基于SCORM标准的学习管理系统的设计与实现

王咏梅

近年来，随着个人计算机因特网的迅速普及和发展，信息技术在学校教育，企业培训及个人进修等领域备受关注。其中发展最为迅速的是 E-learning 技术，E-Learning：英文全称为（Electronic Learning），中文译作“数字（化）学习”、“电子（化）学习”、“网络（化）学习”等。不同的译法代表了不同的观点：一是强调基于因特网的学习；二是强调电子化；三是强调在E-Learning中要把数字化内容与网络资源结合起来。三者强调的都是数字技术，强调用技术来改造和引导教育。在网络学习环境中，汇集了大量数据、档案资料、程序、教学软件、兴趣讨论组、新闻组等学习资源，形成了一个高度综合集成的资源库。E-learning 技术是为了解决多用户在不同的地方通过因特网或是内部网学习的一种分布式的学习方式，学习的内容则是存放在服务器端的电子教材。这是一种自由选择的学习方式，但也可以通过公告或是邮件实现双向性的交互。

E-learning的出现，引起了学习方式的革命性变化，无论是在教育，企业或是政府等部门都可以利用E-learning方式建立知识管理平台对特定的对象进行学习管理。E-learning是以网络作为通信媒体，把教学资源迅速的传送给学习者同时为学习者提供自由的(任何时间，任何地点)学习环境。通过因特网进行的教育及相关服务，提供给学习者一种全新的方式进行学习；提供了学习的随时随地性，从而为终身学习提供了可能，改变教学者的作用和教与学之间的关系，从而改变教育的本质；能很好地实现某些教育目标，但不能代替传统的课堂教学，不会取代学校教育。但是，这给教学资源的提供者带来了很大的不便，由于这些教学资源提供者的格式并不统一，并且开发教学资源的厂商众多及各个开发厂商间开发环境和技术等的差异，教学资源的共享和可重复利用性变得相当困难。由一个教学资源提供者做出的教学资源，除了应用在自己的学习管理系统，以外很难被其他的学习管理系统所应用，与此同时，其他教学资源提供者提供的教学资源也不能应用在自己的学习管理系统中，没有再利用性的可能。因此就需要一种共同的规范来解决这样的问题。E-learning标准的重要性日趋凸现，越来越多e-learning企业开始重视标准问题。SCORM作为一种集各家之所长的e-learning标准，得到了越来越多企业的接受和认可。SCORM 是由美国国防部ADL组织所拟定的标准，对于数字内容教材的制作、内容开发提供一套共通的规范。教材再用与共享是SCORM的核心概念。SCORM想要强调的精神是教材可以透过统一的格式跨平台、可以真正的达到可重复使用、追踪学习记录也可以有统一的标准，更能符合学习者的需要。

一、国内外现状分析

从学习管理系统的研究与应用方面来看,国外在相关理论与技术的研究方面处于领先地位,但是在应用过程中也出现了一些问题,需要进一步的改进和完善。SCORM标准描述了一个调配模型，这个调配模型提供一些能被广泛接受和贯彻执行的数字化学习标准。这些标准包括关于学习者学习对象之间的信息交流的应用编程接口、一个描述这些信息的定义数据模型、一个实现学习内容互操作的内容包装规范、一些用于描述学习内容的标准的元数据元素，以及一些用于组织学习内容的标准的排序规则。由于SCORM采用以上标准方法来定义和存取关于学习对象的信息，符合SCORM标准的学习内容对象具有高水平的可访问性、适应性、可承受性、持久性、互操作、重用性等。SCORM标准的使用将会增强LMS运行不同商家工具开发的内容和这些内容的数据转换的能力，增强不同商家开发的LMS运行相同内容以及这些内容在执行时的数据交换的能力，增强多种网络LMS产品/环境访问相同知识库的可执行内容并运行这些内容的能力。这种策略消除了为适合最新的技术平台需要做的许多开发工作，将会使开发者更多地关注有效的学习策略。

开发符合SCORM标准的课程，从技术角度主要是按照“内容聚合模型”的要求组织课程内容，定义排序规则，在必要的一些内容中按照“运行时环境”的规定调用应用程序接口，获取和更新运行时数据等。开发符合SCORM标准的课程的难点是教学设计，即如何根据教学的要求，设计内容组织结构和定义排序规则等。将课程的教学设计与繁琐的规则实现分开也正是SCORM追求的目标之一。这样可以使课程设计者专注于课程的教学设计，而不必关心复杂的实现。目前，国内外对符合SCORM标准的课程开发已进行了大量的深入发研究，也有许多SCORM课程编辑工具。ADL官方网站对网络课程提供了几种不同学习策略的课程开发的参考实现，英国JISC组织支持的Reload项目开发了Reload Editor工具，Microsoft公司提供的Microsoft LRN toolkit可以将Word及PowerPoint格式的文件转换成SCORM教材，Macromedia公司提供的Macromedia 1.5 SCORM Producer可以将传统的网页教材转换成SCORM教材。

