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Web-based視覺化互動式多媒體教材樣板套用系統之分析與實作

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Academic year: 2021

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(1)國 立 交 通 大 學 資 訊 工 程 學 系 碩 士 論 文 Web-based 視覺化互動式多媒體教材 樣板套用系統之分析與實作 The Design and Implementation of a Web-Based Visual Authoring System using Rapid E-learning Pattern. 研. 究. 生 : 吳直穎. 指 導 教 授 : 陳登吉 教授. 中 華 民 國. 九十四 年. 七 月.

(2) Web-based 視覺化互動式多媒體教材 樣板套用系統之分析與實作 The Design and Implementation of a Web-Based Visual Authoring System using Rapid E-learning Pattern. 研 究 生: 吳直穎. Student : Chih-Ying Wu. 指導教授: 陳登吉. Advisor : Deng-Jyi Chen. 國 立 交 通 大 學 資 訊 工 程 學 系 碩 士 論 文. A Thesis Submitted to Department of Computer Science and Information Engineering College of Electrical Engineering and Computer Science National Chiao Tung University in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master in Computer Science and Information Engineering July 2005 Hsinchu, Taiwan, Republic of China.. 中 華 民 國 九十四 年 七 月.

(3) Web-based 視覺化互動式多媒體教材 樣板套用系統之分析與實作 學生:吳直穎. 指導教授:陳登吉 博士. 國立交通大學資訊工程學系碩士班. 摘要 隨著互動式多媒體教材的使用越來越廣泛,需求量也大大的增加,在這樣的 情況下,教育工作者開始製作符合自己需求的多媒體教材,但由於編輯多媒體教 材時的編輯習慣與模式,造成了許多的重複性工作,使得教材編輯工作的效率很 差。 面對多媒體教材需求量大增,我們希望以共享多媒體教材方式來解決多媒體 需求問題,但在教材標準的定義不盡相同造成共享困難,為此美國 ADL 先導計 畫推出 SCORM 標準,目的為教材訂定出一個統一的標準。但相對的教育工作者 在製作教材之餘,仍需了解繁複的 SCORM 標準並撰寫讓教材符合標準的文件, 對於教育工作者來說又是另一大難題。 本論文將針對上述兩方面的問題作探討與分析,對於教材編輯時的重複性工 作,分析其編輯過程重複性成因,提出教材樣板的概念,定義教材樣板的種類, 並利用教材樣板套用來提升編輯工作效率。 在製作符合 SCORM 標準的多媒體教材方面,我們將分析 SCORM 標準的定 義,提出教材結構以及教學策略樣板,讓編輯者藉由樣板套用方式產生讓教材符 合 SCORM 標準的相關文件,不需要去了解繁複的 SCORM 標準定義,就可達到 共享多媒體教材的目標。. i.

(4) The Design and Implementation of a Web-Based Visual Authoring System using Rapid E-learning Pattern. Student:Chih-Ying Wu. Advisor:Dr. Deng-Jyi Chen. Department of Computer Science and Information Engineering National Chiao Tung University. Abstract The demand of multimedia presentation curriculum is increasing yearly, especially, for the language learning area and basic school environment. Often, instructors have to create their own multimedia based content presentation as a supplement for students who may have disadvantages in digesting text based presentation curriculum. Although authoring tools such as Authorware, Director, Flash, or PowerPoint (to name a few) may be able to use their extended programming features (for example, combing part of the programming codes) to create an animated and interactive multimedia presentation content, in general, to create such an animated and interactive multimedia presentation document requires a great deal of time and computer skill for most content creators such as school teachers who may not have a good computer literacy. Also, from our experiences on the multimedia content creation, we observed that there are many repetitions involved in the authoring process that make the content creation a tedious and time consuming work for creators. In this thesis research, we proposed the concept of “learning design pattern” for content creators to create multimedia based curriculum. Specifically, several levels of learning patterns such as layout pattern, structure pattern, and learning strategy pattern based on SCORM sequence rules are defined. Also, a web-based system that can be used to rapid create those patterns mentioned above is designed and implemented. Based on these different design patterns, content creators can rapid generate SCORM conformance multimedia curriculum using the proposed template replacing system. Application examples are used to demonstrate the applicability and feasibility of the proposed system.. ii.

(5) 誌謝 本論文多蒙指導老師 陳登吉教授的耐心及多方教導,得以順利完成,在此 至上無限的謝意。 此外,感謝所有曾教導我、幫助我的師長、朋友、同學及軟體工程實驗室中 每一位成員,尤其是實驗室同窗江書瑩、葉京荃、周宜靖、王宇涵 在各方面給 予的寶貴意見與協助。 最後,感謝不斷支持我的家人,特別是養育我、栽培我的父母,讓我全心全 意地完成學業與論文,在此獻上我最衷心的感謝。. iii.

(6) 目錄 摘要...........................................................................................................................................................I ABSTRACT ............................................................................................................................................... II. 誌謝............................................................................................................................. III 目錄............................................................................................................................. IV 表目錄......................................................................................................................... VI 圖目錄........................................................................................................................VII 一、. 緒論................................................................................................................1. 1.1 互動式多媒體教材的編輯........................................................................................................1 1.2. 動機與目的 ...........................................................................................................................1. 1.2.1. 教材的編輯模式 ..............................................................................................................1. 1.2.2. 共享多媒體教材的困難 ..................................................................................................5. 1.2.3. 研究目標 ..........................................................................................................................5. 1.3 研究方法與步驟........................................................................................................................6 1.4 章節概要....................................................................................................................................6. 二、. 相關研究........................................................................................................7. 2.1 SCORM 標準..............................................................................................................................7 2.1.1. 符合 SCORM 標準的學習內容所具有的特性...................................................................7. 2.1.2. Content Aggregation Model..............................................................................................8. 2.1.3. Run-Time Environment .................................................................................................. 11. 2.1.4. Sequencing and Navigation ............................................................................................12. 2.1.5. SCORM Simple Sequencing Template.........................................................................14. 2.1.6. 小結 ................................................................................................................................16. 三、. 系統需求分析..............................................................................................17. 3.1 樣板庫系統分析......................................................................................................................17 3.1.1. 多媒體統整教材的組成 ................................................................................................17. 3.1.2. 多媒體統整教材樣板種類: ..........................................................................................18. 3.2 多媒體檔案系統分析..............................................................................................................19 3.3 WEB-BASED 樣板套用系統分析 ............................................................................................20. 四、. 系統設計與實作..........................................................................................22. 4.1 教材樣板套用系統架構設計..................................................................................................22 4.2 教材樣板套用系統模組設計..................................................................................................23. iv.

(7) 4.2.1. 模組功能說明: ..............................................................................................................23. 4.2.2. 各模組間運作關係: ......................................................................................................25. 4.3 教材樣板庫系統設計..............................................................................................................26 4.4 樣板套用系統設計與實作......................................................................................................28 4.4.1. 樣板套用流程: ..............................................................................................................28. 4.4.2. Data 樣板套用設計與實作: .........................................................................................30. 4.4.3. Control 樣板套用設計與實作: .....................................................................................34. 4.4.4. 樣板套用系統的操作流程: ..........................................................................................40. 五、. 樣板套用系統應用實例及實作範例 .........................................................42. 5.1 編輯多媒體統整教材..............................................................................................................42 5.2 編輯多媒體教材單元..............................................................................................................51 教材單元樣板套用介面說明: ......................................................................................51. 5.2.2. 編輯多媒體教材單元實作範例: ..................................................................................52. 六、. 5.2.1. 結論..............................................................................................................59. 6.1 總結 .........................................................................................................................................59 6.2 未來發展方向..........................................................................................................................60. 參考文獻或資料..........................................................................................................61. v.

(8) 表目錄 表 (1) SEQUENCING RULE DEFINITION ...................................................................................................14 表 (2) 卡內基美隆大學提出的 10 種模板...........................................................................................16. vi.

