基于iOS手持終端的移動學習資源設計研究 *

李 蕾，李曉麗

(1.北京師范大學 教育學部 教育技術學院，北京 100875；2.中央電化教育館, 北京 100031；3.防災科技學院災害 信息工程系，河北 三河 065201)

基于iOS手持終端的移動學習資源設計研究 *

李 蕾1，2，李曉麗3①

(1.北京師范大學 教育學部 教育技術學院，北京 100875；2.中央電化教育館, 北京 100031；3.防災科技學院災害 信息工程系，河北 三河 065201)

移動互聯網時代，移動手持設備普及已經相當廣泛，設計適合移動學習的資源已經成為移動學習研究的關鍵問題。該文基于非正式學習與微型學習理論，根據成人移動學習者的特征提出了移動學習資源設計的原則與流程，在此基礎上、充分利用iOS的個性化特性設計開發了基于iOS的“地震知識輕松學”移動學習軟件，重點介紹了版式與內容分離技術和個性化手勢技術的實現。

iOS；移動學習；微型資源設計

我國《教育信息化十年規劃(2010-2020)》中明確指出，信息技術要與教學深度融合，促進教學內容、手段、方法的現代化。目前，信息技術的發展為“深度融合”提供了可能，但學習環境的建設特別是資源建設還應為“深度融合”構建更好的實踐基礎。當前是移動互聯網時代，智能手機、平板電腦在大學生群體中的普及程度很高，基于移動設備的學習已經有了很大的發展，在非正式學習領域，學習者利用碎片式的時間基于移動設備進行學習隨處可見。研究表明，使用移動技術能夠顯著提高學生學習動力。Swan等[1]把移動計算設備引入課堂后，師生的學習動力都得到了提高，學生作業和學業成績的質量也相應得到了提高。移動學習資源建設是移動學習有效實施的重要保障，資源設計的優劣直接影響移動學習的學習效果[2]。因此，移動學習資源的設計與開發已經成為移動學習研究的關鍵問題。

iOS是由蘋果公司開發的，主要用于iPad、iPhone、iPod touch等移動手持設備的操作系統。iOS 具有簡單易用的界面、令人驚嘆的功能，以及超強的穩定性。iOS內置的眾多技術為設計與開發個性化的移動學習資源提供了系統平臺。本研究中的iOS移動手持設備主要包括iPad和iPhone，基于iOS的移動學習資源設計主要指基于iPad和iPhone手持設備的移動學習資源的設計和開發。本研究基于iOS操作系統，采用以學習者為中心的資源設計取向，開發了“地震知識輕松學”移動學習軟件，重點介紹了版式與內容分離技術和個性化手勢技術的實現。

一、理論基礎及成人移動學習者的特征

(一)本研究的理論基礎

1.非正式學習理論

在本研究中，非正式學習是除了有組織、有計劃的課堂學習之外的學習。與正式學習相比，非正式學習缺少系統性、組織性和規范性，但是非正式學習具有靈活的特性，學習者利用碎片化的時間隨時隨地都可能發生。馬克·威瑟認為“最有影響的技術將是那些會‘消失’的技術，這些技術被植入到日常生活中并最終無法分辨。”

2.微型學習理論

奧地利學習研究專家林德納(Lindner)將微型學習表述為一種存在于新媒體生態系統中，基于微型內容和微型媒體的新型學習。他認為，微型學習背后存在著“松散的分布式知識”“速溶知識”和“聯通性知識”這些概念的影子。在本研究中，微型學習可以理解為學習者通過非正式學習，從微型內容、微型媒體或者微型任務環境中獲取知識。微型學習體現了學習內容的微、小、輕等含義，同時也意味著學習工具的輕便、存儲和獲取的便利，在輕松的環境中獲得學習體驗，在某種程度上減輕了學習者的認知負荷。

移動學習的微型化特征以及移動學習者學習時間和地點不固定的特征決定了移動學習材料開發的微型化趨勢，微型化學習材料聚焦于小的學習單元，強調學習內容和活動設計的微型化，通過分布式認知分散學習容量，減輕了認知負荷。

