基于SCORM標(biāo)準(zhǔn)的裝備教學(xué)培訓(xùn)體系平臺(tái)設(shè)計(jì)

于輝，孫文柱

（海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)，山東 青島 266041）

基于SCORM標(biāo)準(zhǔn)的裝備教學(xué)培訓(xùn)體系平臺(tái)設(shè)計(jì)

于輝，孫文柱

（海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)，山東 青島 266041）

針對(duì)傳統(tǒng)裝備教學(xué)模式中學(xué)習(xí)時(shí)間長(zhǎng)、效率低的問題，構(gòu)建了基于SCORM標(biāo)準(zhǔn)的裝備教學(xué)培訓(xùn)體系平臺(tái)。該平臺(tái)將教學(xué)課件、電子教材、教案、試題庫(kù)、虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)、半實(shí)物仿真訓(xùn)練系統(tǒng)視為統(tǒng)一的教學(xué)培訓(xùn)資源，使用教學(xué)培訓(xùn)體系平臺(tái)，在教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱的驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)行統(tǒng)一組織、實(shí)施、交互、跟蹤、評(píng)價(jià)和管理，完成培訓(xùn)方案、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)施訓(xùn)、自學(xué)、考核、評(píng)估、優(yōu)化和再實(shí)施的過程，以提高裝備教學(xué)培訓(xùn)的效率和質(zhì)量。

SCORM；學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)；培訓(xùn)體系；裝備教學(xué)

1 引言

裝備教學(xué)是軍隊(duì)工程院校崗位任職教育的教學(xué)活動(dòng)主體，是一種以技能培訓(xùn)和素質(zhì)養(yǎng)成為主的實(shí)踐性教學(xué)過程，強(qiáng)調(diào)的是理論與實(shí)踐相結(jié)合，以實(shí)踐為主的能力培養(yǎng)模式。

傳統(tǒng)裝備教學(xué)模式不符合裝備教學(xué)的認(rèn)知規(guī)律，學(xué)習(xí)時(shí)間長(zhǎng)、效率低，不利于快速形成裝備運(yùn)用能力。目前裝備教育院校零散的教學(xué)課件等資源在共享性和交互性上，也存在突出的問題。而裝備教學(xué)具有崗位針對(duì)性、裝備多樣性、內(nèi)容實(shí)踐性、對(duì)象差異性、培訓(xùn)終身性等特點(diǎn)，要求教學(xué)內(nèi)容能夠快速適應(yīng)不同的教學(xué)對(duì)象和教學(xué)目標(biāo)，能夠在不同層次、不同裝備壽命周期階段的培訓(xùn)中盡可能的共享和重用，并且能夠做到教學(xué)組織、計(jì)劃、實(shí)施、考核全程信息化，以提高教學(xué)培訓(xùn)的質(zhì)量和效率。

“虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)”和“半實(shí)物仿真訓(xùn)練系統(tǒng)”（下面簡(jiǎn)稱為“仿真軟體”）在裝備教學(xué)培訓(xùn)中得到廣泛使用。本文借鑒美國(guó)國(guó)防部ADL組織提出的先進(jìn)分布式學(xué)習(xí)模式，對(duì)其制定的SCORM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擴(kuò)展，提出了教學(xué)培訓(xùn)資源的理念。通過構(gòu)建裝備教學(xué)培訓(xùn)體系平臺(tái)來(lái)統(tǒng)一管理和調(diào)度教學(xué)資源，在同一個(gè)時(shí)空中融合理論和實(shí)踐教學(xué)，同時(shí)對(duì)整個(gè)教學(xué)培訓(xùn)周期的全壽命活動(dòng)進(jìn)行管理，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)培訓(xùn)的現(xiàn)代化。

2 SCORM標(biāo)準(zhǔn)及其擴(kuò)展性

共享內(nèi)容對(duì)象參考模型SCORM[3]（Sharable Content Object Reference Model）是由美國(guó)國(guó)防部ADL（Advanced Distributed Learning）組織所制定的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于數(shù)字內(nèi)容教材的制作、內(nèi)容開發(fā)提供一套通用規(guī)范。教材再用與共享是SCORM的核心思想。

SCORM標(biāo)準(zhǔn)從提出到現(xiàn)在已經(jīng)有多個(gè)版本，1999年SCORM 規(guī)范的最初版本開始出臺(tái)，2000年，SCORM 1.0 版本問世；2002年發(fā)布SCORM 1.2 版本；2004 年，推出SCORM 1.3版本，也稱SCORM 2004 版本; 在此基礎(chǔ)上，2005年發(fā)布SCORM 2004第二版；2006年發(fā)布SCORM 2004 第三版。目前最新版本為2009年發(fā)布的SCORM 2004 第四版。

