Mahara、Moodle 系統與 Google 雲端服務的單點登錄

如圖 3-1 所示，教師授課時，主要會使用好幾個平台，為了簡化使用者在帳號管理 上的困擾，本研究採用 OpenID 的作法來因應。我們利用電腦課的「Google 服務應用教 學」，讓師生先申請 Google 帳號，並以此帳號來作為 Moodle 和 Mahara 平台的通用帳 號，可讓師生都能透過單一帳號來使用前述的數位學習管理系統。另一方面，我們也 要啟用 Moodle 和 Mahara 帳號的單點登錄功能(Single sign on)，才能達到上述的功能。

接下來，我們透過活動圖 3-3 來說明如何讓學生在數位學習平台與 Google 雲端服 務進行學習活動。首先學生先連結至本校的校務行政平台（Joomla+全誼），有三個系 統選項可點選，後續流程說明如下：

（1）進入 Mahara 系統進行建置或更新學生個人的履歷（參與活動、得獎、工讀）及上 傳個人的作品做展示。

（2）點選 Moodle 課程管理平台，進入搜尋課程。

 可選擇新課程或者進行舊課程的測驗及作業的繳交。也可以從 Moodle 的帳號 轉入 Mahara 系統進行前述相同流程。

（3）可直接進入 Google 文件的雲端倉儲來整理個人的數位學習歷程檔案。

圖 3-3：校園數位資訊管理系統-UML 活動圖

27

3.2 語意查詢系統的架構

從上一段的活動圖，我們可以觀察到如果學生在使用相關系統時，發生疑問或者 資訊不足時，他們無法即時獲取解決問題的資訊。因此，為了解決這樣的難題，本小 節我們將導入知識本體論，利用語意網技術開發資訊教育議題之數位學習的教學資源 語意查詢系統，如表 3-1 可提供師生有效率的語意查詢服務，其目的主要提供國小師生 適合的資訊課程相關資訊給系統使用者，用以提昇資訊課程教學成效之參考或同儕學 習的引導說明。下表是本校規劃建置數位學習環境的涵蓋範圍：

表 3-1：研究者服務學校資訊管理系統涵蓋範圍

本校校園數位資訊管理系統 學生資訊應用範圍

校務行政系統：Joomla + 全誼（註） 學生學籍、成績統計、比賽活動、 得獎、

出缺席紀錄

教材編輯管理平台：Moodle 課程資訊、課程範例、作業繳交

數位學習歷程平台：Mahara 個人資訊、作品展示、反思回饋、 同儕 學習

九年一貫重大議題之資訊教育語意查詢系 統：本研究開發

課程資訊語意查詢

註：商業平台

3.2.1 語意查詢系統的分析與設計

在本小節，我們會經由系統分析與設計，依照系統架構的各模組來進行說明，並 呈現完整的語意查詢系統架構圖。本文所開發的重大議題-資訊教育知識本體語意查詢 系統，就是利用語意網技術來建置。語意查詢系統相關的研究，主要是針對特定領域 的資訊進行知識管理，為了讓師生能利用網際網路進行語意查詢，快速找到需要的資 訊。本研究之系統架構主要分為三大部份來提供服務，分別是查詢模組、使用者介面 模組、本體論知識庫。如圖 3-4 所示。我們分別描述如下：

28

圖 3-4：數位學習資源語意查詢系統架構及流程圖

29

本文採用 Apache Jena 在 2011 年所開發的 Fuseki 新專案程式，它提供了 SPARQL1.1 的語意查詢及一個 Web 網頁伺服器，並利用 TDB 的資料庫來儲存 RDF/OWL 文件 系統(數位教材編輯系統 Moodle、數位學習歷程系統 Mahara)來協助師生在電腦課的教 學現場的教學活動，以及解決教師在校務行政方面所面臨的問題。

針對表 1-1 的教學現場困境，我們希望教師能利用語意查詢系統來解決關於查詢重 大議題核心能力指標的不便、電腦工具書的選書問題及校園教學軟體的資訊不夠完善 等問題，如圖 3-5 教師操作情境圖所示。

30

圖 3-5 教師使用語意查詢系統支援校務行政、教學情境圖

我們將圖 3-5 情境圖，以表 3-2、表 3-3、表 3-4 來說明語意查詢系統如何支援行政與 教學情境。

表 3-2 教師進行能力指標的查詢 使用情境(圖 3-5：教師步驟 2.1) 能力指標查詢

目的 使用語意查詢系統，找到授課需要的能力指標說明。

參與者 教師

動作 在語意查詢系統介面，視所需的核心能力指標、學

習年段等條件，點選查詢。

系統回應 系統自動搜尋知識本體內的符合語意的資訊，將它

呈現在網頁上。

表 3-3 教師進行教學軟體資源的查詢 使用情境(圖 3-5：教師步驟 2.2) 教學軟體資源查詢

目的 使用語意查詢系統，找到授課需要的教學軟體。

參與者 教師

動作 在語意查詢系統的介面，將所需的教學軟體、學習

年段、授權方式等條件進行點選查詢。

系統回應 系統自動搜尋知識本體內的符合語意的資訊，將它

呈現在網頁上。

31

表 3-4 教師進行電腦工具書的查詢 使用情境(圖 3-5：教師步驟 2.3) 電腦工具書查詢

目的 使用語意查詢系統，找到授課需要的電腦工具書版

本。

參與者 教師

動作 在語意查詢系統的介面，將所需的出版商、書籍名

稱、學習年段等條件進行點選查詢。

系統回應 系統自動搜尋知識本體內的符合語意的資訊，將它

呈現在網頁上。

本文主要探討學生在使用數位學習歷程系統遭遇到的教學困境，如何利用語意查 詢系統支援數位學習歷程系統。因此對於數位教材編輯系統的部份，不加以深入探討。

對於學生在使用 Mahara 平台，我們以圖 3-6 學生使用語意查詢系統支援 Mahara 的情境 圖來表示，並以表 3-5 和表 3-6 來說明情境。詳述如下：

