Báo cáo " Một mô hình kho câu hỏi trắc nghiệm theo chuẩn QTI trong đào tạo điện tử với hệ cơ sở dữ liệu XML nguyên sinh "

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

112
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Một mô hình kho câu hỏi trắc nghiệm theo chuẩn QTI trong đào tạo điện tử với hệ cơ sở dữ liệu XML nguyên sinh . Chuẩn QTI đối với các hệ thống sát hạch trắc nghiệm bằng máy tính có vai trò tương tự như chuẩn SCORM với các hệ thống đào tạo điện tử (e-learning). Nghiên cứu này trình bày một mô hình hệ thống Chuẩn QTI đối với các hệ thống sát hạch trắc nghiệm bằng máy tính có vai trò tương tự như chuẩn SCORM với các hệ thống đào tạo điện tử (e-learning). Nghiên cứu...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo " Một mô hình kho câu hỏi trắc nghiệm theo chuẩn QTI trong đào tạo điện tử với hệ cơ sở dữ liệu XML nguyên sinh "

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27 (2011) 90-100 M t mô hình kho câu h i tr c nghi m theo chu n QTI trong ñào t o ñi n t v i h cơ s d li u XML nguyên sinh Nguy n ðình Hóa* Vi n Công ngh Thông tin, ð i h c Qu c gia Hà N i, 144 Xuân Th y, Hà N i, Vi t Nam Nh n ngày 30 tháng 6 năm 2010 Tóm t t. Chu n QTI ñ i v i các h th n g sát h ch tr c nghi m b n g máy tính có vai trò tương t như chu n SCORM v i các h th ng ñ ào t o ñi n t (e-learning). Nghiên c u này trình bày m t mô hình h th ng kho câu h i tr c nghi m theo chu n Q TI, s d ng các công c ph n m m mã ngu n m có quy mô nh , g n nh , d dàng tri n khai ñ bư c ñ u khuy n khích phát tri n chu n QTI. Mô hình ñ xu t là m t ng d ng web v i cơ s d li u nguyên sinh XML eXist và ngôn ng XQuery cho phép phát huy l i th qu n tr n i dung các tài li u XML. Ki n trúc MVC mang l i cho h th ng tính linh ho t cao, mã l nh ng n g n và d b o trì. ∗ 1. ð t v n ñ b n ñư c hi u th u ñáo và áp d ng r ng rãi nh t hi n nay, m c dù b n v.2.0 ñã ñư c phát V i m c ñích tương t như chu n SCORM hành t ñ u năm 2005 và phiên b n m i nh t nh m chia s dùng chung các tài nguyên ñào v.2.1 còn ñang ñ ư c th o lu n, chưa ñi ñ n t o ñi n t gi a các h th ng khác nhau, t th ng nh t. ch c IMS Global Learning Consortium cũng M t câu h i tr c nghi m t heo chu n QTI là quan tâm nghiên c u các h th ng sát h ch tr c m t t p XML ñ c t rõ n i dung và cách trình nghi m tr c tuy n và ñ xu t chu n ñ c t câu bày câu h i, ñáp án ñúng, cách x lý ñáp án c a h i tr c nghi m QTI (Question and Test thí sinh. Chu n QTI cũng ñưa ra ñ c t bài tr c Interoperability). Như tên g i ñã hàm ý, chu n nghi m, cũng là m t t p XML xác ñ nh rõ các này có m c ñích nâng cao tính kh chuy n ñ thành ph n c a bài tr c nghi m, t p h p các câu s d ng chung ngân hàng câu h i tr c nghi m h i ch a trong bài tr c nghi m ñó và nhi u gi a các ph n m m h th ng tr c nghi m khác thu c tính khác n a. Mô hình d li u XML cho nhau. Các câu h i ñánh giá ki n th c và k phép d dàng qu n tr n i dung kho câu h i và năng r t p hong phú và ña d ng. Tuy nhiên có các bài tr c nghi m, h tr giáo viên tìm ki m th mô hình hóa và phân lo i theo câu h i theo các câu h i và bài thi theo n i dung, l a ch n phương th c h i cũng như q uy t c x lý ñáp án các câu h i theo nh ng tiêu chí c th ñ so n m t cách th ng nh t ñ khuy n khích vi c s ra các ñ tr c nghi m ñáp ng yêu c u t ng ñ t d ng l i ngân hàng câu h i. QTI v.1.2 là phiên sát h ch khác nhau. _______ Nh m khuy n khích áp d ng chu n QTI, ñã ∗ ðT: 84-4-37547879. có các d án phát tri n công c ph n m m h E-mail: hoand@vnu.edu.vn 90
