hledat:

Metodika tvorby výukových materiálů v Authorwaru podle SCORM

Technická zpráva CESNETu číslo 2/2005
k dispozici též ve formátech PDF, PostScript a XML.

Ivo Bažant
1. 6. 2005

1   Úvod

Při tvorbě výukových materiálů je třeba brát ohled i na jeho znovupoužitelnost a možnost distribuování těchto materiálů. Proto je vhodné vytvářet výukové materiály podle specifikací, které jsou v dnešní době používány v e-learningu. Mezi tyto specifikace patří zejména IMS a SCORM.

Tato zpráva popisuje metodiku, pomocí které lze v autorském prostředí Macromedia Authorware 7 vytvořit kurz podle specifikace SCORM verze 1.2.

2   Macromedia Authorware 7

Macromedia Authorware 7 je autorský nástroj pro tvorbu online výukových materiálů. Do výsledných výukových objektů je možné vkládat obrázky, zvuky, animace, texty i video (od verze 7 podporuje Authorware i DVD a umožňuje automaticky přehrávat video od určitého místa, např. na základě interakce se studentem). Authorware je optimalizován pro tvorbu e-learningových aplikací, které mohou být rozsáhlé a rozvětvené bez potřeby použití složitých skriptů; v případě skriptů lze použít buď Authorware Script Language nebo JavaScript. Výsledné aplikace mohou být distribuovány ve formě spustitelného souboru nebo ve formě určené pro web (v tomto případě musí být v prohlížeči nainstalován odpovídající přehrávač).

Authorware 7 je částí e-learningového studia, skupiny výukových nástrojů a technologií. Toto studio poskytuje kompletní e-learningové řešení zahrnující tvorbu, distribuci a management výukových programů. Proto má Authorware 7 v sobě zabudovány nástroje, umožňující tvorbu výukových materiálů podle specifikace SCORM 1.2.

3   SCORM

Sharable Content Object Reference Model (SCORM) je specifikace, která umožňuje používání výukových materiálů v různých LMS (Learning Management System) systémech, které podporují SCORM. Dále popisuje datový model a funkce, díky nimž lze komunikovat mezi výukovým objektem a LMS. SCORM 1.2 je rozdělen do dvou hlavních částí: Content Aggregation Model a Run-Time Environment.

Content Aggregation Model definuje pedagogicky neutrální prostředky, které umožňují tvůrcům obsahu popsat výukové objekty způsobem, který umožňuje distribuci výukových objektů mezi různými LMS systémy [lit1]. Popis je prováděn pomocí XML souborů a výsledné výukové objekty jsou distribuovány ve formě balíčků (soubory jsou komprimované metodou zip). Run-Time Environment (RTE) popisuje metody pro vzájemnou interoperabilitu mezi výukovými objekty a LMS systémy. RTE definuje aplikační rozhraní API, což je sada funkcí, která umožňuje inicializovat spojení mezi výukovým objektem a LMS, vzájemně vyměňovat data a ukončit spojení. Pro výměnu dat specifikuje RTE datový model, který má objektový charakter [lit2].

V současné době je nejnovější specifikace SCORM 2004 [lit3].

4   Tvorba výukových materiálů podle SCORM

Tvorbu výukového materiálu podle specifikace SCORM 1.2 v autorském prostředí Authorware lze rozdělit do následujících kroků.

1. Vytvoření výukového objektu v autorském prostředí Authorware (soubor s příponou a7p).

2. Výukový objekt lze doplnit o funkce umožňující výměnu dat mezi výukovým objektem a LMS, které jsou definovány v části RunTime Environment viz kapitolu.

3. Převedení výukového objektu do formy vhodné pro publikování na webových stránkách (soubory s příponami aam, aas, html) viz kapitolu.

4. Úprava html souboru např. přidání textu, obrázků apod.

5. Vytvoření informací o výukovém objektu (tzv. metadat) pomocí editoru metadat (XML soubor) viz kapitolu.

6. Jestliže je výukový materiál složen z několika výukových objektů, opakují se kroky 1 až 5 pro jednotlivé výukové objekty.