(9) 圖目錄 圖 (1) 教材編輯流程圖 ..........................................................................................................................2 圖 (2) 編輯教材時的劇本重複性 ..........................................................................................................3 圖 (3) 教材編輯流程圖(重複性)............................................................................................................4 圖 (4) 加入樣板套用後的教材編輯流程圖...........................................................................................4 圖 (5) CONTENT AGGREGATION ................................................................................................................9 圖 (6) CONTENT PACKAGING ..................................................................................................................10 圖 (7) SCORM CONCEPTUAL RUN-TIME ENVIRONMENT ....................................................................... 11 圖 (8) CONTENT ORGANIZATION 和 ACTIVITY TREE 間的關係 ...........................................................12 圖 (9) CLUSTER 示意圖..........................................................................................................................13 圖 (10) 多媒體教材單元組成是意圖 ..................................................................................................17 圖 (11) 教材樣板套用系統架構圖.......................................................................................................22 圖 (12) 樣板套用系統模組 ..................................................................................................................23 圖 (13) 各模組間關係示意圖 ..............................................................................................................25 圖 (14) 教材樣板庫運作模組圖 ..........................................................................................................27 圖 (15) 樣板套用流程圖 ......................................................................................................................29 圖 (16) 素材樣板套用 ..........................................................................................................................30 圖 (17) 動畫樣板套用 ..........................................................................................................................32 圖 (18) 場景樣板套用 ..........................................................................................................................33 圖 (19) 教材結構樣板套用 ..................................................................................................................34 圖 (20) 劇情樣板套用 ..........................................................................................................................35 圖 (21) 場景跳躍樣板套用 ..................................................................................................................37 圖 (22) 教學策略樣板套用 ..................................................................................................................39 圖 (23) 樣板套用系統操作流程 ..........................................................................................................40 圖 (24) 教材結構建置 ..........................................................................................................................43 圖 (25) 美麗的星空---教材結構建置 ..................................................................................................44 圖 (26) 教材單元套用 ..........................................................................................................................45 圖 (27) 美麗的星空---教材單元套用 ..................................................................................................46 圖 (28) 美麗的星空---統整教材雛型建構...........................................................................................47 圖 (29) 美麗的星空---修改多媒體教材單元.......................................................................................48 圖 (30) 美麗的星空---教學策略樣板套用...........................................................................................49 圖 (31) SCORM 多媒體統整教材預覽介面 ........................................................................................50 圖 (32) 教材單元樣板套用介面 ..........................................................................................................51 圖 (33) 圖片樣板套用---場景選擇 ......................................................................................................52 圖 (34) 圖片樣板套用---選擇樣板種類...............................................................................................53 圖 (35) 圖片樣板套用---選擇替換物件...............................................................................................53. vii.

(10) 圖 (36) 圖片樣板套用---選擇樣板並替換...........................................................................................54 圖 (37) 選擇場景跳躍樣板種類 ..........................................................................................................55 圖 (38) 選擇場景跳躍樣板 ..................................................................................................................56 圖 (39) 設定場景跳躍樣板中的場景與原場景對應關係 --- 1 ..........................................................57 圖 (40) 設定場景跳躍樣板中的場景與原場景對應關係 --- 2 ..........................................................58. viii.

(11) 一、 緒論 1.1. 互動式多媒體教材的編輯. 以往多媒體教材製作都交由專業多媒體製作人士來製作,教育工作者提出教 材需求,再由專業多媒體製作人士將教材製作出來,但隨著科技產品的普及和政 府極力推廣視聽教育,多媒體教材使用越來越普遍,多媒體教材的需求日益增 加,以傳統的多媒體教材製作方式來製作將無法滿足大量的需求,於是教育工作 者也開始嘗試製作符合自己課程需求的多媒體教材,但由於教育工作者並非專業 多媒體製作人士,在沒有相關的程式邏輯基礎下,在編輯教材內容上往往倍感吃 力,想製作出符合自己需求的教材並不是件容易的事。 多媒體教材製作並非只是將形形色色的多媒體檔案放置在一起就算完成 了,舉例來說,當我們想要建築一棟房屋,並非只是將一些建築材料聚合在一起 就算完工了,想要建築一棟房屋,首先我們得設計整個房屋藍圖,再根據所設計 的藍圖所需將建築材料組合成適當的物件,如樓梯、樑柱等,而這些物件必須依 照藍圖設計組合建構出整棟房屋,在藍圖設計、房屋動工方面也需要專業人士來 處裡,才不會造成設計矛盾、建設漏失等問題。多媒體教材製作亦是如此,首先 製作者得根據教材目標設計教材內容,可能包括教材架構、教材呈現流程、教材 學習目標等,之後依其藍圖需求將基本多媒體資料加工成適當元件,再根據藍圖 安排實作出整個多媒體教材,內容的設計、教材的實作設計者本身也得具備一定 的程式邏輯基礎才行。我們可以說一個多媒體教材的製作,相當於一個複雜的工 程,需要耗費大量心力才成完成。. 1.2 動機與目的 本小節將提出本論文的動機,分別由教材的編輯模式、共享多媒體教材的困 難兩方面做探討,最後歸納出本論文的研究目標。. 1.2.1 教材的編輯模式 我們來詳細分析一般的多媒體教材編輯模式,當教材製作者在編輯多媒體教 材時,首先要構思教材的內容,收集需要呈現的圖片、文字、聲音、影片等多媒 體資料,然後按照其構思的內容,編制這些多媒體資料的特效,如動畫、變形等, 以及這些多媒體之間的呈現順序、互動關係等方面。. 1.

(12) 舉例來說,當一位理化老師要製作一份介紹酸檢中和的多媒體教材,首先他 必須構思整個教材的內容、呈現方式等,之後從報章雜誌或是上網開始收集相關 資料、多媒體資訊等等,收集完成後,才著手開始編輯。在編輯的過程中,他必 須設定多媒體資訊的相關位置、呈現順序、動畫特效、互動關係等等,當編輯完 成後,需要作預覽,確定編輯完的教材是否滿意,若不滿意則須回頭修改,直到 符合自己的教學需求為止。 因此我們將編輯教材的過程大致歸類成幾個步驟 : (1) (2) (3) (4) (5) (6). 收集教材內容 選擇素材 定義素材屬性與動畫特效 編輯呈現順序 預覽 完成編輯. 如下圖(1)所示 : 收集教材內容. 選擇素材. 設定素材屬性及動. 編輯各種素材呈現順序. 預覽. 完成編輯. 圖 (1) 教材編輯流程圖 2.

(13) 由於教學的需要,編輯者可能必須編輯許多的頁面來呈現出所想要的教材內 容。然而根據編輯者的習慣及風格,每個頁面的編排方式,可能會有相似甚至相 同的編排結果。例如:有的人在編輯教材時,習慣將每頁標題至於中央正上方。 這樣的編輯習慣迫使編輯者必須在編輯每個頁面時,都做出類似甚至相同的編輯 動作來。 如下圖(2)所示,當編輯者編輯完教材酸檢中和第一頁的呈現順序後,當編 輯者在編輯教材氧化還原的第一頁時,亦採用了一樣的呈現順序,但是編輯者還 是得再編輯一次。. 第一課 酸鹼中和. ¾ 文字從天而降 ¾ 圖片由左進入 下一個場景. 重複性高. ¾ 當點擊圖片時,進入. 第二課 氧化還原 ¾ 文字從天而降 ¾ 圖片由左進入 ¾ 當點擊圖片時,進入 下一個場景. 圖 (2) 編輯教材時的劇本重複性. 由上述的例子來看,編輯者在作編輯工作的時候,往往會遵循著一定編輯模 式,也因此在編輯過程將會有許多的重複性存在。而如此一再重複的編輯步驟不 但讓人覺得煩悶,也大大降低了編輯工作的效率。如下圖(3)所示:. 3.

(14) 重複性高、耗時. 收集教材內容. 選擇素材. 設定素材屬性及動 編輯各種素材呈現順序. 預覽 使用者一再重複此三步 驟來完成不同教材製作. 完成編輯. 圖 (3) 教材編輯流程圖(重複性) 因此針對這樣重複性的編輯步驟,我們提出樣板套用方式來代替,首先經由 專業人士根據常用的編輯習慣與模式來設計一些可重用的樣板 (Patterns)[6][7][8][9],並且可以方便的重複使用這些樣板。編輯者只需要利用樣 板「套用」方式,無須再作相同的編輯動作,就可以擁有相同的編輯效果。 選取需要的 教材樣板及素材. 教材樣板產生. 樣板套用機制. 預覽 簡單、省時 完成編輯 樣板製作者. 圖 (4) 加入樣板套用後的教材編輯流程圖 4.

