專利名稱：基于scorm的虛擬訓(xùn)練軟件平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軟件平臺(tái)，尤其涉及一種基于SCORM的虛擬訓(xùn)練軟件平臺(tái)，屬于 三維虛擬訓(xùn)練技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
三維虛擬技術(shù)常用于復(fù)雜裝備(飛機(jī)、汽車、艦船等)的駕駛、操作任務(wù)訓(xùn)練(起 飛著陸程序、特情處置、戰(zhàn)術(shù)對(duì)抗等)和維修、維護(hù)任務(wù)訓(xùn)練(日常維護(hù)任務(wù)、設(shè)備拆裝程 序、故障排查流程等)。目前，市場(chǎng)上的三維虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)平臺(tái)不能在常規(guī)學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)架構(gòu)下運(yùn)行，虛 擬課程由專門廠家設(shè)計(jì)，缺乏通用性，無(wú)法重用，價(jià)格高昂，訓(xùn)練課程的更新極為受限；通用 &E_Learning(網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí))平臺(tái)只支持文字、二維對(duì)象，不能支持三維交互對(duì)象，也無(wú)法 支持三維交互操作的學(xué)習(xí)、考核全過(guò)程記錄，更無(wú)法支持實(shí)時(shí)仿真(如飛行仿真)的自主學(xué) 習(xí)、在線反饋、考核過(guò)程記錄等。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)目前市場(chǎng)上的三維虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)平臺(tái)不能在常規(guī)學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)架構(gòu)下運(yùn)行， 虛擬課程由專門廠家設(shè)計(jì)，缺乏通用性的問(wèn)題，而通用&E_Learning(網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí))平臺(tái)卻 不能支持三維交互對(duì)象及實(shí)時(shí)仿真訓(xùn)練的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于SCORM的虛擬訓(xùn)練 軟件平臺(tái)。為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種基于SCORM的虛擬訓(xùn)練軟 件平臺(tái)，由虛擬課程運(yùn)行軟件平臺(tái)及虛擬課程創(chuàng)作平臺(tái)組成；虛擬課程運(yùn)行軟件平臺(tái)包括 至少一服務(wù)器端、客戶端、API實(shí)例端；虛擬課程創(chuàng)作平臺(tái)主要由課程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部件、可共 享內(nèi)容對(duì)象劃分部件、可共享內(nèi)容對(duì)象制作部件、課程包聚合與輸出部件及標(biāo)準(zhǔn)課程測(cè)試 部件組成。虛擬課程運(yùn)行平臺(tái)可以對(duì)三維交互仿真課程(包括三維知識(shí)對(duì)象和虛擬儀表對(duì) 象)和三維實(shí)時(shí)仿真課程依據(jù)SCORM規(guī)范進(jìn)行組織和封裝，使虛擬課程可在符合SCORM規(guī) 范的LMS下正常運(yùn)行；虛擬課程運(yùn)行平臺(tái)可以支持三維交互仿真課程和三維實(shí)時(shí)仿真課程 的加載、運(yùn)行和數(shù)據(jù)管理；虛擬課程運(yùn)行平臺(tái)是一種通過(guò)SCORM API實(shí)現(xiàn)SCO與LMS之間、 基于HLA的SCO與實(shí)時(shí)仿真進(jìn)程間通訊的方法或?qū)崿F(xiàn)程序，可將虛擬訓(xùn)練納入SCORM學(xué)習(xí) 系統(tǒng)規(guī)范。本發(fā)明將三維虛擬訓(xùn)練內(nèi)容封裝到SCORM學(xué)習(xí)系統(tǒng)框架下，使虛擬培訓(xùn)具有在線 學(xué)習(xí)、考核、記錄等功能，從而真正成為實(shí)用化的培訓(xùn)系統(tǒng)。