô hình chia sẻ dữ liệu như đã trình bày ở chương 4. Nội dung của chương này gồm 2 phần: phần đầu là các nội dung triển khai theo mô hình đã đưa ra, phần tiếp theo sẽ trình bày các kết quả thu được cùng các đánh giá và đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo.
5.1 Những nội dung triển khai
5.1.1 Mô hình triển khai thực nghiệm
Trên cơ sở mô hình đã đưa ra chúng ta cần phải tiến hành các công việc sau:
- Xây dựng kho dữ liệu trung tâm
- Xây dựng lớp giao tiếp trung gian
- Xây dựng ít nhất 2 hệ LMS, LCMS độc lập nhau.
Tuy nhiên trong giai đoạn triển khai với mục đích thử nghiệm mô hình này chúng tôi thực hiện theo phương thức: dựa vào một phần mềm đào tạo điện tử có sẵn với các phân hệ LMS, LCMS của nó, ta tiến hành xây dựng mới một hệ LMS, hai hệ thống này sẽ chạy độc lập với nhau nhưng dữ liệu được chia sẻ cho nhau. Việc tương tác giữa các hệ thống sẽ thông qua lớp giao tiếp trung gian.
Thông qua LCMS của phần mềm đào tạo điện tử bài giảng được đưa vào kho dữ liệu trung tâm và các thông tin liên quan đến khóa học. Với hệ LMS mới xây dựng thì học viên sẽ có thể truy cập đến các nội dung bài giảng được cung cấp bởi LCMS của phần mềm đào tạo điện tử.
Chúng tôi lựa chọn giải pháp thực nghiệm trên do:
- Việc xây dựng mới các hệ LMS, LCMS đòi hỏi nhiều công sức và thời gian mà điều kiện thực hiện không cho phép.
- Ta có thể tận dụng được mô hình tổ chức dữ liệu của hệ thống sẵn có để làm kho dữ liệu trung tâm không mất thời gian xây dựng mới.
5.1.2 Nội dung thực hiện
Với mô hình đã đưa ra chúng tôi sử dụng hệ thống đào tạo điện tử nguồn mở Moodle với các phân hệ LMS, LCMS sẵn có của nó đồng thời xây dựng một hệ LMS đơn giản chạy thử nghiệm kết nối với cơ sở dữ liệu trung tâm.
Chúng tôi lựa chọn Moodle do một số yếu tố sau:
Moodle là một phần mềm nguồn mở nên ta dễ dàng tiếp cận các tài liệu phát triển.
Moodle có tính modul hóa cao.
Moodle có thể cài đặt và hoạt động trên nhiều hệ điều hành khác nhau, với nhiều webserver và hệ quản trị CSDL khác nhau. Hiện tại chúng tôi thử nghiệm với hệ điều hành Windows cùng các phần mềm Apache/MySQL/PHP.
Với hệ LMS mới được xây dựng chúng tôi lựa chọn giải pháp xây dựng hệ thống chạy trên hệ điều hành Windows với trình duyệt IIS, hỗ trợ ngôn ngữ ASP. Lựa chọn này nhằm đảm bảo việc chia sẻ dữ liệu có thể thực hiện giữa các hệ thống khác nhau.
Các công việc đã được tiến hành:
Nghiên cứu nhằm xác định những thành phần nào thay đổi hay không thay đổi khi một khóa học được tái sử dụng.
Tổ chức lại cơ sở dữ liệu của phần mềm đào tạo điện tử thành cơ sở dữ liệu trung tâm lưu trữ thông tin về các khóa học và bài giảng. Xây dựng mới hệ LMS có khả năng truy cập tới cơ sở dữ liệu trung
tâm. Hệ LMS mới ở mức độ chạy thử nghiệm với chức năng cung cấp bài giảng đến học viên.
Xây dựng lớp giao tiếp trung gian phục vụ cho việc trao đổi thông tin giữa các hệ thống với cơ sở dữ liệu trung tâm.
