基于WAP的移動學習系統研究與設計

余遠波 陳明銳 王道霞

摘 要:如何充分有效地將移動計算技術應用于教育,正在成為當今的研究熱點。為了適應現代教育技術的發展,促進醫學教學改革的要求,在分析移動學習現狀的基礎上,結合醫學院校的實際需求,設計了基于WAP的移動學習系統的體系結構,對系統的各功能模塊進行分析與設計,描述系統的開發與運行。在教學實踐中應用該系統實現基于瀏覽連接的移動學習,驗證了系統的可行性,為移動學習在醫學教育中的進一步應用奠定了基礎。

關鍵詞:移動學習;WAP;醫學教育;教學改革

中圖分類號:TP311;G40[CD*2]057

文獻標識碼:B

0 引 言

移動學習是利用無線移動通信網絡技術以及無線移動通信設備獲取教育信息、教育資源和教育服務的┮恢知新型學習形式。其目標是實現任何時間、任何地點、任何方式的教學活動。

國外對移動學習的研究始于1994年卡內基梅隆大學開展的研究。此后,美國在移動學習領域的研究主要集中在高校和中小學,并側重關注利用新型移動設備幫助改善教師的教和促進學生的學。從世界范圍看,歐洲的移動學習研究活動更為活躍,研究和應用相對廣泛。

國外關于移動學習的典型研究有歐盟《數字化歐洲行動研究計劃》中開展名為“MOB Ilearn行動”的移動學習專項研究計劃、愛立信等商業公司開展的“移動學習”項目等。國內典型研究有北京大學現代教育中心教育實驗室承擔的教育部高教司試點項目[CD2]“移動學習理論與實踐”、北京師范大學教育技術學院承擔的“手持式網絡學習系統在學科教學中的應用研究”等。

目前不管移動設備是否受到歡迎,它們正在尋找進入課堂的路——從學生的口袋進入課堂,因此必須確保教育實踐以多產的方式來引進并使用這些技術。未來屬于無線。

1 移動學習在醫學院校的應用

隨著通信網絡和移動終端的發展,在醫學院校開展移動學習的硬件條件已經初步具備。在醫學院校開展移動學習是必要而迫切的。

1.1 移動學習教學模式的應用

移動學習本身就是對現有教學模式的改革。醫學院校的教學,特別是臨床教學,經常采用基于問題的學習(PBL),而目前的PBL教學需要有固定的時間、固定的空間進行教學,在醫學移動學習平臺中設計針對PBL教學的功能可能會打破目前PBL教學的時空限制,但是可以提供新的教學形式以完成PBL教學。

1.2 移動學習課程的應用

根據目前移動學習的理論,認為移動學習適合“片狀”、小知識點的學習,醫學課程中有一部分課程適合移動學習。比如《心臟聽診》,有各種各樣的聽診聲音,需要學生反復聽,以強化心臟聽診的能力,這類課程可以建設成移動課程,幫助學生隨時隨地通過練習、游戲、交流完成學習,強化聽診能力。

目前我校已建設的網絡課程有上百門,素材庫有┤萬余條數據,數字化教學資源已經初具規模。但在使用這些豐富的教學資源時需要互連網和計算機,因而不能滿足師生隨時隨地的需求。如果能夠選取一部分典型的資源,經過某種轉換后,通過移動通信網絡,就可以使師生方便地使用這些資源。

