基于BPM的虚拟学习环境体系结构外文翻译资料

The BPM-Based Architecture for Virtual Learning Environments

With the different e-learning systems such as the LCMSs, CMSs, LMSs and VLEs that have

been adopted and implemented by many higher education institutions , the debates as to their substantive implications on teaching and learning continue. For example, current VLE shortfalls provoked an interesting debate in late 2009, in which the theme was dubbed 'VLE is dead'. It gave rise to a vigorous - though inconclusive- discussion on whether the VLE is dead and that a Personal Learning Environment is the solution for learning (Johnson et al. 2011). The research that is presented in this thesis does not find that the VLE is dead, the attempt to advocate its demise for the sake of its shortfalls would be tantamount to 'throwing the baby out with the bath water'. As with many other e-learning technologies (LCMS, CMS etc.), the VLE still has a role in todayrsquo;s online educa?tion. However, there is no doubt about the fact that the future demand and sustainability of online education will be driven not just by the tools that bring about learning management

through the management of course content alone but by continuous improvements to the

existing methods, tools and technologies that would perpetually support and enhance educational value for all stakeholders - course designers and learners in particular. VLEs need

to foster innovative and dynamic approaches to online educational methods - where lecturers and learners have to shift from the usual monolithic, repetitive and 'one-size-fits-all'

methods of teaching and learning to a more modular, personalised, adaptive and learning

process-driven method that supports different learning models or pedagogical approaches,

which can significantly enhance learning experience.

Many VLEs (Moodle in particular) flourish in course management and delivery through

various learning activities. In fact 'the heart of Moodle is courses that contain activities

and resources' (Moodle.org 2011). Currently, it is estimated that there are about 13 dif?ferent kinds of activities (Moodle features) available in the Moodle 2.0 release (Moodle.org

2011). These activities are assignments, chats, choices, records, feedback, forums, glossaries,

lessons, SCORM, surveys, quizzes, wikis and workshops. These activities are significant to

the ways in which online learning is managed and have contributed to learning within the

VLE. However, it is currently not possible for course designers to orchestrate various educa?tional pedagogies around these activities in an automated manner whereby course designers

can gather statistical information on learning processes that could aid future pedagogical

improvement. Furthermore, within the current VLEs, learning process management is in?adequate. Therefore, this thesis proposes and presents a new e-learning system architecture

- BPM-Based Architecture for Virtual Learning Environments - that aims to provide the

functionality to do just that (i.e., the management of learning process through the effective

modelling of education pedagogies in the form of learning process workflows using an in?tuitive graphical flow diagram user-interface). One of the challenges in the adoption of the

BPM concept is that, while there are differences between a learning process and a business

process, it is not clear whether the concept of process in BPM is compatible with or can be

applied to the concept of process in a learning process. The aim is to investigate the relationships and, through implementation, to investigate if it is possible to apply BPM concepts

to online learning process management through using a pedagogical modelling perspective.

This chapter sets out to present an overview of the current VLEs architectural frameworks

and technologies for the purpose of ascertaining whether the proposed BPM-based architecture can be integrated within the current VLEs. This chapter also presents the key concepts

of the proposed BPM-based architecture in detail. The conceptual frameworks (SOA and

BPM) that the proposed BPM-based architecture depends on are outlined and its underlying

architectural framework is presented.

Current VLE Architectural Frameworks and Technological Solutions

There are different brands of VLE: in-house controlled software (such as the ones developed by the University), commercial systems (e.g., Blackboard/WebCT), and developed free

software 'open source' (e.g., Moodle). Depending on the VLErsquo;s implementation platform,

various VLEs exist with various architectural structures. However, the most promising and

popularly known VLEs are typically Sharable Content Object Reference Model (SCORM)

compliant system models, dealing extensively with e-learning content management. A generic architectural model of such VLEs with SCORM compliant packages provided by the

IMS Global Learning Consortium1 is shown in Figure 4.1. There are three main elements

provided by the SCORM run time environment (RTE):

4.1

bull; Launch - It provides a common structure for VLEs to start the learning resources.

bull; Application programmable interface (API) - It provides a communication gateway for VLEs and manages the state of learning objects.

bull; Data model - It provides the standard used to define the communicated information

between the VLEs and SCORM engine.