SCORM 2004第四版定義了三個(gè)規(guī)范：內(nèi)容聚合模型（CAM：Content Aggregation Model）、運(yùn)行時(shí)環(huán)境（RTE：Run-Time Environment）及排序與導(dǎo)航（SN：Sequencing and Navigation）。旨在實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容對(duì)象的可重用性（Reusability）、 可共享性（Accessibility）、可互操作性 （Interoperability）、可持續(xù)性（Durability），以促進(jìn)教育現(xiàn)代化，并希望達(dá)到以下目標(biāo)：（1）使學(xué)習(xí)者隨時(shí)隨地獲取高質(zhì)量的教育、培訓(xùn)、幫助，并適應(yīng)不同學(xué)習(xí)者的不同需求、知識(shí)背景、興趣愛好和認(rèn)知體系。（2）通過教材重用和共享機(jī)制，縮短教材開發(fā)時(shí)間，減少教材開發(fā)成本，并促進(jìn)教材在各學(xué)習(xí)平臺(tái)之間自由流通。

3 裝備教學(xué)培訓(xùn)體系平臺(tái)分析

3.1 設(shè)計(jì)原則

裝備教學(xué)培訓(xùn)體系平臺(tái)是在LMS（Learning Management System學(xué)習(xí)管理平臺(tái)）基礎(chǔ)上進(jìn)行了內(nèi)容擴(kuò)展，目的是基于教學(xué)資源重用實(shí)現(xiàn)教學(xué)與自學(xué)自訓(xùn)的跟蹤與交互，統(tǒng)一規(guī)劃和使用資源，對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行跟蹤和評(píng)價(jià)，對(duì)教學(xué)培訓(xùn)全壽命周期進(jìn)行信息化管理，以節(jié)省開發(fā)資源，維持最佳培訓(xùn)效果的動(dòng)態(tài)與優(yōu)化過程。

3.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)

裝備教學(xué)培訓(xùn)體系平臺(tái)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在教學(xué)計(jì)劃、實(shí)施、評(píng)估、優(yōu)化過程中實(shí)現(xiàn)信息化、快速化、交互化、最優(yōu)化，在教學(xué)培訓(xùn)資源內(nèi)容上實(shí)現(xiàn)共享化、重用化，在支撐平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)制作與使用一體化。

4 平臺(tái)功能模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

4.1 平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)

裝備教學(xué)培訓(xùn)體系平臺(tái)是基于“教務(wù)管理—教學(xué)計(jì)劃—教材編寫—課堂教學(xué)—課下自學(xué)—課下自訓(xùn)—集中考核—教學(xué)評(píng)估—優(yōu)化培訓(xùn)體系”流程的全壽命教學(xué)管理思想而設(shè)計(jì)，是集教務(wù)管理、資源開發(fā)與管理、教學(xué)管理、自學(xué)自訓(xùn)管理、考核管理、評(píng)估和優(yōu)化管理的一體化系統(tǒng)。平臺(tái)采用基于B/S的三層體系結(jié)構(gòu)，分為支撐層、中間件層和應(yīng)用層，如圖1所示。用戶應(yīng)用層由七個(gè)子系統(tǒng)和各類資源（課件、題庫(kù)、仿真軟件等資源）組成。

圖1 平 臺(tái)的三層體系構(gòu)架

4.2 基于平臺(tái)的課程結(jié)構(gòu)

裝備教學(xué)培訓(xùn)體系平臺(tái)管理的對(duì)象有兩類：一類是教學(xué)培訓(xùn)資源，一類是培訓(xùn)對(duì)象學(xué)員。在平臺(tái)體系的概念下，教材由傳統(tǒng)的紙質(zhì)和多媒體教材，擴(kuò)展為電子教材概念，不僅支持圖文、聲音、錄像等多媒體形式，還支持各種仿真訓(xùn)練軟體。多媒體和仿真軟體等各種素材稱為資源，資源以主題為核心組織成可以發(fā)布的內(nèi)容頁(yè)面，內(nèi)容頁(yè)面根據(jù)章節(jié)結(jié)構(gòu)組織成課，多節(jié)課根據(jù)課程結(jié)構(gòu)的需求組織成一門課程，多門課程構(gòu)成了專業(yè)課程體系。

4.3 仿真軟體元數(shù)據(jù)的擴(kuò)展

Asset和SCO主要包含文本、圖片、視頻、應(yīng)用（文檔、flash等）等媒體形式，SCORM標(biāo)準(zhǔn)并沒有針對(duì)仿真的可執(zhí)行對(duì)象的格式（FORMAT）內(nèi)容給出定義，因此需對(duì)其進(jìn)行詞匯擴(kuò)展。