(15) 如上圖(4)所示,樣板是經由專業的樣板製作者來製作樣板,教材編輯者在編 輯的過程中,只需要根據自己需求選擇適當的樣板及素材,藉由樣板套用的機制 [7][8]將這些樣板組合起來成為符合編輯者需求的多媒體教材,這樣一來當編輯 者想使用相同的編輯習慣或是編輯模式時,不再需要一再重複相同的編輯步驟, 只需要選擇相同的樣板來使用即可,大大的降低了人力與編輯的時間,提升編輯 教材的效率。. 1.2.2 共享多媒體教材的困難 由於多媒體教材製作工具總類繁多,所做出的多媒體教材標準不一,造成教 材共享相當困難,所以教育工作者常常得為此重新製作教材,而無法藉由共享減 輕製作負擔。有鑑於此,美國推動ADL先導計畫,並研訂出一套技術指引,簡稱 為SCORM (Sharable Course Object Reference Model)[1],SCORM標準訂定的最大 目的,就是在於解決共享的問題,ADL希望各個教材製作者都能遵循SCORM標 準,於是教材可在任何符合SCORM標準的平台流通,因此如有相同的教學內容, 教材編輯者就可以直接藉由共享的方式拿來重用,不需要再因為標準不一樣而重 新設計編輯。 但相對的要符合 SCORM 標準,就必須針對多媒體教材撰寫對應的文件,而 SCORM 標準所定義的規範相當繁複,為此教材編輯者除了製作多媒體教材外, 還需額外了解 SCORM 標準規範,並根據這些規範撰寫描述教材的文件,這樣的 步驟對教材製作者來說又是一個困難課題。 為了解決這樣的問題,我們希望建立出一個環境,教材製作者只需專注在多 媒體教材內容的設計,當多媒體教材製作完成後,只需要選擇符合自己需求的教 材結構以及符合其教學情境的教學策略,便可以將這些製作完成的多媒體教材組 合成符合 SCORM 標準的統整教材,而符合 SCORM 標準所需要的相關文件將交 由系統根據教材製作者所選定的教材結構以及教學策略來產生,因此教材製作者 不需要再去了解 SCORM 標準的規範,也不需撰寫複雜的相關文件,只需要藉由 選擇方式即可讓教材符合 SCORM 標準,達到共享目的。. 1.2.3 研究目標 我們希望建立一個 Web-based 視覺化多媒體教材樣板套用系統,提供符合 SCORM 標準的教材單元供使用者共享重用,使用者可選擇不同的課程結構樣板 及教學策略樣板來創造出符合自己需求的統整教材,對於每個統整教材下的教材 單元能藉由樣板套用機制加以修改編輯,形成切合需要的教材單元。在這樣的編. 5.

(16) 輯模式下使用者不再需要撰寫用來符合 SCORM 標準的文件,亦不需耗時的編輯 教材單元,而是用套用方式建立出符合自己需求的統整教材。 除此之外,以 Web 方式來編輯教材讓教材製作者不為受到時間、空間的限 制,可以隨時針對教材進行編輯、管理,再者符合 SCORM 標準的多媒體教材是 以 Web 方式傳遞,達到共享的目的,直接使用 Web 方式編輯更能直接了解編輯 後的效果,教材製作者也不需再進行檔案傳遞等動作,直接就可在平台上分享給 其他人使用。. 1.3. 研究方法與步驟. 首先我們會先了解目前互動式多媒體教材的編輯模式,發現編輯者常會有遵 循某些編輯習慣與模式的現象。接著探討共享多媒體教材的困難,提出樣板套用 機制概念來簡化編輯,之後針對我們提出的方法做需求分析以及實作,詳細的步 驟條列如下: (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7). 了解目前互動式多媒體教材的編輯模式。 探討共享多媒體教材的困難。 提出樣板機制來簡化編輯步驟。 了解 SCORM 2004 標準。 分析教材中可重用物件,並提出樣板套用的種類。 分析樣板套用系統功能需求。 設計並實作出 Web-based 視覺化互動式多媒體教材樣板套用系統。. 1.4. 章節概要. 第一章,我們提出撰寫本篇論文的動機與目的,以及研究方法與步驟。 第二章,深入了解 SCORM 2004 標準的相關規範,以便作為之後實作的參 考。 第三章,針對提出的解決方法進行功能需求分析。 第四章,設計實作出符合論文目標的 web-based 視覺化互動式多媒體教材樣 板套用系統。 第五章,以實際範例示範如何使用視覺化多媒體教材樣板套用系統來編輯出 一份教材,並符合 SCORM 標準。 第六章,作一個總結,並對未來的發展提出一些建議。. 6.

(17) 二、 相關研究 2.1 SCORM 標準 美國柯林頓總統主政時代,積極推動學習科技的運用,1997 年白宮科技辦 公室與國防部共同推動ADL先導計畫(Advanced Distributed Learning Initiative)。 建立「教材再用與共享機制」,希望能夠縮短教材的開發時間、減少教材的開發 成本、教材能在各學習平台間流通自如,目的在於確保學習者無論在何時何地都 能夠及時獲取高品質訓練或學習資源。ADL建立統一的「學習內容模式」,研訂 出一套技術指引,簡稱為SCORM(共享是教材元件參考模組,Sharable Course Object Reference Model)[1][2][3][4][5]。 在數位學習領域中,有眾多的組織參與標準的制定,例如IMS、IEEE 及ADL 等。然而由美國國防部ADL 組織所制定的SCORM 是目前在數位學習中最受注 目與最具權威的標準,這是因為SCORM 採用了IMS、AICC 及ARIADNE 等標 準,集眾多標準之大成。 本節將主要介紹 SCORM 標準所規範的內容,首先將會介紹(1)SCORM 標準 的學習內容所具有的特性,再來針對構成 SCORM 標準的三大架構: (2)Content Aggregation Model、(3)Run-Time Environment、(4)Sequencing and Navigation 逐一 作介紹。. 2.1.1 符合 SCORM 標準的學習內容所具有的特性 21 世紀環境的重大以及快速變遷,使得政府部門、產業界以及學術界都面 臨了嚴峻的考驗,這些組織為了因應如此重大的變革,需要隨時教育人們新的觀 念與知識,才能夠應付瞬息萬變的社會環境。而要提升人民的知識水準,除了著 重「終生學習」的推廣之外,將學習科技引入教育學習的環境,將有助於學習效 率的提升。 SCORM標準的學習內容就是為了符合新世紀學習環境的需求,以快速製作 教材、提升學習效率為其目標,為了達到這樣的目標,學習內容所應具有的特性 [13][15]如下:. 7.

(18) (1) 可存取性(Accessible):學習者及教材製作者可在任何地方獲取以及傳遞 教材內容。 (2) 可溝通性(Interoperable):不管教材開發環境為何,製作好的教材可以在 任何開發系統和教學平台上使用。 (3) 具耐久性(Durable):當科技提升或是改變時,教材製作者不需重新修改 應用程式或是教材。 (4) 可再使用性(Reusable):可將既有的教材元件整合並且提供其他應用軟體 再度利用。 由此可知,可以減少學習教材重複製作造成投資的浪費,且教材元件可在不 同的平台上使用,宛如是數位學習的大同世界,不再有平台與教材之分。. 2.1.2 Content Aggregation Model Content Aggregation Model[2][13][15],以下簡稱CAM,提供教材的設計製作 者一個方法來聚集教學資源,而每個教學資源均可代表一個學習者的經驗,建立 這些單一的學習資源並組成更複雜的學習資源,我們稱之為統整教材。統整教材 能預先定義好呈現順序,提供學習者進行學習。CAM是以XML格式為基礎,並 定義出課程內所有的學習元件、課程架構以及外在學習指引。 CAM 定義了以下幾個重要部份: (1) Content Model: SCORM Content Model 定義了如何從一個簡單且較低階的可共 享、可重用的學習資源聚集組成較高階的統整教材。SCORM Content Model 是由下列三種物件所組成: 1.. Assets : 組成學習內容的最基本元件,例如 文章、圖片、聲音或 是網頁等都可以稱之。. 2.. Sharable Content Object(SCO) : 以下簡稱為 SCO,是由一個至多個 Assets 所組成,可以利用 SCORM Run-Time Environment 和學習平 台溝通。. 3.. Content Organization : 描述整個統整教材的階層關係,使用結構化 8.

(19) 單元(Item)聚合組成出整個統整教材,一個 Item 可以再包含其他的 Items(sub-Items),並且沒有個數限制,藉由這樣堆疊形成一種巢狀 式的階層結構,也就是 Content Organization,而沒有包含其他 sub-Items 的 Item(末端 Item)將會連結到一個教學資源,可能是 Asset 或是 SCO。 如下圖(5)所示,最底層是由教學資源所組成,也就是 Assets 以及 SCO(s)所組成,末端 Item 將會連結到這些教學資源,之後所有的 Item 將會聚集組合成為 Content Organization。Content Organization、Assets 以及 SCO(S)組合而成整個 SCORM Content Model。. 圖 (5) Content Aggregation. (2) Meta-data: Meta-data是指描述資料的資料而言,也就是「data about data」,此 處則指描述學習元件的資料,包括Asset、SCO、Content Organization都 9.

(20) 可用Meta-data來加以描述。SCORM共定義了九大類的Meta-data,分別 是通用( general )、生命週期( lifecycle )、詮釋-詮釋資料 ( meta-metadata )、技術( technical )、教育 ( educational )、權利( rights )、 關係( relation )、註解( annotation )以及分類 ( classification ),用此九大 類的詮釋資料來描述內容聚集模型中三種層次的教材,使之容易搜尋與 管理,以便再使用及互通。 (3) Content Packaging: Content Packaging 提供一個標準化的方法來包裹(package)這些教 學資源成為教材包裹,一個包裝好的教材包裹是一個獨立個體,也就是 說當教材包裹拆解開之後,裡面必須包含足夠資訊讓這些教學資源能夠 被學習管理平台充分使用。 如下圖(6)所示,Content Packaging 定義了以下的包裝方式: 1.. 建立一個 XML-Based Manifest 檔,內含 : a. Organization 區段,定義教材結構和行為。 b. Resource 區段,在教材包裹中所使用到的資源列表。. 2.. 將 manifest 檔和所有相關的實體檔案壓縮成一個壓縮檔。. 圖 (6) Content Packaging. 10.

