線上學習入口網站系統簡介 agent-based navigational training system (ants)

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線上學習入口網站系統簡介線上學習入口網站系統簡介

Agent-based Navigational Training System (ANTS)Agent-based Navigational Training System (ANTS)

黃悅民黃悅民

國立成功大學工程科學系國立成功大學工程科學系

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大綱大綱 SCORM 簡介系統架構 LCMS (Learning Content Management System) WSMS (Web Services Management System) Database Data Mining Approach LMS (Learning Management System) Agent 結論

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e-Learninge-Learning 標準組織介紹標準組織介紹 ADL

源由自美國白宮科技辦公室與國防部於 1997 年的ADL (Advanced Distributed Learning Initiative)) 先導計畫，提出 SCORM

1999 年起 ADL 聯合業界、學界、軍方等單位共同成立 ADL Co-Laboratory Network ，成為全球性的組織以及共通標準的制定單位

推動 SCORM 標準，以及推廣「可再用學習內容」

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e-Learninge-Learning 標準組織介紹標準組織介紹 -ADL-ADL

ADL 計畫透過 3 個 CoLab 實驗室來推動 SCORM ，並每年 2-3 次的 PlugFest 活動，作為測試互通標準

The ADL Co-Laboratory in Alexandria, Virginia is the operational command post of the initiative and coordinates communication across the ADL Co-Lab Network.

The Joint ADL Co-Laboratory in Orlando, ADL prototypes

The Academic ADL Co-Laboratory Test, evaluate and demonstrate ADL-compliant tools

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SCORMSCORM Shareable Content Object Reference Model 美國國防部所主導的分散式學習宣導計畫 (Advanced

Distributed Learning Initiative ， ADL) 提出新標準 SCORM 。

引用 IMS 的 XML 語言來形容學習資源和包裝內容的指標。

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Advanced Distributed Learning (ADL)Advanced Distributed Learning (ADL)

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SCORMSCORM

SCORM=AICC+IMS+IEEE(LTSC)+ADL 標準

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SCORMSCORM

主要精神：在建構一個 Web 的教育和訓練環境並透過「教材再用與共享機制」來縮短教材開發時

程、減少教材開發成本、以及促成教材能在各學習平台間流通自如。

同時在這教材共享機制下，也能達成大幅降低美國政府訓練費用的目標。

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SCORM-SCORM- 設計理念設計理念再利用性 (Reusable)— 在不同應用環境下，學習內容可以

重複使用存取性 (Accessible)— 學習者在世界各地都可獲取到學習

內容持續性 (Durable)— 科技提升或改變時，不須重新修改應用

程式或教材跨平台性 (Interoperable)— 教材可以在任何開發系統和教

學平台上使用適應性 (Adaptable)— 可隨學習者之經驗，而調整其學習內

容，達成彈性學習效率性 (Affordable)— 能以經濟有效的方式開發教材

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ANTSANTS 系統架構系統架構

WSMS

DatabaseLCMS

UserProfile

AuthoringTool

ContentProfile

LearningContent

Learning ObjectAllocationModule

Teacher

UDDIManagement

Tool

Web ServiceManager

LMS

Learning Tracking Services(Navigator Bar, User Profile Service)

Content Object Adapter(Curriculum Progress, Course Syllabus,

Quiz, Assistances Document)

Fundamental Community Tools(Searching, Forums, Learning Links,

Weblog/RSS Integration)

IT Fundamental Functionality(Network, User authorization,

System Administration)

Agent

ExpertAgent

UserAgent

ContentDeliverer

Other ExternalLCMS

Set Top Box

PC

Mobile Phone

PDA

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LCMS LCMS 功能規劃功能規劃教材編輯課程影片錄製靜態與多媒體教材同步化支援 PowerPoint 與其他格式之現有教材 Learning Object Allocation Module 學習路徑規劃 Alert Message 編輯與設定 SCORM Property 編輯支援線上 Publish 支援 Web Service 外部資源使用

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教材編輯工具機制教材編輯工具機制

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Organization

Item

Item

Item

Item

Item

Resource(SCO)

Resource(SCA)

Resource(SCA)

Resource(SCA)

Resource(Asset)

Resource(Asset)

Resource(Asset)

ContentProfile

[WebMethod]public string getLO_CAM(string metadata,string organizations_ID){

string imsmanifest=generator(metadata,organizations_ID);return imsmanifest;}

<?xml version="1.0" ?> -<manifest identifier="MANIFEST1" xmlns="http://www.imsglobal.org/xsd/imscp_v1p1" xmlns:imsmd="http://www.imsglobal.org/xsd/imsmd_v1p2" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.imsglobal.org/xsd/imscp_v1p1 imscp_v1p1p3.xsd http://www.imsglobal.org/xsd/imsmd_v1p2 imsmd_v1p2p2.xsd">- <metadata>