三維訓(xùn)練課程按SCORM標(biāo)準(zhǔn)封 裝，可在異構(gòu)的運(yùn)行平臺(tái)上執(zhí)行，進(jìn)而達(dá)到課程內(nèi)容可共享的目的。支持按S1000D標(biāo)準(zhǔn)生 成的技術(shù)手冊(cè)導(dǎo)入，生成培訓(xùn)課程。實(shí)現(xiàn)了虛擬課程內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，制作流程化。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖1為本發(fā)明的虛擬課程運(yùn)行平臺(tái)LMS與SCO之間通訊原理圖。
圖2為本發(fā)明的虛擬課程運(yùn)行平臺(tái)SCO與實(shí)時(shí)仿真進(jìn)程之間通訊原理圖。圖3為本發(fā)明的虛擬課程創(chuàng)作平臺(tái)部件圖。圖4為本發(fā)明的構(gòu)成框圖。
具體實(shí)施例方式SCORM 為可共享內(nèi)容對(duì)象參考模型，是由美國(guó)ADL (高級(jí)分布式學(xué)習(xí))組織提出的 一個(gè)學(xué)習(xí)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。SCO:可共享的內(nèi)容對(duì)象。LMS:學(xué)習(xí)管理系統(tǒng).XML:可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言 CMS:為內(nèi)容管理系統(tǒng)。API:應(yīng)用程序接口。Asset :SC0中的組件，內(nèi)容聚合的最小單元。 HLA 分布式實(shí)時(shí)仿真通訊的高層架構(gòu)。如附圖4所示，本發(fā)明由虛擬課程運(yùn)行平臺(tái)及虛擬課程創(chuàng)作平臺(tái)組成，虛擬課程 運(yùn)行軟件包括服務(wù)器端和客戶端，服務(wù)器端主要包括LMS服務(wù)器，客戶端包括API實(shí)例適配 器模塊、SCO模塊、及微單元模塊。虛擬課程創(chuàng)作平臺(tái)主要由課程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部件、可共享內(nèi) 容對(duì)象(SCO)劃分部件、可共享內(nèi)容對(duì)象(SCO)制作部件、課程包聚合與輸出部件(SC0M包 <zip>)、標(biāo)準(zhǔn)課程測(cè)試部件組成。虛擬課程運(yùn)行軟件的LMS與SCO間的通訊原理如圖1所示，一、服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)月艮 務(wù)器端的控制器(action servlet)負(fù)責(zé)監(jiān)聽(tīng)LMS服務(wù)器上的活動(dòng)，LMS服務(wù)器負(fù)責(zé)把監(jiān)聽(tīng) 到的活動(dòng)交付于API實(shí)例適配器；當(dāng)有請(qǐng)求保存數(shù)據(jù)的活動(dòng)時(shí)，API實(shí)例適配器將全部信息 序列化到SCO(可共享的內(nèi)容對(duì)象)中，將必要的信息(數(shù)據(jù)模型的元素保存值)存入數(shù)據(jù) 庫(kù)(微單元)；將全部的通信信息序列化到服務(wù)器工作目錄下的運(yùn)行環(huán)境交互信息文件夾 中；當(dāng)請(qǐng)求讀取數(shù)據(jù)時(shí)，將已有的交互文件讀出，放入相應(yīng)流中。二、客戶端實(shí)現(xiàn)由SCO發(fā) 起所有的SCO和API實(shí)例適配器之間的通信；由于SCO需要發(fā)起同LMS (學(xué)習(xí)管理系統(tǒng))的 通訊，所以SCO在被交付給網(wǎng)絡(luò)瀏覽器之后，必須找到API適配器的方法。SCO資源發(fā)起同 API適配器的所有通訊，之后API適配器再同LMS通訊；SCO找到了 API實(shí)例后，SCO就可以 調(diào)用API方法，如啟動(dòng)和結(jié)束。SCO由LMS啟動(dòng)后，自動(dòng)搜索API適配器。三、API適配器實(shí) 現(xiàn)為了讓SCO能找到API實(shí)例，IEEE為API實(shí)例對(duì)象在DOM樹(shù)中定義了一個(gè)強(qiáng)制性名字 API_1484_11。