(21) 2.1.3 Run-Time Environment Run-Time Environment(RTE)[3][13][15]的目的是要讓不同廠商所製作的學習 管理內容,都能被不同的學習平台使用。為了達成這個目的,因此它包含了學習 平台如何啟動、結束教材元件方法的API、教材元件如何與學習平台溝通以及溝 通時記錄學習者資訊的資料模型(data model)。 如下圖(7)所示,說明了學習管理平台(LMS)如何透過 RTE 和學習資源互動 的流程: (1) Launch : 使用者登入學習管理平台後,選擇某一教材即觸發此行為,學 習管理平台將學習者欲觀看的教材送至 Client 端,透過瀏覽器顯示出 來。 (2) API : API 是鑲嵌在學習資源物件裡,當學習資源要與學習管理平台溝 通時就藉由 API 與之溝通,同時用來接受或儲存資料。 (3) Data Model:定義學習管理平台與教學資源(SCO)都知道的資料格式,教 學資源(SCO)利用這些已定義的資料格式達到在不同的學習管理平台上 重複使用。. 圖 (7) SCORM Conceptual Run-Time Environment 11.

(22) 2.1.4 Sequencing and Navigation Sequencing and Navigation[4][13][15]提供教材製作者能夠去設計學習者如何 與各教學資源互動的方法,SCORM的Sequencing是以IMS Simple Sequencing Specification為基礎並擴充而來,定義了預定學習的方法。SCROM 的Navigation 定義了學習者導覽介面,定義學習者對各學習資源間的互動方法。 要了解 SCORM 的 Sequencing and Navigation 如何設計並實際運作,我們需 要了解下面的名詞定義: (1) Activity Tree : SCORM Content Aggregation Model 中使用 Content Organization 定義 統整教材的教材結構,SCORM Sequencing 將這樣的結構當成 Activity Tree 的主要結構,如下圖(8)所示。Content Organization 中的 Item 對應成 Activity Tree 中的節點, 也就是 Activity,Activities 如同 Item 一樣可在包含 sub-Activities,最後建構成階層式架構,Activity Tree。. 圖 (8) Content Organization 和 Activity Tree 間的關係 12.

(23) SCORM Sequencing and Navigation Model 會在 Activity Tree 中加入 Sequencing 資訊像是 Sequencing 方法或是 Sequencing 行為等,達到制 定教材的學習方式。 (2) Cluster : 一個 Cluster 是由一個 Activity 以及其包含的 sub-Activities 所組成, 而 SCORM 標準中定義 Sequencing Rule 是以 Cluster 為影響範圍,如下 圖(9)所示,每一個 Activity 以及其 sub-Activities 組成一個 Cluster,每 一個 Cluster 必須包含此 Cluster 的 Sequencing rule,再以多個 Cluster 構 成整個 Activity Tree。. 圖 (9) Cluster 示意圖. SCORM Sequencing Rule 用來描述一個 Cluster 的 Sequencing 策略,由所有 Cluster 的 Sequencing Rule 定義出整個 Activity Tree 的 Sequencing 策略。 13.

(24) Sequencing Rule 並定義了八種元件供設計者用來描述教學內容的編排順序,這些 元件的種類說明如表(1):. ControlMode. 描述有關學習順序控制模式的資訊,可用以設定 教材章節的順序。. SequencingRules. 描述有關每個學習順序活動中的規則,並於特定 的時間中在各式各樣的編序行為(sequencing Behavior)中加以評估。. LimitConditions. 描述此學習活動順序與傳送的限制,可設定教材 章節的閱讀限制條件。. AuxiliaryResource. 描述此學習活動的相關資源,可設定教材章節的 輔助學習教材。. RollupRules. 用以定義學習活動於 rollup 時,子節點的學習狀態 值的改變將如何影響其父節點。 用以定義學習活動的目標。. Objectives RandomizationControls. 描述有關學習活動順序呈現時的排序方式,可設 定教材是否隨機出現。. DeliveryControls. 描述有關學習活動被 activity 傳送時的控制動作, 可設定是否紀錄章節的學習狀態。. 表 (1) Sequencing Rule Definition. SCORM Navigation定義了當學習者實際在學習系統進行學習活動時,學習 者可能會觸發一些事件(如開始、繼續、向前、倒退或中止),而此部份即是針對 學習者的這些行為加以管理並且制定使用者介面應有的操作功能。. 2.1.5 SCORM Simple Sequencing Template 由上述說明我們可以了解,SCORM標準非常繁複,當教材製作者在製作教 材後,仍需要再去了解SCORM的定義,設定並產生相對應的文件,才成製作出 符合SCORM標準的教材,對於一個教育工作者來說,這樣的步驟會造成製作教 材上的一大難題。. 14.

(25) 再者,SCORM 2004中新增加了Sequencing Rule,雖然增加了Sequencing Rule 讓教材設計者可以針對自己設計的教材定義其學習方法,但相對的這些 Sequencing Rule在定義上相當的繁瑣,且Sequencing Rule在使用上還必須擁有一定 的程式邏輯基礎,才能正確的定義出自己想要的教材學習方法,這對一個教材製 作者來說更是一個沉重的負擔。 舉例來說,當製作者製作完教材內容之後,教材內容可能包括數個 Assets 及 SCO,這時使用者必須建立出 imsmanifest.xml 文件,裡頭至少得定義出教材 內容的 Organization,以及所有教材所用的資源描述,當然必須依照 SCORM 標 準所定義的文件格式來描述,再來製作者必須思考如何安排教材內容的學習方 法,當設計完成再使用 Sequencing Rule 描述學習方法,這個步驟需要有一定的 程式邏輯基礎才能達成,最後再將這些 Sequencing Rule 撰寫於 imsmanifest.xml 適當位置,教材才算製作完成,但是如果 Sequencing Rule 設計不良、思緒不清 楚或是撰寫位置錯誤,都可能造成教材無法正常瀏覽,嚴重的話甚至整個教材無 法使用,對一個教材製作者來說,一方面要設計教材內容,一方面又要符合 SCORM 標準,是相當吃力問題。 卡內基美隆大學曾經配合SCORM標準,將學習順序、路徑、條件等歸納成 10 種模板,簡單敘述如下表[22][23]:. Template No.. Description. Template 1. Single SCO with Single Asset. Template 2. Single SCO with Multiple Assets. Template 3. The Black Box; single SCO with multiple assets and complex internal structure. Template 4. Multiple SCOs with Assets. Template 5. Remediating Using Objectives. Template 6. Pre- and Post-Test Sequencing. Template 7. Pre- and Post-Test Sequencing(2). Template 8. Remediating Using Objectives(2). Template 9. Basic Three-way Branching. Template 10. Pre- and Post-Test Sequencing with New Content for Remediation. 15.

(26) 表 (2) 卡內基美隆大學提出的 10 種模板 每一種模組都包含的一種結構以及其對應的 Sequencing Rule,使用者可以由 這些設計好的模組組合出自己想要的架構,來簡化建立符合 SCORM 標準教材的 步驟。. 2.1.6 小結 卡內基美隆大學所提出的 Sequencing 模組的確能簡化建立符合 SCORM 標 準教材的步驟,但使用者在使用這些模組時仍然要了解 SCORM 標準中 Sequencing Rules 的定義,才能了解每個模組的學習控制方式為何,再者將 SCORM 標準裡的 Aggregation 以及 Sequencing Rule 組合而設計成一個模組,也 失去了原本 SCORM 標準裡將 Aggregation 以及 Sequencing Rule 分成兩大部分的 意義,因此在設計樣板上我們採用不同設計方式,我們希望針對教材架構以及其 Sequencing Rule 兩個部分分別設計樣板模組讓使用者使用,將架構部分以及 Sequencing Rule 抽離出來讓使用者能再加以利用,達到 SCORM 標準中提到的可 重用的特性。 在教材架構方面,我們希望提出一種教材架構樣板讓教材製作者可以快速產 生教材的Organization。對於Sequencing Rule方面,我們希望能預先針對各種不同 的教學情境,將各種Sequencing Rule組合成教學策略,並設計成樣板供教材製作 者套用,我們將這樣的樣板稱為教學策略樣板[13]錯誤! 找不到參照來源。。ADL 在 2004 七月 22 發表了一個"The SCORM 2004 Photoshop Examples"[5],在這個 文件裡面提出了下列教學策略: (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9). No Sequencing rules (不含編序規則) Linear (線性) Linear Controls (線性控制) Linear Choice (線性選項) Constrained Choice (受制性選項) Knowledge Paced (知識學習並測量) Knowledge Paced Reuse (知識學習並測量的再利用) Remediation (矯正) Competency Assessment (能力評量). 我們將參考上述的教學策略設計適當的教學策略樣板供教材製作者使用。. 16.