仿真軟體中的虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)包含四個(gè)組成部分：虛擬儀表對(duì)象、虛擬場(chǎng)景對(duì)象、系統(tǒng)仿真對(duì)象、虛擬仿真組件。虛擬仿真組件是一個(gè)ActiveX組件，通過加載虛擬場(chǎng)景對(duì)象、虛擬儀表對(duì)象、系統(tǒng)仿真對(duì)象，建立虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，可以嵌入網(wǎng)頁(yè)執(zhí)行。仿真軟體中的半實(shí)物仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，與網(wǎng)頁(yè)中的虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)保持操縱數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)同步，在用半實(shí)物仿真訓(xùn)練系統(tǒng)訓(xùn)練時(shí)，其連接的SCO對(duì)象中存在一個(gè)并行的鏡像系統(tǒng)，進(jìn)行操作記錄，完成訓(xùn)練情況的統(tǒng)計(jì)。

4.4 仿真軟體與SCO之間的信息交互

將仿真軟體的對(duì)象資源嵌入SCO對(duì)象中，除了在其manifest.xml文件（清單文件）中進(jìn)行描述，并以SCO包的形式進(jìn)行傳輸和重用外。還需建立仿真軟件組件和SCO對(duì)象之間的接口，以提供訓(xùn)練時(shí)間、訓(xùn)練判定成績(jī)、訓(xùn)練過程導(dǎo)航等信息，以完成與LMS的交互。因此，仿真軟體必需建立與SCO的通訊機(jī)制。仿真軟體的虛擬仿真組件提供了開始、結(jié)束、訓(xùn)練過程記錄、成績(jī)判定等接口，供SCO對(duì)象調(diào)用。從而實(shí)現(xiàn)仿真軟體通過SCO建立與LMS的連接，其連接關(guān)系如圖2所示。

圖2 仿真軟體 與LMS之間的交互

4.5 仿真軟體之間的重用和交互

虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)和半實(shí)物仿真訓(xùn)練系統(tǒng)之間，進(jìn)行系統(tǒng)仿真對(duì)象資源和虛擬場(chǎng)景對(duì)象的直接共享，無(wú)需再做多余的工作，直接復(fù)制兩種資源的ASSET即可在兩個(gè)系統(tǒng)中使用。虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)以組件的形式嵌入到SCO的網(wǎng)頁(yè)中，并提供接口與SCO交互，實(shí)現(xiàn)與LMS的搭橋交互。而半實(shí)物仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的操作部分是物理實(shí)體，無(wú)法嵌入SCO中。在使用半實(shí)物仿真訓(xùn)練系統(tǒng)時(shí)，通過嵌入SCO的虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)組件來(lái)啟動(dòng)半實(shí)物仿真訓(xùn)練系統(tǒng)（加電和加載各軟件模塊），并自動(dòng)連接到半實(shí)物仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的仿真對(duì)象服務(wù)中，保持與其操作和仿真結(jié)果完全同步。任何半實(shí)物仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的操作和仿真結(jié)果，都可以實(shí)時(shí)同步的顯示到虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)組件中，并進(jìn)行記錄、回放、成績(jī)?cè)u(píng)判等操作，這些訓(xùn)練數(shù)據(jù)可以通過虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)組件接口傳遞給SCO，從而實(shí)現(xiàn)與LMS的交互。

5 結(jié)語(yǔ)

裝備教學(xué)培訓(xùn)體系平臺(tái)將課件、題庫(kù)、虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)、半實(shí)物仿真訓(xùn)練系統(tǒng)視為統(tǒng)一的教學(xué)培訓(xùn)資源來(lái)對(duì)待，重點(diǎn)考慮了交互性、重用性、跟蹤性、信息化四大特性，滿足了教學(xué)培訓(xùn)全程信息化的需要。平臺(tái)既擴(kuò)展了SCORM標(biāo)準(zhǔn)中的SCO對(duì)象包，又?jǐn)U展了學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)LMS的功能，能夠?qū)⒔虒W(xué)培訓(xùn)全壽命周期的管理、實(shí)施、跟蹤、優(yōu)化融合為一個(gè)整體，擴(kuò)展了SCORM標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用范圍，適應(yīng)了實(shí)踐性裝備教學(xué)的特點(diǎn)和需要，把面向裝備的信息化教學(xué)培訓(xùn)效率和質(zhì)量提升到了一個(gè)新的高度，為裝備教學(xué)的全程信息化、效能最優(yōu)化提供了可能。

[1]熊長(zhǎng)貴.瞄準(zhǔn)需求科學(xué)實(shí)施崗位任職教育[J].科技信息，2009(17).

[2]龔后三.網(wǎng)絡(luò)教育技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系中國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)引用譜研究[D].武漢:華中科技大學(xué)，2007.

[3]The Sharable Content Object Reference Model (SCORM) Advanced Distribute Learning(ADL)[OL].

F241.33

A

1671-0711（2017）05（上）-0159-03