移動學習內容管理系統的研究與設計

【摘要】學習內容管理系統是移動學習管理平臺的重要組成部份。在分析研究內容管理系統、Moodle學習管理平臺以及移動學習資源特點的基礎上，提出了基于MySOL數據庫的移動學習內容管理系統的設計框架，并對其關鍵問題進行了探討。

【關鍵字】學習內容管理；移動學習；移動學習內容管理；內容管理

【中圖分類號】G434【文獻標識碼】B【論文編號】1009—8097 (2008) 07—0093—04

引言

隨著經濟與社會的發展，人們對新知識、新技能的學習需求不斷增長，現有的教育體系和學習模式已無法滿足人們與日俱增的學習需求，因此，教育開放化、終身化、全民化、個性化等教育理念便應運而生。人們渴望更新，更靈活的學習模式，尤其是受到現有教育體系和模式限制的各種人群。于是一種全新的學習模式――移動學習（Mobile Learning，即M-learning）便悄然而生。通過有效結合移動設備和移動計算技術，學習者可以隨時隨地學習，同時，無線網絡的發展也為移動學習的發展創造了良好的學習環境。但是，隨之而來的是移動學習中學習內容管理的問題。無論手持設備多么完善，無線網絡的速度多么快捷，若系統不能提供優質的學習資源和合理化的資源管理，人們就無法像期望的那樣進行學習活動，也就無法享受到先進技術所帶來的無線學習樂趣[1]。本文將對移動學習的內容管理以及其研究中出現的問題進行研究討論。

一 內容管理系統概況

內容管理是一個很寬泛的概念，從商業門戶網站到新聞系統再到個人的博客（Blog）都可以叫做內容管理系統。內容管理系統把系統中的內容(如文字，圖片等)從網頁中分離出來進行管理，并控制內容在頁面中的顯示。互聯網的廣泛使用推動了內容管理技術的研究和發展。IBM曾把信息管理定義為是數據管理DM（Data Management）和內容管理CM （Content Management）的集成，顯示出內容管理的重要性[2]。

內容管理系統的最大特點是內容管理和系統表現相分離。內容管理系統一般被抽離成3個層面：內容管理，模板管理和發布管理[3]。學習內容管理是內容管理在網絡學習應用方面的一個分支，將學習內容從系統中抽離出來，以學習對象的形式存儲在數據庫[3]和標準文件系統中。它圍繞如何管理知識內容，使學習者和知識的創建者對知識的管理、獲取、使用、傳播更加人性化，從而提高學習者的學習效率以及適應性。學習內容管理因其獨特的針對性，成為E-learning（電子化學習）和M-Learning（移動學習）的研究重點，目前，E-learning學習內容管理系統的設計、開發與應用在國外比較成熟，在此基礎上設計的系統也越來越復雜，功能也越來越強大。國外在此相關領域的理論研究也處于領先地位。

學習內容管理系統（Learning Content Management System，LCMS）主要是為用戶提供一個可以制作學習內容、存儲學習對象、管理學習內容和動態發布個性化學習內容的網絡教育應用系統[4]。目前國際市場上的學習內容管理系統以Docent，Click2Learn ASPEN，Giunti Learn eXact，WBTSystem TopClass，LogicBay LogicBuilder，OutStart Evolution，Blackboard和Moodle等最為成熟。

其中WBTSystem TopClass定義了完整的系統架構，包括七大模塊，分別是：TopClass LMS提供進階的目錄和登錄管理服務；TopClass LCMS是核心學習內容管理平臺；TopClass Competence 提供權限和資源下載管理；TopClass Mobile提供移動裝置下載功能；TopClass Publisher提供基于網絡、AICC以及SCORM等格式的資源轉換功能，轉換后的資源可存儲為可重復使用的學習元件；TopClass Virtual Classroom提供多種虛擬教室方案以及在線學習功能；TopClass XML Toolkit提供TopClass與環境平臺的資源整合[5]。LogicBay LogicBuilder有相當嚴謹的功能和架構，平臺設計注重教材的開發、組織和管理功能，主要由3大系統組成：Learning Studio提供教材資料庫的存取和教材內容組合；Content Repository and Development Server負責存取XML內容以及資料庫物件；Personalized Learning Server提供動態、個性化教材服務器端的執行環境，其復雜的功能也相對提高了內容創建者的學習門檻[5]。OutStart Evolution則提供了教材開發、教材管理、教材傳送以及學習管理評估四大功能模塊[5]。賽爾畢博開發的Blackboard Learning System是一套用于加強虛擬學習環境、補充課堂教學和提供遠程教學的平臺。Blackboard Learning System擁有一套強大的核心功能，使教師可以有效的管理課程、制作內容、生成作業并加強協作，從而協助學校達到與授課、交流和測驗有關的重要目標[6]。