(27) 三、 系統需求分析 為了減輕使用者編輯符合 SCORM 標準的統整教材時的負擔,我們提出樣 板套用機制來取代傳統的編輯方法,讓使用者可以減少許多重複的編輯動作及 減少編輯複雜度。為了達到這樣目的,我們將整個系統細分成三個子系統,分 別為樣板庫系統、多媒體檔案系統以及 Web-based 樣板套用系統。. 3.1. 樣板庫系統分析. 樣板庫系統主要目的在於提供各式樣板供使用者取用,在此我們將分析一個 符合 SCORM 標準統整教材的組成,歸納出系統所需提供的教材樣板種類。. 3.1.1 多媒體統整教材的組成 我們知道在 SCORM 標準的定義下,一個統整教材將包括:一個至多個的互 動式多媒體教材單元、教材結構以及整個統整教材的教學策略。 (1) 多媒體教材單元: 組成統整教材的基本元件,一個多媒體教材單元組成如下圖(10):. Multi-media Scene. Scene Scene Data Actor. Actor Image. Audio. Text. Animatio. Scenario Scenario. 圖 (10) 多媒體教材單元組成是意圖 17.

(28) 一個多媒體教材是由許多場景,再加上場景之間的互動關係而組 成,每個場景中包含許多的角色以及定義這些角色演出順序的劇情,一 個角色則是一個基本資料的集合,包含一些素材如:圖片、聲音、文字 等,以及這些素材的演出動畫[6][19][20][21]。 (2) 教材結構: 用來描述各個教材單元的組成關係,以樹狀結構表示。也就是 SCORM 標準內所提及的 Activity Tree。 (3) 教學策略: 用來定義整個統整教材的教學方式,包括閱讀順序、閱讀限制等 等,在 SCORM 標準中,一個教學策略是由一個至多個的 Sequence Rule 組合而來。 在了解一個多媒體統整教材的組成元件後,我們根據其組成元件的特性將之 分成兩大類: (1) Data 物件: 所謂 Data 即指一些多媒體的資料,或是資料的集合。他們與撥放 的順序、邏輯都不相關,像是圖片、聲音、角色、場景、教材單元及. 教材結構等均是此部分。 (2) Control 物件: 相對於 Data,Control 部分意指用來控制 Data 撥放流程的部分,像 是角色間的劇情、場景間的跳躍以及教學策略等均是 Control 的部分。. 3.1.2 多媒體統整教材樣板種類: 根據上述的多媒體統整教材組成分析及其分類,我們針對各個組成元件提供 對應樣板以供套用:[6][7][8][9][10] (1) Data 樣板:對應組成元件的 Data 部分,共包括下列樣板: ‹. 素材樣板: 多媒體組成的最基本元件,如圖片、文字、聲音…等等,其所 形成的樣板,也就是素材樣板,可向下再細分成圖片樣板、聲音樣 板、文字樣板。. ‹. 動畫樣板:. 18.

(29) 動畫乃指描述素材移動軌跡的描述段落,動畫樣板即是將其描 述段落抽取出來所形成的樣板,能套用於任何素材或素材的集合。 ‹. 角色樣板: 角色是由素材以及動畫集合而成,角色樣板就是將此集合抽取 出來而形成的樣板。. ‹. 場景樣板: 場景由許多角色和這些角色間的劇情結合而成,是可預覽的最 小單位,場景樣板即是將教材單元內的單一場景獨立出來形成樣 板,場景內的跳躍點均指回自己。. ‹. 多媒體教材單元樣板: 多媒體教材單元由一個至多個場景組合而成,多媒體教材單元 樣板即是將整個多媒體教材單元當成樣板以重用。. ‹. 教材結構樣板: 教材結構定義各教材單元間的階層式架構,教材結構樣板即是 將統整教材中的教材結構部份抽離形成樣板。. (2) Control 樣板: 對應組成元件的 Control 部分,共包括下列樣板: ‹. ‹. ‹. 3.2. 劇情樣板: 劇情乃是多媒體教材單元中場景內各角色間的互動、呈現順序 的描述段落,劇情樣板就是將這些描述段落抽取所形成的樣板。 場景跳躍樣板: 場景跳躍物件是指多媒體教材單元內各場景的跳躍關係的描 述段落,場景跳躍樣板就是將這些描述段落抽取所形成的樣板。 教學策略樣板: 將統整教材下的教學策略獨立出來形成的樣板。. 多媒體檔案系統分析. 多媒體檔案係統提供使用者對於 SCORM 多媒體教材單元的收集以及統整 教材管理,詳細需要的基本功能如下: (1) 單元教材的上傳: 使用者可以上傳教材單元至檔案系統庫,成為組成統整教材元件, 亦是樣板庫系統內的教材單元樣板。 (2) 單元教材預覽: 使用者可以針對每個單元教材作預覽,來決定是否採用此元件組合 統整教材。. 19.

(30) (3) 統整教材預覽: 針對建構完成的統整教材作預覽,包括此統整教材下每個教材單元 預覽,以及教學策略的預覽。 (4) 統整教材下載: 對於建構完成的統整教材能提供使用者下載,讓使用者自行利用, 也可再上傳至其他符合 SCORM 標準的平來利用。 此系統基礎是參考本實驗室為智勝國際所開發的SCORM平台[14]錯誤! 找不到參照來源。,此平台已符合SCORM1.2 的標準,並具備上述的基本功能, 以此平台作為本系統中的多媒體教材檔案管理系統,即可達到SCORM多媒體檔 案管理目的,但是由於SCOMR1.3 標準已經訂定,其中更提供Sequence Rule 等是原本標準所沒有定義的,所以我們將擴充此平台,達到符合SCORM1.3 的 標準,如此我們不需重新重頭設計實作SCORM多媒體檔案管理系統,節省系統 開發的時間。. 3.3. Web-based 樣板套用系統分析. Web-based樣板套用系統最主要的功能在於讓使用者以「套用」方式編輯 多媒體統整教材[6][11][12],根據樣板分類,套用方式亦分成兩大類,分別為: (1) Data 套用: 教材內容的呈現方式不變,而是教材內容的某些資料改變,以樣板 套用方式套用 Data 部分稱之。根據 Data 樣板的分類,Data 套用的方式 又可細分成: ‹ ‹ ‹ ‹ ‹ ‹. 素材套用:將多媒體教材單元內的聲音、圖片等套換成素材樣板庫 內的素材。 動畫套用:將為素材所編制的移動軌跡及特效套換成動畫樣板庫內 的動畫。 角色套用:將素材及其動畫特效所及合而成的角色以角色樣版庫內 的角色樣板取代。 場景套用:將多媒體教材單元內場景以場景樣板庫內的場經樣板取 代,套用時有一定的限制。 多媒體教材單元套用:將統整教材內的某一教材單元套換成多媒體 教材單元樣板庫內的樣板。 教材結構套用:使用固定的兩層階程式架構,使用者藉由參數擴展 出教材結構。. 20.

(31) (2) Control 套用: 多媒體教材的內容不變,而是其呈現的順序、方式需要改變,以樣 板套用方式套用教材的 Control 部分稱之。根據 Control 分類,Control 套 用的方式又可細分成: ‹ ‹ ‹. 劇情套用:將教材單元內各角色呈現順序以劇情樣板庫內的劇情樣 板套換,套換時有一定限制,也需要額外設定。 場景跳躍套用:將教材單元內場景跳躍設定套換成場景跳躍樣板庫 內的場景跳躍樣板設定,套換時場景間的對應需額外的設定。 教學策略套用:將多媒體統整教材的教學策略套換成較學策略樣板 庫內的教學策略樣板。. 21.

(32) 四、 系統設計與實作 在本章裡,將設計與實作一個 web-based 教材樣板套用系統,以下將分成(1) 教材樣板套用系統架構設計、(2)教材樣板套用系統模組設計、(3)樣板庫系統設 計與實作、(4)SCORM 多媒體檔案系統設計與實作、(5)樣板套用系統設計與實作 逐一討論之。. 4.1. 教材樣板套用系統架構設計. 我們希望使用者能藉由簡單的樣板套換方式來產生多媒體教材檔案,進而將 系統分成三個子系統:樣板庫系統、多媒體檔案系統以及套用系統,之間相互關 係如下圖(11)所示:. import. Database. SCORM 多媒體教材 管理系統. Template Database. Template Authoring System. 素材. generate Data Template. import 編輯手. generate. import. Control Template. 圖 (11) 教材樣板套用系統架構圖. 在樣板建立方面,是由進階使用者或是專業人士使用編輯手工具編輯產生, 依據之前分析劃分成 data 樣板以及 Control 樣板,再根據細部分類匯入樣板庫系 統之中,之後供樣板套用系統利用。 22.

