第四章具情境感知之適性化學習系統實作

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第四章具情境感知之適性化學習系統實作

第一節系統開發方法與開發工具

（一）開發方法

依照系統開發方法論之雛型開發法，主要步驟參考【圖 4-1】，擬分析身心障礙者的一般需求來實作整合 SCORM 教材儲存庫和 SCORM 執行環境的學習管理系統雛型。讓身心障礙者實際參與使用系統，蒐集使用者回饋進一步瞭解使用需求，做為改善與評估系統發展成效，及後續系統維護與未來研究的參考依據。

【圖 4-1】Prototype 主要步驟

（二）開發工具

因本研究整合 SCORM 2004 儲存庫 Prototype 和 SCORM Sample Run-Time

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以及 1.4.2 之前的版本。詳細開發工具請參考【表 4-1】。

【表 4-1】系統開發工具列表

類型 本研究採用版本

JAVA 執行環境 Java^TM 2 SDK, Standard Edition Version 1.4.2_10 Web Container Tomcat 5.0.28

關聯式資料庫 PostgreSQL 8.0.3

SCORM 課程庫系統 SCORM 2004 儲存庫系統 Prototype

SCORM 執行環境系統 SCORM Sample Run-Time Environment Version 1_3_3 Reload Editor Reload Editor Version 2.5.4