91 N.Đ. Hóa / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27 (2011) 90-100 tr cho chu n này do m t s trư ng ñ i h c hư ng d ch v . D án ñã k t thúc vào năm 2008 và s n ph m là các d ch v Web ñ l p ghép Anh ti n hành. Nh ng d án này làm ra s n thành ng d ng. ph m là các mô ñ un công c có th dùng như các thành ph n hay các d ch v web ñ xây AquRate (http://aqurate.kingston.ac.uk) là d ng thành m t h th ng sát h ch b ng máy m t d án mã ngu n m nh m xây d ng công tính tuân th chu n QTI d a trên web. Tuy c so n th o câu h i tr c nghi m h p chu n nhiên, m t nghiên c u v hi u năng [1] cũng QTI (QTI Authoring Tool), ñ c l p v i các n n cho th y r ng h t h ng l p ghép các d ch v h ñi u hành. D án này do nhóm Learning web gi m hi u năng ñáng k khi s ngư i dùng Technology Research Group, thu c Trư ng ñ ng th i tăng cao. Nghiên c u cũng khuy n ð i h c Kingston, cùng th c hi n k t h p v i cáo nên tr c ti p xây d ng h th ng t các thư ñ i tác là nhóm CARET, Trư ng ð i h c vi n hàm công c . Cambridge. S n ph m c a d án là ph m m m Chúng tôi ñ t v n ñ nghiên c u m t mô ñ so n t h o các câu h i tr c nghi m tuân th hình t ch c lưu tr và khai thác kho câu h i chu n QTI. Yêu c u ñ t ra là k t qu ph i có kh năng liên tác v i các s n p h m c a 2 d án tr c nghi m theo chu n QTI ph c v cho các h th ng sát h ch tr c nghi m b ng máy tính d a thu c nhóm d án ph n m m công c h tr chu n QTI là Asdel (ñã nói trên) và Minibix (s trên web, quy mô nh , g n nh , d dàng tri n khai ñ bư c ñ u khuy n khích phát tri n chu n nói dư i ñây). QTI. H th ng d a trên các công c mã ngu n Hi n nay, Aqurate ñã k t thúc và cho s n m , t n d ng các l i th c a mô hình d li u ph m là ph n m m so n th o m t s d ng câu XML và các công ngh tiêu chu n cho ng h i c t lõi thư ng g p nh t. K t qu c a d án d ng web do W3C phát tri n. này ñ ư c ti p t c m r ng b i d án m i là Mathqurate, cho phép x lý các câu h i có ch a nhi u ký hi u t oán h c. 2. Các d án ph n m m công c h tr Minibix (http://qtitools.caret.cam.ac.uk/) là chu n QTI m t d án mã ngu n m nh m phát tri n m t h t h ng qu n tr ngân hàng câu h i tuân th Nh m khuy n khích áp d ng chu n QTI, chu n QTI do nhóm CARET, Trư ng ð i h c m t s trư ng ñ i h c Vương qu c Anh tham Cambridge th c hi n. D án có tham v ng phát gia chương trình nghiên c u phát tri n e- tri n h t h ng kho câu h i ñáp ng nhi u yêu learning ñã h p tác th c hi n m t nhóm d án c u ng d ng khác nhau t m c th p ñ n m c phát tri n công c p h n m m h tr cho chu n cao trong nghiên c u và ng d ng QTI, v i này. nhi u ch c năng, k c vi c qu n lý nhi u p hiên AsDel (http://asdel.ecs.soton.ac.uk/) rút g n b n tài li u XML. Minibix d a trên m t h c a “Assessment Delivery”, là m t d án do th ng cơ sơ d li u ñã ñư c phát tri n t trư c Khoa ði n t và Khoa h c máy tính, Trư ng t i Cambridge. ð i h c Southampton ti n hành. D án nh m Tóm l i, có th nói các d án v QTI thu c phát tri n h th ng t o ra và phân ph i bài tr c chương trình nghiên c u p hát tri n e-learning nghi m tuân th chu n QTI v 2.1 có th ch y c a m t s trư ng ñ i h c Vương qu c Anh như m t ng d ng ñ c l p ho c như m t d ch nh m ñ n vi c xây d ng h th ng quy mô v thành ph n trong h th ng theo ki n trúc
92 N.Đ. Hóa / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27 (2011) 90-100 l n và chuyên nghi p. Vi c l p ghép xây d ng li u ph c v cho các ng d ng có th c n trích m t h th ng như v y không ñơn gi n và ñang ra nh ng ph n d li u dư i d ng các ph n t trong quá trình hoàn thi n ñ gi i q uy t nh ng hay thu c tính ch a trong nhi u tài li u XML. v n ñ phát sinh, ví d v n ñ hi u năng. M t ñ c tính quan tr ng c n xem xét là kh Dư i ñây trình bày m t cách ti p c n khác, năng hoàn nguyên (round-trip) m t tài li u xây d ng m t h th ng quy mô nh , g n nh , XML. Như ñã bi t, mô hình d li u DOM c a d dàng tri n khai, h tr giáo viên trong vi c m t tài li u XML là mô hình phân c p các nút, t ch c lưu tr và khai thác kho câu h i tr c không ki m soát trình t anh em trong các con nghi m theo chu n QTI ñ b ư c ñ u khuy n c a cùng m t nút cha. Các cơ s d li u XML khích phát tri n chu n QTI. có th “băm nh ” tài