基于SCORM標準的裝備教學培訓體系平臺設計

于輝，孫文柱

（海軍航空工程學院青島校區，山東 青島 266041）

基于SCORM標準的裝備教學培訓體系平臺設計

于輝，孫文柱

（海軍航空工程學院青島校區，山東 青島 266041）

針對傳統裝備教學模式中學習時間長、效率低的問題，構建了基于SCORM標準的裝備教學培訓體系平臺。該平臺將教學課件、電子教材、教案、試題庫、虛擬仿真訓練系統、半實物仿真訓練系統視為統一的教學培訓資源，使用教學培訓體系平臺，在教學計劃和教學大綱的驅動下，進行統一組織、實施、交互、跟蹤、評價和管理，完成培訓方案、教學計劃、教學施訓、自學、考核、評估、優化和再實施的過程，以提高裝備教學培訓的效率和質量。

SCORM；學習管理系統；培訓體系；裝備教學

1 引言

裝備教學是軍隊工程院校崗位任職教育的教學活動主體，是一種以技能培訓和素質養成為主的實踐性教學過程，強調的是理論與實踐相結合，以實踐為主的能力培養模式。

傳統裝備教學模式不符合裝備教學的認知規律，學習時間長、效率低，不利于快速形成裝備運用能力。目前裝備教育院校零散的教學課件等資源在共享性和交互性上，也存在突出的問題。而裝備教學具有崗位針對性、裝備多樣性、內容實踐性、對象差異性、培訓終身性等特點，要求教學內容能夠快速適應不同的教學對象和教學目標，能夠在不同層次、不同裝備壽命周期階段的培訓中盡可能的共享和重用，并且能夠做到教學組織、計劃、實施、考核全程信息化，以提高教學培訓的質量和效率。

“虛擬仿真訓練系統”和“半實物仿真訓練系統”（下面簡稱為“仿真軟體”）在裝備教學培訓中得到廣泛使用。本文借鑒美國國防部ADL組織提出的先進分布式學習模式，對其制定的SCORM標準進行擴展，提出了教學培訓資源的理念。通過構建裝備教學培訓體系平臺來統一管理和調度教學資源，在同一個時空中融合理論和實踐教學，同時對整個教學培訓周期的全壽命活動進行管理，以實現教學培訓的現代化。

2 SCORM標準及其擴展性

共享內容對象參考模型SCORM[3]（Sharable Content Object Reference Model）是由美國國防部ADL（Advanced Distributed Learning）組織所制定的標準，對于數字內容教材的制作、內容開發提供一套通用規范。教材再用與共享是SCORM的核心思想。

SCORM標準從提出到現在已經有多個版本，1999年SCORM 規范的最初版本開始出臺，2000年，SCORM 1.0 版本問世；2002年發布SCORM 1.2 版本；2004 年，推出SCORM 1.3版本，也稱SCORM 2004 版本; 在此基礎上，2005年發布SCORM 2004第二版；2006年發布SCORM 2004 第三版。目前最新版本為2009年發布的SCORM 2004 第四版。

SCORM 2004第四版定義了三個規范：內容聚合模型（CAM：Content Aggregation Model）、運行時環境（RTE：Run-Time Environment）及排序與導航（SN：Sequencing and Navigation）。旨在實現學習內容對象的可重用性（Reusability）、 可共享性（Accessibility）、可互操作性 （Interoperability）、可持續性（Durability），以促進教育現代化，并希望達到以下目標：（1）使學習者隨時隨地獲取高質量的教育、培訓、幫助，并適應不同學習者的不同需求、知識背景、興趣愛好和認知體系。（2）通過教材重用和共享機制，縮短教材開發時間，減少教材開發成本，并促進教材在各學習平臺之間自由流通。

3 裝備教學培訓體系平臺分析

3.1 設計原則

裝備教學培訓體系平臺是在LMS（Learning Management System學習管理平臺）基礎上進行了內容擴展，目的是基于教學資源重用實現教學與自學自訓的跟蹤與交互，統一規劃和使用資源，對教學活動進行跟蹤和評價，對教學培訓全壽命周期進行信息化管理，以節省開發資源，維持最佳培訓效果的動態與優化過程。

3.2 設計目標

裝備教學培訓體系平臺的設計目標是在教學計劃、實施、評估、優化過程中實現信息化、快速化、交互化、最優化，在教學培訓資源內容上實現共享化、重用化，在支撐平臺上實現制作與使用一體化。

4 平臺功能模塊設計與實現

4.1 平臺的體系結構

裝備教學培訓體系平臺是基于“教務管理—教學計劃—教材編寫—課堂教學—課下自學—課下自訓—集中考核—教學評估—優化培訓體系”流程的全壽命教學管理思想而設計，是集教務管理、資源開發與管理、教學管理、自學自訓管理、考核管理、評估和優化管理的一體化系統。平臺采用基于B/S的三層體系結構，分為支撐層、中間件層和應用層，如圖1所示。用戶應用層由七個子系統和各類資源（課件、題庫、仿真軟件等資源）組成。

