基于SCORM標準的學習管理系統的設計與實現

王詠梅

近年來，隨著個人計算機因特網的迅速普及和發展，信息技術在學校教育，企業培訓及個人進修等領域備受關注。其中發展最為迅速的是 E-learning 技術，E-Learning：英文全稱為（Electronic Learning），中文譯作“數字（化）學習”、“電子（化）學習”、“網絡（化）學習”等。不同的譯法代表了不同的觀點：一是強調基于因特網的學習；二是強調電子化；三是強調在E-Learning中要把數字化內容與網絡資源結合起來。三者強調的都是數字技術，強調用技術來改造和引導教育。在網絡學習環境中，匯集了大量數據、檔案資料、程序、教學軟件、興趣討論組、新聞組等學習資源，形成了一個高度綜合集成的資源庫。E-learning 技術是為了解決多用戶在不同的地方通過因特網或是內部網學習的一種分布式的學習方式，學習的內容則是存放在服務器端的電子教材。這是一種自由選擇的學習方式，但也可以通過公告或是郵件實現雙向性的交互。

E-learning的出現，引起了學習方式的革命性變化，無論是在教育，企業或是政府等部門都可以利用E-learning方式建立知識管理平臺對特定的對象進行學習管理。E-learning是以網絡作為通信媒體，把教學資源迅速的傳送給學習者同時為學習者提供自由的(任何時間，任何地點)學習環境。通過因特網進行的教育及相關服務，提供給學習者一種全新的方式進行學習；提供了學習的隨時隨地性，從而為終身學習提供了可能，改變教學者的作用和教與學之間的關系，從而改變教育的本質；能很好地實現某些教育目標，但不能代替傳統的課堂教學，不會取代學校教育。但是，這給教學資源的提供者帶來了很大的不便，由于這些教學資源提供者的格式并不統一，并且開發教學資源的廠商眾多及各個開發廠商間開發環境和技術等的差異，教學資源的共享和可重復利用性變得相當困難。由一個教學資源提供者做出的教學資源，除了應用在自己的學習管理系統，以外很難被其他的學習管理系統所應用，與此同時，其他教學資源提供者提供的教學資源也不能應用在自己的學習管理系統中，沒有再利用性的可能。因此就需要一種共同的規范來解決這樣的問題。E-learning標準的重要性日趨凸現，越來越多e-learning企業開始重視標準問題。SCORM作為一種集各家之所長的e-learning標準，得到了越來越多企業的接受和認可。SCORM 是由美國國防部ADL組織所擬定的標準，對于數字內容教材的制作、內容開發提供一套共通的規范。教材再用與共享是SCORM的核心概念。SCORM想要強調的精神是教材可以透過統一的格式跨平臺、可以真正的達到可重復使用、追蹤學習記錄也可以有統一的標準，更能符合學習者的需要。

一、國內外現狀分析

從學習管理系統的研究與應用方面來看,國外在相關理論與技術的研究方面處于領先地位,但是在應用過程中也出現了一些問題,需要進一步的改進和完善。SCORM標準描述了一個調配模型，這個調配模型提供一些能被廣泛接受和貫徹執行的數字化學習標準。這些標準包括關于學習者學習對象之間的信息交流的應用編程接口、一個描述這些信息的定義數據模型、一個實現學習內容互操作的內容包裝規范、一些用于描述學習內容的標準的元數據元素，以及一些用于組織學習內容的標準的排序規則。由于SCORM采用以上標準方法來定義和存取關于學習對象的信息，符合SCORM標準的學習內容對象具有高水平的可訪問性、適應性、可承受性、持久性、互操作、重用性等。SCORM標準的使用將會增強LMS運行不同商家工具開發的內容和這些內容的數據轉換的能力，增強不同商家開發的LMS運行相同內容以及這些內容在執行時的數據交換的能力，增強多種網絡LMS產品/環境訪問相同知識庫的可執行內容并運行這些內容的能力。這種策略消除了為適合最新的技術平臺需要做的許多開發工作，將會使開發者更多地關注有效的學習策略。

開發符合SCORM標準的課程，從技術角度主要是按照“內容聚合模型”的要求組織課程內容，定義排序規則，在必要的一些內容中按照“運行時環境”的規定調用應用程序接口，獲取和更新運行時數據等。開發符合SCORM標準的課程的難點是教學設計，即如何根據教學的要求，設計內容組織結構和定義排序規則等。將課程的教學設計與繁瑣的規則實現分開也正是SCORM追求的目標之一。這樣可以使課程設計者專注于課程的教學設計，而不必關心復雜的實現。目前，國內外對符合SCORM標準的課程開發已進行了大量的深入發研究，也有許多SCORM課程編輯工具。ADL官方網站對網絡課程提供了幾種不同學習策略的課程開發的參考實現，英國JISC組織支持的Reload項目開發了Reload Editor工具，Microsoft公司提供的Microsoft LRN toolkit可以將Word及PowerPoint格式的文件轉換成SCORM教材，Macromedia公司提供的Macromedia 1.5 SCORM Producer可以將傳統的網頁教材轉換成SCORM教材。