7. Vytvoření výsledného souboru podle specifikace SCORM 1.2 pomocí balíčkovače obsahu viz kapitolu.

4.1   Využití SCORM API adaptéru

V kapitole byla stručně popsána specifikace SCORM včetně části zabývající se komunikací mezi LMS a výukovým objektem (RTE). Pro komunikaci mezi LMS a aplikací vytvořenou v prostředí Authorware je možné použít buď vestavěné nástroje (Knowledge objects) nebo si napsat vlastní skript. V případě použití vestavěných objektů stačí v Authorwaru umístit na začátek časové osy objekt LMS (Initialize), který provede inicializaci komunikace s LMS a načte počáteční hodnoty datového modelu. Dále se umístí na všechna místa, kde se má provádět zápis dat, objekt LMS (Send Data), který provádí zápis dat. Oba tyto objekty mají průvodce, a proto není nutné je zde blíže popisovat. Ukončení komunikace mezi LMS a výukovým objektem se provádí automaticky při ukončení výukového objektu. Použití těchto objektů má určitá omezení, zejména nemožnost vyměňovat data všech prvků datového modelu. Proto může být někdy výhodnější naprogramovat si vlastní komunikaci mezi LMS a výukovým objektem. V tom případě je třeba provést následující kroky (ukázky jsou psány v jazyce Authorware Script a jsou to jen nejzákldnější funkce; pro reálné použití by bylo nutné skript rozšířit - např. o zpracování chyb):

1. Na začátku aplikace se musí ověřit, zda je vytvořen API adaptér. To lze provést následující funkcí:

   ReadURL("javascript:fcnAPI();")

   Tato funkce vrátí objekt reprezentující API adaptér nebo NULL, pokud API adaptér neexistuje.

2. Jestliže byl nalezen API adaptér, provede se inicializace spojení:

   ReadURL("javascript:API.LMSInitialize(\"\");")

   Funkce vrací TRUE, jestliže proběhla inicializace úspěšně, v opačném případě vrací FALSE.

3. Po úspěšné inicializaci může probíhat výměna dat. Pomocí funkce LMSGetValue lze získat hodnotu z LMS a pomocí LMSSetValue lze zapsat hodnotu do LMS. Např.

   hodnota := ReadURL("javascript:API.LMSGetValue(\"cmi.core._children\");")

   ReadURL("javascript:API.LMSSetValue(\"cmi.core.score.raw\", \"86\");")

4. Některé LMS mohou prováděné změny dat uchovávat v mezipaměti, a proto je vhodné pro zajištění zápisu změněných hodnot do LMS použít:

   ReadURL("javascript:API.LMSCommit(\"\");")

5. Komunikace by měla být řádně zakončena funkcí LMSFinish

   ReadURL("javascript:API.LMSFinish(\"\");")

6. Při publikování je třeba použít šablonu LMS KO, která vytvoří potřebné funkce pro používání API adaptéru.

RTE definuje i další funkce umožňující např. zjistit chyby, které se vyskytly během komunikace.

4.2   Publikování aplikace vytvořené v Authorwaru

Výsledné aplikace umožňuje Authorware publikovat buď jako spustitelné soubory, nebo jako soubory vhodné pro umístění na webovém serveru. Jakým způsobem se má aplikace publikovat, lze nastavit v dialogovém okně, které se zobrazí po spuštění příkazu File/Publish/Publish Settings... Po zaškrtnutí políček For Web Player a Web Page, lze na kartě Web Page zvolit html šablonu, která má být při publikování použita. Využívají-li se v kurzu funkce, které jsou definovány v části RunTime Environment specifikace SCORM 1.2, je nutné zvolit šablonu LMS KO. Po nastavení ostatních hodnot (např. adresáře, kam se mají výsledné soubory uložit) lze spustit publikování kliknutím na tlačítko Publish.

4.3   Editor metadat

Výukový materiál bývá složen z mnoha objektů (texty, obrázky, animace, zvuky a další). Každý z těchto objektů může být popsán metadaty (daty o datech). Soubor obsahující metadata je možné v programu Authorware vytvořit pomocí editoru metadat, který se spouští příkazem Commands/LMS/Authorware Learning Object Metadata Editor (viz obrázek).