5.2 Kết quả thực nghiệm
5.2.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu trung tâm
Trên cơ sở cấu trúc dữ liệu của hệ thống Moodle, chúng tôi đã tổ chức lại các bảng dữ liệu liên quan đến việc lưu trữ và quản lý các bài giảng và khóa học để đưa vào cơ sở dữ liệu trung tâm:
Các bảng lưu trữ thông tin về khóa học
Các bảng lưu trữ thông tin về các bài giảng, tài nguyên của bài giảng Các bảng lưu trữ thứ tự trình bày của các bài giảng
Các bảng lưu trữ thông tin người dùng.
5.2.2 Xây dựng lớp giao tiếp trung gian
Lớp giao tiếp trung gian được xây dựng là các hàm cho phép quản lý việc kết nối của các hệ thống đến cơ sở dữ liệu trung tâm. Đảm bảo các hệ thống LMS, LCMS tuân theo chuẩn đều có thể truy cập đến cơ sở dữ liệu trung tâm.
5.2.3 Xây dựng hệ LMS độc lập
Hệ LMS mới được xây dựng chạy độc lập trên một máy chủ khác sử dụng trình duyệt IIS, viết bằng ngôn ngữ ASP.
Hệ LMS mới xây dựng chưa có chức năng hoàn chỉnh của một hệ LMS mà mới chỉ dừng ở mức độ cung cấp bài giảng cho học viên học tập.
Khi học viên của hệ thống LMS này truy cập, hệ thống sẽ trình diễn các tài liệu học tập có trong cơ sở dữ liệu trung tâm được chia sẻ bởi phần mềm đào tạo điện tử Moodle.
5.2.4 Kết quả đạt đƣợc
Chúng tôi đã xây dựng và cài đặt thử nghiệm trên 2 máy chủ hai hệ LMS khác nhau. Tại máy chủ thứ nhất cài đặt phần mềm đào tạo điện tử mã nguồn mở Moodle, sử dụng phân hệ LCMS của Moodle cho phép tạo lập các khóa học.
Hình 5.1: LCMS tạo lập các khóa học
Hình 5.1 mô tả bước tạo các khóa học của hệ quản trị nội dung LCMS với các thông số cho khóa học đó. Sau khi tạo lập các khóa học, người quản trị, giáo viên tiến hành cung cấp các bài giảng cho khóa học đó. Các bài giảng được hỗ trợ dưới nhiều định dạng khác nhau do phần mềm LCMS hỗ trợ.
Hình 5.2: Đưa nội dung bài giảng vào khóa học
Hình 5.2 mô tả việc tạo các bài giảng cho khóa học đã được tạo ra trước đó. Ví dụ trong khóa học về Đại số tuyến tính A1 giáo viên đang tạo một bài mới có tên là Hướng dẫn giải bài tập phần số phức.
Kết quả thu được của quá trình tạo bài giảng này là một tập hợp các bài giảng của khóa học được cung cấp cho cơ sở dữ liệu trung tâm.
Hình 5.3: Khóa học đã được bổ sung các bài giảng
Hình 5.3 là danh sách các bài giảng của khóa học Đại số tuyến tính A1 sau khi được giáo viên soạn thảo. Tùy vào sự hỗ trợ của mỗi hệ LCMS mà giáo viên có có thể tiến hành bổ sung các tài nguyên khác cho môn học của mình như bài tập về nhà, thảo luận, bài kiểm tra,…
Hình 5.4: Các hoạt động giáo viên có thể bổ sung cho khóa học
Hình 5.5: Ví dụ về việc bổ sung bài tập cho khóa học Kinh tế môi trường
Như vậy ở máy chủ thứ nhất chúng ta thực hiện tạo lập các khóa học và các bài giảng của các khóa học đó thông qua hệ quản trị học tập nguồn mở Moodle. Ở máy chủ thứ 2 chúng ta xây dựng một hệ LMS khác có khả năng truy xuất đến cơ