高校移動學習平臺的研究與設計

賈春燕　趙亞萍　程艷旗

摘 要： 移動學習（Mobile Learning，簡稱M-1earning）作為一種新型的學習模式，在國內(nèi)外已備受關(guān)注。文章在分析國內(nèi)外移動學習現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，深入研究移動學習相關(guān)理論與關(guān)鍵開發(fā)技術(shù)，結(jié)合手持終端在高等院校的高度普及性，研究設計了一個基于手持終端的移動學習平臺，以期為高校建設移動學習平臺提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞： 移動學習； 研究； 設計； 高等院校

中圖分類號：TP311.5 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2017）12-28-03

Research and design of university M-learning platform

Jia Chunyan， Zhao Yaping， Cheng Yanqi

（Information Center， Zhejiang University， Hangzhou， Zhejiang 310027， China）

Abstract： As a new learning model， Mobile Learning （M-1earning） has attracted much attention both at home and abroad. The thesis first analyzed and summarized the state of mobile learning at home and abroad， and then investigated the theory of mobile learning and the key development technologies. A mobile learning platform was designed based on the high popularity of mobile phone in the campus， expecting to provide a useful reference for other colleges and universities building mobile learning platform.

Key words： M-learning； investigate； design； colleges and universities

0 引言

人類社會進入二十一世紀，信息技術(shù)向教育領(lǐng)域的滲透，使學校的課程教學面臨前所未有的嚴峻挑戰(zhàn)。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》對教育信息化提出明確要求，“要促進教育內(nèi)容、手段和方法現(xiàn)代化”，“提高教師應用信息技術(shù)，更新教學觀念，改進教學方法，提高教學效果”，“鼓勵學生利用信息手段主動學習、自主學習，增強運用信息技術(shù)分析解決問題能力”。

傳統(tǒng)課堂教學是以教師為中心的傳授式、知識呈現(xiàn)式思路，黑板是主要的教學工具，對學生主動探究、互動式的學習缺少相應的支持，固定時間在固定的教室學習，不能滿足學生任何時間任何地點學習以及終身學習的要求，移動學習能很好地解決這個問題。移動學習（M-learning）是指利用無線移動通信網(wǎng)絡技術(shù)以及無線移動通信設備（如移動電話）、個人數(shù)字助理（PDA、Pocket PC）等獲取教育信息、教育資源和教育服務的一種新型學習形式[1-2]。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國外利用手持設備（如手機、PDA等）開展的教育應用探索與研究開始較早，包括技術(shù)支持、系統(tǒng)架構(gòu)、平臺實現(xiàn)、學習材料制作等，主要集中在歐洲和北美等部分經(jīng)濟發(fā)達國家，他們立足于學校教育，試圖通過新技術(shù)改善教學、學習和管理。歐洲從2000年起就先后組織了三十余個移動學習項目，對移動學習的教學對象、教學方法、技術(shù)手段等進行探討，從認知和教學角度出發(fā)，考察移動設備應用于實際教學和學習的可行性。許多大學陸續(xù)建立了自己的WAP教育站點，例如美國的Griffith大學和Minnesota州立大學，加拿大的NAIT等[10-14]。

我國對M-learning的研究實踐起步較晚，主要在教育部的策劃下開展，與歐美等國家相比，我國的研究水平較低，研究規(guī)模較小，也取得了一定的成果。北京師范大學現(xiàn)代教育技術(shù)研究所進行的《手持式網(wǎng)絡學習系統(tǒng)在學科教學中的應用模式》研究從課堂教學模式構(gòu)建、課外移動學習等方面闡述了手持式網(wǎng)絡學習系統(tǒng)在學科教學中的應用模式與方法。在諾基亞的“行學一族” 等移動英語學習研究和實踐的基礎(chǔ)上，上海電視大學的電大短信服務系統(tǒng)又進一步實現(xiàn)了成績查詢、班主任聯(lián)絡、大事提醒等功能，從而使我國移動學習的研究向真正的“ 移動交互教學” 邁出了第一步。目前，國內(nèi)已經(jīng)投入使用的移動學習系統(tǒng)基本都應用基于移動短信息的教學模式和基于移動連接的教學模式。

通過對國內(nèi)外移動學習平臺現(xiàn)狀的分析發(fā)現(xiàn)，移動學習平臺豐富了學習者的學習途徑，實現(xiàn)了學習者隨時隨地的個性化學習愿望。但是大多數(shù)移動學習平臺的移動終端基于WAP技術(shù)，實現(xiàn)了簡單的瀏覽服務器頁面功能，終端界面比較簡陋，在斷網(wǎng)情況下就不能學習。沒有充分發(fā)揮客戶端的性能，學習方式也集中在以短信息的形式。技術(shù)上的制約因素會導致移動學習應用范圍和功能上的限制，如不能訪問豐富的互聯(lián)網(wǎng)資源等。隨著4G技術(shù)的普及，移動學習會有更為廣闊的空間[3-9]。針對目前移動學習平臺的局限性，以及學習者的實際需求，本文設計移動學習平臺主要從以下幾方面考慮。