li u XML làm nhi u ph n d a trên mô hình phân c p DOM và t ch c lưu tr v t lý nh ng vùng nh khác nhau. Khi l y 3. Phân tích l a ch n công ngh ra m t tài li u XML, các ph n t XML ñư c l p ghép tr l i, trình t các nút con c a cùng 3.1. T i sao nên dùng cơ s d li u XML nguyên m t nút cha có th không gi ng như tài li u sinh g c. M t s ng d ng, ví d các văn b n pháp Kho câu h i tr c nghi m và bài thi theo lu t, h p ñ ng kinh t ,… ñòi h i ph i gi chu n QTI là m t t p h p các t p XML nên nguyên d ng văn b n g c. Tính ch t này g i là vi c nghiên c u dùng cơ s d li u XML ñ kh năng hoàn nguyên văn b n. qu n tr kho câu h i tr c nghi m là l a ch n t Bài toán t ch c kho câu h i tr c nghi m nhiên. Các h cơ s d li u XML v b n ch t theo chu n QTI là xây d ng cơ s d li u XML chia làm hai h , các h cơ s d li u kh XML hư ng tài li u, có m t s yêu c u ñ c thù như (XML-enable) và các h cơ s d li u nguyên sau ñây: sinh XML (native XML). - Qu n lý m t lư ng l n các tài li u XML Các h cơ s d li u quan h n i ti ng như ng n, không có tài li u dài, kích thư c l n; Oracle, DB2, MySQL…ñ u có ph n m r ng - Lưu tr , l y ra, chuy n t i toàn b tài li u kh XML, cho phép t ch c lưu tr và qu n tr XML tr n v n, không có (hay ít khi) yêu c u các tài li u XML trên n n mô hình d li u quan trích xu t t ng ph n nh c a nhi u tài li u khác h . Cơ s d li u nguyên sinh XML là h cơ s nhau. d li u ñư c phát tri n dành riêng cho các tài - Yêu c u kh năng “hoàn nguyên” tài li u li u XML, coi toàn b tài li u XML là ñơn v XML. Trình t các ph n trong tài li u ph i lưu tr lô gic cơ s . ñư c ki m soát. T góc ñ ng d ng khai thác các tài li u - Có yêu c u q u n tr n i dung, tìm ki m XML, có th x p cơ s d li u XML vào hai theo n i dung ñ khai thác s d ng hay c p nh t nhóm khác nhau: hư ng d li u (data centric) s a ch a các tài li u XML ch a trong cơ s d và hư ng tài li u (document-centric). Cơ s d li u. li u XML hư ng tài li u nh m ñ n các ng H cơ s d li u nguyên sinh XML ñáp ng d ng s d ng toàn b tài li u XML như m t t t nh ng yêu c u trên. ñơn v tr n v n. Cơ s d li u XML hư ng d
93 N.Đ. Hóa / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27 (2011) 90-100 3.2. T i sao ch n eXist Xindice (http://xml.apache.org/xindice/) là h cơ s d li u nguyên sinh XML. H tr truy ð p h c v các cơ s ñào t o, chúng tôi h n v n Xpath và ngôn ng c p nh t d li u là ch ch t p trung nghiên c u các h cơ s d XML:DB XUpdate. Xindice h tr XML:DB li u nguyên sinh XML mã ngu n m . Nhìn API ñ phát tri n ng d ng v i Java và cũng h chung các h cơ s d li u nguyên sinh XML tr XML-RPC API ñ phát tri n v i các ngôn ngu n m ñ u h tr mô hình phát tri n ng ng khác. Xindice ñ c bi t có ích khi làm vi c d ng web theo các công ngh tiêu chu n c a v i các tài li u XML có c u trúc r t ph c t p. W3C. ðó là khuôn d ng d li u (HTML, MyXMLDB XHTML, XML), giao th c truy n thông (http://myxmldb.sourceforge.net/) là h cơ s (HTTP, REST, Web Service, …) và các ngôn d li u nguyên sinh XML tri n khai bên trên ng truy v n XML và phát tri n ng d ng MySQL. Lưu tr tài li u XML như các BLOB, (Xpath, XLTS, XQuery). Dư i ñây trình bày có th l n ñ n 256 MB. Cho phép lưu tr các thêm nh ng nét n i b t c a m t s h cơ s d tài li u XML r t l n là m t ñi m m nh c a li u ñáng chú ý. Ngu n tư li u tham kh o t các M ySQL, vì h u h t các CSDL nguyên sinh trang web chính th c c a t ng d án và các bài XML ñ u h n ch t p XML kích thư c l n do nghiên c u so sánh [2]. chúng làm vi c v i cây DOM c a tài li u mà BaseX (http://inf.uni-konstanz.de/dbis/basex/) mô hình DOM thì r t t n b nh . là h cơ s d li u nguyên sinh XML mã ngu n eXist (http://exist-db.org/) là h cơ s d m vi t b ng Java. BaseX có th ch y như m t li u nguyên sinh XML s d ng mô hình lưu tr ng d ng ñ c l p hay theo ch ñ khách ch . cây B+ và t p có phân trang. eXist có th