基于SCORM標(biāo)準(zhǔn)的交互式CBT技術(shù)應(yīng)用研究

魏志民 喻益琳

摘要：本文對(duì)SCORM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與交互式CBT技術(shù)的集成應(yīng)用進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)SCORM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及交互式CBT技術(shù)的詳細(xì)分析，重點(diǎn)研究SCORM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范下的交互式CBT課件內(nèi)部邏輯設(shè)置及打包機(jī)理，本文研究成果的應(yīng)用可為改進(jìn)傳統(tǒng)的理論教學(xué)和培訓(xùn)方法提供新的手段。

關(guān)鍵詞：CBT;SCORM;交互式;課件

中圖分類號(hào)：TP315

1 SCORM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范概述

計(jì)算機(jī)輔助訓(xùn)練是采用文字、圖像、音視頻、虛擬仿真等手段為學(xué)員營(yíng)造一種直觀、真實(shí)培訓(xùn)環(huán)境的培訓(xùn)方式。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助培訓(xùn)已應(yīng)用到社會(huì)多種行業(yè)，尤其在與教育培訓(xùn)相關(guān)行業(yè)里的應(yīng)用已日趨成熟。計(jì)算機(jī)輔助訓(xùn)練作為一種成熟、高效的訓(xùn)練方式，也開(kāi)始廣泛的應(yīng)用在軍事裝備和民用航空領(lǐng)域的理論培訓(xùn)過(guò)程中。國(guó)際對(duì)航空CBT的研究早于國(guó)內(nèi)，美國(guó)航空航天基于計(jì)算機(jī)培訓(xùn)協(xié)會(huì)（AICC）是最早制定有關(guān)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)的組織。目前，世界上仍有很多的計(jì)算機(jī)輔助訓(xùn)練系統(tǒng)和培訓(xùn)課程遵循AICC標(biāo)準(zhǔn)。然而，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，AICC數(shù)據(jù)模型與HTTP綁定的通訊方式逐漸無(wú)法滿足WEB課件的需求，而繼承AICC部分標(biāo)準(zhǔn)采用API綁定方式的SCORM規(guī)范開(kāi)始展現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。

SCORM（共享內(nèi)容對(duì)象參考模型）是對(duì)數(shù)字內(nèi)容教材的制作、內(nèi)容開(kāi)發(fā)提供一套共通的規(guī)范。目前運(yùn)用廣泛的SCORM標(biāo)準(zhǔn)版本為SCORM 2004。SCORM 2004分成3部分內(nèi)容：CAM（內(nèi)容聚合模型），RTE（運(yùn)行時(shí)間環(huán)境）和SN（排序和導(dǎo)航）。[1-2]其中，Content Aggregation Model（內(nèi)容聚合模型）包括Asset（微單元），SCO（可共享內(nèi)容對(duì)象），Content Organization（內(nèi)容結(jié)構(gòu)）3個(gè)重要組成部分。Content Organization（內(nèi)容結(jié)構(gòu)）包括了清單和清單文件;微單元是課件中的多媒體資源，如文本、圖像、聲音等數(shù)據(jù)類型;SCO是若干微單元的集合，是LMS系統(tǒng)和課程實(shí)現(xiàn)互操作的最小單元，它可以在SCORM 運(yùn)行環(huán)境中通過(guò)API與學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)（LMS）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，LMS能夠啟動(dòng)和跟蹤SCOs。Run-Time Environment（運(yùn)行時(shí)間環(huán)境）的目的在于學(xué)習(xí)內(nèi)容管理系統(tǒng)和基于學(xué)習(xí)內(nèi)容的共享內(nèi)容對(duì)象之間提供的一個(gè)互操作的方法。它規(guī)定了啟動(dòng)（Launch）、應(yīng)用程序接口（API）和數(shù)據(jù)模型（Data Model）三個(gè)接口，這三個(gè)接口的作用是實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)（LMS）和符合SCORM標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容包的識(shí)別。[3]如下圖所示為SCORM運(yùn)行時(shí)環(huán)境示意圖;

SCORM運(yùn)行時(shí)環(huán)境示意圖

學(xué)員在LMS上學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)的課件時(shí)，LMS可以詳細(xì)地跟蹤和記錄每個(gè)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)度、狀態(tài)、交互及成績(jī)等信息。

2 交互式CBT技術(shù)概述

目前所謂的交互式CBT，是指利用基于Web的多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，借用多媒體課件、虛擬仿真課件及網(wǎng)絡(luò)資源，由學(xué)習(xí)者自主進(jìn)行一種雙向交流式培訓(xùn)方式。本文主要對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)交互式CBT技術(shù)進(jìn)行研究。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種逼真地模擬人在現(xiàn)實(shí)世界中視、聽(tīng)、觸覺(jué)等行為的人機(jī)界面技術(shù)，它有三個(gè)主要特性即：沉浸感、交互性、構(gòu)想性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可分為桌面虛擬現(xiàn)實(shí)、沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)、分布式虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)四個(gè)級(jí)別。桌面虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)采用PC實(shí)現(xiàn)仿真模擬，將顯示器作為虛擬環(huán)境窗口，通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤等外設(shè)與虛擬內(nèi)容進(jìn)行交互。

