Đề tài Nghiên cứu và triển khai hệ thống dạy học trực tuyến trên nền tảng công nghệ moodle

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU VÀ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG DẠY HỌC TRỰC TUYẾN TRÊN NỀN TẢNG CÔNG NGHỆ MOODLE Mã số: T2019 – 06 – 133 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: THS. NGUYỄN VĂN PHÁT ĐÀ NẴNG, 08/2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU VÀ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG DẠY HỌC TRỰC TUYẾN TRÊN NỀN TẢNG CÔNG NGHỆ MOODLE Mã số: T2019 – 06 – 133 Xác nhận của cơ quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài (ký, họ và tên, đóng dấu) (ký, họ và tên) ĐÀ NẴNG, 08/2020 MỤC LỤC MỞ ĐẦU ..............................................................................................................1 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ............................................................................3 1.1. Phần mềm.........................................................................................................3 IDE NetBean 7.4 ....................................................................................3 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL ...........................................................4 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu MariaDB .........................................................4 Moodle ...................................................................................................7 1.2. Công nghệ ...................................................................................................... 11 Những điểm khác và nổi bật của HTML5 và CSS3 ............................... 11 Công nghệ Responsive ......................................................................... 21 Công nghệ Web PHP MVC .................................................................. 29 CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG ................................................ 36 2.1. Phân tích bài toán ........................................................................................... 36 2.2. Phân tích các chức năng ................................................................................. 36 Quản lý tài khoản ................................................................................. 36 Quản lý môn học .................................................................................. 36 Quản lý câu hỏi..................................................................................... 36 Xem kết quả ......................................................................................... 36 Tra cứu thông tin .................................................................................. 37 Thông báo ............................................................................................ 37 Nhắn tin ................................................................................................ 37 2.3. Sơ đồ USECASE ............................................................................................ 37 Danh sách các Actor và hành động của từng Actor ............................... 37 Sơ đồ UseCase của hệ thống ................................................................. 39 Sơ đồ UseCase ứng với tác nhân Giảng viên ......................................... 40 Sơ đồ UseCase ứng với tác nhân Sinh viên ........................................... 40 Sơ đồ UseCase của Tra cứu thông tin ................................................... 41 Sơ đồ UseCase của Thông báo .............................................................. 41 Mô tả UseCase ..................................................................................... 41 2.4. Sơ đồ hệ thống tuần tự .................................................................................... 43 Sơ đồ quản lý thành viên ...................................................................... 43 Sơ đồ tuần tự đăng ký môn học ............................................................. 44 2.5. Sơ đồ dữ liệu .................................................................................................. 44 Sơ đồ dữ liệu của khóa học ................................................................... 44 Sơ đồ dữ liệu của tài khoản User .......................................................... 45 CHƯƠNG 3. TRIỂN KHAI VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ......................................... 46 3.1. Cơ sở hạ tầng triển khai .................................................................................. 46 IIS windows ......................................................................................... 46 Site bindings windows .......................................................................... 46 3.2. Thiết kế giao diện ........................................................................................... 47 Trang chủ của hệ thống ......................................................................... 