ch y H tr truy v n Xpath/XQuery và tìm ki m trong ch ñ khách ch như máy ch cơ s d toàn văn b n (full text). H tr lưu tr t p XML li u, như m t cơ s d li u nhúng bên trong kích thư c r t l n. H tr nhi u giao di n l p ng d ng và ñ c bi t là eXist có th ch y trong trình ng d ng (API) như REST/JAX-RX, m t máy servlet c a ng d ng Web ví d như XQJ, XML:DB. Tomcat. R t thu n l i khi phát tri n ng d ng Berkeley DB XML (http://oracle.com/ Web. database/berkeley-db/xml/) là h cơ s d li u eXist ñư c phân ph i kèm v i nhi u mô nguyên sinh XML xây d ng trên n n Berkeley ñun ch a các hàm ti n ích do ngư i s d ng t DB. Nó ñúng hơn là m t cơ s d li u nhúng phát tri n, h tr nén d li u, x lý ngày gi , trong ng d ng ch không ch y theo ch ñ các phép toán s h c, làm vi c v i hình nh, t p khách - ch . nh phân và c d li u ñ a lý. M t ưu ñi m là dbXML (http://dbxml.com/) là h cơ s d eXist có tài li u hư ng d n r t ñ y ñ dành cho li u nguyên sinh XML h tr 4 phương th c ngư i phát tri n ng d ng. lưu tr tài li u XML khác nhau. Mô hình t Chúng tôi l a ch n s d ng eXist ñ xây ch c d li u thành h phân c p các sưu t p d ng h th ng kho câu h i. gi ng như thư m c trong h th ng t p. Sưu t p có th ch a t p nh phân (ví d như t p nh) 3.3. Dùng ngôn ng XQuery ñ phát tri n ng nhưng không ch a l n l n t p XML v i t p nh d ng Web phân. dbXML cũng h tr các giao di n l p B t c khi nào c n truy c p và thao tác d trình cơ s d li u nhúng trong ng d ng. li u XML thì m t l a ch n c n xem xét là dùng
94 N.Đ. Hóa / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27 (2011) 90-100 - M t h cơ s d li u XML ch a d li u XQuery. XQuery là ngôn ng l p trình khai báo c n truy v n và có h tr XQuery. (declarative), không ch s d ng làm ngôn ng truy v n d li u XML mà còn s d ng làm - M t giao di n l p trình ng d ng XQuery ngôn ng chuy n ñ i d li u gi a các khuôn ñ tri u g i và x lý các truy v n t trong ng d ng khác nhau và làm ngôn ng tích h p d d ng. li u gi a các h th ng. Kh năng di n ñ t c a XQuery không kém b t c ngôn ng l p trình m c tiêu chung nào. Hoàn toàn có th và r t 4. Mô hình ng d ng web theo ki n trúc MVC v i cơ s d li u nguyên sinh XML hi u q u khi phát tri n toàn b tr n v n m t eXist và ngôn ng XQuery ng d ng web hoàn ch nh quy mô l n (enterprise web application) b ng XQuery [3-5]. 4.1. Phân tích yêu c u Hơn n a, phát tri n ng d ng web b ng XQuery còn có m t s ưu ñi m như sau: M c tiêu bư c ñ u là xây d ng m t h - Mã l nh ng n g n và ñ p ñ . T rong [4] th ng quy mô nh , g n nh , d dàng tri n khai, cũng ñã so sánh s dòng mã l nh khi tri n khai h tr giáo viên trong vi c t ch c lưu tr và cùng m t ng d ng Web cơ s d li u b ng khai thác kho câu h i tr c nghi m t heo chu n Java và b ng XQuery. H tr XLTS c a QTI. H th ng này không g m công c so n XQuery cho phép th c hi n các trang XHTML th o câu h i tr c nghi m và công c phân ph i r t ng n g n. Là m t ngôn ng khai báo bài thi t i thí sinh. (declarative), XQuery cũng cho phép tri n khai Giáo viên là tác gi các câu h i tr c nghi m các d ch v kho câu h i ñơn gi n hơn nhi u so ñưa vào kho câu h i. Trư c m i kỳ sát h ch, v i Java. giáo viên có th rà soát kho câu h i th c hi n - ðơn gi n hóa ki n trúc t ng th c a ng các c p nh t c n thi t trư c khi l a ch n các d ng và c i t hi n tính linh ho t. M t ng d ng câu h i ñ làm thành bài tr c nghi m. Giáo viên XQuery g m nhi u mô ñun, là nh ng t p có th truy v n kho câu h i theo m t s tiêu chí XQuery. M t mô ñun XQuery g m nhi u hàm, chính xác như theo d ng câu h i mà chu n QTI có th ñ ư c g i tr c ti p t m t mô ñun khác ñã ñ nh nghĩa (câu h i d ng l a ch n m t trong ho c ñ ưa ra qua REST hay như m t d ch v nhi u ñáp án, câu h i ñi n vào kho ng tr ng, Web. XQuery r t t hu n ti n ñ xây d ng ng câu h i có tương tác v i hình nh, … ); theo d ng web theo ki n trúc MVC. ñi