以上產品所提供的學習內容管理系統均是基于互聯網絡的，以傳統PC機為學習終端的學習內容管理系統，雖然它們功能不盡相同，但這些系統一般都提供內容創建，內容管理，內容發布，以及適應標準[7， 8]。盡管也有較為成熟的學習內容管理系統，但是在實際的應用和推行過程中，由于系統接口復雜，對內容編輯者有較高的門檻，以及系統對個性化學習支持不夠等因素，導致系統的實際使用效果并不令人滿意。尤其對移動學習資源的管理和制作存在嚴重缺陷，并且專門基于無線網絡終端（如手機、PDA）的學習內容管理系統的研究還相對較少。目前以意大利Giunti labs實驗室所研究的eXact Mobile移動學習內容管理系統最為出眾。

eXact Mobile是首個商業性的移動學習內容管理解決方案，它為移動學習者提供基于位置和上下文感知的無處不在的移動內容傳遞[9]。 eXact Mobile也是learn eXact的一個新插件，通過使用世界主流的移動設備，編輯者可以靈活、無縫地創建、管理和傳送符合SCORM規范的學習內容，并可以隨意對learn eXact學習管理系統組件互操作，同時兼容第三方學習管理系統[10]。eXact Mobile通過移動UMTS、Wi-Fi和GPRS設備提供對學習管理系統的訪問，并且在學習方案規劃中具有極大的靈活性。eXact Mobile同時也會將跟蹤信息反饋到學習管理系統，讓學習者和移動工作者根據學習規劃始終使用最方便的設備[9]。

目前國內研究的學習內容管理系統都是針對E-learning，專門針對移動學習內容管理的研究還很少，因此，研究支持移動學習的內容管理系統很有必要。本文的目標是創建一個基于移動學習系統的內容管理平臺，研究其實現過程中應該注意的問題，以便實現對移動學習教育資源便捷、有效、可靠的管理，實現數據信息資源共享，方便內容錄入以及快速、準確查詢，最重要的是為移動學習提供穩定的學習內容后臺支持。

二 移動學習內容管理系統的特點分析

移動學習內容和網絡學習內容有很多共同點，它們都是數字化學習資源。與E-learning相比，移動學習具有移動

性、便攜性、個性化、片斷化等特點。同時，由于移動學習終端在存儲空間、處理能力、顯示模式等方面的限制，與E-learning相比存在一定的局限性[1]。基于這些限制因素，我們在研究中應該注意以下幾個方面：一，學習內容的選擇。移動學習內容不同于以往的課件，它應該是對正常教學的補充，所以內容應該更加短小、精悍，并且具有少輸入，易于操作的特點，便于學習者利用零碎的時間來學習。二，內容的顯示格式。內容格式要盡量方便終端顯示，使用“小圖片＋文本”的形式，文本占主導地位，不應該一味的追求多媒體效果，盡量將聯系緊密而差別大的內容聯系在一起，以提高學習者的興趣。三，內容組織。內容前后要具有極強的邏輯性，方便學習者在短時間內消化知識。

由于終端設備的多樣性，針對終端顯示編寫不同的模板也是移動學習內容管理的一個重要方面。學習內容的最佳顯示在某種程度上還可以激發學習者的學習興趣。

如今，提供靈活方便的系統，設計適合終端顯示的資源，提供內容的快速檢索，以及對學習內容的有效管理就成為移動學習內容管理系統迫切需要解決的問題。

三 移動學習內容管理系統的框架設計

在移動學習系統中，學習者使用不同的移動終端通過無線網絡連接校園網從而訪問移動學習服務器，而管理員和教師則直接通過PC機連接校園網，對移動學習內容進行維護。移動學習系統拓撲圖如圖1所示：

從圖1我們可以清楚的看到，移動學習內容管理系統是移動學習系統服務器端的一部分，是整個移動學習的內容支撐基礎。根據以上對內容管理系統、學習內容管理系統、移動學習內容管理系統的研究和分析，本文設計了移動學習內容管理系統的框架結構，如圖2所示：

本系統支持B/S結構，移動學習內容管理系統的主要管理工作集中在服務器端的業務邏輯層和數據層。

1 移動學習內容管理層（業務邏輯層）：主要是完成邏輯處理，實現表示層和數據層之間的通信。數據訪問顧名思義是對數據庫進行各種操作訪問，并交由業務邏輯層來調用繼而完成邏輯處理。本層所實現的具體功能包括內容的創作編輯，存儲管理，用戶管理，配置管理，音視頻管理，內容檢索，資源管理等。

2 數據層：數據層是整個系統操作、管理的基礎，主要存放數據庫中的數據表和文件系統中的各種數據和文件，所有內容和信息的錄入、刪除、修改、檢索、瀏覽以及統計都是基于本層進行的。

四 基于Moodle的移動學習內容管理系統的關鍵問題探討

本系統基于開源Moodle（魔燈）課程管理系統，Moodle是由澳大利亞教師Martin Dougiamas博士主持開發的學習管理系統，該系統是一套基于“社會建構主義學習理論”設計開發的開放源碼的軟件，它能夠幫助教師高質量的創建和管理網絡課程[11]。Moodle提供內容管理、論壇、測驗、作業、聊天、選項表、日志、標簽、WiKi和調查等功能。它主要為課程設計提供在線課程編輯平臺，同時也為學習者提供一個在線的學習環境。Moodle平臺采用模塊化的結構設計和面向對象的開發方法，從系統架構上說，符合當前流行的三層B/S結構，基本實現了數據訪問，業務邏輯和用戶界面的分離，具有良好的靈活性和擴展性[11]。系統的開發運行環境是LAMP（Linux＋Apache＋MySQL＋PHP），當然Moodle軟件也可以在Windows系統下運行。本系統是基于Moodle課程管理系統，結合移動學習方式、學習者的需求以及移動學習內容特點等諸多因素，對Moodle系統做適當改進，使其為移動學習提供內容管理支持。本系統主要從以下幾個方面進行研究：