Figure 4.2 shows a low end technical overview of how the VLEs operate with these three

main elements of SCORM RTE2

. In conjunction with the SCORM framework, there are

other technologies used for the front-end (client side) to provide the user interface. The

user interface makes a request-response connection to the back-end (server side) usually

through the Hypertext Transfer P

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基于BPM的虚拟学习环境体系结构

不同的电子学习系统，如LCMS、CMSS、LMSS和VLE等已经被许多高等教育机构通过并实施了这一计划，关于其对教学和学习的实质性影响的辩论仍在继续。例如，当前的VLE短缺在2009年底引发了一场有趣的辩论，在辩论中，该主题被称为“VLE已死”。它引发了一场关于VLE是否已经死亡以及个人学习环境是否是学习的解决方案的激烈讨论（Johnson等人2011）。本文所做的研究并没有发现VLE已经死亡，为了其不足而提倡其死亡的尝试，就相当于“把婴儿和洗澡水一起扔出去”。与许多其他电子学习技术（LCMS、CMS等）一样，VLE在今天的在线教育中仍然扮演着重要的角色。tion. 然而，毫无疑问，网络教育的未来需求和可持续性将不仅仅取决于带来学习管理的工具。通过单独管理课程内容，但通过不断改进现有的方法、工具和技术将永远支持和提高所有利益相关者的教育价值，特别是课程设计师和学习者。弗莱斯需要为了培养创新和动态的在线教育方法，讲师和学习者必须从通常的单一、重复和“一刀切”转变。教学方法要更加模块化、个性化、适应性和学习性。支持不同学习模式或教学方法的过程驱动方法，可以显著提高学习体验。许多VLE（尤其是Moodle）在课程管理和交付方面蓬勃发展。各种学习活动。事实上，“Moodle的核心是包含活动的课程和资源”（moodle.org 2011）。目前，估计有13个dif？Moodle2.0版本（moodle.org）中提供的各种活动（moodle功能）2011）。这些活动包括任务、聊天、选择、记录、反馈、论坛、词汇表，课程、记分、调查、测验、维基和讲习班。这些活动对管理在线学习的方式，以及在VLE。然而，目前课程设计者不可能协调各种教育？以自动化方式围绕这些活动进行的国际教学，课程设计者可以收集有关学习过程的统计信息，以帮助未来的教学改进。此外，在当前的VLE中，学习过程管理是否处于？足够的。因此，本文提出并提出了一种新的电子学习系统架构。

-基于BPM的虚拟学习环境体系结构-

旨在提供这样做的功能（即通过有效的以学习过程工作流程的形式使用in？建模教育教学法。图形流程图用户界面）。采用BPM的概念是，尽管学习过程和业务之间存在差异

流程，目前尚不清楚bpm中的流程概念是否兼容或可以兼容应用于学习过程中的过程概念。其目的是调查关系，并通过实现，调查是否有可能应用BPM概念。

以教学建模的角度对在线学习过程进行管理。

本章概述了当前VLES体系结构框架

以及用于确定所提议的基于BPM的架构是否可以集成到当前VLE中的技术。本章还介绍了关键概念

详细介绍了所提出的基于BPM的体系结构。概念框架（SOA和bpm）概述了拟议的基于bpm的体系结构所依赖的基础给出了体系结构框架。

当前VLE架构框架和技术解决方案

VLE有不同的品牌：内部控制软件（如大学开发的）、商业系统（如黑板/WebCT）和免费开发的软件“开源”（如Moodle）。根据VLE的实现平台，各种VLE具有不同的建筑结构。然而，最有希望和众所周知的VLE通常是可共享的内容对象引用模型（SCORM）兼容系统模型，广泛处理电子学习内容管理。此类VLE的通用体系结构模型，由IMS全球学习联盟1如图4.1所示。主要有三个要素由SCORM运行时环境（RTE）提供：

4.1

bull;启动-它为VLE启动学习资源提供了一个通用结构。

bull;应用程序可编程接口（API）-它为VLE提供通信网关，并管理学习对象的状态。

bull;数据模型-它提供了用于定义通信信息的标准在VLES和SCORM引擎之间。

图4.2显示了VLE如何与这三者一起工作的低端技术概述。

SCORM RTE2的主要元素

. 结合SCORM框架，有用于前端（客户端）提供用户界面的其他技术。这个用户界面通常与后端（服务器端）建立请求-响应连接通过超文本传输协议（HTTP）协议-在某些情况下，动态使用异步JavaScript和XML（Ajax）引擎。服务器端通常进行交互使用关系数据库管理系统（RDBMS）、平面文件和轻量级目录访问协议（LDAP）可以方便地存储、组织和检索数据。

图4.2:SCORM RTE与VLE交互的低端技术概述。

同时覆盖所有当前可用的电子学习系统及其软件包，以及支撑它们存在的技术框架不在这一范围之内。

最广为人知的VLE（Moodle和Sakai）技术和他们支持的各种学习活动简述如下：

bull;Moodle（Moodle 2011年）

–技术

用于Web客户端用户界面（UI）的HTML和YUI JavaScript库-应用程序级别。

PHP-可嵌入HTML中的脚本语言，特别适用于Web开发Apache-应用服务器关系数据库-通常是MySQL其他包括级联样式表（CSS）、可扩展样式表语言转换（XSLT）和XML