Editor metadat je rozdělen na devět částí: obecné informace, cyklus, metametadata, technické informace, vzdělávací informace, autorská práva, vazby, poznámky a klasifikace. Pro detailnější popis jednotlivých částí, viz příloha.

Po vyplnění informací lze zadané hodnoty uložit pomocí příkazu File/Save. Výsledkem je XML soubor podle specifikací: IEEE 1484.12.1 - 2002 LOM, IMS Learning Resource Meta-data Information Model and Bindings verze 1.2.2 a SCORM verze 1.2 (jednotlivé specifikace jsou téměř identické - IMS vychází z LOM a SCORM vychází z IMS).

4.4    Balíčkovač obsahu

Balíčkovač obsahu vytvoří soubor podle specifikace SCORM 1.2. Spouští se příkazem Commands/LMS/Authorware Learning Content Packager. Nejprve se musí zadat, z jakého adresáře se má vytvořit výsledný balíček. V tomto adresáři nebo v některém z podadresářů musí být soubor s příponou aam (soubor Authorwarové aplikace vhodný pro publikování na internetu). Pak se otevře balíčkovač obsahu - viz obrázek. V levé části jsou zobrazeny soubory vybraného adresáře, které jsou automaticky rozděleny do několika skupin: Groups, Webpages, XML, Maps, Segments, Binaries, Xtras a Others. Ve skupině Groups nejsou žádné soubory, tato skupina slouží pro seskupování několika výukových objektů. Nová skupina se přidá stisknutím tlačítka Add group. Každá skupina musí být nadřazena (Parent) alespoň jednomu objektu, který je nastaven jako vstupní bod (Entry point) - viz dále.

Nejprve je vhodné upravit název výukového objektu (Package title), identifikátor (Identifier) a verzi (Version). Dále se k výslednému balíčku připojí metadata (Metadata), která jsou ve formě XML souboru a lze je vytvořit v editoru metadat - viz kapitolu. Je-li zaškrtnuto políčko Linked, budou v metadata v souboru imsmanifest.xml odkazovat na externí soubor, v opačném případě se metadata do souboru imsmanifest.xml nakopírují.

U každého výukového objektu je potřeba nastavit alespoň jeden vstupní bod (Entry point). Vstupní bod určuje, jakým souborem se bude spouštět výukový objekt; v případě aplikací vytvořených v Authorwaru to bývá nejčastěji soubor s příponou html. Vstupních bodů může být v rámci jednoho balíčku několik. U souborů označených jako vstupní bod je třeba doplnit další informace. Povinné jsou: název (Title) a identifikátor (Identifier), který musí být v rámci jednoho balíčku jednoznačný. Dále je možné doplnit další informace:

• Parent identifikátor nadřazeného výukového objektu.

• Metadata informace o výukovém objektu (opět je možné se odkazovat na externí soubor, nebo informace vložit do souboru imsmanifest.xml).

• Mastery score skóre, v rozsahu 0 až 100, které je potřeba ve výukovém objektu získat, aby byl průchod studenta tímto výukovým objektem považován za úspěšný.

• Time limit časový limit na vypracování výukového objektu ve formátu hhhh:mm:ss.ss. Zaškrtávacími políčky Exit a Msg lze nastavit, jaká akce se má provést po vypršení časového limitu.

• Parameters řetězec poslaný na počátku LMS systémem do výukového objektu.

• Prerequisites logický výraz, který určuje, které kurzy musí mít student úspěšně absolvovány před spuštěním tohoto kurzu.

• Data from LMS data poslaná na začátku kurzu LMS systémem výukovému objektu.

Po vyplnění všech potřebných informací je možné:

1. vytvořit výsledný výukový materiál podle specifikace SCORM 1.2 příkazem Save package,

2. příkazem Save manifest only vytvořit soubor popisující výukový materiál vytvoří se jen soubor imsmanifest.xml.

Pozn. Balíčkovač obsahu nepodporuje některé vlastnosti definované specifikací SCORM 1.2. Jsou to např. submanifesty, metadata pro assety (části, ze kterých je složen výukový objekt), vytváření závislostí mezi soubory.

