基于SCORM標準的交互式CBT技術應用研究

魏志民 喻益琳

摘要：本文對SCORM標準規范與交互式CBT技術的集成應用進行研究，通過對SCORM標準規范及交互式CBT技術的詳細分析，重點研究SCORM標準規范下的交互式CBT課件內部邏輯設置及打包機理，本文研究成果的應用可為改進傳統的理論教學和培訓方法提供新的手段。

關鍵詞：CBT;SCORM;交互式;課件

中圖分類號：TP315

1 SCORM標準規范概述

計算機輔助訓練是采用文字、圖像、音視頻、虛擬仿真等手段為學員營造一種直觀、真實培訓環境的培訓方式。隨著計算機技術的飛速發展，計算機輔助培訓已應用到社會多種行業，尤其在與教育培訓相關行業里的應用已日趨成熟。計算機輔助訓練作為一種成熟、高效的訓練方式，也開始廣泛的應用在軍事裝備和民用航空領域的理論培訓過程中。國際對航空CBT的研究早于國內，美國航空航天基于計算機培訓協會（AICC）是最早制定有關利用計算機進行培訓標準的組織。目前，世界上仍有很多的計算機輔助訓練系統和培訓課程遵循AICC標準。然而，隨著網絡技術的發展，AICC數據模型與HTTP綁定的通訊方式逐漸無法滿足WEB課件的需求，而繼承AICC部分標準采用API綁定方式的SCORM規范開始展現出強大的優勢。

SCORM（共享內容對象參考模型）是對數字內容教材的制作、內容開發提供一套共通的規范。目前運用廣泛的SCORM標準版本為SCORM 2004。SCORM 2004分成3部分內容：CAM（內容聚合模型），RTE（運行時間環境）和SN（排序和導航）。[1-2]其中，Content Aggregation Model（內容聚合模型）包括Asset（微單元），SCO（可共享內容對象），Content Organization（內容結構）3個重要組成部分。Content Organization（內容結構）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、聲音等數據類型;SCO是若干微單元的集合，是LMS系統和課程實現互操作的最小單元，它可以在SCORM 運行環境中通過API與學習管理系統（LMS）進行數據傳遞，LMS能夠啟動和跟蹤SCOs。Run-Time Environment（運行時間環境）的目的在于學習內容管理系統和基于學習內容的共享內容對象之間提供的一個互操作的方法。它規定了啟動（Launch）、應用程序接口（API）和數據模型（Data Model）三個接口，這三個接口的作用是實現學習管理系統（LMS）和符合SCORM標準的內容包的識別。[3]如下圖所示為SCORM運行時環境示意圖;

SCORM運行時環境示意圖

學員在LMS上學習標準的課件時，LMS可以詳細地跟蹤和記錄每個學習者的學習進度、狀態、交互及成績等信息。

2 交互式CBT技術概述

目前所謂的交互式CBT，是指利用基于Web的多媒體技術、虛擬現實技術，借用多媒體課件、虛擬仿真課件及網絡資源，由學習者自主進行一種雙向交流式培訓方式。本文主要對虛擬現實交互式CBT技術進行研究。

虛擬現實技術是一種逼真地模擬人在現實世界中視、聽、觸覺等行為的人機界面技術，它有三個主要特性即：沉浸感、交互性、構想性。虛擬現實技術可分為桌面虛擬現實、沉浸式虛擬現實、分布式虛擬現實和增強虛擬現實四個級別。桌面虛擬現實技術采用PC實現仿真模擬，將顯示器作為虛擬環境窗口，通過鼠標、鍵盤等外設與虛擬內容進行交互。

近年來，虛擬現實技術的快速發展為教學手段的豐富和進步提供了新的契機，它打破了傳統理論和多媒體單向授課的教學模式，讓參與者有更加直觀的感受和學習體驗。在四個級別的虛擬現實技術中，桌面虛擬現實系統憑借其突出的實用性和經濟性的特點應用最為廣泛，許多航空維修訓練系統（如VMT/IPT）都是基于桌面式虛擬系統構建的。本文所研究的基于標準的CBT虛擬現實課件也屬于虛擬現實技術在桌面級系統的應用，將桌面式的虛擬現實課程移植到Web系統上用于CBT培訓，也是當前教育培訓領域正在研究的課題之一。

