基于知識關聯的混合媒體式移動學習筆記實現研究*

孔祥雯，朱曉亮，杜 旭，李 浩

（華中師范大學 國家數字化學習工程技術研究中心，湖北 武漢 430079）

基于知識關聯的混合媒體式移動學習筆記實現研究*

孔祥雯，朱曉亮，杜 旭，李 浩

（華中師范大學 國家數字化學習工程技術研究中心，湖北 武漢 430079）

移動學習因其在支持自主學習方面的顯著優勢而得到了廣泛應用。移動學習融合MOOC技術的應用模式也成為了教育技術新的研究熱點。文章針對移動云課堂現有筆記系統與學習資源關聯不緊密、記錄形式單一等諸多問題，提出了一種適用于移動學習的知識關聯筆記存儲模型方法并研發了基于知識關聯的混合媒體式移動學習筆記系統。該系統具備易與學習資源建立關聯關系并兼容移動設備自身優勢等特點，實現了在移動學習平臺中隨時隨地記筆記的學習需求。

移動學習；知識關聯；學習筆記；混合媒體

一、引言

隨著移動智能設備和無線通訊技術的飛速發展，移動學習在高校教學中的應用情況呈上升趨勢[1]。例如，華中師范大學融合MOOC技術與移動學習構建的移動云課堂已上線試運行并開展了云學習實踐。該模式打破了時間、空間的束縛，學習者利用PC與移動通訊設備開展各種優秀課程資源的混合式學習，實現了個人與課程知識間的有效聯通。在實踐中，移動學習平臺擁有豐富的網絡學習資源，學習者由于移動設備的諸多限制存在無法及時消化如此龐大的信息量的情況，因此，筆記系統的引入就至關重要。通常，在傳統教學中，學習者通過課堂筆記整理細碎的知識點[2]。然而傳統紙質筆記固有的穩定性、封閉性和靜態性與移動教育情境的多樣性、開放性和動態性之間存在的沖突和矛盾日益顯著[3]。基于此，筆者探討針對移動學習情境的新型學習筆記系統的實現方法，目的是滿足學習者在使用移動平臺時隨時隨地記錄筆記的學習需求。系統重點解決資源與筆記之間關聯不緊密的問題，同時也改善記錄形式單一的現象并構建適用于移動學習平臺的新型筆記系統。

二、知識關聯學習筆記概述

目前除了采用紙質筆記方式，網絡上已有筆記類型主要分為獨立式筆記與組件式筆記：獨立式筆記如印象筆記、有道云筆記等，雖然功能比較豐富，但是由于與網絡學習資源關聯不緊密，學習過程中需要頻繁切換屏幕記錄相關筆記，因此學習者較少選擇此類應用作為移動學習的輔助工具；組件式筆記可以嵌入到學習資源中的應用，例如Google Notebook、backpack等，但是此類筆記大多需要翻墻使用，功能較為簡單，只支持文字記錄，并且暫時不支持移動端使用[4]。各種筆記方式具體功能對比如表1所示。分析可見，新型的移動學習筆記需要與學習資源建立關聯關系并兼容移動設備自身的優勢。

表1 三種筆記類型功能比較

知識關聯本質上體現的是知識元之間的“關系”，而這種關系可以是顯性的，也可以是隱性的。顯性知識關聯是我們普遍熟知的一些知識關系，而隱性知識關聯可以分為知識本身的關聯、隱性知識擁有者的關聯[5]兩部分。知識筆記大多是一些細碎、無序的知識碎片，利用這些知識間的關聯關系對已有知識內容進行合理化管理，可以幫助學習者形成有序的個人知識體系。由于移動學習特有的學習環境，課程資源涉及到的知識內容大多比較簡單、微小，資源之間具有明確的關聯性[6]。利用筆記與資源、資源與知識點間的顯性關系，挖掘出筆記與知識點間的隱性關聯成為本文研究的主要內容。

三、知識關聯筆記存儲模型

移動學習資源開發改變了以往“章”、“節”的知識結構，設計標準遵循微型化、碎片化、交互性等原則[7]，大多資源與知識點存在一一對應的關系，資源之間以知識關聯為紐帶形成了明確的結構關系。然而，學習筆記是以課程資源為單位的碎片知識，為了保持知識點與學習筆記間的筆記長久關聯，需要將筆記與知識點間的關聯關系記錄到數據庫中，基于上述考慮，本文提出了一種基于知識關聯的筆記存儲模型。

存儲模型包含筆記的關聯知識點、相關屬性和筆記主體內容三個部分。所以，在結構設計上，整個存儲模型結構分為標識區、屬性區以及內容區三個區塊。不同區塊對應不同的數據內容并用不同的區塊ID進行區分。為了方便系統快速檢索出數據內容，每個區塊需要包含一個唯一的標識屬性，如標識區的“標識屬性”對應的是筆記ID。而除了標識屬性，其他的相關內容需要記錄在區塊的“數據內容“部分。最終為了方便系統讀取數據，區塊在結構設計上還添加了”終止標識“部分。

標識區主要將筆記ID以及對應的知識點ID、資源ID統一保存，保證筆記、相關知識點、資源三者間的關聯關系；屬性區存儲了筆記的相關屬性信息，包括筆記標簽、筆記時間幀/頁碼、筆記標題、筆記公開范圍、課程類型、記錄者ID等內容；內容區存放了筆記的媒體類型、筆記的主體內容以及媒體地址。筆記類型包括文本、圖片、音頻。系統整體的模型結構如圖1所示。