<schema>IMS CONTENT</schema> <schemaversion>1.1</schemaversion>

- <imsmd:lom>+ <imsmd:general>

<imsmd:langstring xml:lang="en">Fire Safety Demo</imsmd:langstring> </imsmd:title></imsmd:general></imsmd:lom></metadata>

- <organizations default="MANIFEST01_ORG1">- <organization identifier="MANIFEST01_ORG1">+ <item identifier="MANIFEST01_ITEM20" identifierref="MANIFEST01_RESOURCE20" isvisible="true" parameters="">

</item>-<item identifier="MANIFEST01_ITEM1" isvisible="true" identifierref="MANIFEST01_RESOURCE4">

<title>Types of fire extinguishers</title> -<item identifier="MANIFEST01_ITEM3" identifierref="MANIFEST01_RESOURCE1" isvisible="true" parameters="">

<title>Water</title> </item>

……………………………………

Manifest.xml

WSMS

OtherOtherExternalExternal

LCMSLCMS LCMSLCMS

Wrapper &Wrapper &InterpreterInterpreter

(Web Services)(Web Services)Manifest.xml

SOAP (Response)SOAP (Response)

Learning Object & Web ServicesLearning Object & Web Services

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WSMS

DatabaseLCMS

UserProfile

AuthoringTool

ContentProfile

LearningContent


Teacher

UDDIManagement

Tool

Web ServiceManager

LMS








Agent

ExpertAgent

UserAgent

ContentDeliverer

Other ExternalLCMS

Set Top Box

PC

Mobile Phone

PDA

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DatabaseDatabase

Learning Content Content Profile User Profile

Database

UserProfile

ContentProfile

LearningContent

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Learning ContentLearning Content

提供學習素材 ( 如文件、圖片、多媒體和共享程式 ) 的儲存空間

依據分類與課程編號，將學習內容分門別類放置資料庫內。

學習內容存放格式規畫成符合 SCORM CAM 格式的 ZIP 檔，稱為 PIF 檔 (Package Interchange File)

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Content ProfileContent Profile 記錄學習內容的相關資訊採用 XML 標籤方式並依據 SCORM CAM (Content

Aggregation Model) v1.3.1 specification 描述學習內容記錄架構分為三種 :

Shareable Content Object: SCO - sco.xml Course - course.xml Content packaging - imsmainfest.xml

SCO1.xml MManifest.xml

Content Content ProfileProfile

Xml AdapterXml AdapterInformation Information of Contentof Content

imsmanifest.xmlCourse.xml

SCO2.xml MManifest.xmlSCOn.xml imsmanifest.xml

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User ProfileUser Profile

主要功能在可探查學習者的學習狀態藉由 User Agent ，將學習者在 Web 上的學習行為，記錄在 User Profile 的資料庫內。

User Profile 主要用途在：提供學習者學習狀態給 LMS (Data Mining – to find user

learning pattern)

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WSMS

DatabaseLCMS

UserProfile

AuthoringTool

ContentProfile

LearningContent


Teacher

UDDIManagement

Tool

Web ServiceManager

LMS








Agent

ExpertAgent

UserAgent

ContentDeliverer

Other ExternalLCMS

Set Top Box

PC

Mobile Phone

PDA

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LMS








LMS LMS 功能模組規劃功能模組規劃

Agent

ExpertAgent

UserAgent

ContentDeliverer

引導式教學 , 由老師在LCMS 規劃課程章節安排 , Expert Agent會依照安排給

予 Learner 適當教材

學習式教學 , 透過 Data Mining 的技巧 , 針對

Learner 的行為解析 , 給予適當的輔助

因應 Learner 使用的多樣化學習設備 , Content

Deliverer會判斷裝置的能力 , 並給予適當的呈現介

面

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User Agent

User AgentUser Agent

UserProfile

User

S1 S2S1 S3S1 <S2,S3>

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Expert AgentExpert Agent

Learning Object Allocation Module 學習路徑規劃

利用 Dynamic Fuzzy Petri Net 在 LCMS 規劃每一門課程的 Learning Map

依照每個 Learner 的學習狀態，引導式學習

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SCORM Sequencing and NavigationSCORM Sequencing and Navigation