近年來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的快速發(fā)展為教學(xué)手段的豐富和進(jìn)步提供了新的契機(jī)，它打破了傳統(tǒng)理論和多媒體單向授課的教學(xué)模式，讓參與者有更加直觀的感受和學(xué)習(xí)體驗(yàn)。在四個(gè)級(jí)別的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)憑借其突出的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)應(yīng)用最為廣泛，許多航空維修訓(xùn)練系統(tǒng)（如VMT/IPT）都是基于桌面式虛擬系統(tǒng)構(gòu)建的。本文所研究的基于標(biāo)準(zhǔn)的CBT虛擬現(xiàn)實(shí)課件也屬于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在桌面級(jí)系統(tǒng)的應(yīng)用，將桌面式的虛擬現(xiàn)實(shí)課程移植到Web系統(tǒng)上用于CBT培訓(xùn)，也是當(dāng)前教育培訓(xùn)領(lǐng)域正在研究的課題之一。

本文以航空CBT課程為例。對(duì)于飛行、乘務(wù)的理論培訓(xùn)課程采用多媒體CBT課件形式基本可以達(dá)到良好的培訓(xùn)效果，但其中一些飛行原理、動(dòng)態(tài)儀表等內(nèi)容仍需進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)，以加強(qiáng)多媒體課件內(nèi)容的交互性。對(duì)于機(jī)務(wù)而言，由于維修培訓(xùn)具有較高的實(shí)操性要求，單純的教室理論培訓(xùn)和多媒體CBT培訓(xùn)形式很難達(dá)到理想的培訓(xùn)效果，因此需要在機(jī)務(wù)維修CBT課件中引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)豐富課件的展現(xiàn)形式，增強(qiáng)課件的交互性，給學(xué)員更直觀的知識(shí)體驗(yàn)。

3 基于SCORM標(biāo)準(zhǔn)的交互式CBT培訓(xùn)技術(shù)研究

開(kāi)發(fā)一個(gè)完整的SCORM課件包括編寫腳本、建立學(xué)習(xí)主題（Create Scos）、建立內(nèi)容清單（Create Manifest）、建立內(nèi)容包（Create Content Package）、測(cè)試及評(píng)價(jià)（Test and Evaluate Product）、發(fā)布和應(yīng)用（Deliver and Implement Product）、設(shè)計(jì)和進(jìn)行總結(jié)性評(píng)價(jià)修改（Designing and Conducting Summative Evaluations）等工序。[4]

虛擬現(xiàn)實(shí)交互式CBT課件包的開(kāi)發(fā)可以選擇NGRAIN、Cortona3D等專用軟件完成，開(kāi)發(fā)完成后的課件包需添加信息追蹤代碼，并對(duì)內(nèi)容清單進(jìn)行重新編寫和封裝并最終進(jìn)行發(fā)布。

3.1 學(xué)習(xí)信息追蹤代碼添加

首先，在學(xué)習(xí)資源文件目錄下加入APIWrapper.js和SCOFunctions.js兩個(gè)SCORM標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)文件并在學(xué)習(xí)頁(yè)面與中加入以下引用;

.

其中APIWrapper.js是CBT課程調(diào)用APIAdapter的標(biāo)準(zhǔn)接口，當(dāng)CBT課程中的SCO被啟動(dòng)后就可以調(diào)用APIAdapter中的跟蹤函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)與LMS的交互操作。findAPI（）函數(shù)代碼如下：

function findAPI（win）{

while（（win.API == null）&&（win.parent ！= null）&&（win.parent！= win））{

findAPITries++;

if（findAPITries > 7）{

if（_Debug）{

alert（"Error finding API--too deeply nested."）;

}

//頁(yè)面層級(jí)太多

return null;

}

win = win.parent;

}

return win.API;

}

SCOFunctions.js用于數(shù)據(jù)信息分析，在其中也可以加入用戶自定義的函數(shù)，該文件中的函數(shù)在SCO跳轉(zhuǎn)或退出時(shí)被調(diào)用，用于統(tǒng)計(jì)學(xué)員學(xué)習(xí)時(shí)間的函數(shù)也包含在其中。

var totalTime = doGetValue（"Cmi.core，total_time"）;

alert（"您目前此章節(jié)的學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)為：" + totalTime）;

添加loadPage（）初始化事件和unloadPage（）結(jié)束事件，在頁(yè)面的載入和退出時(shí)將被調(diào)用。

Onload（頁(yè)面開(kāi)始時(shí)呼叫）Wingdings`C@ LMSInitialize（）Wingdings`C@ loadPage（ADL Wrapper provided function）