開發符合SCORM標準的學習管理系統或將已有發學習管理系統改造成符合SCORM標準的系統則要復雜的多，因為符合SCORM標準的學習管理系統需要具體實現“運行時環境”定義的各種應用程序接口，提供和存儲運行時數據，按照“內容聚合模型”和“排序導航”的要求，實現各種復雜的排序規則。從技術角度，也正是因為學習管理系統的復雜實現才會使符合SCORM標準的網絡課程開發在技術上變得相當簡單。ADL官方組織提供了SCORM運行時環境的參考程序，提供了學習管理系統的SCORM標準人證，同時也提供了網絡課程的SCORM標準認證。目前通過驗證的主要是完整的學習管理系統，但國外也有一些公司提供嵌入式引擎解決方案（RUSTICI，2005）。目前通過SCORM官方認證的學習管理系統和引擎幾乎都是商業運作，他們的具體實現機制并未公開。國內外也有不少學者對符合SCORM標準的學習管理系統的實現進行了探討，但主要還停留在SCORM 1.2標準的基礎上。

二、研究方向

計算機被發明不久，教育學家就認識到了計算機的教學價值和潛力。隨后，Internet 的出現，為信息與知識的交流和傳播提供了便捷的途徑。網絡成了一個環球的公共傳遞平臺，基于網絡的學習內容幾乎可以被任何媒體傳遞，基于網絡的技術迅速成為學習技術的主流，通過網絡實現了資源的共享，這也對傳統的一些學習方法產生了巨大的影響。這樣充分實現了個性化的學習，在互聯網上，沒有統一的教材，沒有統一的進度，每一位學習者都可以根據自己的學習特點，最大限度地發揮積極性、主動性，既可以進行個別化教學，又可以進行協作型教學，還可以將“個別化”與“協作型”結合起來，是一種全新的網絡教學模式。1997 年美國國防部于是提出了建立高級分布式學習的方案。有了網絡這個傳遞平臺，傳遞什么樣的學習資源成為 ADL 能否實現長遠目標的關鍵。但現有的一些學習資源不能滿足 ADL 的高要求，例如，各公司提供的課程只能在自己公司的系統上運行，課程對系統的依賴性很大，往其它系統上移植幾乎是不可能的，課程單獨地流通這種概念還不存在。1999 年美國率先在國內開始實行在線學習(E-learning)標準，ACCI 的規格是為了更好地促進學習管理系統(LMS: Learning Management System)和課程之間的相互運用性、兼容性而產生的標準。最終出現了SCORM標準，基于SCORM標準的LMS可以實現兼容，達到了資源共享的目的，極大的符合了大眾的要求。于是，眾望所趨，這種基于SCORM標準的學習管理系統成了LMS發展的主旋律。這也就是我們要設計實現的學習管理系統。

三、研究的方法與技術路線

學習管理系統的設計和開發采用的是軟件工程的方法，軟件工程中較為流行的一種是生命周期法，所謂生命周期是指整個軟件系統從分析、設計、實現、運行到維護的全過程。對過程中的每一步驟都有明確的任務要求，并采取自上而下的策略，首先對系統制作任務進行整體分析，然后按照一定順序逐步細化，最后實際進行制作。這種從確定任務到完成任務的整個過程就是系統制作工程的生命周期。

1.根據開發要求，系統開發應滿足如下基本要求:

(1)開發要基于E-Learning的特點，能提高學習者的學習興趣與自覺性。

(2)都必須滿足在互聯網上運行的基本條件，還應具備安全、穩定、可靠、運行快等特點。

(3)應有完整的文字與制作腳本(電子稿)。

(4)文字說明中的有關名詞、概念、符號、人名、定理、定律和重要知識點都要與相關的背景資料相鏈接。

(5)對課程中的重要部分，可適當采用圖片、配音或動畫來強化學習效果，但要避免與教學內容無關的、純表現式的圖片或動畫。

本系統設計的流程為：從實際的需求分析開始，然后對需求分析進行評估，經認可后即進入設計階段，否則就修改需求分析，直至評價合格，然后進入系統設計階段，設計任務完成后也要進行評估，對不合理的設計進行修改，評估通過后方可進入開發階段，開發結束后也要對系統進行測試和評估，只有滿足預定目標才能交付使用，否則必須返回到設計階段或是開發階段進行修改。

2.在該LMS中主要的實現的功能有：

·用戶管理，包括用戶的注冊、修改、激活、禁止等。

·課件管理，主要是課件的上傳、課件的維護等。

·學習管理，有用戶學習進度管理，選課記錄管理等。

3.該LMS的主要開發技術有：Spring技術、J2EE平臺、XML技術

.Spring 是一個開源框架，是為了解決企業應用程序開發復雜性的。

.J2EE平臺提供了多層、分布式的應用模型，重新利用組件的能力，統一安全的模式以及靈活的處理控制能力。

.XML (Extensible Markup Language)是一種具有數據描述功能、高度結構性及可驗證性的語言，很適合用做數據交換格式。

參考文獻：

[1]王毅，周峰. J2EE經典案例設計與實現[M]. 北京: 電子工業出版社, 2007.

[2]胡運安，呂智慧，吳杰. 基于SCORM的學習行為采集模型的設計與實現[J]. 計算機工程與應用，2004（1）.

[3]陸崢,楊路明,宋虹. 基于SCORM規范的教學管理平臺的開發實現[J]. 計算機與數字工程，2005（3）.

[4]楊曉亮. XML在遠程教育中的應用[J].計算機工程，2003.

（作者單位：杭州市余杭區廣播電視臺）