47 Trang đăng nhập hệ thống .................................................................... 47 Trang quản trị hệ thống ......................................................................... 48 Trang quản lý thành viên ...................................................................... 48 Trang quản trị khóa học ........................................................................ 50 Trang quản lý Module .......................................................................... 52 Trang quản lý Máy chủ ......................................................................... 52 Trang các chức năng của Giảng viên .................................................... 53 Trang các chức năng của Sinh viên ....................................................... 53 3.3. Sơ đồ chức năng hệ thống ............................................................................... 54 Chức năng của quản trị viên ................................................................. 54 Chức năng của giảng viên ..................................................................... 55 Chức năng của sinh viên ....................................................................... 55 3.4. Đánh giá kết quả ............................................................................................. 55 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ................................................................. 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 58 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Phiên bản Moodle được sử dụng ....................................................................8 Hình 1.2. Kiến trúc hạ tầng của Moodle ........................................................................8 Hình 1.3. So sánh giữa HTML4 với HTML5 ............................................................... 12 Hình 1.4. Màn hình của các thiết bị ............................................................................. 23 Hình 1.5. Navigation Menus - Dạng Dropdown cho màn hình nhỏ .............................. 29 Hình 1.6. Sơ đồ MVC .................................................................................................. 29 Hình 2.1. Sơ đồ UseCase của hệ thống ........................................................................ 39 Hình 2.2. Sơ đồ UseCase ứng với tác nhân Giảng viên ................................................ 40 Hình 2.3. Sơ đồ UseCase ứng tới tác nhân Sinh viên ................................................... 40 Hình 2.4. Sơ đồ UseCase Tra cứu thông tin ................................................................. 41 Hình 2.5. Sơ đồ UseCase Thông báo ........................................................................... 41 Hình 2.6. Sơ đồ tuần tự quản lý thành viên .................................................................. 43 Hình 2.7. Sơ đồ tuần tự đăng ký môn học .................................................................... 44 Hình 2.8. Sơ đồ dữ liệu của khóa học .......................................................................... 44 Hình 2.9. Sơ đồ dữ liệu của quản lý tài khoản ............................................................. 45 Hình 3.1. Dịch vụ IIS................................................................................................... 46 Hình 3.2. Handler mappings ........................................................................................ 46 Hình 3.3. Trang chính .................................................................................................. 47 Hình 3.4. Trang đăng nhập hệ thống ............................................................................ 47 Hình 3.5. Trang quản trị hệ thống ................................................................................ 48 Hình 3.6. Trang quản lý thành viên .............................................................................. 48 Hình 3.7. Trang xem danh sách thành viên .................................................................. 49 Hình 3.8. Trang quản lý hồ sơ cá nhân ......................................................................... 49 Hình 3.9. Trang cập nhật thông tin tài khoản ............................................................... 50 Hình 3.10. Trang quản trị khóa học ............................................................................. 50 Hình 3.11. Quản lý các trương mục ............................................................................. 51 Hình 3.12: Trang tạo môn học ..................................................................................... 51 Hình 3.13. Trang quản lý module ................................................................................ 52 Hình 3.14. Trang quản lý Máy chủ .............................................................................. 52 Hình 3.15. Trang chức năng của Giảng viên ................................................................ 53 Hình 3.16. Trang chức năng của Sinh viên .................................................................. 