Sequence Control Flow

Sequencing Rule

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Dynamic Fuzzy Petri NetDynamic Fuzzy Petri Net

Case 1: if , then the agent ignores the dotted line which is associated with transition . Case 2: if , then the dotted line becomes a solid arc of the agent’s behavior.

ijy

itijy

dj

pj

dx

px

ti

i

i

dk

pk

yj

Proposition

Place

Transition

Certainty Factor

Threshold

Token Value

),,,,,,,,( fOIDTPDFPN

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Example of DFPNExample of DFPN

1t

1P 6.0

8.0

1

1

7.01 y

Structure Data of 1Chapter 1 d

System Operating of 3Chapter 2 d

2P


3P

y1 = 0.7 > 0.6

After finishing P1, fire t1

chapter thisofresult quiz waiting3 y

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Example of DFPNExample of DFPN

1t

1P 7.0

8.0

1

1

6.01 y


System Operating of 3Chapter 2 d

2P


3P

y1 = 0.6 < 0.7

After finishing P1 and P2, fire t1

chapter thisofresult quiz waiting3 y

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Dynamic Fuzzy Petri NetDynamic Fuzzy Petri Net

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eLearning eLearning 入口網站入口網站 (LMS)(LMS)

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客製化入口網站客製化入口網站 (( 以成大護理部為以成大護理部為例例 ))

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系統與平台需求ANTS 教學平台軟體需求 Visual Studio .Net 2003

Internet Explorer 5.5

硬體需求 CPU 1 GHz

RAM 512MB

Authoring Tool

軟體需求 MS Office 2003

MS MediaPlayer

MS .NetFrameWork 1.1

硬體需求 CPU 800 MHz

RAM 512MB

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ANTS ANTS 的優點的優點符合最新 SCORM 1.3.1 (SCORM 2004 2nd

Edition)交換標準將較於 Producer 提供較簡單的操作介面對中文內容有較好的支援簡易的操作介面系統需求較低 ( 減少軟體系統建置的花費 )

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本計畫衍生之成果本計畫衍生之成果 (1) 國際會議論文 2篇

Y.M. Huang, K. T. Wang "Design and Implementation the Web-based Learning Contents for Individual Learning," Proceeding of the 8th World Multiconference on Systemics, Cybernetics and Informatics (SCI 2004), 2004.

Y.M. Huang, J.N. Chen, S.C. Cheng, W.C. Chu, “Agent-Based Web Learning System Applying Dynamic Fuzzy Petri Net,” Proceeding of International Conference on Web-Based Learning, 2004, pp. 338 – 345.

(2) 國外期刊論文 1篇 J.N. Chen, Y.M. Huang, W.C. Chu, H.C. Jiau “Recommendation

Agent Behaviour with Dynamic Fuzzy Petri Net in E-Learning Environment,” To appear in Journal of Applied Systems Studies.

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本計畫衍生之成果本計畫衍生之成果 (Cont.)(Cont.) (3) 國外 Newsletter 文章 2篇

Y.H. Kuo, J.N. Chen, Y.M. Huang, “Real-time Learning Behavior Mining Algorithm,” IEEE Learning Technology Newsletter, Vol. 6, Issue 4, October 2004, pp. 89 – 92.

Y.M. Huang, J.N. Chen, K.T. Wang, C.H. Fu, “Agent-Based Web Learning System,” IEEE Learning Technology Newsletter, Vol. 6, Issue 2, April 2004, pp. 38 – 41.

(4) 國內研討會論文 3篇黃悅民 , 陳瑞男 , 郭彥宏 , 王坤德 , “運用 Dynamic Fuzzy Petri Net

Model 實作動態學習機制之研究與探討 ,” 數位學習研討會論文集 , 2004. 黃悅民 , 鄭鈺霖 , 傅志雄 , 姜自強 , “ 符合 SCORM 標準的學習管理系統

（ Learning Management System, LMS）設計與開發 ,” 數位學習研討會論文集 , 2004.

黃悅民 , 郭彥宏 , 陳瑞男 , 傅志雄 , “ 以 Web Services 為基礎實作數位教材編輯環境之研究與探討 ,” 數位生活與網際網路科技研討會論文集 , 2004.

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結論結論利用 LCMS 提供簡易的教學教材編撰透過 Web Service 提供教學服務的延展性相關資料適當的分類放置 , 提供後續資料分析的

工作不同角色給予相對的操作功能 , 提供簡潔的操作

環境適時的提供輔助學習工作 , 提升學習成效

線上學習入口網站系統簡介 agent-based navigational training system (ants)

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