1 數據庫的設計

在Moodle軟件系統中，結構化的內容存儲在開源關系數據庫MySQL中，文章所研究的Moodle 1.8版本的數據庫中一共有214個數據表，數據表雖然很完善，但由于應用環境的不同，它在支持移動學習內容管理方面還存在缺陷，重新添加數據表并設計數據表之間的關系是實現移動學習內容管理系統的第一步。數據庫中應該增加一些移動學習環境下需要記錄的信息，如用戶信息、設備信息、課件信息、交互信息等數據表。本文針對不同的移動設備設計相應的資源，當用戶接入網絡，請求服務器，服務器則根據用戶的注冊信息，首先對用戶設備進行識別，然后提取適合用戶終端顯示的內容返回給用戶。其中終端設備數據表的字段涉及終端設備型號、屏幕大小、標記語言支持、圖像格式、內存大小、色彩支持、瀏覽器特性等屬性。在課件存儲表中，擴展課件存儲表字段，增加課件描述字段，以便快速關聯到相應的終端設備。

2 移動學習課件制作工具的設計

目前的課件開發都是先使用課件編輯工具來開發內容，然后通過整合工具，進行內容包裝，這對課件的編輯者來說，存在一定的難度。因此設計所見即所得的在線課件編輯工具是目前需要解決的問題之一。設計課件在線編輯工具的時候，首先要考慮課件使用終端的屏幕大小，提供課件編輯模板選擇，不同的模板應用于不同的顯示終端；其次是課件屬性的描述，課件屬性元數據的選擇可以為用戶搜索提供依據，提高搜索效率；最后是內容添加和存儲，學習內容應該存儲到課件資源庫的數據庫表內，方便用戶檢索。課件編輯工具可以實現課件的快速制作和入庫，并保證課件的完整性。

3 多媒體文件管理模塊的設計

隨著無線網絡的發展，3G時代的到來以及移動資費的不斷下調，使用手機下載音/視頻文件的速率和資費問題也將得到有效解決，同時也對服務器端的內容提出了新要求――提供可供用戶瀏覽、下載的多媒體文件，而Moodle本身并不提供對多媒體文件的管理。因此，本系統設計了多媒體文件管理模塊來支持用戶需求。此模塊中的多媒體信息記錄在數據庫中，分別建立音/視頻以及Flash文件的存儲表，數據表中存儲多媒體文件的基本屬性信息以及存儲的路徑，而原始的多媒體文件則存儲在本地磁盤中。根據不同的角色權限，用戶可以通過提供的檢索功能發現、瀏覽以及下載多媒體文件。多媒體文件管理模塊的用戶訪問權限圖如圖3所示：

4 移動學習內容搜索的設計

由于Moodle設計的搜索功能不夠強大，很多已有的課程因為檢索語輸入的不夠準確而無法搜索到，嚴重影響學習者的學習積極性。因此，要建立強大搜索引擎也是移動學習內容管理的一個主要任務。針對存儲內容的數據表，建立基于關鍵字的精確搜索和模糊搜索，進一步實現站內的簡單搜索和多級搜索功能，從而為學習者查找內容提供方便。同時還可以通過建立目錄樹查找來實現對內容的檢索。

五 總結

本文在分析內容管理系統的基礎上，總結了移動學習內容管理系統的特點，提出了移動學習內容管理系統的框架，并在研究、分析開源軟件Moodle的基礎上，討論了支持移動學習的內容管理的關鍵問題。在后續的研究工作中，將進一步研究移動學習以及學習內容的相關標準，制作符合國際規范的移動學習課件，實現移動課件的標準化，為移動學習提供功能完善的內容管理系統。

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參考文獻

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[9] Giunti Labs S.r.l， Genoa，Italy[EB/OL].< http://www.giuntilabs.com/info.php?vvu=34，2008-05-20/2008-05-23.>

[10] Giunti Labs S.r.l， Genoa，Italy[EB/OL].

[11] 李貴春，王大勇.Moodle課程管理系統研究[DB/OL].中國科 技 論 文 在 線. [EB/OL].

Research and Design of M-learning Content Management System

YANG Yan-yan LI Xiao-cong GAO Min

(School of Electronics and Information， Northwestern Polytechnic University， Xi’an， Shaanxi 710072， China)

Abstract: Learning Content Management System (LCMS) is an important component of Learning Management Platform. On the basis of research and analysis on Content Management System， the architecture of Moodle Learning Management Platform and the characteristics of the M-learning resources， it proposes the framework of M-Learning Content Management based on MySQL， and probes the critical problems of it.

Keywords: Learning Content Management; M-learning; M-learning Content Management; Content Management