移動學習應用模式研究綜述

【摘要】移動學習已成為教育技術領域研究的熱點之一，其應用模式具有多樣性，采取合適的應用模式對移動學習項目的開展非常重要。文章在廣泛調研國內外已有移動學習項目和案例的基礎上，結合移動學習的特點，從知識傳遞－情境認知、個人學習－協作學習、正式學習－非正式學習三個不同的維度對移動學習應用模式進行了分類，并通過對已有模式的分析對移動學習應用發展趨勢進行了展望。

【關鍵詞】移動學習；應用模式；情境學習；移動協作學習；非正式學習

【中圖分類號】G40–057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097 (2008) 10—0064—05

一 概述

移動通信技術和移動終端設備的發展，不僅為學習提供了新的媒體和工具，而且給學習者帶來了新的學習方式，進一步促使學習理念的變革。這種新的學習方式通過滲透、關聯、混合傳統的學習模式，促進情境學習、非正式學習、協作學習等學習理念的創新性實踐。

傳統的課堂教學以基于符號的知識傳遞為主，由于移動通信技術和終端設備的引入，我們可以進入真實的工作或問題情境中學習，促進情境認知。個人學習和協作學習是兩種重要的學習組織形式，由于受設備和空間的限制，傳統的協作學習存在一些約束條件，移動技術支持的協作學習（MCSCL）能彌補協作學習（CL）和計算機支持的協作學習（CSCL）的許多不足。移動技術不僅能在正式學習場合得到很好的應用，它所支持的片斷學習和零散學習更能有效地支持非正式學習的發展。結合國內外已有的和正在進行的移動學習項目和案例，我們將從知識傳遞－情境認知、個人學習－協作學習、正式學習－非正式學習三個不同的維度來闡述移動學習的多種應用模式，分析維度如圖1所示。

二 從知識傳遞到情境認知

1 基于知識傳遞和反饋的移動學習

余勝泉教授在2007年提出了移動學習從知識傳遞到認知建構、再到情境認知的三代發展理論。在移動學習興起的初級階段，人們自然想到利用移動設備的便攜性、移動性和無處不在的通信，將原來在電腦上運行的課件遷移到手持式設備中，使用移動通信技術傳遞原來通過網絡傳遞的內容[1]。這種基于知識傳遞和反饋的典型移動學習應用模式有課堂即時信息反饋系統，基于內容推送的移動學習服務、播客等。

（1） 課堂即時信息反饋系統

課堂即時信息反饋系統是一種在教室中使用的，基于無線網絡支持交互的課堂反饋系統。在課堂上，學生每人手中拿著一個與計算機連接的手持設備，參與隨堂測驗、統計、游戲比賽等活動。老師根據根據學生反應數據，能馬上診斷學生的學習情況，及時補救教學。系統收集的各種反饋數據還可用于課后對學生的分析研究。典型的課堂即時信息反饋系統有新加坡的MobiSkoolz系統和日本的BSUL環境等。

MobiSkoolz項目于2001年在新加坡的一所中學啟動，起初由40名學生和10名教師參與研究。該項目使用學校已有的Internet平臺和新增的移動設備來增強學習和教學環境，支持無線學習。學生可以很方便地在線獲得作業、進行在線測試和查看測試分數等[2]。

日本德島大學開發的BSUL（Basic Support for Ubiquitous Learning）環境通過在課堂上使用PDA和無限網絡幫助教師和學生在較短的時間內完成出勤檢查、材料分發、報告和作業提交、小組創建和學生反饋等任務，同時促進學生積極參與課程活動，在不影響正常課程流程的情況下提高教學與學習的效率[3]。

（2） 基于內容推送的移動學習服務

基于內容推送的移動學習服務是指通過使用短消息、WAP等方式，將以文字和圖片為主的學習內容推送到學習者的移動設備上。這種內容推送既可以是單向推送，也可以實現一定的交互性，如根據學習者的輸入或選擇動態推送內容。