–活动

作业*测验

聊天*课

选择*练习

论坛*SCORM/AICC

调查*wiki

研讨会*词汇表

萨凯

–技术

Java技术——servlet、EJB、Hibernate等。

用于Web客户端UI的JSP和Ajax框架。

关系数据库-MySQL、Oracle或Postgres

css、javascripts、xml、xslt

–活动

与Moodle一致

这些技术和活动的使用已经建立，并将继续在未来VLE的发展中发挥着重要作用。但是，为了解决讨论的理想VLE对学习过程的要求管理和教学建模，尤其是更先进的技术需要框架。在所有现有的系统是以适应学习者学习行为并动态响应的方式协调“学习过程工作流”的能力。LAMS套餐提供按顺序组织学习活动的技术，可以插入到现有VLE。然而，在一个方向的路径中顺序学习（即，只有一个正向学习路径）与动态学习过程不同，其中学习路径可以协调，学习者可以在不同的路径上来回走动。

响应其运行时学习行为的路径。关注学习和衡量学习进度的能力是不确定的，或者实际上不存在于当前虚拟环境。因此，在当前系统中寻求真正的学习续（Woodill 2004）。Tsolis等人（2010），Meccawy等人（2008）确定了当前VLE面临的问题是，创新作为一种糟糕且不灵活的体系结构。线性、单调的学习方法（由于技术缺陷）不能被归咎于课程设计师——他们中的大多数人同样对不协调不满意在教育教育学和现行制度提供的灵活性之间促进这种教育。此外，大多数现有系统技术（如Moodle）向学习者提供统计相关信息，并允许网络访问社交互动，但是，由于框架不足，不提供自动执行分析的工具关于这些相互作用（Nardini和Omicini，2008年）。事实上，即使框架为了在客户端动态处理HTML，服务器端仍然需要在缺少的情况下，对设想的主动服务（如代理）进行了重大的体系结构更改。其中他们可能无法处理自动化学习活动（如学习流程工作流程）针对电子学习参与者（Nardini和Omicini，2008年）。因此，现有的电子学习系统使得“一刀切”的方法不仅适用于学习，而且适用于

同样对于教学，由于课程设计者无法分析和评估他们选择的教育方法解决学习过程管理问题的挑战而教育学建模则取决于所有的电子学习利益相关者，但更重要的是教育技术专家。当前VLES解决方案的缺点，尤其是在学习过程管理方面教学建模，在一定的开源技术的概念框架下解决，为未来的电子学习系统的体系结构奠定了良好的基础。本文提出了一种基于BPM的虚拟学习环境的学习过程管理体系结构。虽然BPM是所采用体系结构框架的核心支柱，但在BPM体系结构解决方案中也采用了一个旨在促进学习服务集成的SOA框架。因此，下一节将详细介绍所提议的基于BPM的体系结构解决方案的关键概念。

基于BPM的体系结构。

提出的基于BPM的体系结构是一种使用BPM和SOA概念框架旨在通过可能的教育教学建模来促进学习过程管理。在基于BPM的架构解决方案，课程设计者应该能够使用直观的图形流程图，以学习过程工作流的形式来模拟所需的教育教学方法。用户界面。与BPM框架相关联的自动化代理可以用于从学习过程工作流中捕获定量学习信息。因此，课程设计者应能实时监控、分析和评估课程的有效性。他们选择的教学方法使用实时交互式学习过程仪表盘。一次课程交付完成。整理后的定量信息也可用于为下一个课程的迭代修改教学设计。基于BPM的体系结构解决方案可能有助于解决关键的定量学习过程。

与传统VLE框架相关的信息缺口。额外的潜力这种新架构的解决方案是，如果他们可以监控和分析自己的学习成绩，与他们的同龄人通过个人分析学习过程以实时匿名的方式仪表板。

体系结构解决方案在很大程度上依赖于框架和技术的使用，以与教育目的相关的方式与BPM解决方案关联。

该解决方案旨在使教育教学法能够用计算机语言定义，学习过程管理可以通过：

bull;一个适应性强、灵活的学习流程工作流，通过协调以促进自动化的学习过程。

bull;捕捉和监控队列或个人的数字足迹利用临界定量学习过程实时学习者的学习过程从实例化的学习过程工作流中收集的信息。

bull;手动或动态适应（互动教学法）课程材料，以适应特定学习者的需求（特遣队教学），基于捕获和监控从学习过程工作流中获取定量学习信息。应用BPM概念框架的基本原理是通过模拟理想教育的能力进行在线学习过程管理学习过程工作流程形式的教学法。