第一，4G技術(shù)在飛速發(fā)展，4G與3G，2G相比，提高了數(shù)據(jù)傳輸速率和多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務，另外，4G還可以提供多媒體郵件業(yè)務、視頻電話、無線點播業(yè)務等。將這些業(yè)務應用于移動學習可以大大地擴展移動學習的內(nèi)容和應用范圍，豐富移動學習中的資源庫。4G的優(yōu)勢使得制約移動學習的技術(shù)因素的問題迎刃而解。因此，目前關(guān)鍵是怎樣去利用4G的業(yè)務性能優(yōu)勢，去搭建一個功能豐富的移動學習平臺。

第二，只有當移動學習平臺提供的功能實現(xiàn)廣大用戶隨時隨地學習的愿望，能夠高效率地解決學習者身邊遇到的問題，才能被大眾所接受。因此，設計移動學習平臺最重要的是尋找適合于移動學習的領(lǐng)域，提供豐富的學習資源，使移動學習成為學習者所處的環(huán)境中必需的學習手段和方式，移動學習才會在人們觀念中被真正接受。

第三，中國的移動電話和計算機通信技術(shù)的發(fā)展、應用和擴張迅猛異常。PAD等手持終端設備在中國已得到廣泛的普及?；赪AP技術(shù)的客戶端功能簡單，主要功能在服務器段完成，沒有充分發(fā)揮客戶端的優(yōu)勢，選擇合適的客戶端開發(fā)技術(shù)，為學習者呈現(xiàn)美觀動畫的界面，能提高學習者的學習興趣，發(fā)揮手持設備的存儲功能，實現(xiàn)在線學習和離線學習的統(tǒng)一。

2 總體設計

在移動學習理論和原則的指導下，結(jié)合現(xiàn)階段的移動開發(fā)技術(shù)，依據(jù)多層體系架構(gòu)的穩(wěn)定性和可擴展性，充分考慮移動設備的特性，設計出具有移動特色的功能模塊。

2.1 設計原則

⑴ 合理定位原則。首先必須明確服務對象是誰，該平臺主要提供哪些方面的服務。本平臺實例服務于學生和教師，目標是讓他們可以不受時空限制，靈活自主地學習。

⑵ 支持多種學習模式原則。以學習者為中心，能夠支持個性化學習模式、協(xié)作學習模式和討論式學習模式等多種模式的學習，從而在真正意義上體現(xiàn)移動學習的靈活性和適應性。

⑶ 實現(xiàn)在線學習和離線學習相統(tǒng)一的原則。在移動學習中，應滿足學習者在線學習和離線學習的需求。在設計時需考慮在客戶端提供下載資源，滿足學習者離線學習的需求。將在線學習和離線學習相結(jié)合，可以使學習者能夠自由支配學習時間、選擇學習方式。

⑷ 界面設計友好、簡明的原則。由于移動設備的顯示屏大小有限，因此在界面設計時就應當做到界面簡明美觀；操作簡單，不需要大量的預備功能；提示信息準確、恰當。

2.2 功能模塊設計

本平臺分為管理員模塊、教師模塊、學生模塊。

2.2.1 管理員模塊

系統(tǒng)維護：管理員對移動學習平臺進行維護，對一些公告進行及時更新和刪除。

教師信息管理：對教師的個人信息進行添加和修改。

學生信息管理：對學生的個人信息進行添加和修改。

論壇管理：保證論壇的健康，刪除一些不良的留言。

2.2.2 教師模塊

查看接收信息：教師打開手機可以查看學生發(fā)的信息和管理員發(fā)的教務信息。

上傳資料：教師可以把一些學習資料上傳到服務器上，供學生下載和查看。

論壇交流：教師可以登陸到論壇上和學生進行互動，查看學生留在論壇上的信息。

接收和發(fā)送郵件：教師通過手持終端向不同的用戶發(fā)送郵件，也可以查看自己收件箱。

群聊：當有多個學生在登陸該系統(tǒng)時，教師可以和他們進行即時交流。

2.2.3 學生模塊

下載資料：學生可以對資源庫的資料進行下載，實現(xiàn)離線學習。

在線瀏覽：學生可以在線瀏覽一些文章。

在線視頻：學生通過該系統(tǒng)可以在線觀看教師的教學視頻。

群聊：學生之間或者師生之間如果都在線，可以進行實時交流。

收發(fā)郵件：學生可以發(fā)送郵件，查看自己的收件箱。

論壇交流：在論壇上學生之間、師生之間可以進行交流。

3 體系架構(gòu)