世界范圍的MOBIlearn項目中在多個領域和專業進行了實驗。學習MBA課程的學生通過移動設備獲得課程總結、考試準備、其他信息以及學習重點等；學習醫療保健職業的學生，通過移動設備獲得最新的專業知識等[4]。

在歐洲“Form E-Learning to M-Learning”項目中，NKI網絡學院的學生可以將學習內容下載到移動設備上供離線學習，這些內容包括前言、單位介紹、學習單元和其他資源等[5]。

英國Westmister大學開發了具有自動回復功能的多項選擇題短信測試系統，測試者通過短信息的方式回答教材中的測試題后，除了能夠收到正確率等反饋信息，還能收到下節課的主題信息和需要事先瀏覽的網站信息[6]。

（3）播客（Podcasting）

Podcasting源自蘋果公司的“iPod”與“廣播”(broadcast)的合成詞，它是RSS技術與MP3播放器結合的產物，就是把預先錄制的MP3音頻文件發布在Blog上，利用相關的RSS訂閱軟件（如iPodder），定制并將這些MP3文件自動下載到本地電腦上播放，這些MP3文件還可以轉移到便攜式MP3播放器上，在移動中隨時播放[7]。

美國的普渡大學最近推出了BoilerCast網站，已有37門課開始通過這個平臺向學生提供教師的授課Podcast。教師在課堂上用錄音筆或iPod把教學過程的聲音同步錄制下來，并用音頻編輯軟件編輯生成mp3文件，然后發布到網站上，學生可以下載這些課堂錄音文件到自己的電腦和隨身mp3播放器中隨時收聽。這種方法使教師的課堂教學得到延伸，學生可利用這些mp3文件來溫習課程和補充筆記。美國斯坦福大學、杜克大學、辛辛那提大學、Arizona大學等也有類似的實驗項目[8]。

2 移動技術支持的情境學習

移動技術不僅能支持傳統意義的知識傳遞，更能支持在真實問題情境和社會文化背景下的情境學習。情境學習理論強調知識具有情境性，學習者應該在情境中，最好在真實活動和文化背景中學習知識，鼓勵協作與互動。移動終端設備和移動通信技術為我們在真實的問題情境、工作活動、文化背景中開展情境學習提供了獨特的機遇。在移動情技術支持的情境學習中，移動設備不再是傳統的資料呈現和內容傳遞工具，而更多的是學習者知識建構的工具，它可以幫助學習者在真實的情境下進行意義建構[9]。移動技術支持的情境學習又可分為多種學習范式，主要包括基于問題解決的移動學習、移動探究性學習、情境感知學習和參與模擬的體驗式學習。

（1） 基于問題解決的移動學習

學習者在學習或工作場景中通常會遇到各種問題，在問題發生的真實情境中即時解決這些問題對學習者掌握與問題相關的知識和技能非常關鍵，移動技術和移動設備為即時問題解決的學習提供了便利。

英國利物浦約翰莫瑞斯大學的數字內容國際中心，設計了一個利用PDA對實習醫生進行教育的系統。實習醫生在對病人的護理過程中，根據病人病情發展，通過PDA和無線因特網獲取醫療和保健的多媒體學習信息，同時還可以利用無線網絡向乳腺癌專家詢問專門的主題知識[10]。

日本德島大學設計和開發了一個叫做LOCH（Language-learning Outside the Classroom with Handhelds） 的普適語言學習環境。在這個環境中，教師給學生指派具體的調查和交流任務，學生走遍全城在真實場景中與別人對話，完成這些任務，在完成任務過程中如果遇到語言上的障礙可以通過無線通信即時獲得教師的幫助，最后每人分享各自的學習經歷。該項目把在教室里獲得的語言知識和學生在日常生活中的實際需要結合起來，使學生在真實情境中進行語言的應用和反思[11]。

（2） 移動技術支持的探究性學習

與基于問題解決的移動學習類似，移動技術支持的探究式學習也強調學生的自主探索，但探究性學習并非以問題的解決為主要目的，而主要使學習者體驗探究過程，在探究活動中加深對知識的理解和應用。在移動技術支持的探究性學習中，移動技術的主要功能包括檢索信息、搜集資料、數據記錄、信息共享、協作交流等。