m s gán cho ñáp án ñúng; theo tên tác gi , th i gian t o ra, th i gian c p nh t … M t ng d ng XQuery g m các thành ph n sau: ði u ñ c bi t q uan tr ng là mô hình d li u XML cho phép qu n lý n i dung. Có th th c - Các mô ñun là t p các l nh XQuery th c hi n tìm ki m và x lý theo n i dung. Có th hi n các truy v n d li u XML cũng như tìm ki m và x lý ñ n t ng ph n t XML hay chuy n ñ i d li u và hi n th k t qu t hành thu c tính c th trong các tài li u XML. Có th trang web. tìm theo m t (các) t khóa có xu t hi n trong - B x lý XQuery thi hành các v n tin l i văn câu h i hay th m chí m t thành ph n c XQuery. ðây có th là m t thành ph n ch y ñ c th c a câu h i, trong ph n l i d n, trong ph n l p hay ph n m r ng c a h cơ s d li u tích phương án tr l i. Công ngh XML mang l i h p s n, có kh năng x lý XQuery.
95 N.Đ. Hóa / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27 (2011) 90-100 ti m năng l n v qu n tr n i dung kho câu h i. tăng tính linh ho t, có th phát tri n, ki m th và b o trì t ng ph n ñ c l p nhau [6,7]. H t h ng c n t n d ng l i th này. Kho câu h i ph i ñư c tích h p d dàng v i Mô hình (model) là nói v mô hình bi u h th ng tr c nghi m b ng máy tính, phân ph i di n d li u và tính toán x lý mà ng d ng bài thi ñ n các thí sinh khi ñăng nh p th c hi n th c hi n. Khi có thay ñ i d li u trong mô k ỳ thi. Nói r ng hơn ngư i dùng kho câu h i hình, nó s báo cho khung nhìn ñ làm tươi l i, ph n ánh k p th i nh ng thay ñ i ñó. Nhìn còn là các thí sinh thông qua trung gian là mô ñun phân ph i bài thi. Nhi u h th ng tr c chung các ng d ng s d ng m t cơ s d li u ñ lưu tr d li u b n v ng. Trong khung ki n nghi m b ng máy tính sinh bài thi theo cách ñơn gi n là ch n ng u nhiên t các câu h i trúc MVC, t ng truy c p d li u ñư c hi u là n m trong ph n mô hình. trong kho. Gi i pháp ñơn gi n này có các h n ch , ví d như không cho phép xây d ng các Khung nhìn (view) là p h n bi u hi n mô bài sát h ch ñáp ng nh ng ñi u ki n nh t ñ nh hình x lý sao cho d t ương tác, thư ng là dư i v n i dung c n sát h ch mà giáo viên d ki n. d ng các ph n t giao di n ngư i s d ng. Có Giáo viên có th mong mu n ví d bài thi s th có nhi u khung nhìn ñ i v i m t mô hình g m 4 câu h i v v n ñ X, 5 câu h i v k dành cho t ng m c ñích khác nhau. năng Y, … V i h th ng có kh năng qu n tr B ñi u khi n (controller) nh n yêu c u ñ u n i dung, yêu c u trên ñ ư c h tr gi i quy t d vào t ngư i s d ng và kh i t o các ñáp ng dàng. (response) b ng cách g i các ñ i tư ng x lý c a mô hình. 4.2. Ki n trúc MVC M t ng d ng MVC có th là m t t p h p Kho câu h i tr c nghi m theo chu n QTI là các b ba mô hình/ khung nhìn/ b ñi u khi n, m t ng d ng c s d li u d a trên n n Web. m i b ba ch u trách nhi m v m t ph n t giao M t ng d ng ñi n hình d ng này thư ng có di n ngư i s d ng khác nhau. MVC thư ng áp ki n trúc 3 t ng, g m t ng giao di n ngư i s d ng cho các ng d ng web, ñây khung nhìn d ng, t ng truy c p d li u và t ng x lý. là tài li u HTML/XHTML mà ng d ng sinh Khung ki n trúc MVC ñư c sáng t o ra ñ thi t ra. B ñi u khi n ti p nh n d li u t các yêu k các ng d ng d ng này. c u GET hay POST và quy t ñ nh chuy n giao x lý t i các ñ i tư ng (t c là mô hình) ch a Mô hình-khung nhìn-b ñi u khi n hay quy t c x lý. MVC (Model–View–Controller) là m t ki n trúc ph n m m theo khuôn m u, tách bi t ph n D a trên khung ki n trúc MVC cho m t th c hi n ch c năng x lý v i d li u ñ u vào ng d ng web v i phía khách g y (thin-client) và trình bày trang giao di n dành cho ngư i s ñi n hình nêu trong [7], hình dư i ñây minh h a d ng. M c ñích c a MVC là thông qua vi c ki n trúc MVC c a ng d ng web tri n khai h tách bi t x lý d li u v i hi n th trang web s th ng kho câu h i tr c nghi m theo chu n QTI làm thi t k ki n trúc ñơn gi n hơn cho phép d a trên h cơ s d li u XML c a chúng ta.