(二)成人移動學習者的特征

在移動學習資源設計的過程中，應該優先考慮移動學習者的特征。Kiley和Cannon認為[3]：終身學習者應該具備如下特征：(1)規劃和評價自身的學習；(2)積極組織信息和其它所需要的資源；(3)能夠在正規和非正規環境下進行學習；(4)在不同的情境中應用不同的學習策略；(5)向同伴、指導者和領域中的其它專家學習；(6)根據學習需要，從不同的學科視角整合學習。借鑒以上對終身學習者特征的分析，本文對非正式學習環境中移動學習者的特征進行總結與描述，如下表所示。

成人移動學習者的特征表

由上表可知，成人移動學習者具有很強的自主學習觀念，一項調查研究指出，85%的成人移動學習者認為“學習者本人應該對自己的學習負主要責任”[4]。

二、移動學習資源設計原則與框架

(一)移動學習資源設計框架

使用iOS移動學習技術，設計開發基于移動手持設備的微型課程學習資源，來幫助學習者利用零散的碎片化的時間進行移動學習，對課堂教學的正式學習形式形成有力的補充，可以提高學習效率并保證課堂之外學習的連續性。移動學習資源設計遵循移動學習的設計框架和必要的設計原則。

李青提出一種基于平板電腦的移動學習資源設計框架，如圖1所示。該柜架將基于平板電腦的學習資源設計分為視覺設計、界面設計和導航設計、內容和功能設計和教學設計四個層次。該設計框架為層次結構，自下而上呈現出接近用戶的具體化特性；自下而上則呈現出接近教學理論和教法的抽象化特性。本研究在借鑒這種資源設計框架的基礎上，提出了移動學習資源設計的原則。

圖1 移動學習資源設計框架[5]

(二)移動學習資源設計原則

移動學習具有隨時隨地發生、碎片化學習的基本特征，移動學習者具有較強的自主學習特性，移動學習設備具有界面大小有限、便于攜帶、簡單交互的特征。移動學習資源的設計原則應該關注移動學習與移動學習者的特征，同時也應該關注移動學習設備的特征，因此，本研究從三個層面提出移動學習資源設計的原則。

1.空間接近原則

空間接近原則是理查德·E·邁耶 (Richard E.Mayer) 在其著作《多媒體學習》中提出的多媒體學習資源設計原則：“當書頁或屏幕上對應的語詞與畫面彼此接近時，學習者就不必使用認知資源在書頁或屏幕上搜尋，并且更有可能將它們同時保持在短時記憶中。而當書頁或屏幕上對應的語詞與畫面彼此遠離時，學習者必須使用認知資源在書頁或屏幕上搜尋。這樣，學習者就不太可能將兩者同時納入短時記憶”[6]。空間接近原則指出相關的文本與圖畫同時出現，這也符合邁耶的雙通道假設理論，文字模型與視覺模型的整合在大多數情況下能起到更好的學習效果。

2.簡單交互原則

交互是學習真正發生的關鍵因素，概念交互是深層次學習的必備條件。在移動學習過程中，應該盡量使用簡單的界面交互操作來實現學習者與學習資源的交互，減少學習者為交互操作投入的認知資源。學習者與正在使用的學習對象之間應盡量使用直接交互(如劃動等手勢操作)。

3.界面簡潔性原則

小屏幕設備的可視區域越大，用戶在信息檢索時的性能和滿意度就越高[7]。移動學習資源的界面設計應該盡可能為學習內容提供大的可視空間，盡可能顯示少的可視控件(例如按鈕)，盡可能充分利用iOS設備的手勢定義(輕敲、雙擊、拖動、滑動、捏、展開、按、旋轉等)，常用的功能操作(前后翻頁、回目錄等)利用手勢來定義[8]。

(三)基于iOS手持終端的移動學習資源設計流程

并不是所有的內容都適合微型化設計，本研究對學習內容進行甄別和選擇，對適合用于微型學習的學習內容進行微型化設計。在分析了移動學習資源設計框架與原則之后，提出了基于iOS的移動學習資源設計流程 (如圖2所示)，并應用于“地震知識輕松學”軟件的設計與開發當中，該流程主要分為五個步驟。