5   Závěr

Vytvoření výukového objektu podle specifikace SCORM 1.2 v autorském prostředí Macromedia Authorware 7 není díky nástrojům zabudovaným přímo v programu Authorware (editor metadat a balíčkovač obsahu ) vůbec náročné. Důležité je, aby tvůrci obsahu, s ohledem na možnosti vyhledávání a znovupoužitelnosti, vytvářeli výukové objekty podle této specifikace a aby důsledně vyplňovali informace o výukovém objektu, nejen ty povinné. V této zprávě je popsána metodika tvorby výukových materiálů v prostředí Authorware podle specifikace SCORM 1.2. Tato specifikace je založena na mnoha jiných specifikacíc, a proto je tento postup platný i pro tvorbu výukových materiálů podle specifikace IMS Content Packaging Specification v.1.1.2 (v tomto případě nelze využít funkcí pro komunikaci mezi výukovým objektem a LMS).

6   Položky editoru metadat

V této příloze jsou, po jednotlivých kartách, popsány položky, ke kterým lze v editoru metadat zadávat hodnoty.

1. Karta General

   Obecné informace, které popisují výukový zdroj jako celek.

   Title. Datový element popisující název výukového zdroje.

   Description popis obsahu výukového zdroje.

   Catalog. Tato položka společně s následující umožňují členění výukových zdrojů do kategorií (např. podle ISBN). V položce Catalog je uveden název kategorie.

   Entry hodnota pro odpovídající položku Catalog.

   Keywords do tohoto textového pole se zapisují klíčová slova nebo fráze, které popisují daný výukový zdroj.

   Coverage obsahuje informace o čase, kultuře, zeměpisném umístění apod. obsahu výukového materiálu (např. Bílá hora, 1620).

   Language. V této položce jsou uvedeny jazyky používané uvnitř kurzu ke komunikaci s uživatelem.

   Structure. U této položky lze vybrat jednu z předdefinovaných hodnot, která určuje organizační strukturu výukového zdroje.

   Aggregation Level udává, do jaké skupiny, z hlediska rozsáhlosti, výukový zdroj spadá.

2. Karta Lifecycle

   Tato karta popisuje vlastnosti vztahující se k historii vývoje a současnému stavu výukového zdroje, včetně osob, které se na tvorbě výukového zdroje podílejí.

   Version udává verzi výukového zdroje.

   Status udává v jakém stavu se výukový zdroj nachází. Na výběr jsou následující možnosti: návrh, konečná verze, zrevidovaná verze a neznámý stav.

   V následujících třech položkách jsou popsány osoby, které se na tvorbě kurzu podílely.

   Role popisuje, jakým způsobem osoba uvedená v položce vCard přispěla k tvorbě výukového zdroje.

   vCard. Informace o osobě nebo organizaci, která přispěla k tvorbě kurzu.

   Date udává datum, kdy byla osoba s danou rolí přidána.

3. Karta Metametadata

   Tato karta obsahuje informace o samotném záznamu metadat (tj. o vytvářeném XML souboru).

   Metadata scheme popisuje název a verzi specifikace používané pro tvorbu metadat.

   Language. Jazyk používaný ve vytvářeném souboru metadat.

   Catalog. Podobně jako na kartě General, slouží tato položka pro členění souboru metadat na kategorie. Název kategorie je uveden v této položce.

   Entry. Hodnota odpovídající kategorii uvedené v položce Catalog.

   Položky Role, vCard a Date obsahují informace o osobách nebo organizacích, které přispěly k tvorbě XML souboru s metadaty.

   Role popisuje, jakým způsobem osoba popsaná v položce vCard přispěla k tvorbě souboru s metadaty.

   vCard obsahuje informace o osobě nebo organizaci, která se spolupodílela na tvorbě souboru s metadaty.

   Date. Datum přispění k tvorbě XML souboru s metadaty.

4. Karta Technical

   Technické vlastnosti a požadavky na výukový materiál.

   Format. Tato položka popisuje datové typy všech částí výukového zdroje. Při tvorbě výukového zdroje v prostředí Authorware je tato položka vyplněna hodnotou application/x-authorware-map.

   Location obsahuje řetězec, který určuje, odkud je výukový materiál přístupný (může to být např. URL adresa).