96 N.Đ. Hóa / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27 (2011) 90-100 Trình duy t Web Y êu c u Trang S ki n vào Lu ng ra H TTP HTML T ng tr ình C ontroller View bày Ki n trúc 3 T ng Các d ch v kho câu h i t ng m odel ( Model) T ng lưu tr Kho câu h i tr c nghi m b n v ng (CSDL XML) Hình 1. Ki n trúc MVC c a ng d ng kho câu h i tr c nghi m theo chu n QTI v i cơ s d li u XML. nh t. L a ch n này cho phép làm ch m c s 4.3. T ch c các sưu t p tài li u XML ñơn gi n và tăng hi u năng truy v n. Tuy nhiên, H cơ s d li u eXist, cũng như m t s h các câu h i c a cùng m t môn h c n m trong cơ s d li u nguyên sinh XML khác, t ch c nhi u sưu t p khác nhau, ñ t ra nh ng khó khăn d li u m c lô gic thành h cây phân c p các v ki m soát truy c p. Hơn n a, khi giáo viên sưu t p (collection) t ương t như các thư m c tìm ki m theo các tiêu chí khác v i d ng câu trong h th ng t p nói chung [8]. Trong m i h i thì ph i truy v n nhi u sưu t p, hi u năng sưu t p ch a nhi u t p XML, có th ng v i cu i cùng s gi m. các lư c ñ (schema ) XML khác nhau. N u m t Chúng tôi l a ch n t ch c các sưu t p theo sưu t p ch ch a các t p XML ng v i m t lư c môn h c. ñ XML duy nh t thì vi c làm ch m c s ñơn - M t môn h c ng v i m t sưu t p cơ s gi n hơn và truy v n hi u qu hơn. Sưu t p nh nh t, không phân chia ti p thành sưu t p cũng có th ch a các kh i d li u nh phân, ví con nh hơn n a. M t sưu t p cơ s ch a t t c d t p hình nh, âm thanh .. ch a trong tài li u các câu h i tr c nghi m và bài thi tr c nghi m ña phương ti n. Nói chung, m t cách t ch c c a môn h c ñó. h p lý là nên tách các kh i d li u nh p hân ñưa - Trên c p sưu t p cơ s có các sưu t p m c vào sưu t p riêng. cha ng v i t ng ngành hay nhóm ngành ñào Khi thi t k lưu tr lô gic kho câu h i c n t o, ph n ánh vi c t ch c các chương trình ñào xem xét theo hai chi u ñan chéo nhau: theo t o. d ng câu h i ñ nh nghĩa b i chu n QTI và theo - Toàn b kho câu h i là sưu t p g c. môn h c. T ch c các sưu t p theo d ng câu L a ch n này ñư c ñ nh hư ng b i yêu c u h i t c là m t sưu t p ch ch a các câu h i m t s d ng kho câu h i. Hơn n a, d dàng m d ng duy nh t, ng v i m t lư c ñ XML duy
97 N.Đ. Hóa / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27 (2011) 90-100 r ng quy mô kho câu h i khi c n thêm các môn - W là Create/Delete: cho phép thêm m i ho c xóa b t p, sưu t p con. h c m i hay ngành ñào t o m i. Lô gic x lý h u như không ph i thay ñ i gì. - U là Modify/Change: cho phép c p nh t, s a ñ i n i dung. Lưu ý r ng n u ngư i s 4.4. Ki m soát truy c p d ng ch có quy n U thì không th thêm t p m i vào sưu t p. ð ñ m b o an toàn d li u, các ng d ng T p h p ngư i s d ng h th ng ñ ư c chia cơ s d li u ñ u ph i có ki m soát truy c p d thành 3 l p: ch s h u (owner), nhóm ngư i li u ñúng ñ n. Mô hình ki m soát truy c p d dùng (group) và khách (world). M t trư ng li u thư ng d a trên vai trò ch c năng c a g m ba bít ng v i RWU, m i bít s ñư c b t ngư i s d ng [9]. hay t t ñ c p quy n tương ng cho t ng l p Các giáo viên s d ng cơ s d li u ñ lưu ngư i s d ng. tr , tìm ki m các