API適配器可使用Javascript (描述語(yǔ)言，為一種程序語(yǔ)言)實(shí)現(xiàn)之前所提 之API函數(shù)，如果LMS (學(xué)習(xí)管理系統(tǒng))是微軟平臺(tái)，API適配器可使用COM等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。虛擬課程運(yùn)行平臺(tái)中基于HLA的SCO與實(shí)時(shí)仿真進(jìn)程之間通訊原理如圖2所示。 一、客戶端發(fā)送請(qǐng)求，通過(guò)Applet初始化并運(yùn)行SCO ;SC0執(zhí)行學(xué)習(xí)對(duì)象和學(xué)習(xí)內(nèi)容(如，對(duì) 于實(shí)時(shí)仿真，需具備初始化參數(shù))。二、SCO發(fā)送HLA包初始化實(shí)時(shí)仿真(使用HLA)。三、 學(xué)員在實(shí)時(shí)仿真中執(zhí)行任務(wù)；實(shí)時(shí)仿真向SCO發(fā)送飛行器和學(xué)員數(shù)據(jù)(使用HLA)。四、SCO 評(píng)估學(xué)員動(dòng)作；SCO向?qū)W員顯示反饋(使用HLA) ；SCO通過(guò)對(duì)cmi數(shù)據(jù)模型元素的讀寫，向 LMS發(fā)送信息(通過(guò)api函數(shù)及cmi數(shù)據(jù)模型)。五、SCO向?qū)崟r(shí)仿真發(fā)送“撤銷指令”，通 訊結(jié)束(使用HLA) ；SCO運(yùn)行結(jié)束，通過(guò)CMI數(shù)據(jù)收集Applet將訓(xùn)練過(guò)程數(shù)據(jù)存入LMS數(shù) 據(jù)庫(kù)中。虛擬課程運(yùn)行軟件的作用
(1)內(nèi)容聚合導(dǎo)入與處理部件實(shí)現(xiàn)包的導(dǎo)入、處理與清單文件解析；(2) SCO加載與運(yùn)行部件啟動(dòng)、運(yùn)行SCO，以便SCO與API適配器通訊；a、啟動(dòng)SCO及SCO中的組件，如圖元類素材、仿真類素材、儀表類素材；
b、發(fā)現(xiàn)LMS提供的API實(shí)例；c、使用API實(shí)例與LMS服務(wù)器進(jìn)行初始化通信和讀取或設(shè)置值。d、使用API實(shí)例通知LMS服務(wù)器結(jié)束。(3) API適配器創(chuàng)建部件通過(guò)Javascript實(shí)現(xiàn)API適配器，以便與LMS通訊；(4)數(shù)據(jù)模型元素存儲(chǔ)與追蹤部件數(shù)據(jù)模型即LMS和SCO資源之間交互數(shù)據(jù)元 素描述。通過(guò)SCO獲取和設(shè)置這類數(shù)據(jù)元素，LMS負(fù)責(zé)在用戶會(huì)話期間維護(hù)這些數(shù)據(jù)元素 的狀態(tài)，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與追蹤。虛擬課程創(chuàng)作平臺(tái)部件組成如圖3所示，(1)課程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部件根據(jù)內(nèi)容和學(xué)習(xí)的需要，進(jìn)行章節(jié)內(nèi)容的分配。(2)可共享內(nèi)容對(duì)象(SCO)劃分部件SCO可以是教材中的章、節(jié)、主題、單元，也可以是任何大小，依據(jù)需求而定，要保 證的是SCO至少要包含一個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo)，而且它是可被記錄的單位。(3)可共享內(nèi)容對(duì)象(SCO)制作部件在具體頁(yè)面中引入腳本文件及加入跟蹤代碼。(4)課程包聚合與輸出部件(SC0M包<zip>)導(dǎo)出符合SCORM規(guī)范的課件，對(duì)元數(shù)據(jù)信息、資源文件、項(xiàng)目的嵌套結(jié)構(gòu)進(jìn)行組 織，最終生成符合SCORM標(biāo)準(zhǔn)的清單文件，并加入命名空間信息；同時(shí)組裝物理文件，壓縮 導(dǎo)出zip文件。(5)標(biāo)準(zhǔn)課程測(cè)試通過(guò)SCORM包測(cè)試工具，如ADL的臺(tái)規(guī)性測(cè)試套件，對(duì)課程包進(jìn)行測(cè)試，保證其符 合SCORM標(biāo)準(zhǔn)，符合對(duì)應(yīng)的SCORM版本。