1.4 廣大醫護人員隨時隨地學習的需要

醫學知識更新速度很快,廣大醫護人員也需要及時更新相關知識。隨著移動通信網絡的發展和智能終端的普及,醫護人員可以通過移動學習系統方便地了解最新的醫學知識。

2 系統分析與設計

2.1 系統體系結構

移動學習系統的系統結構,如圖1所示。

移動學習系統分為表示層、業務邏輯層和數據服務層。其中,表示層位于客戶端,業務邏輯層和數據服務層位于服務器端。

2.2 系統功能分析與設計

結合醫學院校的實際設計了醫學移動學習系統的功能模塊如圖2所示。

(1) 用戶管理。

用戶信息管理完成用戶注冊,并對用戶的權限進行設置與管理。該系統中有四種用戶類型:學生、醫護人員、教師、管理員。

(2) 課程編輯與管理。

課程學習是學習系統的主要功能,主要提供的功能有:移動學習資源的在線瀏覽;移動學習資源的本地運行;移動學習資源的下載。

(3) 作業或評估管理。

作業模塊提供網上作業的功能。學習者可上傳作業文件,查看作業答案和批閱結果,參與作業討論。教師可發布作業及答案,批改學習者上交作業和統計作業等。

學習評估主要是通過測試完成,該模塊提供的功能有:

面向學生的功能:提供作業管理、測驗和練習;給出反饋和分數;記錄成績和學習過程信息。

面向教師和管理員的功能:設置作業和測驗;分析學習者成績和過程信息,作為改進教學的依據之一。

(4) 交流互動支持

① 論壇交流。提供教師與學習者、學習者與學習者、教師與教師之間的信息交流環境,是學習者發布學習信息,進行學術討論,交流學習經驗的重要途徑,其功能類似于網絡學習中的BBS。

② [JP2]視頻實時交流。用移動流媒體的視音頻信號交互和視頻點播功能,使教師與學習者、學習者與學習者、學習者與媒體之間可以進行全方位的交互;通過移動流媒體系統的教學內容直播、點播等功能,使學習者可以隨時隨地通過移動終端獲取相關知識,從而達到資源共享的目的。

③ 答疑系統也是學習系統不可缺少的功能模塊。移動答疑系統的主要特點是能體現移動設備的便攜性和通信功能的特點,移動答疑可以做到具有實時性和智能性。智能答疑系統應用于移動教育,主要是面向學習者,提供一種實時的問題解答,滿足學習者需求,提高學習者的學習效率。

面向學生的功能:向教師提問;瀏覽問題和解答。

面向教師的功能:當學生有緊急問題時,即時回答學生的提問,可以采用電話或短信的方式回答;當學生問題累計到一定數量后,通知教師瀏覽;教師對學生提出的問題進行瀏覽和回答。

(5) 移動PBL支持系統

PBL教學思路的設計基本過程是:教師課前提出問題→學生查找資料→分組討論→教師總結。

面向教師的功能:教師備課中,首先要根據授課的內容查閱相關教材、文獻、臨床資料等,然后編寫病例,結合病例提出問題,課前一周發給每位同學。最后教師對本節重點和學生回答模糊的問題做出小結。

面向學生的功能:同學根據所提問題充分預習教材,查找相關資料后,課下分組進行討論,課上教師通過分析病例提出問題,同學以組為單位來回答,回答不足之處,再由其他同學或教師進行補充。

(6) 移動教育游戲

移動教育游戲繼承了移動設備便利性的特點,游戲者可以在任何時間進入游戲,并擺脫空間的束縛,讓游戲擴展到更廣闊的戶外中去。移動學習系統中,移動教育游戲模塊提供移動教育游戲的下載,下載完畢后即可在移動設備上運行。

移動教育游戲的設計要兼顧教育性和游戲性,其中教育性是第一位的。可以選擇專門開發的移動教育游戲,也可以從已有的游戲中選擇具有教育功能的游戲,最典型的就是益智類移動游戲。

(7) E[CD*2]learning接入

有些研究者指出,未來的學習就是泛在學習,是〦[CD*2]Learning和M[CD*2]Learning的融合。這類觀點通常強調M[CD*2]Learning平臺也應該是E[CD*2]Learning平臺的拓展,其主要功能就是以調整過的、適宜的方式成為移動終端用戶提供近似E[CD*2]Learning的學習體驗。其中,支持學生通過移動終端訪問E[CD*2]Learning課程的內容是重要的功能之一。

實現WAP頁面轉換的實質就是實現兩種頁面語言之間的轉換,所以考慮在WAP網關中添加HTML過濾器,使WAP網關平臺做到了包括協議轉換和內容轉換在內的真正意義上的網關轉換[8]。過濾器原理如┩3所示。