(33) SCORM 多媒體教材系統提供教材單元及統整教材的管理功能,樣板套用系 統將從 SCORM 多媒體教材管理系統收集符合的教材單元,使用樣板庫中適當的 樣板加以套換,創作出新的統整教材,再匯入 SCORM 多媒體教材管理系統,讓 使用者能藉由管理系統功能運用此統整教材,也可再使用樣板套用系統加工而形 成新的統整教材。. 4.2. 教材樣板套用系統模組設計. 本小節將介紹系統模組設計,分成(1)各模組功能說明、(2)各模組間運作關 係兩方面討論之。. 4.2.1 模組功能說明: 為了提供樣板套用機制,我們再將樣板套用系統劃分成數個模組如圖(12)所 示,各個模組功能說明如下: Template Authoring System. SCORM CAM Manager. Manifest File Creator. Script Analyzer. Control Analyzer. Template Displayer. Data Analyzer. Script Rewriter. File Manager. 圖 (12) 樣板套用系統模組. (1) SCORM CAM Manager: 23. Preview System. JavaScript Function Creator.

(34) 建立 SCORM 標準中所定義的 CAM 結構,包含一個子模組 Manifest File Creator,根據統整教材中的教材結構以及選定的教學策略建立出符 合 SCORM 標準的必須文件:imsmanifest.xml。 (2) Script Analyzer: 分析教材單元描述檔,決定教材單元中可套用物件及種類。依據樣 板分類,分成 Control 物件分析以及 Data 物件分析。 (3) Template Displayer: 用來呈現樣板模組,以視覺化方式呈現樣板,根據所選定的樣板種 類不同,呈現方法也不同。 (4) Script Rewriter: 改寫教材單元描述檔模組,根據選定的樣板作部份改寫,包含兩個 子模組: z z. File Manager 是用來管理檔案改寫,當樣板包含素材檔案時需要檔 案改寫。 JavaScript Function Creator 根據樣板種類不同產生對應的 JavaScript Function 並替換教材單元描述檔中原來對應的 JavaScript Function。. (5) Preview System: 教材樣板套用預覽系統,跟據選定的樣板及對應設定即時產生預覽 告知使用者套用後結果。. 24.

(35) 4.2.2 各模組間運作關係: 在了解各模組功能概述後,各模組間運作關係如圖(13)所示:. Learning Material .... Database. SCORM CAM Manager. User. Template Database. Script Analyzer Script Template. Rewriter. Displayer. Preview System. Template Authoring System. 圖 (13) 各模組間關係示意圖. „. 使用者方面: ‹ 藉由與 SCORM CAM Manager 溝通來產生符合自己需求的 SCORM 多 媒體統整教材。 ‹ 透過 Script Analyzer 得知所有可替換物件,並選取想替換物件。 ‹ 透過 Template Displayer 瀏覽樣板並選取想替換樣板。 ‹ 透過 Preview System 預覽所有編輯結果。. „. SCORM CAM Manager: ‹ 從 SCORM 多媒體檔案管理系統收集適當的多媒體教材單元。 ‹ 從 Template Database 得到使用者選取的統整教材結構樣板及教學策略 25.

(36) ‹. 樣板。 將多媒體教材單元和樣板組合成完整的統整教材,並儲存至 SCORM 多 媒體檔案管理系統。. „. Script Analyzer: ‹ 針對一個多媒體教材單元進行分析,得到可替換物件相關資訊。 ‹ 回傳所有可替換物件給使用者。 ‹ 將替換物件資訊傳給 Script Rewriter。. „. Template Displayer: ‹ 與 Template Database 溝通,擷取所有 Template 資訊。 ‹ 將 Template 以視覺化方式顯示給使用者選擇。 ‹ 將 Template 資訊傳給 Script Rewriter。. „. Script Rewriter: ‹ 從 Script Analyzer 獲得替換物件資訊 ‹ 從 Template Displayer 獲得使用者所選取的樣板資訊。 ‹ 將原本的多媒體教材單元改寫成套換完後的多媒體教材單元。. „. Preview System: ‹ 將 Script Rewriter 套用結果顯示給使用者。 ‹ 將 SCORM CAM Manager 組合出的統整教材顯示給使用者。. 4.3. 教材樣板庫系統設計. 教材樣板其實就是教材描述檔中可再利用的描述段落[19][20][21],所以教材 樣板庫的運作其實就是將完整描述檔中的描述段落,依照教材樣版語法,一個個 分開,另存成個別的檔案,等待再使用[6]。 z. 樣板產生: 由專業多媒體工作者利用編輯手工具編輯出完整描述檔後,擷取描述檔 內樣板對應的描述段落,經過人工修改並依其分類匯入至樣板庫中,供其他 使用者利用。. z. 樣板取用: 至樣板庫中讀取對應樣板的描述段落,經由系統產生符合原來教材的描 述段落,再將其取代教材中原本的描述。. 26.

(37) 如下圖(14)所示:. 統整教材. 樣板庫. 教材結構描述. 素材 編輯手. 教材單元描述 動畫. 場景描述 角色. import. 角色描述. 劇情. 素材描述. 場景. 動畫描述 劇情描述. 場景跳躍 教材單元. 場景跳躍描述. 教材結構. 教學策略描述. 教學策略. 圖 (14) 教材樣板庫運作模組圖. 27.

(38) 4.4. 樣板套用系統設計與實作. 跟據教材樣板分類,樣板套用方式亦分成 Data 樣板套用以及 Control 樣板套 用,本小節將設計樣板套用流程,並針對此兩種不同套用方式作介紹,最後導出 使用者以樣板套用編輯統整教材的操作流程。. 4.4.1 樣板套用流程: 教材樣板套用流程步驟如下: Step 1 : 選擇樣板類別 使用者由系統所定義的樣板分類中,選擇想要替換的樣板種 類,系統根據使用者所選擇的樣板種類呼叫 Script Analyzer 分析描 述檔,擷取適當資訊。接下來步驟會根據使用者樣板種類選擇而有 所不同,若為 Data 樣板則會進行 Step 2,反之若是 Control 樣板則 會跳過 Step 2 和 Step 3,直接進行 Step 4。 Step 2 : 顯示符合此樣板類別的物件 Script Analyzer 所擷取出的資訊將包括所有符合此樣板類別的 物件資訊,系統將這些資訊視覺化後回傳給使用者選取。 Step 3 : 選擇替換的物件 使用者由這些符合此樣板種類的物件之中,選擇想要替換的物 件,藉由點選的方式告知系統。 Step 4 : 找尋符合的樣板 系統根據在 Step 1 中使用者所選取樣板種類的資訊,若有進行 Step 3,則會再加上要使用者要替換的物件的資訊,將這些資訊統 整並產生尋找樣板的請求,之後系統將會到樣板資料庫中找尋符合 這些資訊的樣板。 Step 5 : 回傳符合的樣板 樣板庫根據樣板套用系統所給予的請求,收集所有符合此請求 的樣板,並將其資訊傳回給樣板套用系統。 Step 6 : 顯示符合的樣板 樣板套用系統在接收樣板庫傳回的樣板集合後,將這些樣板顯 示給使用者,供使用者來選擇。. 28.

(39) Step 7 : 對所選擇樣板進行物件替換 使用者由樣板套用系統所給予的樣板中選擇適當的樣板來套 用,根據所選擇的樣板種類不同,套用方式也不相同。若所選擇的 樣板種類為 Data 樣板,則須針對多媒體檔案及其描述段落作替換 的動作,反之若選擇 Control 樣板,則須先進行 Control 中 Data 物 件的對應後再對適當的描述段落作改寫。 各步驟關係如下圖(15)所示:. Template Database. 5.回傳 符合的 樣板. 4.找尋符合的樣板. 1.選擇所要套用的樣板類別. Analyzer. 2.動態顯示符合 此類別的物件 Template Authoring System. 3.選擇替換物件 6.顯示符合的樣板. Rewriter 7.對所選擇樣板進行物件替換. 圖 (15) 樣板套用流程圖. 因為樣板種類屬性不盡相同,所以在於選擇套用以及套用方式也會有所差 異,個別樣板套用設計與實作將會在下兩小節說明。. 29.