Onunload（頁(yè)面結(jié)束時(shí)呼叫）Wingdings`C@LMSFinish（）Wingdings`C@ unloadPage（ADL Wrapper provided function）

3.2 內(nèi)容清單編寫和內(nèi)容包封裝

標(biāo)準(zhǔn)SCORM課件內(nèi)容包主要由內(nèi)容清單和相關(guān)物理文件組成，內(nèi)容清單文件描述課程包所需信息，包括：

元數(shù)據(jù)（Meta-data）：整體描述內(nèi)容包的數(shù)據(jù);

組織結(jié)構(gòu)（Organizations）：包括組成獨(dú)立的n個(gè)學(xué)習(xí)單元資源的內(nèi)容或組織結(jié)構(gòu);

資源（Resources）：定義內(nèi)容包中綁定的學(xué)習(xí)資源;

子內(nèi)容清單（（sub）Manifest（s））：描述任何邏輯嵌套的教學(xué)單元（可以作為獨(dú)立的單元）。

ReloadEditor常作為內(nèi)容清單文件編寫及內(nèi)容包的封裝的工具，具體過(guò)程如下：

1）打開(kāi)軟件，新建一個(gè)SCORM 2004標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容包，內(nèi)容包及元數(shù)據(jù)版本一般使用默認(rèn)值。選擇用于新內(nèi)容包的目錄，導(dǎo)入基于Web的學(xué)習(xí)資源課件。

2）接下來(lái)編輯imsmanifest.xml文件。在右邊的Organizations點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵用AddOrganization命令增加一個(gè)組織，然后鼠標(biāo)右鍵用AddItem增加頂。操作界面如圖2所示：

圖2 AddOrganization操作界面

3）用AddResource命令增加一個(gè)課程資源，并將相應(yīng)SCO拖到右側(cè)Resource下，設(shè)置SCORMType=sco。

4）組織Organization，并將其Referencedelement項(xiàng)指向下面相應(yīng)的Resource。

5）預(yù)覽所做的課程并打包，即完成虛擬現(xiàn)實(shí)交互式CBT課件打包成符合SCORM標(biāo)準(zhǔn)課程。

3.3 滿足SCORM標(biāo)準(zhǔn)的交互式CBT課件的測(cè)試與應(yīng)用

滿足SCORM標(biāo)準(zhǔn)的交互式CBT課件需采用ADL組織官方測(cè)試工具Test Suit進(jìn)行測(cè)試，如果課件測(cè)試過(guò)程停止或出錯(cuò)，則說(shuō)明課件不滿足SCORM1.2標(biāo)準(zhǔn)要求，需要返回課件打包階段進(jìn)行問(wèn)題查找。

另外還有兩個(gè)問(wèn)題需要注意：1）所要測(cè)試的課件包內(nèi)的manifest.xml文件及相關(guān)所需的xsd文件必須放在桌面上;2）初次使用Test Suit的測(cè)試人員會(huì)忽略該軟件不支持中文路徑及中文標(biāo)題的問(wèn)題，從而導(dǎo)致測(cè)試失敗，此時(shí)可修改“＼＼HKEY_CURRENT_USER＼＼Software＼＼Microsoft＼＼Windows＼＼CurrentVersion＼＼Explorer＼＼User Shell Folders”下的Desktop值。

測(cè)試成功的滿足SCORM標(biāo)準(zhǔn)的交互式CBT課件即可上傳到任意滿足標(biāo)準(zhǔn)的LMS平臺(tái)上進(jìn)行使用，平臺(tái)與課件之間按照SCORM運(yùn)行時(shí)環(huán)境模型進(jìn)行通信，平臺(tái)可以實(shí)時(shí)記錄課件的學(xué)習(xí)信息并追蹤課件的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

4 總結(jié)

本文對(duì)SCORM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與交互式CBT技術(shù)的集成進(jìn)行了深入研究，實(shí)現(xiàn)了SCORM標(biāo)準(zhǔn)要求下的虛擬現(xiàn)實(shí)CBT課件的集成應(yīng)用，為改進(jìn)傳統(tǒng)的理論教學(xué)和培訓(xùn)方法提供了新的手段。

參考文獻(xiàn)：

[1]ADL（Advanced Distributed Learning）（2006）.SCORM 20043rd Edition Overview[EB/OL].http：//wwww.adlnet.org.

[2]ADL（Advanced Distributed Learning）（2006）.SCORM 20043rd Content Aggregation Model[EB/OL].http：//wwww.adlnet.org.

[3]李建偉，李京，柴淞，劉帥.基于SCORM標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2013，（05）：98-102.

[4]于晶，郭航.基于SCORM標(biāo)準(zhǔn)的交互式課件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2016，（31）：203-204.

作者簡(jiǎn)介：魏志民（1987-），男，天津人，助教，研究方向：航空培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)/虛擬仿真技術(shù)。