câu h i, sau ñó có th s a ñ i Mô hình d li u XML còn cho phép phân c p nh t và biên t p các bài thi. M i giáo viên thư ng ph trách m t (hay vài) môn h c. Giáo quy n và ki m soát truy c p m n hơn n a, ñ n viên c n có m i quy n ñ i v i kho câu h i tr c m c các ph n t trong mô hình DOM c a tài nghi m c a môn h c mà mình ph trách: t o ra, li u XML. Tuy nhiên, kho câu h i c a chúng ta ñ c, vi t, xóa các t p XML trong cơ s d li u. không có yêu c u ki m soát truy c p m n ñ n C n ñ nh nghĩa nhóm ngư i dùng giáo viên- m c y. môn h c ng v i t ng môn h c. Phác th o mô hình ki m soát truy c p các Các thí sinh là ngư i s d ng kho câu h i sưu t p và tài li u XML trong kho câu h i như thông qua h th ng phân ph i bài thi. M i l n sau: ñăng nh p h th ng, thí sinh làm bài thi c a m t - M i giáo viên là ngư i dùng ch s h u môn h c. Thí sinh ch c n có quy n ñ c. Ta tài li u XML do mình t o ra. ñ nh nghĩ a nhóm ngư i dùng thí sinh-môn h c - Nhóm giáo viên-môn h c là nhóm ngư i v i quy n truy c p ch ñ c sưu t p môn h c dùng (group) c a sưu t p-môn h c tương ng. tương ng. - Nhóm thí sinh-môn h c ch c n quy n truy Như v y, t ch c lưu tr lôgic theo h c p khách (world). th ng sưu t p ng v i t ng môn h c cũng phù h p v i yêu c u p hân quy n và ki m soát truy Ngư i qu n tr h th ng cơ s d li u ch c p kho câu h i. v i các sưu t p m c trên cơ s , c n có quy n i có quy n ñ c vi t c p nh t v i không c n ph 4.5. Ki m soát truy c p trong eXist các sưu t p m c cơ s . eXist th c hi n p hân quy n truy c p t ng tài li u XML, t ng sưu t p trong cơ s d li u 5. Ph n m m th c nghi m tương t như q uy n truy c p h t h ng t p/thư m c c a linux/unix [10]. Quy n truy c p m i 5.1. Thi t k các mô ñun t p XML hay m i sưu t p có ba m c khác nhau: Giáo viên ñăng nh p và khai thác kho câu - R là Read/Execute: cho phép ñ c n i h i như m t ngư i s d ng cơ s d li u. Các dung ñ i v i t p ho c li t kê danh sách các t p, thao tác cơ s d li u cơ b n g m thêm m i, l y các sưu t p con có trong sưu t p.
98 N.Đ. Hóa / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27 (2011) 90-100 ra, c p nh t, và xóa (CRUD). Ph n x lý ñây c so n th o câu h i hay h th ng phân ph i bài thi t i thí sinh. ch h n ch là các truy v n thao tác d li u ñư c chuy n ñ n t ng truy c p d li u và nh n Thu t ng QTI g i câu h i là item và bài k t qu tr v . K t qu ñ u ra có th dư i hai tr c nghi m là test. ñ nh d ng: trang web hi n th trong c a s trình Sơ ñ l p UML v i các gói trong h th ng duy t và t p mã ngu n XML. Các t p mã như dư i ñây. Các tên g i ñã ñư c ch n nh m ngu n XML chính là ñ u vào chuy n ñ n công ph n ánh n i dung c a t ng y u t . View Login page Queries page Result page Login D iscipline_page View_XML Logout Subject_page Show_Items AccessDeny Search_options PassChange CRUD_page Controller Login Search navigation navigation Authenticate Permission Session_mode ChooseSearch() Model dbQuery UtilityFunc D isciplineList() has_node() SubjectDropDown() random() allItems() union() byItemId byItemType() byKeyword() Hình 2. Sơ ñ l p UML trong các gói c a phân h “Giáo viên”.