开发符合SCORM标准的学习管理系统或将已有发学习管理系统改造成符合SCORM标准的系统则要复杂的多，因为符合SCORM标准的学习管理系统需要具体实现“运行时环境”定义的各种应用程序接口，提供和存储运行时数据，按照“内容聚合模型”和“排序导航”的要求，实现各种复杂的排序规则。从技术角度，也正是因为学习管理系统的复杂实现才会使符合SCORM标准的网络课程开发在技术上变得相当简单。ADL官方组织提供了SCORM运行时环境的参考程序，提供了学习管理系统的SCORM标准人证，同时也提供了网络课程的SCORM标准认证。目前通过验证的主要是完整的学习管理系统，但国外也有一些公司提供嵌入式引擎解决方案（RUSTICI，2005）。目前通过SCORM官方认证的学习管理系统和引擎几乎都是商业运作，他们的具体实现机制并未公开。国内外也有不少学者对符合SCORM标准的学习管理系统的实现进行了探讨，但主要还停留在SCORM 1.2标准的基础上。

二、研究方向

计算机被发明不久，教育学家就认识到了计算机的教学价值和潜力。随后，Internet 的出现，为信息与知识的交流和传播提供了便捷的途径。网络成了一个环球的公共传递平台，基于网络的学习内容几乎可以被任何媒体传递，基于网络的技术迅速成为学习技术的主流，通过网络实现了资源的共享，这也对传统的一些学习方法产生了巨大的影响。这样充分实现了个性化的学习，在互联网上，没有统一的教材，没有统一的进度，每一位学习者都可以根据自己的学习特点，最大限度地发挥积极性、主动性，既可以进行个别化教学，又可以进行协作型教学，还可以将“个别化”与“协作型”结合起来，是一种全新的网络教学模式。1997 年美国国防部于是提出了建立高级分布式学习的方案。有了网络这个传递平台，传递什么样的学习资源成为 ADL 能否实现长远目标的关键。但现有的一些学习资源不能满足 ADL 的高要求，例如，各公司提供的课程只能在自己公司的系统上运行，课程对系统的依赖性很大，往其它系统上移植几乎是不可能的，课程单独地流通这种概念还不存在。1999 年美国率先在国内开始实行在线学习(E-learning)标准，ACCI 的规格是为了更好地促进学习管理系统(LMS: Learning Management System)和课程之间的相互运用性、兼容性而产生的标准。最终出现了SCORM标准，基于SCORM标准的LMS可以实现兼容，达到了资源共享的目的，极大的符合了大众的要求。于是，众望所趋，这种基于SCORM标准的学习管理系统成了LMS发展的主旋律。这也就是我们要设计实现的学习管理系统。

三、研究的方法与技术路线

学习管理系统的设计和开发采用的是软件工程的方法，软件工程中较为流行的一种是生命周期法，所谓生命周期是指整个软件系统从分析、设计、实现、运行到维护的全过程。对过程中的每一步骤都有明确的任务要求，并采取自上而下的策略，首先对系统制作任务进行整体分析，然后按照一定顺序逐步细化，最后实际进行制作。这种从确定任务到完成任务的整个过程就是系统制作工程的生命周期。

1.根据开发要求，系统开发应满足如下基本要求:

(1)开发要基于E-Learning的特点，能提高学习者的学习兴趣与自觉性。

(2)都必须满足在互联网上运行的基本条件，还应具备安全、稳定、可靠、运行快等特点。

(3)应有完整的文字与制作脚本(电子稿)。

(4)文字说明中的有关名词、概念、符号、人名、定理、定律和重要知识点都要与相关的背景资料相链接。

(5)对课程中的重要部分，可适当采用图片、配音或动画来强化学习效果，但要避免与教学内容无关的、纯表现式的图片或动画。

本系统设计的流程为：从实际的需求分析开始，然后对需求分析进行评估，经认可后即进入设计阶段，否则就修改需求分析，直至评价合格，然后进入系统设计阶段，设计任务完成后也要进行评估，对不合理的设计进行修改，评估通过后方可进入开发阶段，开发结束后也要对系统进行测试和评估，只有满足预定目标才能交付使用，否则必须返回到设计阶段或是开发阶段进行修改。

2.在该LMS中主要的实现的功能有：

·用户管理，包括用户的注册、修改、激活、禁止等。

·课件管理，主要是课件的上传、课件的维护等。

·学习管理，有用户学习进度管理，选课记录管理等。

3.该LMS的主要开发技术有：Spring技术、J2EE平台、XML技术

.Spring 是一个开源框架，是为了解决企业应用程序开发复杂性的。

.J2EE平台提供了多层、分布式的应用模型，重新利用组件的能力，统一安全的模式以及灵活的处理控制能力。

.XML (Extensible Markup Language)是一种具有数据描述功能、高度结构性及可验证性的语言，很适合用做数据交换格式。

参考文献：

[1]王毅，周峰. J2EE经典案例设计与实现[M]. 北京: 电子工业出版社, 2007.

[2]胡运安，吕智慧，吴杰. 基于SCORM的学习行为采集模型的设计与实现[J]. 计算机工程与应用，2004（1）.

[3]陆峥,杨路明,宋虹. 基于SCORM规范的教学管理平台的开发实现[J]. 计算机与数字工程，2005（3）.

[4]杨晓亮. XML在远程教育中的应用[J].计算机工程，2003.

（作者单位：杭州市余杭区广播电视台）