我國臺灣中央大學設計的BWL蝴蝶觀察學習系統支持學習者在戶外進行探究性學習。學生在蝴蝶觀察活動中攜帶具有拍照功能的PDA，對觀察到的蝴蝶進行拍照，然后通過基于內容的圖片查詢技術，查詢蝴蝶的相應的信息。如果系統中沒有拍攝的蝴蝶的信息，則通過日志子系統將該章圖片及信息記錄下來，加入原有系統中。該系統可以幫助學習者提高查詢、決策、檢查、修改的能力，充分發揮了無線網絡技術和移動學習系統的優勢[12]。

（3） 情境感知學習

情境感知學習（context-aware learning）是指學習系統通過感知學習者的具體情境將相關的學習內容自動推送給學習者。這種應用模式與基于問題解決的學習和探究性學習相比，更能有效地促使學習者在具體情境中學習。通過使用RFID標簽、GPS定位等技術，目前移動技術支持的情境感知學習主要能對時間、地點、標簽等要素進行感知。

我國臺灣中央大學開發的博物館導航系統利用標簽技術、移動通信技術和移動設備創造出情境化學習環境和提供專家級的向導。當用戶攜帶移動設備接近某件展品時，移動設備通過感知展品的標簽信息，以文字、音頻、視頻等形式向用戶呈現展品的來歷、相關事件等詳細信息，使游覽者不只是看到展品，還能輕松、深刻地學習它的相關知識[13]。

為了支持外國人學習日本的禮貌語表達，日本德島大學開發名為“Ubiquitous-Learning System for the Japanese Polite Expressions” （ULSJPE） 的日本禮貌語表達學習輔助系統。在該輔助系統的支持下，學習者攜帶移動設備進入某些場景，如商場、餐館等，設備移動通過感知學習者的位置或根據學習者的查詢，為學習者呈現與情境相關的禮貌表達語[14]。

（4） 參與模擬的體驗式學習

隨著技術的不斷發展，移動設備的交互和顯示能力得到進一步的增強，學習者不但可以將移動設備帶入真實的學習環境中，還可以利用移動設備的模擬和演示功能，對不易接近的學習情境進行動態模擬。學習者攜帶具有網絡功能的移動設備沉浸在一個動態模擬系統中，參與學習活動，能夠快速看到自身活動對于整個系統的影響，他們不僅只是觀看模擬，而且自身就是模擬系統的一部分，這種學習模式被稱為“participatory simulations”（共同參與模擬仿真）。

Savannah是NESTA未來實驗室為主組織的一個研究項目。該項目主要探索使用移動設備為學生提供一種豐富的模擬的交互性學習經歷，促進知識建構。在這個項目中，學生扮演非洲草原上的某種動物角色來學習與這個動物有關的知識。比如，學生在野外扮演獅子的角色，在100米范圍的野外漫步，通過和虛擬的Savannah交互來探索和體驗獅子的感受。每個學生攜帶一個配有GPS追蹤系統的PDA，它允許學生在他們正在探索的虛擬Savanna環境中看、聽、聞、查各種環境和獅子自身的參數信息。此外，模擬環境還有一個休息居住區域，在離開野地后他們可以回到這兒進行進一步的思考、學習、制定策略，比如如何成功捕食，如何才能在虛擬的草原中生存下來等[15]。

三 從個人學習到協作學習

1 移動技術支持的個人自主學習

個人自主學習是指學生在教師必要的指導下使用多種方式和途徑，以個體為單位進行能動的學習活動。前面所舉的支持知識傳遞和情境認知的移動學習許多案例都是針對個人自主學習，如世界范圍的MOBIlearn項目、普渡大學的BoilerCast網站、英國利物浦約翰莫瑞斯大學支持實習醫生學習的移動學習系統、臺灣博物館參觀導航系統等。