圖 3-6 學生使用語意查詢系統支援 Mahara 平台情境圖 表 3-5 學生進行電腦工具書的查詢

使用情境(圖 3-6：學生步驟 4.1) 電腦工具書查詢

目的 使用語意查詢系統，找到授課需要的電腦工具書版

本。

參與者 學生

動作 在語意查詢系統的介面，視所需的工具書、教學軟

體、學習年段等條件進行點選查詢。

系統回應 系統自動搜尋知識本體內的符合語意的資訊，將它

呈現在網頁上。

32 真正幫助教師和學生在使用類似 Moodel、Mahara 等數位學習平台時，替他們解決資訊 混亂、詞彙不統一、檢索不方便等問題。一般而言，正確的知識與智慧型的搜尋是語

本研究參考 Ontology Development 101[Noy and McGuinness,2001]所提出的建置方 法來建置國小階段的「數位學習資源知識本體論」。建構步驟如下：

33 心，先將資訊教育之「數位學習資源」當作整件（Whole Object），在下一個階層分為 資訊教育的「核心能力」、「電腦工具書」、「教學資源」三個部件（Part Object），

即資訊課程教學包括資訊教育的核心能力與指標、電腦工具書版本及教學資源（教學軟 體）。我們以物件導向統一塑模語言 UML 的聚合（Aggregation Relationship）關係來表 示，如圖 3-7 所示。接著我們以資訊教育的「核心能力」、「電腦工具書」、「教學資 源」作為超類別(SuperClass)。而資訊核心能力包括：(1)資訊科技概念的認知、(2)資訊 科技的使用、(3)資料的處理與分析、(4)網際網路的認識與應用、(5)資訊科技與人類社 會。我們在「核心能力」之下設為五個次類別（SubClass），在「核心能力」的類別(Class) 中，從 97 課綱找到相對應的資訊教育能力指標的實例（Instance），而每個分段能力指

34

標說明了不同年級的資訊教育學習內涵（如電腦使用規範、多媒體製作、資訊倫理 等）。所以分段能力指標主要是在說明資訊教育在電腦課程所要培養的資訊素養。核心 能力類別與分段能力指標關係整理如表 3-8。資訊教育能力指標編碼則以 97 課綱為原 則，以第 1 碼代表課程核心能力序號，第 2 碼代表階段序號(第一階段為國小 1 至 2 年 級，第二階段為國小 3 至 4 年級，第三階段為國小 5 至 6 年級，第四階段為國中 1 至 3 年級)。第 3 碼代表能力指標之流水號。

圖 3-7 數位學習與核心能力、工具書、教學資源的聚合關係圖 表 3-8：國小階段核心能力類別與所屬能力指標實例

核心能力類別（Class） 分段能力指標 :實例（Instance）/物件（Object）

資訊科技概念的認知 1-2-1 能瞭解資訊科技在日常生活之應用。

1-2-2 能瞭解操作電腦的姿勢及規劃使用電腦時間。

1-2-3 能正確操作及保養電腦硬體。

1-2-4 能正確更新與維護常用的軟體。

1-2-5 能瞭解資料安全的維護並能定期備份資料。

1-3-1 能認識電腦病毒的特性。

資訊科技的 使用 2-2-1 能遵守電腦教室(公用電腦)的使用規範。

2-2-2 能操作視窗環境的軟體。

2-2-3 能正確使用儲存設備。

2-2-4 能有系統的管理電腦檔案。

2-2-5 能正確操作鍵盤。

2-2-6 能熟練中英文輸入。

2-3-1 能認識電腦硬體的主要元件。

2-3-2 能操作及應用電腦多媒體設備。

資料的處理與分析 3-2-1 能使用編輯器進行文稿之編修。

3-2-2 能操作印表機輸出資料。

35

36

圖 3-9 核心能力與學習內涵的三元組關係

其次，我們依序在「核心能力」類別階層下，將分段能力指標作為各類別所屬的實 例（Instance）或物件（Object）。每個能力指標的實例，再註解「學習內容說明」，因 此我們定義屬性「hasComment」作為「核心能力指標」和「學習內容」之間的連結，讓

「能力指標」指向「學習內容說明」（亦即屬性與值），如圖 3-9 所示。

圖 3-10 能力指標與學習內容說明的三元組關係 步驟六：建立實例（建立三個子系統實例步驟）

在 97 課綱的資訊教育議題當中，不同年級有不同的學習內容說明，因為低年級

（1、2 年級）目前未有電腦課，我們在此舉中、高年級指標與學習內容各一個指標為 例，如表 3-9 所示。各年級之對應內容，詳列於附錄 D。

表 3-9：中、高年級能力指標與對應之學習內容範例說明 各年級 資訊教育能力指標（實例） 學習內容說明/註解（值）

三年級 1-2-1

能瞭解資訊科技在日常生活之應用。

（以下省略）

例如超級市場條碼機、提款機、信用 卡、導覽系統、線上訂票系統、定位 系統等)讓學生瞭解電腦與生活的關 係。

五年級 3-3-2

能利用簡報軟體編輯並播放簡報。

（以下省略）

教導學生應用簡報軟體製作專題簡 報，並能展示專題內容。

37

綜合前述的類別、實例、屬性等關聯關係。這裡將中高年級的能力指標所對應的類 別、實例及屬性的階層關係，我們整理如圖 3-11 所示。

圖 3-11 核心能力、指標類別及實例的階層關係圖

圖 3-11 核心能力、指標類別及實例的階層關係圖