圖1 平 臺的三層體系構架

4.2 基于平臺的課程結構

裝備教學培訓體系平臺管理的對象有兩類：一類是教學培訓資源，一類是培訓對象學員。在平臺體系的概念下，教材由傳統的紙質和多媒體教材，擴展為電子教材概念，不僅支持圖文、聲音、錄像等多媒體形式，還支持各種仿真訓練軟體。多媒體和仿真軟體等各種素材稱為資源，資源以主題為核心組織成可以發布的內容頁面，內容頁面根據章節結構組織成課，多節課根據課程結構的需求組織成一門課程，多門課程構成了專業課程體系。

4.3 仿真軟體元數據的擴展

Asset和SCO主要包含文本、圖片、視頻、應用（文檔、flash等）等媒體形式，SCORM標準并沒有針對仿真的可執行對象的格式（FORMAT）內容給出定義，因此需對其進行詞匯擴展。

仿真軟體中的虛擬仿真訓練系統包含四個組成部分：虛擬儀表對象、虛擬場景對象、系統仿真對象、虛擬仿真組件。虛擬仿真組件是一個ActiveX組件，通過加載虛擬場景對象、虛擬儀表對象、系統仿真對象，建立虛擬仿真訓練系統，可以嵌入網頁執行。仿真軟體中的半實物仿真訓練系統，與網頁中的虛擬仿真訓練系統保持操縱數據和仿真數據同步，在用半實物仿真訓練系統訓練時，其連接的SCO對象中存在一個并行的鏡像系統，進行操作記錄，完成訓練情況的統計。

4.4 仿真軟體與SCO之間的信息交互

將仿真軟體的對象資源嵌入SCO對象中，除了在其manifest.xml文件（清單文件）中進行描述，并以SCO包的形式進行傳輸和重用外。還需建立仿真軟件組件和SCO對象之間的接口，以提供訓練時間、訓練判定成績、訓練過程導航等信息，以完成與LMS的交互。因此，仿真軟體必需建立與SCO的通訊機制。仿真軟體的虛擬仿真組件提供了開始、結束、訓練過程記錄、成績判定等接口，供SCO對象調用。從而實現仿真軟體通過SCO建立與LMS的連接，其連接關系如圖2所示。

圖2 仿真軟體 與LMS之間的交互

4.5 仿真軟體之間的重用和交互

虛擬仿真訓練系統和半實物仿真訓練系統之間，進行系統仿真對象資源和虛擬場景對象的直接共享，無需再做多余的工作，直接復制兩種資源的ASSET即可在兩個系統中使用。虛擬仿真訓練系統以組件的形式嵌入到SCO的網頁中，并提供接口與SCO交互，實現與LMS的搭橋交互。而半實物仿真訓練系統的操作部分是物理實體，無法嵌入SCO中。在使用半實物仿真訓練系統時，通過嵌入SCO的虛擬仿真訓練系統組件來啟動半實物仿真訓練系統（加電和加載各軟件模塊），并自動連接到半實物仿真訓練系統的仿真對象服務中，保持與其操作和仿真結果完全同步。任何半實物仿真訓練系統的操作和仿真結果，都可以實時同步的顯示到虛擬仿真訓練系統組件中，并進行記錄、回放、成績評判等操作，這些訓練數據可以通過虛擬仿真訓練系統組件接口傳遞給SCO，從而實現與LMS的交互。

5 結語

裝備教學培訓體系平臺將課件、題庫、虛擬仿真訓練系統、半實物仿真訓練系統視為統一的教學培訓資源來對待，重點考慮了交互性、重用性、跟蹤性、信息化四大特性，滿足了教學培訓全程信息化的需要。平臺既擴展了SCORM標準中的SCO對象包，又擴展了學習管理系統LMS的功能，能夠將教學培訓全壽命周期的管理、實施、跟蹤、優化融合為一個整體，擴展了SCORM標準的應用范圍，適應了實踐性裝備教學的特點和需要，把面向裝備的信息化教學培訓效率和質量提升到了一個新的高度，為裝備教學的全程信息化、效能最優化提供了可能。

[1]熊長貴.瞄準需求科學實施崗位任職教育[J].科技信息，2009(17).

[2]龔后三.網絡教育技術標準體系中國際標準引用譜研究[D].武漢:華中科技大學，2007.

[3]The Sharable Content Object Reference Model (SCORM) Advanced Distribute Learning(ADL)[OL].

F241.33

A

1671-0711（2017）05（上）-0159-03