(40) 4.4.2 Data 樣板套用設計與實作: Data 物件與 Control 物件最大差異在於 Data 物件是獨立個體,每一個 Data 物件改變並不會影響到其他的 Data 物件。根據這樣的特性,設計了 Data 樣板套 用方式:使用者必須先選定一個 Data 物件,再選定想替換的樣板,之後系統將會 替換 Data 物件的相關描述段落及檔案,即可完成套用,不需要改變其他 Data 或 是 Control 的描述段落。 根據 3.1.2 多媒體統整教材樣板種類中所分析的 Data 樣板,我們了解 Data 樣板包括了素材樣板、動畫樣板、角色樣板、場景樣板、單元教材樣板以及教材 結構樣板,根據上述樣板種類實作對應的套用方式: (1) 素材樣板套用: 素材物件包括圖片、聲音、文字。詳細套用方式如下圖(16):. Analyzer. Rewriter. Script … … …………………. … …. … …. …………………. 素材樣板庫 File Manager. 圖 (16) 素材樣板套用 30.

(41) 系統呼叫 Analyzer 分析原本素材物件,並從素材樣板庫得到素材 樣板,根據物件及樣板資訊產生適當的描述段落,再將其寫回描述檔 中,同時呼叫 File Manager 將原本的素材檔案以新的素材替換。 接著我們以圖片套用來了解實際運作,首先 Analyzer 會根據選擇 圖片分析描述檔,將資訊傳回系統,其資訊包括:這張圖片是屬於哪個 角色、這張圖片的實際檔案位置。接著再從素材樣板庫得到樣板資訊, 包括:樣板圖片的實際檔案、樣板圖片的 Frame Count 數,由上述的資訊 產生新的描述段落在改寫到原本的描述檔中,所需改寫的描述段落有: 原本角色的圖片描述、原本角色的圖片 Frame Count 數、function Path() 中的圖片路徑、function AutoPlay()中的圖片路徑,最後呼叫 File Manager 進行實際圖片檔案的替換。 聲音套用部分運作方式與圖片套用大同小異,均是產生適當的描述 段落做改寫並且替換檔案,而文字物件套用的方式與之前不同,一來由 於文字內容在不同教材間的差異非常的大,再者教材的知識內容大部分 由文字表現,因此如果利用套用方式難以達到產生新教材能力,故在文 字部分我們採用讓使用者輸入想要套用的文字來更改文字內容而是不 用套用方式實作。 (2) 動畫樣板套用: 動畫樣板套用方式與素材樣板不同的地方在於不需要作檔案的 替換,但是需要改寫描述檔中關於動畫呈現的 Function,詳細套用方 式如下圖(17)所示。 在使用者選定要套換的動畫物件,從樣板庫中取出適當動畫樣板 後,系統會產生完整的動畫描述段落,包括: 1. 2. 3.. PointCount:紀錄此動畫總共包含多少個點。 ArrayLeft 和 ArrayTop:由這兩個 array 紀錄動畫中每個點的資訊。 Function Path():由上述的資訊實際產生動畫效果的 Java Script function。 之後再依此描述段落改寫原來描述檔中的適當位置,如此便完成 了套用動畫的動作。. 31.

(42) 樣板資料庫. 預覽 … var ActorPointCount=12; … var ActorArrayLeft=new Array(…); var ActorArrayTop= new Array(…); … function ActorPath(j) { … … } …. 動畫樣板. 圖 (17) 動畫樣板套用. (3) 角色樣板套用: 由 3.1.2 多媒體統整教材樣板種類中提到,角色樣板乃是素材和 動畫集合而成的樣板,所以每個角色樣板都擁有自己的圖片、聲音、 文字以及動畫,但在實際教材中的角色並非都是這樣的集合,比如說 有的角色只包含圖片跟動畫,有的角色包含圖片、文字跟動畫等,為 了不破壞原來教材設定在套用時以原本角色物件為依據,比如說當原 本角色只有聲音跟動畫時就只取角色樣板中的聲音和動畫來套用。 角色樣板套用方式採取對應的子樣板套用,比如說如果當套用角 色時要套用圖片及動畫,就分別在呼叫圖片樣板套用以及動畫樣板套 用,也就是說,角色樣板套用的方式是將原本角色這個集合拆開,再 根據集合內的元素個別呼叫對應的套用方式來達成的,個別的套用方 式已在上面兩點說明過,在此不再多加描述。 (4) 場景樣板套用: 一個教材單元是由一個至多個的場景所組合而成,各場景的描述皆 32.

(43) 是存在個別的描述檔中,但只是單純置換整個描述場景的描述檔卻可能 造成原本場景間跳躍關係的破壞,所以除了描述檔的替換,我們還得設 定原本場景物件及新場景樣板之間的跳躍點對應,詳細場景套用方式如 圖(18): 使用者選擇要替換的場景物件,系統將會分析此場景的跳躍點, 並且篩選出可以套用此場景物件的樣板,使用這在選擇場景樣板後, 必須設定兩者之間跳躍點的對應,根據跳躍點對應設定修改場景樣板 的描述檔,最後再與原本場景物件描述檔作替換,完成場景套用。舉 例來說:如圖(18)所示,使用者想替換場景物件(Scene2),這時場景物 件(Scene2)有兩個跳躍點,分別指向場景(Scene1)及場景(Scene3),所 以當選定場景樣板後,必須修改場景樣板描述檔,使其也有兩個跳躍 點去指向場景(Scene1)及場景(Scene3)對應原來的場景物件,最後再將 場景樣板的描述檔替換整個場景(Scene2)的描述檔,就能夠在不破壞 場景間跳躍結構的情形下套用場景樣板。. Scene0. Scene. Scene Template. Scene1. Template Database. Scene2 Scene3. .... 圖 (18) 場景樣板套用 (5) 教材單元樣板套用: 教材單元樣板套用方式相當簡單,因為根據 SCORM 標準定義,一 個統整教材內教材結構是定義在 manifest.xml,與教材單元本身無關, 所以在套用教材單元時,對於教材單元本身只要將整個教材單元置換掉 即可。又根據 SCORM 標準定義,manifest.xml 中必須紀錄所以用到的 33.

(44) resource 資訊,所以在置換整個教材單元後,系統將會自動偵測新的教 材單元 resource 資訊並寫回 manifest.xml 中,如此即完成教材單元樣板 套用。 (6) 教材結構樣板套用: 在教材結構樣板方面,用單純樣板套用去實作是很不實際的,因為 統整教材間教材結構方面往往差異很大,但如果讓使用者一個一個去建 立教材結構節點,又顯得太耗費人力,基於這樣考量,在教材結構樣板 設計上我們採用兩層樹狀結構當成教材結構樣板,使用者只需要輸入兩 個參數即可建立兩層樹狀教材結構,如圖(19)所示。使用者可以在針對 每一個結構節點進行新增 child、刪除、修改的動作,如此一來可以大 大縮減使用者建立教材結構時間。當使用者確定統整教材的教材結構之 後,系統將會產生 SCORM 標準對應文件,並根據使用者完成的教材結 構產生 manifest.xml 中的 Organization 架構,建立出符合 SCORM 標準 的 Active Tree。. 圖 (19) 教材結構樣板套用. 4.4.3 Control 樣板套用設計與實作: Control 物件定義了各 Data 物件間互動、呈現順序的關係,所以 Control 樣 34.

(45) 板套用的情形相當於由同一批演員演不同的戲碼,也就是說 Control 樣板套用方 式與 Data 樣板套用方式不同,並不需要選定一個要替換的物件,而是直接選擇 Control 樣板後,設定樣板內的 Data 物件與原來教材中 Data 物件的對應關係,系 統根據 Control 樣板選擇及 Data 物件對應關係建構出描述段落,在取代原來描述 檔中的適當描述段落,完成 Control 樣板套用。 根據 3.1.2 多媒體統整教材樣板種類中提出 Control 樣板種類包括了劇情樣 板、場景跳躍樣板以及教學策略樣板,我們將對應上述的樣板種類實作出個別的 樣板套用方式。 (1) 劇情樣板套用: 劇情物件用來描述場景中角色間的互動、呈現順序等關係,所以在 劇情樣板套用過程中所要設定的對應關係是原來場景中的角色與劇情 樣板中角色對應關係,詳細套用方式如下圖(20):. 樣板資料庫 Scene … function Prelude(){ … }. Template Actor. function Finale(){ … } … function ActorClick(){ … }. Scenario樣板. Actor Origin. 圖 (20) 劇情樣板套用 使用者選擇完劇情樣板之後,系統將會偵測此劇情樣板中需要多少 名角色才能完成此劇情樣板演出,原來場景中有多少角色可用取用,使 用者必須設定原來角色在新的劇情樣板中扮演哪個角色,在使用者設定 完成後,系統會跟據劇情樣板的資訊以及角色對應的設定產生劇情描述 段落,包括:. 35.