   Size udává velikost výukového zdroje v B (bajtech). Hodnota musí mít číselný formát, proto není možné zadat např. 4,81M.

   Duration. Čas, který výukový zdroj trvá, přehrává-li se rychlostí, pro kterou byl zdroj vytvořen (vhodné zejména u zvuků a videí).

   Installation remarks obsahuje popis, jak instalovat výukový zdroj.

   Other requirements. Do tohoto pole se zadávají další informace o softwarových a hardwarových požadavcích.

   Type. Tato a následující položky popisují technické schopnosti požadované ke správné funkci výukového zdroje. V této položce se určí, k čemu se požadavky vztahují (podle SCORM 1.2 lze v této položce použít následující hodnoty: operační systém nebo prohlížeč).

   Name udává název požadavku (např. MS-Windows). SCORM 1.2 definuje sadu doporučených hodnot, které lze použít.

   Minimum version. Nejnižší možná verze pro hodnotu udanou v položce Name, kterou lze použít pro správnou funkci výukového zdroje.

   Maximum version. Analogicky jako pole Minimum version, ale udává nejvyšší možnou verzi.

5. Karta Educational

   Popisuje podmínky použití z pohledu výuky.

   User(s). Tato položka popisuje běžného uživatele výukového zdroje.

   Interactivity určuje úroveň interaktivity mezi koncovým uživatelem a výukovým zdrojem.

   Difficulty udává obtížnost výukového zdroje.

   Semantic Density. Subjektivní měřítko užitečnosti výukového zdroje v poměru k jeho velikosti a době trvání.

   Duration. Tato položka udává přibližnou dobu, kterou zabere projití výukového zdroje.

   Language udává rodný jazyk uživatelů.

   Description. V této položce jsou uvedeny komentáře, jak používat výukový zdroj.

   Interactivity Type. Typ interaktivity podporovaný výukovým zdrojem.

   Learning contexts udává prostředí, pro která byl výukový zdroj vytvořen (např. základní a střední školy).

   Typical Age Ranges udává věk uživatelů, pro které je výukový zdroj vytvořen.

   Resource Types určuje typ výukového zdroje (cvičení, simulace a další).

6. Karta Rights

   Na této kartě lze nastavit podmínky pro používání výukového zdroje.

   Cost. Tato položka udává, zda se musí za používání výukového zdroje platit.

   Copyright určuje, zda je výukový zdroj chráněn autorským právem.

   Comments. Do této položky lze zapsat podmínky, za jakých je možno výukový zdroj používat.

7. Karta Relation

   Tato karta popisuje vlastnosti výukového zdroje ve vztahu k dalším výukovým zdrojům.

   Kind udává vztah mezi výukovým zdrojem a zdrojem popsaným v položce Resource.

   Resource popisuje cílový výukový zdroj, ke kterému se vazba vztahuje.

8. Karta Annotation

   Karta slouží pro zadávání komentářů, které popisují používání výukového zdroje.

   Annotation. V této položce je uveden text poznámky.

   vCard popisuje autora, který poznámku zadal.

   Date. Datum, kdy byla poznámka zadána.

9. Karta Classification

   Karta Classification popisuje vlastnosti výukového zdroje.

   Purpose. Tato položka může obsahovat jednu z předdefinovaných hodnot popisující charakteristiku výukového zdroje.

   Description. Text pro odpovídající charakteristiku.

   Keywords. Klíčová slova nebo fráze vztahující se k hodnotě zadané v položce Purpose.

Použitá literatura

[lit1]	Advanced Distributed Learning Initiative (ADL): The Sharable Content Object Reference Model (SCORM) Content Aggregation Model Version 1.2 říjen 2001, http://www.adlnet.org/downloads/files/117.cfm
[lit2]	Advanced Distributed Learning Initiative (ADL): The Sharable Content Object Reference Model (SCORM) Run-Time Environment Version 1.2 říjen 2001, http://www.adlnet.org/downloads/files/117.cfm
[lit3]	Advanced Distributed Learning Initiative (ADL): The Sharable Content Object Reference Model (SCORM) 2004 červenec 2004, 2nd Edition, http://www.adlnet.org/downloads/files/67.cfm