本文以航空CBT課程為例。對于飛行、乘務的理論培訓課程采用多媒體CBT課件形式基本可以達到良好的培訓效果，但其中一些飛行原理、動態儀表等內容仍需進行仿真實現，以加強多媒體課件內容的交互性。對于機務而言，由于維修培訓具有較高的實操性要求，單純的教室理論培訓和多媒體CBT培訓形式很難達到理想的培訓效果，因此需要在機務維修CBT課件中引入虛擬現實技術來豐富課件的展現形式，增強課件的交互性，給學員更直觀的知識體驗。

3 基于SCORM標準的交互式CBT培訓技術研究

開發一個完整的SCORM課件包括編寫腳本、建立學習主題（Create Scos）、建立內容清單（Create Manifest）、建立內容包（Create Content Package）、測試及評價（Test and Evaluate Product）、發布和應用（Deliver and Implement Product）、設計和進行總結性評價修改（Designing and Conducting Summative Evaluations）等工序。[4]

虛擬現實交互式CBT課件包的開發可以選擇NGRAIN、Cortona3D等專用軟件完成，開發完成后的課件包需添加信息追蹤代碼，并對內容清單進行重新編寫和封裝并最終進行發布。

3.1 學習信息追蹤代碼添加

首先，在學習資源文件目錄下加入APIWrapper.js和SCOFunctions.js兩個SCORM標準函數文件并在學習頁面與中加入以下引用;

.

其中APIWrapper.js是CBT課程調用APIAdapter的標準接口，當CBT課程中的SCO被啟動后就可以調用APIAdapter中的跟蹤函數來實現與LMS的交互操作。findAPI（）函數代碼如下：

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."）;

}

//頁面層級太多

return null;

}

win = win.parent;

}

return win.API;

}

SCOFunctions.js用于數據信息分析，在其中也可以加入用戶自定義的函數，該文件中的函數在SCO跳轉或退出時被調用，用于統計學員學習時間的函數也包含在其中。

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

alert（"您目前此章節的學習時長為：" + totalTime）;

添加loadPage（）初始化事件和unloadPage（）結束事件，在頁面的載入和退出時將被調用。

Onload（頁面開始時呼叫）Wingdings`C@ LMSInitialize（）Wingdings`C@ loadPage（ADL Wrapper provided function）

Onunload（頁面結束時呼叫）Wingdings`C@LMSFinish（）Wingdings`C@ unloadPage（ADL Wrapper provided function）

3.2 內容清單編寫和內容包封裝

標準SCORM課件內容包主要由內容清單和相關物理文件組成，內容清單文件描述課程包所需信息，包括：

元數據（Meta-data）：整體描述內容包的數據;

組織結構（Organizations）：包括組成獨立的n個學習單元資源的內容或組織結構;

資源（Resources）：定義內容包中綁定的學習資源;

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

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

1）打開軟件，新建一個SCORM 2004標準內容包，內容包及元數據版本一般使用默認值。選擇用于新內容包的目錄，導入基于Web的學習資源課件。

2）接下來編輯imsmanifest.xml文件。在右邊的Organizations點鼠標右鍵用AddOrganization命令增加一個組織，然后鼠標右鍵用AddItem增加頂。操作界面如圖2所示：

圖2 AddOrganization操作界面

3）用AddResource命令增加一個課程資源，并將相應SCO拖到右側Resource下，設置SCORMType=sco。

4）組織Organization，并將其Referencedelement項指向下面相應的Resource。

5）預覽所做的課程并打包，即完成虛擬現實交互式CBT課件打包成符合SCORM標準課程。

3.3 滿足SCORM標準的交互式CBT課件的測試與應用

滿足SCORM標準的交互式CBT課件需采用ADL組織官方測試工具Test Suit進行測試，如果課件測試過程停止或出錯，則說明課件不滿足SCORM1.2標準要求，需要返回課件打包階段進行問題查找。

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

測試成功的滿足SCORM標準的交互式CBT課件即可上傳到任意滿足標準的LMS平臺上進行使用，平臺與課件之間按照SCORM運行時環境模型進行通信，平臺可以實時記錄課件的學習信息并追蹤課件的學習狀態。

4 總結

本文對SCORM標準規范與交互式CBT技術的集成進行了深入研究，實現了SCORM標準要求下的虛擬現實CBT課件的集成應用，為改進傳統的理論教學和培訓方法提供了新的手段。

參考文獻：

[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標準的學習管理系統設計[J].現代教育技術，2013，（05）：98-102.

[4]于晶，郭航.基于SCORM標準的交互式課件的設計與開發[J].電腦知識與技術，2016，（31）：203-204.

作者簡介：魏志民（1987-），男，天津人，助教，研究方向：航空培訓標準/虛擬仿真技術。