(8) 系統幫助。

聯機幫助技術為初學者提供一條使用新軟件的捷徑。借助它用戶可以在移動學習過程中隨時查詢有關信息,代替了書面用戶手冊,提供了┮桓霆面向任務的幫助信息查詢環境。

3 系統的開發與運行

移動學習的課程適合于設計成信息量不大,分拆成小知識點的學習。信息以文本、聲音為主,盡可能少出現圖片、動畫及視頻。開發適合于零碎時間,適合于聽覺,不易受外界干擾的學習內容。開發《心臟聽診》移動學習課程資源的優點是:它以聲音和文本為主要資源;《VFP Help》以文本為主要資源。這兩門課程都能比較方便地開展移動學習。通過對用戶研究和系統分析,確定系統的主要功能模塊有課程學習、教學管理、測試、答疑等。[JP]

3.1 系統的開發環境

在實現基于WAP的移動學習系統的各模塊功能時,使用了包括B/S系統結構、ASP+WML的WAP網頁設計技術等。

開發工具:Macromedia Dreamweaver 8。

開發環境:Windows XP Professional,Microsoft Access,IIS5.0。

模擬運行環境:Windows XP Professional,WinWAP,Openwave Simulator(WAP手機模擬器)。

[BT3]3.2 服務器端設置

默認Web服務器是不支持WAP數據發送的,要想在Web服務器上建立WAP網站,具體的做法如下:

(1) 先在Windows XP或Windows 2000操作系統下安裝Internet信息服務(IIS)管理器;

(2) 單擊“開始”按鈕,選擇“管理工具”→“Internet信息服務(IIS)管理器”命令,打開“Internet信息服務(IIS)管理器”對話框;

(3) 單擊“默認網站”,選取要建立成WAP網站的站點文件夾,用鼠標右鍵單擊,在彈出菜單中找到“屬性”項并點擊,在彈出的屬性窗口中選擇“HTTP頭”標簽;

(4) 點擊“文件類型”按鈕,在彈出的窗口中再點擊“新類型”,并輸入表1中的信息,添加支持WAP數據傳輸的文件類型;

擴展名內容類型(MIME)

.wmlText/vnd.wap.wml

.wbmpImage/vnd.wap.wbmp

.wmlcApplication/vnd.wap.wmlc

.wmlsText/vnd.wap.wmls

.wmlscApplication/vnd.wap.wmlsc[HJ0][HJ][HT5SS]

(5) 完成以后,點擊“確定”,就可以將WAP網站內容加到站點文件夾中,若要顯示網站內容,只要打開WAP手機模擬器,在其地址欄中輸入地址即可顯示網站內容。

3.3 運行環境

通過手機WAP瀏覽器即可訪問移動學習課程。目前主要是通過PC機實現B/S模式管理《心臟聽診》和《VFP Help》的課程內容,通過手機實現用戶管理、課程管理、課程資源瀏覽、教學管理、查詢和留言等功能。

3.4 系統的應用

用戶使用該系統采用的學習方式是基于瀏覽連接的移動學習。根據移動學習的特點,目前正在建設兩門移動學習課程,分別是《心臟聽診》和《VFP Help》。其中,《VFP Help》已經在我校08級普通本科和成教學生共計100多名學生中試用。

在筆者所任課的08級某班開展的移動學習輔助學習實驗中,被試學生人手一臺支持WAP的手機,手機型號有20多種,全部開通GPRS包月,學生可以通過手機隨時隨地開展預習、復習、答疑、教務管理等學習活動。經過時間的試用,開展的基于瀏覽連接的移動學習的具體形式還在摸索中,使用效果還有待更長時間的再檢驗。

4 結 語

在此運用移動開發技術實現了一個移動學習系統的部分功能,并在教學中運用該系統實踐了基于瀏覽連接的移動學習。目前移動學習的研究和應用處于起步階段,還存在系統功能不夠完善等問題,有待進一步研究。