2 移動技術支持的協作學習 （MCSCL）

移動技術不僅能有效地支持個人自主學習，更能克服傳統協作學習遇到的一些障礙，推動協作學習創造性的應用和發展。

協作學習（Collaborative Learning ，簡稱CL），是學生以小組形式參與、為達到共同的學習目標、在一定的激勵機制下最大化個人和他人習得成果，而合作互助的一切相關行為[16]。它以建構主義學習理論和社會認知學習理論為主要理論基礎。協作學習主張將教學內容精心設計為各個任務，學習者以小組的形式一起進行學習，各自擔當一定的角色，共同完成某一任務或解決某一問題。協作學習強調學習者的創造性、自主性、社會性和互動性。

計算機支持的協作學習（Computer—Supported Cooperative Learning，簡稱CSCL）是指利用計算機技術（尤其是多媒體和網絡技術）來輔助和支持協作學習。它是在計算機的支持下，通過協作的方式，利用人機交互的協同效應和計算機信息傳播與處理的優勢來最大化共同體和個人學習績效的一種新的學習方式。雖然許多學者研究表明成功設計的CSCL行為能夠對小組成員間的協作、交流和知識共享等方面提供良好支持，但CSCL也存在一些不足，比如學習者空間位置固定，與現實活動或工作場景的整合性差等。

移動技術支持的協作學習（Mobile Computer Support Collaborative Learning，簡稱MCSCL）是教育技術中一項新的研究領域，其研究的主要內容是在無線網絡環境中協作學習者知識的有效構建以及如何實現這個過程。2005年6月在我國臺灣中央大學召開的第七屆CSCL 2005國際會議上許多學者對MCSCL議題進行了熱烈地討論。

從世界范圍看，MCSCL研究已經取得了一些初步成果。很多研究表明，MCSCL能夠填補CL和CSCL的弱點，當小組成員在一個相同的空間中開展協同學習時，無線交互的移動設備因其移動性和小屏幕等特點，能夠增強學習信息交換中空間的可用性，在交互行為和小組規模上具有較大的靈活性，促進社會化的交流和真實活動場景下的交流，提高協作學習質量。此外，移動設備小巧、便攜，而且輻射強度要比桌面電腦低得多，降低了對學生的身體健康、視力等負作用。當然，MCSCL也有一定的局限性，如設備的局限、成本問題等。目前，在移動技術促進協作學習的信息交流、知識共享、協同知識建構等方面已有許多成功的案例。

日本東京大學的交互技術實驗室組織了小學生利用移動設備和SketchMap軟件開展戶外協作學習活動。每個小組使用集成有USB照相機和GPS定位器、裝有他們開發的SketchMap軟件的平板電腦，在GPS定位器的幫助下，將學校附近的地圖繪制出來，并拍攝典型位置的圖片，記錄他們所發現的信息，然后在課堂中進行共享。這個學習活動不僅有效地強化了學生對地圖的理解，訓練了他們使用和繪制地圖的能力，并且還鍛煉了他們獲取信息和分享信息的能力[17]。

瑞典Vaxjo大學開發的C-Notes是一種能夠促進學習者們利用移動設備分享、協商和交換各自觀點，以支持協同知識構建的移動工具。這種工具可以讓學習者在閱讀和學習過程中標記他們覺得有用的觀點和知識等，使用標記出的觀點、知識等數據可以被用來來交換、融合和可視化這些概念，促進學習者之間的協同知識建構和管理[18]。

美國密歇根大學開發出的Pocket Pico Map是一個以學習者為中心的移動概念圖軟件，用于在掌上電腦上繪制概念圖。Pocket Pico Map使用了一系列的腳手架（scaffolding）技術和搭建技術（elicit articulation），幫助學生描述他們創建的概念和關系。實驗結果表明，學生可以在課堂能創建獨立的概念圖，而且可以彼此共享概念圖和參與協作學習[19]。

四 從正式學習到非正式學習

移動技術不僅可以應用在課堂教學中，也可以使用在課堂教學延伸的戶外學習部分，還可以用來支持公共教育和個人非正式學習。正式學習和非正式學習的界限不是嚴格區分的，而是過渡性的，下面分別從課堂教學、戶外學習、公共教育、個人非正式學習等四個方面來闡述移動技術在正式學習和非正式學習中的應用，這四種學習從前到后非正式性越來越強。

