基于SCORM技術的多媒體課件統一播放框架與實現

吳佩莉 張 弢 張 泉

1(蘭州文理學院 甘肅 蘭州 730030)2(蘭州聚源信息科技有限公司 甘肅 蘭州 730030)

0 引 言

網絡與計算機技術的迅猛發展，促使在線教育的規模正以驚人的速度不斷增長，而怎樣使所開發的這類資源能夠實現不同學習管理系統之間的全面共享與互操作已成為亟待研究的課題，與此同時，與之相關的建設標準也已迅速制定出來[1]。SCORM是美國聯邦政府下的組織ADL(Advanced Distributed Learning)制訂的一份規范，它的主要目的是為了解決如何從一個平臺到另一個平臺進行課程轉移，如何為不同的課程創建可重用構件并使其能為這些課程所共享，以及如何能準確且快速地查找到所需的有關課程的所有素材。此外，基于現有的教育標準，它提供了一整套例子以及實現的準則，并為國防部提供了遠程教育及其一系列相關的應用指南。

現有SCORM標準的制定，雖然是基于某些大型的組織所開發的有關網絡資源的建設方面的相關規范[2]，但它難以遵守其他規范，更難以實現無縫地與其他規范系統相結合。因此，SCORM標準本身的兼容性亟待改進。此外，現存的諸多問題給SCORM標準的廣泛實踐和進一步深入研究帶來了新的挑戰。目前，主流學習培訓平臺[3～9]共同的特點就是B2C服務型，從組織和入住機構看質量參差不齊，從培訓資源看課程眾多、內容龐雜，且大多亟待解決的種類繁多的多媒體課件的播放兼容性和播放流暢等問題，即：(1) 將主流的插件解析打包，其中要解決主流插件自動下載及RTE(Run Time Environment)自動集成及更新，并提供RTE最新版本下載等問題；(2) 讓瀏覽和播放課件非常流暢，其中要解決P2P技術和緩存技術問題，以及加密和解密等問題。

如上所述的現狀及用戶需求，結合現場調研，本文提出了基于SCORM技術的多媒體課件統一播放框架MC_UPF(A Unified Play Framework of Multimedia Courseware Based on SCORM Technology)，并基于此框架研發了MC_UPF課件播放器。將整個在線學習流程分成應用層、服務鏈接層和數據層三層執行，并針對現有問題在各層配置相應的解決方案，較好地解決了多媒體課件播放的兼容性和流暢問題，不僅保證了學習資源的一致性和完整性，還解決了用戶瀏覽器兼容問題帶來的困惑及相關插件安裝方面的不便。

1 統一播放框架(MC_UPF)

在基于SCORM技術的LMS(Learning Management System) 中[10-11]，內容組織結構是對活動之間相互聯系的一種展現，它是由結構化的教學或活動單元對內容的預期應用的組織結構圖來進行定義描述，如圖1所示。在內容包中，外部的資源以及物理文件是由資源部分來描述的，而資源部分包含在內容清單之中，其中這些文件不僅可以是文本文件，還可以是評估或媒體文件，甚至是其他電子格式的數據，如圖2所示。在內容組織結構中，各個點資源都可以被引用，資源的所有結構是由內容組織結構來提供的。通過對活動之間結構的構建，以及對每個活動之間的排序信息進行聯系，內容組織結構就被定義為這一系列已排好序的活動，而LMS的職責就是解釋內容組織結構中這些預先排好的序列信息，且學習的所有資源的運行時間順序均按照這些排好序的動作來控制。

圖1 組織結構

圖2 資源

一般地，圖1和圖2中的組織結構和資源存放在某個服務器的數據庫中，用戶在線學習時通常可直接訪問這個數據庫，這不僅會遇到多媒體課件的播放流暢問題，還存在數據不安全的重大隱患。此外，由于資源中包含非標課件、不同版本文檔、不同碼流視音頻資源、不同格式圖像等，使得在讀取不同類型的資源文件時需要安裝相關插件，即存在種類繁多的多媒體課件的播放兼容性問題。

為了解決上述問題，本文提出了基于SCORM技術的多媒體課件統一播放框架(簡稱MC_UPF框架)，如圖3所示，將整個在線學習運行過程劃分為三層：應用層；服務鏈接層；數據層。在應用層，緩沖池將用戶當前的學習內容提取到池中，使得瀏覽和播放課件非常流暢，且通過對其進行加/解密處理，從而消除了用戶訪問數據的安全隱患。在服務鏈接層，有狀態記錄服務器、節點服務器、緩沖服務器、應用服務器和WEB服務器，這一層主要完成用戶在線學習的各項服務管理功能，它也是應用層與數據層的連接層。在數據層，主要有三類數據庫：“平臺”數據庫主要存放與客戶端平臺功能相關的數據；組織結構存放在“學習/課程”數據庫中；資源文件被組織存放在“資源/文件”數據庫中。且不同種類的資源文件均有相對應的播放插件腳本，用戶統一通過應用層的“Rescource插件分類封裝”即可訪問到所需的資源文件而無需安裝相關插件，這一過程對于用戶是完全透明的，從而解決了種類繁多的多媒體課件的播放兼容性問題。

圖3 MC_UPF框架

2 MC_UPF實現

采用MC_UPF框架的課件播放軟件(簡稱MC_UPF課件播放器)的整個流程如圖4所示。MC_UPF課件播放器使用SCORM框架及相關技術，使用Visual C++開發語言，不僅能對課件資源的完整性以及一致性提供保證，還能有效解決用戶瀏覽器兼容問題帶來的困惑及相關插件安裝方面的麻煩及殺毒軟件誤殺的煩惱。

圖4 MC_UPF播放器實現流程

如圖5所示，為MC_UPF相關實現界面的展示。基于MC_UPF的課件播放器終端突破傳統培訓模式，其在線和斷網模式培訓適應企業培訓、考試不同場景，徹底實現“點痕跡→面總結”的閉環管理。

圖5 MC_UPF相關實現界面

此外，在通信和下載方面，在P2P的基礎上優化多線程消息隊列，解決用戶隨時隨地流暢學習和脫機培訓的難題。

3 結 語

本文提出了基于SCORM技術的多媒體課件統一播放框架(MC_UPF)。基于該框架研發的MC_UPF課件播放器考慮用戶播放課件順暢度，對原始數據采用本地緩存及多線程的響應處理，生成符合SCORM標準的LMS資源包，并基于LMS資源包創建目錄樹。由RTE內核解析播放課件，從而解決諸多用戶體驗問題，且基于MC_UPF的課件播放器終端，在線和斷網模式培訓適應企業培訓、考試不同場景，突破了傳統培訓模式。下一步，將會吸取云培訓技術的優點，尤其是在ECS彈性服務器方面，以期研制出企業復合云培訓平臺，使企業培訓不再受時間、空間、人數、裝備不足等的限制。