基于SCORM标准的交互式CBT技术应用研究

魏志民 喻益琳

摘要：本文對SCORM标准规范与交互式CBT技术的集成应用进行研究，通过对SCORM标准规范及交互式CBT技术的详细分析，重点研究SCORM标准规范下的交互式CBT课件内部逻辑设置及打包机理，本文研究成果的应用可为改进传统的理论教学和培训方法提供新的手段。

关键词：CBT;SCORM;交互式;课件

中图分类号：TP315

1 SCORM标准规范概述

计算机辅助训练是采用文字、图像、音视频、虚拟仿真等手段为学员营造一种直观、真实培训环境的培训方式。随着计算机技术的飞速发展，计算机辅助培训已应用到社会多种行业，尤其在与教育培训相关行业里的应用已日趋成熟。计算机辅助训练作为一种成熟、高效的训练方式，也开始广泛的应用在军事装备和民用航空领域的理论培训过程中。国际对航空CBT的研究早于国内，美国航空航天基于计算机培训协会（AICC）是最早制定有关利用计算机进行培训标准的组织。目前，世界上仍有很多的计算机辅助训练系统和培训课程遵循AICC标准。然而，随着网络技术的发展，AICC数据模型与HTTP绑定的通讯方式逐渐无法满足WEB课件的需求，而继承AICC部分标准采用API绑定方式的SCORM规范开始展现出强大的优势。

SCORM（共享内容对象参考模型）是对数字内容教材的制作、内容开发提供一套共通的规范。目前运用广泛的SCORM标准版本为SCORM 2004。SCORM 2004分成3部分内容：CAM（内容聚合模型），RTE（运行时间环境）和SN（排序和导航）。[1-2]其中，Content Aggregation Model（内容聚合模型）包括Asset（微单元），SCO（可共享内容对象），Content Organization（内容结构）3个重要组成部分。Content Organization（内容结构）包括了清单和清单文件;微单元是课件中的多媒体资源，如文本、图像、声音等数据类型;SCO是若干微单元的集合，是LMS系统和课程实现互操作的最小单元，它可以在SCORM 运行环境中通过API与学习管理系统（LMS）进行数据传递，LMS能够启动和跟踪SCOs。Run-Time Environment（运行时间环境）的目的在于学习内容管理系统和基于学习内容的共享内容对象之间提供的一个互操作的方法。它规定了启动（Launch）、应用程序接口（API）和数据模型（Data Model）三个接口，这三个接口的作用是实现学习管理系统（LMS）和符合SCORM标准的内容包的识别。[3]如下图所示为SCORM运行时环境示意图;

SCORM运行时环境示意图

学员在LMS上学习标准的课件时，LMS可以详细地跟踪和记录每个学习者的学习进度、状态、交互及成绩等信息。

2 交互式CBT技术概述

目前所谓的交互式CBT，是指利用基于Web的多媒体技术、虚拟现实技术，借用多媒体课件、虚拟仿真课件及网络资源，由学习者自主进行一种双向交流式培训方式。本文主要对虚拟现实交互式CBT技术进行研究。

虚拟现实技术是一种逼真地模拟人在现实世界中视、听、触觉等行为的人机界面技术，它有三个主要特性即：沉浸感、交互性、构想性。虚拟现实技术可分为桌面虚拟现实、沉浸式虚拟现实、分布式虚拟现实和增强虚拟现实四个级别。桌面虚拟现实技术采用PC实现仿真模拟，将显示器作为虚拟环境窗口，通过鼠标、键盘等外设与虚拟内容进行交互。

近年来，虚拟现实技术的快速发展为教学手段的丰富和进步提供了新的契机，它打破了传统理论和多媒体单向授课的教学模式，让参与者有更加直观的感受和学习体验。在四个级别的虚拟现实技术中，桌面虚拟现实系统凭借其突出的实用性和经济性的特点应用最为广泛，许多航空维修训练系统（如VMT/IPT）都是基于桌面式虚拟系统构建的。本文所研究的基于标准的CBT虚拟现实课件也属于虚拟现实技术在桌面级系统的应用，将桌面式的虚拟现实课程移植到Web系统上用于CBT培训，也是当前教育培训领域正在研究的课题之一。

本文以航空CBT课程为例。对于飞行、乘务的理论培训课程采用多媒体CBT课件形式基本可以达到良好的培训效果，但其中一些飞行原理、动态仪表等内容仍需进行仿真实现，以加强多媒体课件内容的交互性。对于机务而言，由于维修培训具有较高的实操性要求，单纯的教室理论培训和多媒体CBT培训形式很难达到理想的培训效果，因此需要在机务维修CBT课件中引入虚拟现实技术来丰富课件的展现形式，增强课件的交互性，给学员更直观的知识体验。

3 基于SCORM标准的交互式CBT培训技术研究

开发一个完整的SCORM课件包括编写脚本、建立学习主题（Create Scos）、建立内容清单（Create Manifest）、建立内容包（Create Content Package）、测试及评价（Test and Evaluate Product）、发布和应用（Deliver and Implement Product）、设计和进行总结性评价修改（Designing and Conducting Summative Evaluations）等工序。[4]

虚拟现实交互式CBT课件包的开发可以选择NGRAIN、Cortona3D等专用软件完成，开发完成后的课件包需添加信息追踪代码，并对内容清单进行重新编写和封装并最终进行发布。

3.1 学习信息追踪代码添加

首先，在学习资源文件目录下加入APIWrapper.js和SCOFunctions.js两个SCORM标准函数文件并在学习页面与中加入以下引用;

.