53 Hình 3.17. Sơ đồ chức năng tổng quát ......................................................................... 54 Hình 3.18. Sơ đồ chức năng quản trị viên .................................................................... 54 Hình 3.19. Sơ đồ chức năng của Giảng viên ................................................................ 55 Hình 3.20. Sơ đồ chức năng sinh viên .......................................................................... 55 MỞ ĐẦU ThS. Nguyễn Văn Phát Trang 1 MỞ ĐẦU 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Hiện nay trên thế giới có nhiều chương trình dạy học trực tuyến, bao gồm hỗ trợ người dùng việc đăng ký tham gia khóa học cũng như đăng ký tham gia học trực tuyến. Tuy nhiên, đối tượng đăng ký tham gia phải nằm trong tổ chức hay trong lĩnh vực hoạt động giáo dục hoặc đối tượng sử dụng hình thức trả phí (thanh toán trực tuyến) thì mới được cấp mã để đăng ký tham gia khóa học hoặc đăng ký học trực tuyến. Như vậy, việc ứng dụng sẽ hạn chế đối tượng đăng ký tham gia hơn. Hình thức dạy học trực tuyến là hình thức dạy học đã được sử dụng phổ biến và là hình thức có tính khoa học và thuận tiện cao nên đang được chọn một trong những là hình thức dạy học tại các trường Đại học và Cao đẳng. Tuy nhiên, khi triển khai còn nhiều hạn chế do chưa áp dụng các công nghệ mới vào việc ứng dụng và triển khai trên hệ thống nên kết quả đạt được như chưa mong muốn. Vì vậy, cần phải xây dựng Hệ thống dạy học trực tuyến trên nền tảng công nghệ Moodle. 2. Tính cấp thiết khi chọn đề tài Hiện nay, tại trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật – ĐHĐN, việc tổ chức và quản lý dạy học còn nhiều hạn chế do áp dụng đổi mới công nghệ thông tin còn chậm, giảng viên chưa áp dụng nhiều công nghệ vào trong hoạt động dạy học. Tôi đề xuất nghiên cứu và triển khai “Nghiên cứu và triển khai hệ thống dạy học trực tuyến trên nền tảng Moodle” hỗ trợ tốt hơn cho giảng viên và sinh viên trong hoạt động dạy học. 3. Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu công nghệ Web PHP MVC. - Cài đặt và cấu hình Moodle trên hệ thống Windows Server - Xây dựng giao diện cơ bản - Tổ chức quản trị hệ thống: tạo tài khoản quản lý, giảng viên và sinh viên - Tổ chức quản lí khóa học: tạo mới, cập nhật các module hỗ trợ hoạt động dạy học.. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu là cán bộ giảng dạy và sinh viên - Phạm vi nghiên cứu: Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật - ĐHĐN MỞ ĐẦU ThS. Nguyễn Văn Phát Trang 2 5. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu công nghệ PHP MVC, MySQL và Responsive. 6. Đặc tả phần mềm - Tất cả các chức năng của phần mềm phải được ủy quyền, phân quyền. - Ứng dụng có thể sử dụng ở bất kì vị trí nào khi có kết nối internet. - Ứng dụng xây dựng với ngôn ngữ PHP 5.4, quản trị cơ sở dữ liệu MariaDB, sử dụng công nghệ HTLM5, CSS3, Moodle 3.8 và Responsive. 7. Nội dung và kết cấu báo cáo Báo cáo gồm 3 phần: Mở đầu, nội dung, kết luận. Phần nội dung gồm 3 chương: - CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT - CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG - CHƯƠNG 3: TRIỂN KHAI VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ThS. Nguyễn Văn Phát Trang 3 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1. Phần mềm IDE NetBean 7.4 Netbeans IDE là phần mềm IDE miễn phí được tạo ra bởi Sun Microsystems và Netbeans IDE được phát triển mới mục đích ban đầu chủ yếu để giúp các lập trình viên xây dựng ứng dụng Java tuy nhiên sau đó nó đã được mở rộng để hỗ trợ sử dụng cho phát triển các ứng dụng PHP, C, C++ và HTML5 (bao gồm Javascript và CSS). Giao diện NetBeans IDE là một bộ sưu tập các cửa sổ. Thiết kế Swing GUI trên giao diện được trình bày trực quan cho phép kéo và thả các thành phần cần thiết vào một khung hình, sau đó tiếp tục với các tính năng JLabels, JButtons, JTextFields để chỉnh sửa văn bản trực tiếp tại chỗ. NetBean IDE tạo liên kết với các bộ máy thông tin lớn như Amazon, Facebook, Google và các trang web phổ biến khác giúp bạn đi sâu tìm hiểu các chức năng của chúng. Đồng thời chương trình còn cho phép kéo thả một chức năng từ các dịch vụ này vào một dữ liệu của ngôn ngữ PHP và viết tất cả các mã cần thiết cho bạn biết các chức năng dịch vụ web từ các bộ máy này. NetBeans IDE hổ trợ gỡ lỗi trên máy chủ thuộc hệ thông mạng nội bộ và hỗ trợ từ xa, chương trình sẽ cung cấp cho bạn các hiển thị và thông báo chi tiết dưới dạng bảng biểu trong một cửa sổ riêng biệt. NetBean IDE cung cấp tính năng mới như tìm kiếm nhanh (QuickSearch), tự động biên dịch, hỗ trợ cho web framework (Hibernate, Spring, JSF, JPA), trình ứng dụng máy chủ GlassFish và cơ sở dữ liệu. NetBean IDE được chia thành nhiều gói khác nhau để người dùng có thể tải về từng phần, tiết kiệm dung lượng, tùy theo nhu cầu của mình. Ví dụ như, lập trình PHP thì hãy tải gói HTML 5 & PHP để máy tính vẫn có thể chạy êm mượt và tốc độ cao. Các tính năng chính của phần mềm: • Công cụ lập trình phần mềm, thiết bị di động, máy tính để bàn. • Hỗ trợ các ngôn ngữ Python, Ruby, JavaScript, Groovy, C / C + +, và PHP. • Chức năng kéo thả câu lệnh và văn bản vào giao diện chương trình. • Chỉnh sửa văn bản trực tiếp. • Chỉnh sửa mã nguồn. CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ThS. Nguyễn Văn Phát Trang 4 • Thử nghiệm xây dựng giao diện đồ họa. • Gỡ lỗi mạng nội bộ và từ xa. • Giao diện trực quan, dể sử dụng. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL MySQL 5.5 là một hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ nhanh và dễ dàng để sử dụng. MySQL đang được sử dụng cho nhiều công việc kinh doanh từ lớn tới nhỏ. MySQL được phát triển, được công bố, được hỗ trợ bởi MySQL AB, là một công ty của Thụy Điển. MySQL trở thành khá phổ biến vì nhiều lý do: • Mã ngồn mở và một chương trình rất mạnh mẽ. Sử dụng một Form chuẩn của ngôn ngữ dữ liệu nổi tiếng là SQL. • Làm việc trên nhiều Hệ điều hành và với nhiều ngôn ngữ như PHP, PERL, C, C++, Java, • Rất thân thiện với PHP, một ngôn ngữ rất đáng giá để tìm hiểu để phát triển Web. • Hỗ trợ các cơ sở dữ liệu lớn, lên tới 50 triệu hàng hoặc nhiều hơn nữa trong một bảng. Kích cỡ file mặc định được giới hạn cho một bảng là 4 GB, nhưng bạn có thể tăng kích cỡ này (nếu hệ điều hành của bạn có thể xử lý nó) để đạt tới giới hạn lý thuyết là 8 TB. • Có thể điều chỉnh. Giấy phép GPL mã nguồn mở cho phép lập trình viên sửa đổi phần mềm MySQL để phù hợp với môi trường cụ thể của họ. • Tùy chọn “tái tạo bán đồng bộ” (semi-synchronous replication), giúp đảm bảo cho giao dịch CSDL chỉ hoàn thành sau khi dữ liệu sao lưu đã được tạo ra. • MySQL 5.5 cũng sẽ hỗ trợ phương pháp chuẩn ANSI/ISO SQL tên là Signal/Resignal (dùng để trả về lỗi của các thủ tục SQL); cú pháp phân chia (partitioning syntax) cũng được cải thiện; thêm nhiều hỗ trợ cho XML; có nhiều lỗi được sửa cùng một số thay đổi khác. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu MariaDB MariaDB là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu mã nguồn mở (DBMS), được hỗ trợ về mặt thương mại của hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ MySQL (RDBMS), miễn phí CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ThS. Nguyễn Văn Phát Trang 5 theo Giấy phép Công cộng GNU. Sự phát triển được dẫn dắt bởi một số nhà phát triển ban đầu của MySQL, những người đã tách nó ra do lo ngại về việc mua lại bởi Tập đoàn Oracle vào năm 2009. MariaDB được dẫn dắt bởi Michael “Monty” Widenius, developer hàng đầu về MySQL. Vào tháng 12 năm 2012, Michael Widenius, David Axmark và Allan Larsson đã công bố việc thành lập một quỹ giám sát sự phát triển của MariaDB. Năm 2019 đến nay, Kaj Arnö tham gia với tư cách là Giám đốc điều hành và Eric Herman là Chủ tịch hội đồng quản trị. MariaDB có thể cài đặt trên các hệ điều hành Linux CentOS, Ubuntu và Window. MariaDB được phát triển nhằm thay thế công nghệ cơ sở dữ liệu MySQL, vì thế nó tương thích và cho một hiệu suất cao hơn so với MySQL. MariaDB có các phiên bản cho các hệ điều hành khác nhau: Windows, Linux,.. với các gói cài đặt tar, zip, MSI, rpm cho cả 32bit và 64bit. Hiện tại phiên bản mới nhất của MariaDB là 10.5. Nó cung cấp hỗ trợ cho cả dữ liệu nhỏ nhiệm vụ xử lý và nhu cầu của doanh nghiệp. Nó nhằm mục đích trở thành một sự thay thế cho MySQL chỉ yêu cầu gỡ cài đặt MySQL đơn giản và cài đặt MariaDB. MariaDB cung cấp các tính năng tương tự của MySQL và hơn thế nữa. 1.1.3.1. Các tính năng chính của MariaDB • Tất cả MariaDB đều theo GPL, LGPL hoặc BSD. • MariaDB bao gồm nhiều lựa chọn công cụ lưu trữ, bao gồm cả hiệu suất cao công cụ lưu trữ, để làm việc với các nguồn dữ liệu RDBMS khác. • MariaDB sử dụng một ngôn ngữ truy vấn chuẩn và phổ biến. • MariaDB chạy trên một số hệ điều hành và hỗ trợ nhiều loại ngôn ngữ lập trình. • MariaDB cung cấp hỗ trợ cho PHP, một trong những phát triển web phổ biến nhất ngôn ngữ. • MariaDB cung cấp công nghệ cụm Galera. • MariaDB cũng cung cấp nhiều thao tác và lệnh không có sẵn trong MySQL, và loại bỏ / thay thế các tính năng ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất. CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ThS. Nguyễn Văn Phát Trang 6 MariaDB Platform là giải pháp cơ sở dữ liệu mã nguồn mở hoàn chỉnh dành cho doanh nghiệp. Nó có tính linh hoạt để hỗ trợ khối lượng công việc giao dịch, phân tích và kết hợp cũng như các mô hình dữ liệu quan hệ, JSON và kết hợp. Và nó có khả năng mở rộng để phát triển từ cơ sở dữ liệu và kho dữ liệu độc lập sang SQL được phân phối đầy đủ để thực hiện hàng triệu giao dịch mỗi giây và thực hiện phân tích tương tác, đặc biệt trên hàng tỷ hàng. 1.1.3.2. Các ưu điểm nổi trội • MariaDB hiện cung cấp kiểm tra đặc quyền nhanh hơn nhiều cho các thiết lập với nhiều tài khoản người dùng hoặc nhiều cơ sở dữ liệu. • Lệnh FLUSH SSL mới cho phép tải lại chứng chỉ SSL mà không cần khởi động lại máy chủ. • Sao chép nhanh hơn và an toàn hơn: Cam kết nhóm cho nhật ký nhị phân. Điều này làm cho nhiều thiết lập sử dụng bản sao và nhiều bản cập nhật nhanh hơn gấp 2 lần. • Cải tiế