圖2 移動學習資源設計流程

1.材料結構分析

首先，對待開發的移動學習原始材料進行分析，本研究中，待開發的原始材料為“地震災害概論”課程，該課程屬于防震減災科普類課程，主要包括地震成因、地震能量、地震災害特點、地震類型、地震學發展過程；地殼板塊構造、活動斷層與地震、地震分布；地震烈度、地震烈度區劃、地震安全性評價等防震減災基本知識與技術；地震波類型、序列、傳播規律與特點；防震減災法規、地震應急、地震自救與互救、地震預警等方面的知識與技術等內容。

2.元素節點提取

考慮到移動學習設備界面大小的限制和學習材料的完整性等因素，需要進行元素節點的提取，由于概念性的知識居多，提取時以知識點為單位進行元素節點的提取。在知識點提取的同時要考慮學習材料內容的完整性，使得知識點的關聯具有一致性[9]。

3.元素結構分析

元素的結構分析包括目標分析、活動分析和媒體分析三個部分。基于課程知識點的片段式學習資源設計的目標、活動和媒體分析是真正為學生提供因其所需、因地制宜的個性化學習[10]。

4.內容塊切分與交互類型選擇

將較大的內容塊切分為一個個的知識點以方便學習內容的呈現，并且將各個知識點內容分為圖片、文字和視頻等類型；為切分好的知識內容選擇操作交互類型(如滑動、點擊等手勢操作)。

5.內容塊組合設計

按照移動學習設計原則，對切分的內容塊進行組合設計。如采用問答方式對切分后的知識點進行組織，界面包括與問題相關的圖片、問題和答案三部分，需要符合空間接近原則。

三、基于iOS手持終端的移動學習資源開發的關鍵技術

根據以上的理論分析，我們設計并開發了“地震知識輕松學”軟件，界面如圖3所示。集成開發環境為Xcode，采用Objective-C程序設計語言。其關鍵技術體現在兩個方面：一是版式與內容分離技術；二是個性化手勢技術。一般的技術實現中，界面內容是以視圖(View)為單位逐個完成的，在本研究中，用圖片、問題和答案的鍵值對來表示一個界面內容(View)，程序從JSON文件中讀取界面內容，保證了界面呈現內容與界面版式的分離。即用一種界面版式，讀取若干界面內容，保證了內容呈現風格的一致性，同時減小了文件的大小。

圖3 地震知識輕松學界面

(一)版式與內容分離關鍵技術

JSON(JavaScript Object Notation) 是一種輕量級的數據交換格式，它是基于JavaScript(Standard ECMA-262 3rd Edition - December 1999)的一個子集。JSON采用完全獨立于語言的文本格式，但是也使用了類似于C語言家族的語法(包括C、C++、C#、Java、JavaScript、Perl、Python等)，這些特性使JSON成為理想的數據交換語言。JSON 數據的書寫格式為：名稱/值對。圖3界面相對應的JSON文件如下所示。

其中，num表示序號，imagename表示圖片名稱，title表示問題題目，answer表示答案。

(二)個性化手勢設計關鍵技術

個性化手勢是iOS開發的關鍵特性之一，本研究充分利用了這一特性。設計了上下左右滑動四種個性化手勢，符合簡單交互原則，減輕了簡單界面交互投入的認知資源，使得學習者能夠將注意力放在內容的學習上，效果如圖4所示，關鍵代碼如下。

圖4 地震知識輕松學翻頁效果

四、基于iOS手持終端的移動學習資源開發與應用

利用上文中根據“地震知識概論”素材原型所設計的媒體素材，以及基于iOS移動學習資源開發的關鍵技術來開發基于iOS手持終端的移動學習資源。這一過程的主要步驟包括確定內容、創建資源、編寫代碼和資源測試和安裝試用。具體的開發實現如下：

(1)確定目標設備和內容類型：分析iPhone移動終端的設備特點。包括屏幕大小、所支持的媒體格式等涉及到界面設計的關鍵特性，確定“地震知識輕松學”軟件的界面內容類型為圖片、問題與答案。

(2)創建內容資源：以前一階段準備好的媒體素材為基礎，采用JSON技術編寫界面顯示的圖片、問題和答案并整合。

(3)編寫代碼：在主程序中讀取JSON文件，并實現個性化手勢等功能的代碼編寫。

(4)測試資源：先用XCode自帶的模擬器對完成的作品進行測試，該模擬器的優勢在于不需要將應用傳輸到終端設備的基礎上就可以實現對“地震知識輕松學”軟件的手機模擬測試，在開發過程中及時修正界面顯示效果。為了減少和真實設備出現的視覺誤差或者軟件錯誤，在使用模擬器進行測試后，在真實的移動終端(iPhone手機)上進行真機測試，達到了良好的測試效果，然后將程序上傳至App Store。