(46) 1.. function Prelude(): 產生開場劇情的 function,當進入場景時即開始演出的劇情。. 2.. function Finale(): 產生閉場劇情的 function,當退出場景時會演出的劇情。. 3.. function ActorClick(): 關於互動劇情的 function,當演員被左鍵點下時會觸發的劇 情,根據不同的劇情樣板,需要產生一個至多個的 Click() function。 再將這些描述段落寫回原來場景描述檔中,取代原本對應的描述段落, 完成劇情樣板套用。 (2) 場景跳躍樣板套用: 場景跳躍物件描述教材單元中各場景間的跳躍關係,所以在場景跳 躍樣板套用過程中所要設定的 Data 物件對應關係是原來教材單元中的 場景與場景跳躍樣板中的場景間的對應關係,當原來場景擺放到新的位 置時將會如同場景樣板套用一般,設定場景的跳躍點,套用方式如下圖 (21)所示。 而詳細套用步驟如下: Step 1 : 選取場景跳躍樣板 從樣板庫系統中選擇出場景跳躍樣板。 Step 2 : 從場景跳躍樣板中選擇一場景 在此場景跳躍樣板中選擇任何一個仍未設定對應的 場景,此場景將用來與原來場景作對應設定的動作。 Step 3 : 從原本的場景之中選擇一場景 從原本的場景中選擇一場景來與 Step 2 中選擇的場 景作對應動作,在此為了樣板中場景跳躍的完整性,在選 擇場景上並非隨意選擇,而是有一定的限制,在此我們限 制所選擇的場景中,其跳躍點數量必須大於等於在 Step 2 中樣板裡所選定場景的跳躍數量。 Step 4 : 做場景對應設定 經由 Step 2 以及 Step 3 後,接著進行場景的對應設 定,場景對應設定方式很像場景樣板套用方式,必須進行 場景間跳躍點的對應設定,由於 Step 3 選擇場景時的限 36.

(47) 制,跳躍點的對應設定必定可以完成。 Step 5 : 重複步驟直到所有場景設定完成 由 Step 2 至 Step 4 完成了一個場景的對應,此時如果 仍有位設定對應的場景,則會跳至 Step 2 繼續做場景對應 設定,直到所有場景對應的設定都完成。 Step 6 : 場景描述段落改寫 系統根據上述步驟的設定,改寫每個場景描述檔中適 當的描述段落,達到場景跳躍樣板套用。. Step 1 Scene0(空). Scene1(空). Scene3(空). Scene2(空). Scene Control Template. Step 2. Scene0 Template. Step 4. Database. Step 3. Original Scene (s). Scene0. Scene1. Scene2. Scene3. …. 圖 (21) 場景跳躍樣板套用. 有關場景對應設定較複雜,我們舉個例子來說明,如下圖(21)所 示,使用者已經選定好場景跳躍樣板,接著使用者將進行場景對應設 定,我們假設使用者將設設定場景跳躍樣板中場景(Scene2)對應,這時 系統偵測出樣板中場景(Scene2)有兩個跳躍點,所以在原來教材單元之 中只有跳躍點大於 2 的場景可以進行對應,也就是只有原教材中場景 37.

(48) (Scene0)跟場景(Scene2)有資格進行對應,場景(Scene1)及場景(Scene3) 是無法進行對應的,我們再假設使用者選擇了原教材中場景(Scene0)來 做對應設定,這時根據場景跳躍樣板中場景(Scene2)可跳躍到場景 (Scene1)及場景(Scene3),所以使用者必須設定原教材場景(Scene0)的跳 躍點指向場景(Scene1)及場景(Scene3),在設定完成後,系統改寫原教材 場景(Scene0)描述檔中關於跳躍的描述段落,完成一次場景對應,之後 將所有的場景對應完成後,完成場景角色樣板套用。 (3) 教學策略樣板套用: 教學策略是由許多的 Sequence Rule 所組成,所以一個教學策略樣 板亦包含許多的 Sequence Rule。但是如果只是把原本教學架構上各節 點 Sequence Rule 原封不動的儲存起來形成樣板,就會變的難以套用到 其他教材結構上,無法達到重用的目的,為了解決這樣問題,我們所設 計的教材策略樣板,必須遵循一定的規則,來達到可套用在任意的教材 結構上,根據這些規則我們實作出三個教學策略樣板錯誤! 找不到參照 來源。錯誤! 找不到參照來源。,分別為: ¾. No Sequencing Rule: 所有的 Sequence Rule 均採用預設值,學習者可以任意點選想 要學習的教材單元。. ¾. Linear: 採用線性學習方式,學習者無法任意點選教材單元,而是由教 材編輯者定義教材單元的學習順序,學習者可以點選 Continue 前 進到下一個教材單元或是點選 Previous 到上一個教材單元學習。. ¾. Linear Choice: 教材編輯者將所有的教材單元分隔成數個模組區,學習者可以 任意點選想學習的模組,當選定模組後,模組內的教學模式便採用 線性學習方式,學習者可以任意往前或是往後學習,但無法選擇其 他模組,當該模組學習完後視為此模組學習完成,無法再進入該模 組,並可任意點選其他模組學習。 而詳細的教學策略套用樣板方式如下圖(22):. 38.

(49) Activity Tree Structure :. 教學策略 教學策略 樣板庫. Template Database. 教材單元. 圖 (22) 教學策略樣板套用. 使用者在樣板庫中選擇適當的教學策略樣板,系統教學策略樣板產 生對應的 Sequence Rule,根據 SCORM 標準中定義 Sequence Rule 影響 範圍為一個 cluster,如 2.1.4 Sequencing and Navigation 中所描述,所以 至少每一個非末端的節點都需要 Sequence Rule 設定才能包含整個教材 結構,在此我們將要設定的 Sequence Rule 分成三類,分別為:根節點的 Sequence Rule、非末端節點的 Sequence Rule、末端節點的 Sequence Rule,在教材結構中的每一個節點根據上述分類設定對應的 Sequence Rule,最後依據 SCORM 標準定義,在統整教材中的 manifest.xml 中產 生對應的描述段落,完成教學策略樣板套用。. 39.

(50) 4.4.4 樣板套用系統的操作流程: 上面幾個小節我們介紹樣板套用的設計與實作,使用者可以使用上述的樣板 套用方式編輯出符合 SCORM 標準的統整教材,詳細的操作流程如下圖(23):. 選擇學習教材架構. 選取適當教材單元來重用. 組合成學習教材雛型 選擇適當的教學策略樣板套用 選擇要修改的教材單元. 建立出符合所需的教 以樣板套用方式修改教材單元. 學策略的學習教材. 圖 (23) 樣板套用系統操作流程. Step 1 : 選擇學習教材架構 使用者選擇學習教材架構樣板,快速建立出學習教材架構雛型 後,再依需求作修改的動作,建立出學習教材架構模組。 Step 2 : 選取適當多媒體教材單元來重用 對於學習教材架構中的所有末端節點,在 SCORM 多媒體教材 管理系統中選取適當的多媒體教材單元來套用。 Step 3 : 組合成學習教材雛型 當所有學習教材架構中的末端節點都套用完畢後,即完成了學 習教材的雛型建構,這時所編輯出來的學習教材已經可以拿來使 用,對應的教學策略是採用預設的 No Sequencing Rule。 40.

(51) Step 4 : 選擇要修改的多媒體教材單元 使用者可以再根據自己需求,修改學習教材中的任何的教材單 元,當使用者選定要修改的教材單元後,系統會進入多媒體教材單 元編輯模式。 Step 5 : 以樣板套用方式修改多媒體教材單元 在多媒體教材單元編輯模式中,使用者以樣板套用方式修改成 符合自己需求的多媒體教材單元,當套用完畢,系統離開教材單元 編輯模式並重新組合成學習教材。 Step 6 : 選擇適當的教學策略樣板來套用 使用者根據自己的需求來套換不同的教學策略樣板,由 4.4.3 Control 樣板套用設計與實作中提到,目前提供 No Sequencing Rule、Linear 以及 Linear Choice 讓使用者來套用。 Step 7 : 建立出符合所需的教學策略的學習教材 依據上述的步驟,使用者將可以用樣板套用方式,簡單又快速 的建立出符合自己所需的多媒體學習教材。. 41.

(52) 五、 樣板套用系統應用實例及實 作範例 在本章節將以實際的範例說明如何應用教材樣板的概念並使用本系統來編 輯出符合 SCORM1.3 的多媒體統整教材。5.1 小節將說明如何以樣板套用方式 編輯出完整的多媒體統整教材,5.2 小節將細部說明如何使用樣板套用方式編輯 出一個多媒體教材單元。. 5.1. 編輯多媒體統整教材. 在 4.4.4 樣板套用系統的操作流程當中說明了編輯多媒體統整教材的步 驟,本小節將以國小課程--美麗的星空為例,實際使用本系統來編輯出以此課程 為內容的多媒體統整教材,其中將會運用到教材結構樣板、教材單元樣板以及教 學策略樣板的觀念,步驟如下:. 42.

數據

圖  (7) SCORM Conceptual Run-Time Environment
圖  (8) Content Organization  和 Activity Tree 間的關係
表  (1) Sequencing Rule Definition
圖  (39) 設定場景跳躍樣板中的場景與原場景對應關係 --- 1

參考文獻

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