第二節系統架構與功能模組

（一）系統架構與運作模式

Remote SCORM Course Repository Learner

Profile Server

Information Exchange

Module

SOAP Remote/

heterologous LMS SOAP

SOAP

Remote Course DB

Learner Profile Module LIP Parser

LIP Renovator Context-Aware

Module SOAP

receiver/sender Local

Course DB SCORM Content Package

LIP LIP

Auto/semi-auto Import Course Metadata Inquiry

Adaptive Learning Module Course Matching

Module

Course Scheduling Module

Sequencing Module Course Administration

Service

SCORM Content (SCOs & Assets) Content Management

Service Status Tracking

Service Delivery

An accessible, context-aware and adaptive learning environment

Profile Server

Module

SOAP Remote/

SOAP

Remote Course DB

LIP Renovator Learner Profile

Module LIP Parser

Module SOAP receiver/sender Context-Aware

Module SOAP

LIP LIP

Module

Sequencing Module Adaptive Learning

Module Course Matching

Module

Service

Service Delivery SCORM Content

(SCOs & Assets) Content Management

Service Delivery

Content Management Service Status Tracking

Service Delivery

Profile Server

Module

SOAP Remote/

SOAP

Remote Course DB

Module SOAP

LIP LIP

Module

Service

Service Delivery

Profile Server

Module

SOAP Remote/

SOAP

Remote Course DB

LIP Renovator Learner Profile

Module LIP Parser

Module SOAP receiver/sender Context-Aware

Module SOAP

LIP LIP

Module

Service

Service Delivery

Content Management Service Status Tracking

Service Delivery

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情境感知模組 SOAP接收器

SOAP傳送器

學習者個人檔案模組 LIP解析器

LIP更新器內容管理模組

課程檢索介面

課程儲存庫

學習管理模組活動狀態追蹤

Adapter

SCORM RTE

Launch API Data Model

適性課程媒合模組 Metadata查詢

匯入課程

加入選課清單

適性課程排程模組適性路徑推導適性學習順序導引模組

Sequencing 情境感知模組

SOAP接收器

SOAP傳送器

課程檢索介面

課程儲存庫

Adapter

SCORM RTE

匯入課程

加入選課清單

適性課程排程模組適性路徑推導適性學習順序導引模組

Sequencing 情境感知模組

SOAP接收器

SOAP傳送器情境感知模組 SOAP接收器

SOAP傳送器

LIP更新器學習者個人檔案模組

LIP解析器

課程檢索介面

課程儲存庫內容管理模組課程檢索介面

課程儲存庫

Adapter

SCORM RTE

Adapter

SCORM RTE

匯入課程

加入選課清單適性課程媒合模組

Metadata查詢

匯入課程

加入選課清單

適性課程排程模組適性路徑推導適性課程排程模組

適性路徑推導適性學習順序導引模組

Sequencing 適性學習順序導引模組

Sequencing

【圖 4-3】功能模組彼此合作模式

系統架構與運作模式如【圖 4-2】，主要由七個功能模組彼此合作如【圖 4-3】，各功能模組詳細介紹如下。

1. 情境感知模組

提供 SOAP 接收與傳遞服務，目前 SOAP 封包是以 XML File 模擬，記錄使

用者的時間、地點、頻寬資訊，身心障礙者網路學習護照以附件的方式和 SOAP

一起傳送到本系統，參考【圖 4-4】。

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【圖 4-4】含人、事、時、地、物的 SOAP 訊息

2. 學習者個人檔案模組

實作了 LIP 解析器與更新器，提供身心障礙者網路學習護照資訊解析與更新

服務，此模組的輸入和輸出資訊是和其他模組溝通與合作的橋樑。解析到學習者

個人學習可及性資訊畫面如【圖 4-5】。

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【圖 4-5】學習者個人學習可及性資訊畫面

3. 內容管理模組

以實驗室學長建置的 SCORM 教材儲存庫 prototype 做為主要內容管理模組如

【圖 4-6】，為了和學習管理系統整合，SCORM 教材儲存庫裡 Asset, SCO, CA 的

Metadata 需有詳細的描述，並修改教材儲存庫的查詢功能，允許 Client 端匯入課

程。

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4. 學習管理模組

以 ADL SCORM Run-Time Environment 為核心，增修部份功能使其能與其他功能模組介接資訊。學習管理模組就像系統的心臟，扮演重要協調與控制者角色，也是適性化功能模組中活動狀態追蹤與學習順序導引彼此溝通橋樑，提供可適性環境。

5. 適性課程媒合模組

實作的課程媒合為依據學習者的障別、職業類別偏好，到 SCORM 教材儲存庫查詢 Metadata，媒合到課程會通知系統匯入並自動加入學習者的選課清單。所以本模組包含三階段任務：Metadata 查詢->匯入->選課，系統畫面如【圖 4-7】。

【圖 4-7】依障別、職業類別偏好自動課程分流障別資訊與職業類別偏好

選課清單

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習路徑開始學習。

7. 性化學習機制，為實現依學習者的學習能力

適性學習路徑

【圖 4-8】適性學習路徑選擇

適性學習順序導引模組本模組依據論文第三章第三節適

動態學習順序導引而規劃的方法實作。教學設計師賦予每個課程單元學習目標與順序條件，學習管理模組提供可適性環境，以 SCORM RTE 的 Launch, API, Data Model 運作模式為基礎增修 Adapter 裡的 SCOFunctions.js 功能。例如單元預備測驗學習目標是測驗分數大於或等於 80 分，所以依測驗分數條件能改變對應到單元預備測驗的學習目標是否滿足，Data Model 如 SetValue(“cmi.success_status”,

“parameter”)，參數值設定為 failed 或 passed，活動狀態追蹤依 Data Model 資訊導

引學習順序。【圖 4-9】說明學員通過網頁設計入門的學習目標後，進入另一進階

課程開始學習。

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入門

【圖 4-9】課程學習目標滿足之學習順序導引

（二）使用情境

假設某學員是位輕度智能障礙者，目前沒有使用任何輔具，使用電腦與上網經驗較少，學習風格喜歡較結構化，偏好多媒體動畫與聲音的教材，想從事的職業類別是電腦文書處理。【圖 4-10】為學員與系統互動的學習情境概圖。系統依據身心障礙者網路學習護照，經過模組間彼此合作，幫學員媒合了智能障礙類課程，Excel 入門與 PowerPoint 入門，專屬智障者的課程採用循序學習教學策略，

沒有左方章節結構讓學員自由選擇單元學習，也沒有單元預備測驗、單元回顧測

進階

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【圖 4-10】系統使用情境概圖

【圖 4-11】遊戲式測驗學習畫面

職訓

報名資料學習檔案 SOAP

(時間+地點+LIP)

情境感知模組學習者個人檔案模組

時間、地點、

LIP 適性課程媒合模組

障別、職業偏好

媒合課程情境與摘要資訊

適性課程排程模組

課程權重、難易度選課清單

Excel、PowerPoint

適性學習路徑適性學習順序導引模組

內容管理模組

SCORM 教材儲存庫

課程權重 Excel入門、難易度

PowerPoint入門

適性路徑循序學習

學習管理模組

學員的網頁瀏覽器

學習歷程

活動狀態追蹤 API Data Model Launch

SCO Adapter

An accessible, context-aware and adaptive learning environment 職訓

(時間+地點+LIP)

時間、地點、

Excel、PowerPoint

內容管理模組

PowerPoint入門

學習管理模組

學習歷程

SCO Adapter

(時間+地點+LIP)

時間、地點、

Excel、PowerPoint

內容管理模組

PowerPoint入門

學習管理模組

學習歷程

SCO Adapter

An accessible, context-aware and adaptive learning environment 智能障礙者電腦輸入員

職訓

(時間+地點+LIP)

時間、地點、

Excel、PowerPoint

內容管理模組

PowerPoint入門

學習管理模組

學習歷程

SCO Adapter

(時間+地點+LIP)

時間、地點、

Excel、PowerPoint

內容管理模組

PowerPoint入門

學習管理模組

學習歷程

SCO Adapter

(時間+地點+LIP)

時間、地點、

Excel、PowerPoint

內容管理模組

PowerPoint入門

學習管理模組

學習歷程

SCO Adapter

An accessible, context-aware and adaptive learning environment 智能障礙者電腦輸入員

第四章 具情境感知之適性化學習系統實作