線上學習入口網站系統簡介 Agent-based Navigational Training System (ANTS)

1. 線上學習入口網站系統簡介Agent-based Navigational Training System (ANTS) 黃悅民 國立成功大學 工程科學系

2. 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

3. e-Learning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」

4. e-Learning標準組織介紹-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

5. SCORM • 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。

6. Advanced Distributed Learning (ADL)

7. SCORM SCORM=AICC+IMS+IEEE(LTSC)+ADL標準

8. SCORM 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。

9. SCORM-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

10. ANTS系統架構

11. LCMS 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

12. 教材編輯工具機制

13. Learning Object & Web Services

14. ANTS系統架構

15. Database • Learning Content • Content Profile • User Profile Database Learning Content Content Profile User Profile

16. Learning 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)

17. Course.xml imsmanifest.xml SCO1.xml Manifest.xml SCO2.xml Manifest.xml SCOn.xml imsmanifest.xml Content 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 Content Profile Xml Adapter Information of Content

18. User 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)

19. ANTS系統架構

20. 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) LMS 功能模組規劃 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 Agent Expert Agent 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 User Agent 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 Content Deliverer

21. S1  S2 S1  S3 S1  <S2,S3> User Agent User Agent User Profile User

22. Expert 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

23. SCORM Sequencing and Navigation • Sequence Control Flow • Sequencing Rule

24. Dynamic Fuzzy Petri Net Certainty Factor dj Proposition Threshold pj yj Place dk pk Token Value dx ti Transition px 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.

25. Example of DFPN y1 = 0.7 > 0.6 After finishing P1, fire t1

26. Example of DFPN y1 = 0.6 < 0.7 After finishing P1 and P2, fire t1

27. Dynamic Fuzzy Petri Net

28. eLearning 入口網站 (LMS)

29. 客製化入口網站(以成大護理部為例)

30. 系統與平台需求

31. ANTS 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)

32. 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. 

33. 本計畫衍生之成果(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.

34. 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