(5)安裝試用：讓選修“地震災害概論”課程并且有iPhone手機的學生從App Store下載該應用程序進行試用。得到的反饋表明，“地震知識輕松學”具有良好的用戶體驗并能幫助學生更好地利用課余時間進行移動學習。

五、結束語

移動學習資源的設計一直是移動學習研究的重點領域，設計有效合理的移動學習資源可以滿足學習者隨時隨地進行移動學習的學習要求。在設計過程中有兩種取向，一種是技術為中心的資源設計取向，另一種是以學習者為中心的資源設計取向。筆者采用了以學習者為中心的設計取向，關注技術對學習的促進和認知作用，基于iOS手持設備對移動學習資源的設計與開發做了一點有益的嘗試。然而，移動學習環境的非正式特性決定了資源設計的片段性和微型化，根據學習內容的特性開發個性化的學習資源仍然是一件具有挑戰性的工作，在移動學習資源設計方面還有更多的問題需要進一步深入的研究。

[1]Swan,K.,van’tHooft,M.,Kratcoski,A.,& Unger,D..Teaching and learning with mobile computing devices: Closing the gap[DB/OL].http://www.mlearn.org.za/CD/papers/Swan.pdf,2014-10-10.

[2]李浩君,項靜,吳亮亮.概念圖理論在移動學習資源設計中的應用研究[J].中國遠程教育,2013,(7):76-82.

[3]Kiley,M.& cannon,R.Leap into lifelong learning[R].Adelaide:Center for learning and professional development in University of ADELAIDE,2000.3.

[4]唐韶鳳.基于成人英語學習者特征的移動學習探索研究[J].成人教育,2014,(4):104-106.

[5]李青,王濤.基于平板電腦的學習資源設計框架和要點分析[J].遠程教育雜志,2012,(5):35-41.

[6]理查德·E·邁耶.多媒體學習[M].北京：商務印書館，2006.

[7]Jones,M.,Buchanan,G.,Thimbleby,H.Improving web search onsmall screen devices[J].Interacting with Computers,2003,(15):479-495.

[8]司國東,宋鴻陟,趙玉.認知負荷理論基礎上的移動學習資源設計策略研究[J].中國遠程教育,2013,(9):88-92.

[9]劉清堂,向丹丹.面向3G手機的移動學習資源交互設計與實現[J].中國電化教育,2011,(11):72-75.

[10]張馳,陳剛,王敏娟,王慧敏.移動學習中片段式學習資源的設計研究[J].開放教育研究,2009,(3):67-72.

李蕾：在讀博士，編輯，研究方向為數字資源建設、教師教育、教育信息化(happy5518@qq.com)。

李曉麗：講師，在讀博士，研究方向為數字化學習環境(ms_lixiaoli@163.com)。

2014年9月25日

責任編輯：宋靈青

Research on M-learning Resource Design Based on iOS Handheld Device

Li Lei1,2,Li Xiaoli3
(1.School Of Educational Technology,Faculty Of Educational,Beijing Normal University,Beijing 100875; 2.National Center for Educational Technology ,Beijing 100031; 3.Department of Disaster information Engineering,Institute of Disaster Prevention,Sanhe Hebei 065201)

In Mobile Internet Times,Mobile handheld devices have been widely spread,Design of mobile learning resources have already become the key problem of mobile learning research.In this paper,based on the theory of informal learning and micro learning,according to the characteristics of adult mobile learners,mobile learning resource design principles and process is proposed,and developed a mobile learning software called “earthquake knowledge easy learning” based on the personalized characteristics of iOS technology,Mainly introduces the layout and content separation technology and personalized gesture technology.

iOS; Mobile Learning; Micro Resource Design

G434

A

1006—9860(2014)12—0093—05

* 本文系中國地震局教師科研基金“基于iOS的防震減災科普知識立體化宣傳關鍵技術研究”(項目編號：20130113)研究成果。

① 李曉麗為本文通訊作者。