其中APIWrapper.js是CBT课程调用APIAdapter的标准接口，当CBT课程中的SCO被启动后就可以调用APIAdapter中的跟踪函数来实现与LMS的交互操作。findAPI（）函数代码如下：

function findAPI（win）{

while（（win.API == null）&&（win.parent ！= null）&&（win.parent！= win））{

findAPITries++;

if（findAPITries > 7）{

if（_Debug）{

alert（"Error finding API--too deeply nested."）;

}

//頁面层级太多

return null;

}

win = win.parent;

}

return win.API;

}

SCOFunctions.js用于数据信息分析，在其中也可以加入用户自定义的函数，该文件中的函数在SCO跳转或退出时被调用，用于统计学员学习时间的函数也包含在其中。

var totalTime = doGetValue（"Cmi.core，total_time"）;

alert（"您目前此章节的学习时长为：" + totalTime）;

添加loadPage（）初始化事件和unloadPage（）结束事件，在页面的载入和退出时将被调用。

Onload（页面开始时呼叫）Wingdings`C@ LMSInitialize（）Wingdings`C@ loadPage（ADL Wrapper provided function）

Onunload（页面结束时呼叫）Wingdings`C@LMSFinish（）Wingdings`C@ unloadPage（ADL Wrapper provided function）

3.2 内容清单编写和内容包封装

标准SCORM课件内容包主要由内容清单和相关物理文件组成，内容清单文件描述课程包所需信息，包括：

元数据（Meta-data）：整体描述内容包的数据;

组织结构（Organizations）：包括组成独立的n个学习单元资源的内容或组织结构;

资源（Resources）：定义内容包中绑定的学习资源;

子内容清单（（sub）Manifest（s））：描述任何逻辑嵌套的教学单元（可以作为独立的单元）。

ReloadEditor常作为内容清单文件编写及内容包的封装的工具，具体过程如下：

1）打开软件，新建一个SCORM 2004标准内容包，内容包及元数据版本一般使用默认值。选择用于新内容包的目录，导入基于Web的学习资源课件。

2）接下来编辑imsmanifest.xml文件。在右边的Organizations点鼠标右键用AddOrganization命令增加一个组织，然后鼠标右键用AddItem增加顶。操作界面如图2所示：

图2 AddOrganization操作界面

3）用AddResource命令增加一个课程资源，并将相应SCO拖到右侧Resource下，设置SCORMType=sco。

4）组织Organization，并将其Referencedelement项指向下面相应的Resource。

5）预览所做的课程并打包，即完成虚拟现实交互式CBT课件打包成符合SCORM标准课程。

3.3 满足SCORM标准的交互式CBT课件的测试与应用

满足SCORM标准的交互式CBT课件需采用ADL组织官方测试工具Test Suit进行测试，如果课件测试过程停止或出错，则说明课件不满足SCORM1.2标准要求，需要返回课件打包阶段进行问题查找。

另外还有两个问题需要注意：1）所要测试的课件包内的manifest.xml文件及相关所需的xsd文件必须放在桌面上;2）初次使用Test Suit的测试人员会忽略该软件不支持中文路径及中文标题的问题，从而导致测试失败，此时可修改“＼＼HKEY_CURRENT_USER＼＼Software＼＼Microsoft＼＼Windows＼＼CurrentVersion＼＼Explorer＼＼User Shell Folders”下的Desktop值。

测试成功的满足SCORM标准的交互式CBT课件即可上传到任意满足标准的LMS平台上进行使用，平台与课件之间按照SCORM运行时环境模型进行通信，平台可以实时记录课件的学习信息并追踪课件的学习状态。

4 总结

本文对SCORM标准规范与交互式CBT技术的集成进行了深入研究，实现了SCORM标准要求下的虚拟现实CBT课件的集成应用，为改进传统的理论教学和培训方法提供了新的手段。

参考文献：

[1]ADL（Advanced Distributed Learning）（2006）.SCORM 20043rd Edition Overview[EB/OL].http：//wwww.adlnet.org.

[2]ADL（Advanced Distributed Learning）（2006）.SCORM 20043rd Content Aggregation Model[EB/OL].http：//wwww.adlnet.org.

[3]李建伟，李京，柴淞，刘帅.基于SCORM标准的学习管理系统设计[J].现代教育技术，2013，（05）：98-102.

[4]于晶，郭航.基于SCORM标准的交互式课件的设计与开发[J].电脑知识与技术，2016，（31）：203-204.

作者简介：魏志民（1987-），男，天津人，助教，研究方向：航空培训标准/虚拟仿真技术。