本平臺的架構(gòu)分為五層，公共基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)層、中間層、門戶以及接入設備層，如圖1所示，其中門戶和接入設備為表示層位于客戶端，中間層和數(shù)據(jù)層位于服務器端。

公共基礎(chǔ)設施是標準化的產(chǎn)品，采用云計算技術(shù)，通過虛擬化技術(shù)構(gòu)造虛擬資源池，提供動態(tài)彈性的資源擴展與配置?？梢圆捎肙penstack或VMware等云解決方案。

數(shù)據(jù)層主要用于教育資源（包括文本、視頻、音頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）、用戶數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)（結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）等的存儲并提供訪問，需要部署結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫做支撐。數(shù)據(jù)倉庫為智能化的學習數(shù)據(jù)分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

中間件層具有WEB服務器中間件、Cache、應用網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)服務、負載均衡、系統(tǒng)監(jiān)控、API接口等主要軟件，用于為系統(tǒng)提供基礎(chǔ)的軟件支撐。API接口用于對接主流MOOC平臺、對接微博微信等社交平臺、對接支付寶等支付平臺、對接學校信息化平臺（教務管理、財務管理、就業(yè)管理、學工管理、統(tǒng)一認證等），集成即時通信、短信等各類插件。此外還有備份工具等，實現(xiàn)災備。

門戶中集成學生學習、教師課程制作、平臺管理等功能，包括宣傳展示、身份認證、權(quán)限管理等基本功能。通過門戶網(wǎng)站學生和教師可以實現(xiàn)注冊、登錄、學習、教學組織、測評等核心工作。

平臺除提供個人電腦接入外，還能夠支持智能手機和移動設備的接入訪問，實現(xiàn)IOS版的APP和Android版的APP開發(fā)，使用HTML5技術(shù)支持移動設備。

4 結(jié)束語

移動學習是一個新興的研究領(lǐng)域，通過開發(fā)手持終端技術(shù)、移動通信技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)實現(xiàn)學習者隨時隨地學習、終身學習的目標。本文在參考大量的移動學習資料后，分析了當前國內(nèi)外移動學習平臺的研究現(xiàn)狀，借助最新的移動通信技術(shù)和成熟的移動開發(fā)技術(shù)（J2EE/J2ME），運用先進的設計思想（MVC）實現(xiàn)多層體系架構(gòu)，搭建一個為學生和教師在任何時間、任何地點通過手持終端設備發(fā)送請求和獲取信息的移動學習平臺，在手持終端實現(xiàn)信息的共享和綜合利用，幫助師生用戶將教與學從時間和空間的限制中解放出來，極大地提高工作學習效率，為其他高校實現(xiàn)移動學習平臺提供參考/借鑒，具有一定的應用價值。

參考文獻（References）：

[1] 黃榮懷.移動學習-理論·現(xiàn)狀·趨勢[M].科學出版社，2008.

[2] 黃榮懷.信息技術(shù)與教育[M].北京師范大學出版社，2002.

[3] 趙德偉，徐正巧，趙興強.基于SNS平臺的協(xié)作學習探討[J].現(xiàn)

代遠程教育，2009.

[4] 黃德群.移動學習研究對遠程教育的影響[J].中國遠程教育，

2005.12.

[5] 劉豫鈞，鬲淑芳.移動學習-國外研究現(xiàn)狀之綜述[J].現(xiàn)代教

育技術(shù)，2004.3.

[6] 賈國祥.基于3G手機移動學習平臺的研究[J].中國教育信息

化，2010.5.

[7] 周鑫戮.基于3G的泛在學習環(huán)境研究[J].四川教育學報，

2009.8.

[8] 葉成林，徐福蔭.移動學習及其理論基礎(chǔ)[J].開放教育研

究.2004.3：23-26

[9] 田越，謝康寧，謝百治.幾種移動學習方式的比較[J].中國醫(yī)學

教育技術(shù)，2004.2：73-75

[10] Tsvetozar Georgiev， Evgenia Georgieva， Angel Smrikarov.

M-Learning a New Stage of Е-Learning， http：//www.m-learning.org/knowledge-centre/m-learning-

research.htm.

[11] Jill Attewell.Mobile technologies and learning： A

technology update and m-learning project summary.LondonLearning and Skills Development Agency， http：//www.mlearrn.org.za/thesiss-full.html.

[12] Geoff Stead&Lilian Soon. Benefits and Hazards of

teaching with mobile devices，http：//www.m-learning.org/knowledge-centre/m-learning-research.htm.

[13] Dr.-Ing.RobertJ.Wierzbicki.EmergingIssuesinm-Learning，

http：//www.m-learning.org/knowledge-centre/m-

learning-research.htm.

[14] Mike Sharples.Beyond Mobile Learning--Designs for

mixed-reality， contextual and ambient learning，http：//www.m-learning.org/knowledge-centre/m-learning-

research.htm.