虛擬課程創(chuàng)作平臺(tái)工作原理(1)課程包聚合原理導(dǎo)出符合SCORM規(guī)范的課件，首先導(dǎo)出元數(shù)據(jù)信息，導(dǎo)出課件的資源信息和對(duì)應(yīng) 的資源文件，資源導(dǎo)出時(shí)必須將資源的內(nèi)部表示方式轉(zhuǎn)換為網(wǎng)頁(yè)的形式；然后導(dǎo)出基于內(nèi) 容表的組織信息為每一個(gè)文件夾生成一個(gè)條目的嵌套結(jié)構(gòu)，每一個(gè)知識(shí)項(xiàng)作為其父目錄 的子條目；隨后導(dǎo)出基于索引表的組織信息為每一個(gè)文件夾生成一個(gè)條目的嵌套結(jié)構(gòu)， 每一個(gè)問(wèn)題作為其父目錄的子條目，所有基于索引查找到的知識(shí)項(xiàng)作為該問(wèn)題的子條目。(2)課程包輸出原理生成符合SCORM標(biāo)準(zhǔn)的的imsmanifest. xml清單文件，并加 入命名空間信息；將所有的xml，javascript和html格式的文件轉(zhuǎn)UTF-8的編碼格式；壓 縮導(dǎo)出的內(nèi)容為zip文件，并刪除導(dǎo)出時(shí)建立的臨時(shí)目錄。
權(quán)利要求
一種基于SCORM的虛擬訓(xùn)練軟件平臺(tái)，其特征在于由虛擬課程運(yùn)行軟件平臺(tái)及虛擬課程創(chuàng)作平臺(tái)組成；虛擬課程運(yùn)行軟件平臺(tái)包括至少一服務(wù)器端、客戶端、API實(shí)例端；虛擬課程創(chuàng)作平臺(tái)主要由課程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部件、可共享內(nèi)容對(duì)象劃分部件、可共享內(nèi)容對(duì)象制作部件、課程包聚合與輸出部件及標(biāo)準(zhǔn)課程測(cè)試部件組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SCORM的虛擬訓(xùn)練軟件平臺(tái)，其特征在于所屬的虛擬 課程運(yùn)行平臺(tái)可以對(duì)三維交互仿真課程(包括三維知識(shí)對(duì)象和虛擬儀表對(duì)象)和三維實(shí)時(shí) 仿真課程依據(jù)SCORM規(guī)范進(jìn)行組織和封裝，使虛擬課程可在符合SCORM規(guī)范的LMS下正常 運(yùn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SCORM的虛擬訓(xùn)練軟件平臺(tái)，其特征在于所屬的虛擬 課程運(yùn)行平臺(tái)可以支持三維交互仿真課程和三維實(shí)時(shí)仿真課程的加載、運(yùn)行和數(shù)據(jù)管理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SCORM的虛擬訓(xùn)練軟件平臺(tái)，其特征在于所屬的虛擬 課程運(yùn)行平臺(tái)是一種通過(guò)SCORM API實(shí)現(xiàn)SCO與LMS之間、基于HLA的SCO與實(shí)時(shí)仿真進(jìn) 程間通訊的方法或?qū)崿F(xiàn)程序，可將虛擬訓(xùn)練納入SCORM學(xué)習(xí)系統(tǒng)規(guī)范。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于SCORM的虛擬訓(xùn)練軟件平臺(tái)，由虛擬課程運(yùn)行平臺(tái)及虛擬課程創(chuàng)作平臺(tái)組成；虛擬課程運(yùn)行軟件平臺(tái)包括，至少一服務(wù)器端、客戶端、API實(shí)例端；虛擬課程創(chuàng)作平臺(tái)主要由課程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部件、可共享內(nèi)容對(duì)象劃分部件、可共享內(nèi)容對(duì)象制作部件、課程包聚合與輸出部件及標(biāo)準(zhǔn)課程測(cè)試部件組成。本發(fā)明將三維虛擬訓(xùn)練內(nèi)容封裝到SCORM學(xué)習(xí)系統(tǒng)框架下，使虛擬培訓(xùn)具有在線學(xué)習(xí)、考核、記錄等功能，從而真正成為實(shí)用化的培訓(xùn)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G09B19/00GK101819724SQ201010161749
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2010年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者李文華 申請(qǐng)人:北京蓮宇時(shí)空科技有限公司