1 移動技術在課堂教學中的應用

CUMTEL（Classroom、Ubiquitous and Mobile Technology Enhanced Learning）是從第二屆國際移動和普適學習環境專題會議（MULE 2007）總結的概念，該概念強調利用移動和普適技術強化教室的技術環境。在這個概念提出之前，在世界范圍內已有大量研究移動技術在課堂教學應用的項目。

前面提到的新加坡的MobiSkoolz系統和日本的BSUL環境都是移動技術增強課堂教學的典型環境。臺灣的Ad hoc 教室系統和電子書包項目是另一個移動技術在課程教學中應用的項目，該項目由臺灣教育部門支持，由Aletheia大學和臺灣中央大學聯合開發。項目內容包擴：一是開發無線平臺供師生用于建立一個ad-hoc虛擬教室，并且可以在該教室中進行教學活動；二是為學生創造一個自我激勵學習的環境[20]。

2 移動技術對戶外學習的支持

戶外學習是隨著移動技術和移動學習理念發展而產生的一種延伸傳統課堂教學的教學活動。教師通過活動組織和適當的遠程幫助，重點培養在戶外探索活動中獲取信息、發現問題、應用知識的能力，以深化學生對知識的理解和提高學生的實踐能力。

前面提到的日本東京大學的SketchMap應用實驗已充分體現了移動技術對戶外學習支持的優勢。我國臺灣中央大學開發的鳥類觀察學習系統Bird-watching Learning System （BWL）是另一個典型的戶外學習支持系統。這個項目開始于2001年，結束于2004年，其目的在于利用最新的無線技術構建一個戶外移動學習環境幫助學生進行鳥類觀察的學習。該系統利用無線ad-hoc網絡環境，每個學習者配備一個含有WiFi無線網卡的PDA。臺灣的三所初中的學生參與了利用BWL系統進行鳥類觀察的實驗，對他們實驗的評估結果表明利用BWL系統可以提高學生的學習效果，而且比預想的結果還要好[21]。

3 移動技術在公共教育的支持

移動技術在博物館、展覽館等公共教育機構也得到了廣泛的研究和應用。

前面提到的我國臺灣中央大學開發的博物館導航系統使用移動技術和移動設備為參觀者呈現更多關于展覽品的文化歷史信息。日本的Musex系統支持多人在博物館中協作學習，通過使用PDA協作回答問題，同伴之間通過PDA相互交流，促進了對展品的理解[22]。挪威的Gidder項目支持跨越教室和博物館環境的學習，通過使用Wiki網站和移動電話技術支持學習者對藝術品進行協作解釋，不僅支持在博物館參觀過程中的學習，同時也支持參觀前的準備工作，以及參觀后的修改和復習[23]。

4 移動技術對個人非正式學習的支持

隨著非正式學習越來越重要，很多移動設備生長廠商和移動學習研究機構對移動技術支持的非正式學習開展了大量的研究和實踐，如Nokia公司推出的“行學一族”。“行學一族”項目于2007年5月底正式發布，主要針對于中國的手機用戶，特別是有一定學習需求的學生和白領群體，目前提供的學習內容主要包括為外語和日常生活技能等。該系統基于服務器/客戶端架構，服務器地址為http://www.mobiledu.cn，手機用戶通過PC機或者手機下載客戶端安裝包，在支持Java的手機終端上安裝并注冊后，通過訪問wap.mobiledu.cn可以進行線學習[24]。

五 總結

本文從知識傳遞－情境認知、個人學習－協作學習、正式學習－非正式學習三個維度分析了移動學習已有的應用模式，通常一個移動學習項目綜合包括了這幾個維度的特征。在設計移動學習項目時，可以同時從這幾個維度進行思考。一般而言，移動技術在支持情境認知、協作學習、非正式學習方面有更獨特的優勢，移動技術支持的情境學習、協作學習和非正式學習在很大程度上將代表移動學習的發展趨勢。

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