99 N.Đ. Hóa / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27 (2011) 90-100 5.2. K t qu tri n khai Xây d ng h th ng phù h p chu n QTI s ñ m b o cho kho câu h i có th d dàng chia s s Chúng tôi ñã phát tri n kho câu h i tr c d ng chung v i các h th ng sát h ch tr c nghi m theo chu n QTI, s d ng các công c nghi m khác trong tương lai. Nghiên c u này ph n m m ngu n m và áp d ng mô hình thi t ñưa ra m t mô hình h th ng kho câu h i tr c k như ñã trình bày trên. Phân h “Giáo viên” nghi m theo chu n QTI, s d ng các công c ñư c phát tri n trư c. Các ch c năng h tr ph n m m mã ngu n m . Mô hình ng d ng giáo viên truy v n kho câu h i theo nh ng tiêu web g m cơ s d li u nguyên sinh XML eXist chí chính xác ho c tìm ki m theo n i dung d a và ngôn ng XQuery v i ki n trúc MVC cho trên các t khóa ñã trình bày trong ph n phân phép tăng tính linh ho t, d dàng phát tri n, mã tích yêu c u có th tri n khai b ng các truy v n l nh ng n g n ñ ng th i phát huy l i th qu n XQuery. K t qu tr v có th dư i hai khuôn tr n i dung dưa trên XML. M t p h n m m th d ng: hi n th như trang Web trong trình duy t, nghi m ñã ñư c phát tri n, v i các ch c năng như thí sinh s nhìn th y ho c là mã ngu n cơ b n nh t có th h tr giáo viên trong lưu tr XML. Giáo viên có th ch n các câu h i, l p ra và khai thác s d ng kho câu h i tr c nghi m, các bài thi ñáp ng nh ng ñi u ki n nh t ñ nh bư c ñ u khuy n khích phát tri n chu n QTI. v n i dung c n sát h ch trong k ỳ thi. Các công c c p nh t XML còn chưa phát tri n chín mu i. ð c t XUpdate (2000) g n L i c m ơn như b lãng quên và ph n m r ng XQuery Update Facility m i b t ñ u ñư c phát tri n. N i dung nghiên c u trên ñư c th c hi n Hi n này, vi c s a ñ i c p nh t câu h i v n v i s h tr c a ñ tài nghiên c u khoa h c ph i thông qua công c so n th o câu h i c p ðHQG HN QG-07-28. (authoring tool), s a ñ i t ng câu h i, chưa ñư c tích h p vào h th ng. Tài li u tham kh o N u ñ ăng nh p như thí sinh, sau khi ch n môn h c, h t h ng s hi n t h m t bài thi. Các [1] G. B. Wills, et. al., “A Delivery Engine for QTI ch c năng x lý quá trình thi, x lý bài làm c a Assessments”, School of Electronics and thí sinh, hi n th k t qu m i d ng m c các Computer Science, University of Southampton, Southampton, UK, 2008, http:// eprints.ecs. thao tác cơ b n nh t. ði u này ch nh m ch ng soton.ac.uk/15980. t tính kh thi n u ti p t c p hát tri n phân h [2] R. Bourret, “XML Database Products”, 2010, phân ph i bài thi và x lý quá trình thi. www.rpbourret.com/xml/XMLDatabaseProds.htm. [3] I. Ivanov, “Interactive Web Applications with XQuery”, 2003, http://www.xml.com/pub/a/ 2003/05/14/xquery.html. 6. K t lu n [4] M. Kaufmann, D. Kossmann, “Developing an Enterprise Web Application in XQuery”, Web Ho t ñ ng ñào t o k năng công ngh thông Engineering, Lecture Notes in Computer tin t i Vi n Công ngh t hông tin ð i h c qu c Science, Springer Berlin / Heidelberg, Volume 5648/2009, p. 465-468. gia Hà N i ñ t ra yêu c u nghiên c u tri n khai [5] W. Meier, “Developer's Guide: Writing Web ñào t o ñi n t nói chung và phát tri n h th ng Applications using XQuery”, http://exist. sát h ch tr c nghi m b ng máy tính nói riêng. sourceforge.net/devguide.html.
100 N.Đ. Hóa / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27 (2011) 90-100 [6] E. Palmitesta, “MVC-driven Web Application [9] A. Gabillon, “An Authorization Model for XML Framework: Why and How”, Mark Logic User DataBases”, Conference: ACM Workshop on Conference, May 12-14, 2009, San Francisco. Secure Web Services, October 29, 2004, Fairfax VA, USA, p16-28. [7] D. J. Anderson, “Using MVC Pattern in Web Interactions”, white paper, 2000, http://www. [10] W. Meier, “User Authentication and Access uidesign.net/.../UsingMVCPatterninWebInter.html. Control”, http://exist.sourceforge.net/devguide. html. [8] W. Meier, “eXist: An Open Source Native XML Database”, http://www.springerlink.com/index/ dv46dpqmcnd4e1f3.pdf. A model for the QTI assessment items bank in e-Learning using a native XML database Nguyen Dinh Hoa Information Technology Institute, VNU, 144 Xuan Thuy, Hanoi, Vietnam In computer-based assessment systems, the QTI Standard is the same as the SCORM Standard for the e-learning systems. This paper presents a model for the QTI assessment items bank, using open source software tools with a scalable light-weight design and an easy implementation. The purpose is to promote the QTI standard in the educational organizations. It is a database web application implemented by using the native XML database eXist and the programming language XQuery. The system has advantages of the XML data model in content management and the MVC architecture gives it a higher flexibility, a compactness of coding and a better maintainability.