在提议的创新范围内在线教学和学习管理的方法，基于BPM的体系结构解决方案应允许：

bull;一个“完整”的学习流程工作流程将在基于BPM的系统中明确教学建模。

完整的学习过程包括所有阶段（准备、演示和学习周期的评估。准备工作的目的应该是建立学习者的学前知识，课程材料的需求和介绍。在这个阶段，学习者可以被激励，如果他们为即将到来的事情做好准备。介绍信息、概念，课程材料的规则、公式和解释将是渐进的、系统的和按时间顺序排列的-从第一课到第二课，从简单到更简单高级课程。评估涵盖了所有包含学习者在学习后掌握的各种信息和知识介绍的材料。评估技术，如简短问题和答案测试、测验和多项选择测试将用于确定学习者的能力水平或实际获得的知识量 学习者。学习过程的这些阶段将在BPM解决方案是整个课程学习过程生命周期的一个实例材料。模拟这些学习阶段的能力是非常重要的为课程设计者今后的教学改进。

bull;通过课程材料创建定制的学习路径。

如前一章所述，人们普遍认为在电子学习教育中成功的组成部分与通过可能的自定义学习路径个性化学习以满足特定学员的特定需求。基于BPM的体系结构解决方案应该提供有效地允许课程设计者能够使用BPM编排工具绘制出可能的多个路径。多个学习路径的实现不一定被理解为孤立的个体学习，而是社会的需要。建构主义或同行合作。学习者应该能够：导航他们通过在线课程材料的方式适应学习需求和风格；通过对学习任务的协作，参与社会建构主义；以及实现预期的学习成果

如图4.3所示。它的目的是让每个学习者保持自己的学习与他/她的个人资料相适应的动态工作流程适应他/她的跑步行为。这可能允许课程内容和学习活动建议学生A与众不同对于那些向学生B提出的建议。这种定制的实际好处方法是：课程设计者可以使用图形绘制和配置通过课程材料连接可能的路径；课程设计师（和学习者）可以看到使用相同图形用户界面的学习者的进度；课程设计者可以看到个人的统计进度。

学习者和整个队列的统计进展。

这种方法的一个类似概念是知识映射3

创建者

可汗学院（免费在线数学课程）检查学生的

进度如图4.4所示。

图4.3：相同的学习目标、不同的学习路径、同行协作和期望

学习成果

图4.4：汗学院知识地图

bull;将人与系统的互动整合到“完整”的学习流程工作流中-在建议的流程中加强互动教学法。

基于BPM的体系结构解决方案。

电子学习教育取得成功的另一个关键因素是参与者的参与程度和参与程度；以及学习者可获得的技术支持的质量。通过

预计在实施一个“动手”的自适应学习过程。传统的工作流程总是关于软件、计算机或机器交互，但是基于BPM的解决方案将帮助课程设计者将人机交互引入

工作流模型。事实上，BPM技术是任何工作流管理系统，尤其是涉及人的工作流输入（Wang等人2006年，Stohr和Zhao，2001年）。这是BPM的最大优势之一。应采用BPM技术进行集成所有可能的授权电子学习参与者（课程设计师、讲师、学习者、导师等）进入完整的学习流程。这应该通过协调学习服务（学习对象、基于能力的评估等）和人工任务服务（学习者，讲师等）。它旨在增强电子学习之间的期望互动。并确保在最需要时提供支持。

bull;在学习过程仪表板中捕获、监控学习者学习过程的学习足迹，并自动/手动更新可以实时执行，也可以异步执行。

无法衡量的东西无法管理。在基于BPM的体系结构解决方案中，使用BPM技术应该提供分析或测量、评估、控制或选择一个学习者、过程、事件，以及有助于根据之前的评估解释学习过程进展的过程。

或者比较。分析应允许实时捕获和监控学习过程的足迹。这些分析概念和价值观的目的是：捕捉学习过程，对未来的有效性分析至关重要精选的教学法；检测和监控进度和表现学习者通过课程材料的学习过程；讲师应该能够查看学习者如何以及何时从专题X学习到专题Y。这将使讲师能够手动调整学习。通过课程材料响应监测数据的路径，其中学习者的进步是贫乏和不令人满意的。自动适应根据课程设置的学习规则，学习路径也应该是可能的。设计师（例如，学习者可以尝试两次评估或者，如果先决条件不充分，可以强制要求提供补充材料）。

bull;以标准格式（docbook/scorm）编写的课程材料（学习对象）将

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