圖1 知識關聯筆記存儲模型結構圖

四、關聯筆記系統功能設計

由上述模型，系統在設計時主要考慮以下要素：①為了幫助學習者更好地吸收、回憶已有的學科知識，移動學習筆記系統在設計上需要包含上傳學習筆記、管理個人的筆記以及瀏覽筆記等諸多功能。②為了兼容移動智能設備自身的優勢，打破以往筆記形式的束縛，針對智能設備特有的傳感設備，筆記形式包括混合媒體的內容，如文字、圖片、音頻等。③關聯了學習資源的筆記最終目的為更好地還原學習情境，強化知識點學習。

針對以上的學習需求，移動學習系統筆記包括4個功能模塊，分別是筆記上傳、筆記關聯、筆記共享與筆記呈現（如圖2所示）。

圖2 系統功能結構框圖

1.筆記上傳

學習者可以選擇某一種筆記類型進行記錄并通過資源呈現界面上傳個人的筆記內容。記錄時，學習者需要填寫一些相關的筆記信息并按照學習者個人的意愿對筆記進行合理化的歸類。上傳時，將筆記信息按照關聯筆記存儲模型格式，通過對應接口上傳至云服務器中。上傳成功后，會將新上傳的筆記內容標注在課程資源的關鍵位置上，如視頻類型的資源，會在對應的時間幀上顯示筆記內容，同時為了方便學習者快速定位到筆記內容，系統在播放進度條同樣也加上對應標識。

2.筆記關聯

關聯存儲后，為了體現筆記與資源之間的關聯關系，學習者可以通過單獨的筆記內容直接跳轉到對應資源的關鍵位置，幫助學習者更方便的回顧相關知識點，同時學習者在學習某一資源時也可以直接跳轉到相關筆記列表中。這樣的方式減少了頁面間切換次數，學習者可以更直觀的回顧知識內容，從而避免降低學習效果。

3.筆記分享

對于不同知識點內容，學習者會有不同的理解認識，學習別人的學習心得，會促進學習者自身對知識內容的理解，因此在移動學習筆記系統中添加筆記分享功能是有一定必要性的。

功能實現步驟如下：學習者上傳前需要選擇筆記的共享范圍，即選擇“個人”或“公開”。共享后的筆記內容則會列舉在對應資源中并以列表的形式呈現給所有學習者。對于優秀的筆記內容，學習者決定是否收藏，收藏后的筆記會統一呈現在收藏筆記列表中，方便統一查看。同樣，學習者也可以通過收藏筆記的內容，跳轉到對應的課程資源中。

4.筆記呈現

在筆記呈現上，為了更符合學習者的學習習慣，筆記采用資源呈現、總體呈現兩種策略。資源呈現分為同屏呈現與資源筆記列表兩種方式。其中，同屏呈現主要是將筆記類型以及筆記標題標記在課程資源上，對于文字類型的筆記，系統將筆記內容直接呈現出來，對于多媒體類型的筆記，系統需跳轉到內容界面進行查看；資源筆記列表則是在課程資源的一側列舉出該資源所有的筆記內容，筆記按照關鍵位置的時間順序進行排序。學習者點擊列表中的筆記內容后，課程資源進度會調整到對應位置，方便學習者快速定位。

總體呈現主要是將同一課程下的所有筆記內容以列表方式呈現給學習者。列表分為個人列表和收藏列表。個人列表中學習者可在搜索框里填寫關鍵字，系統根據關鍵字快速搜索到相關筆記，同時列表包含文件夾、日期、筆記類型、章節內容四種分類排序方式，學習者根據學習目的選擇相關排序方式。收藏筆記列表主要列舉出學習者收藏的筆記，并按照收藏時間排序。

五、關聯筆記系統功能實現

本文實現了基于知識關聯的混合式媒體的移動學習筆記。系統采用C/S結構，服務器端主要提供筆記的服務接口，方便客戶端調用。服務接口是基于Restful Jersey結構框架設計的。客戶端整體架構采用MVC設計模式，該模式將顯示數據與業務邏輯分離，降低了功能間的耦合度，使系統具有良好的擴展性、重用性、可讀性及維護性。

服務器與客戶端間的簡單數據請求采用基于htttp協議下的HttpClient框架，包括從服務器端獲取學習者的筆記數據等，由于HttpClient關于文件上傳下載功能存在一定局限性，系統采用了xutils開源框架，不僅支持大文件上傳，也實現了文件的斷點續傳功能。系統通過Internet調用Android的多媒體數據庫，從而實現利用安卓底層設備記錄多元化學習筆記的目的。為了實現學習資源的過程中隨時記錄筆記的功能，系統利用自定義的Popup-Window半覆蓋在課程資源Activity上，效果如圖3所示。

如圖4所示，筆記列表部分采用ExpandableListView控件，實現二級列表顯示數據內容的效果。為了優化用戶體驗，在筆記列表部分添加了緩存機制，將服務器端獲取到的JSON數據解析后封裝到List

圖3 文字型筆記界面

圖4 個人筆記列表界面

本文提出的基于知識關聯的混合媒體式移動學習筆記系統實現了筆記與知識點、資源關聯、筆記共享、筆記多元化呈現等功能。系統不同于其他移動平臺的筆記系統，它既保證了筆記與資源間的關聯關系，又加強了對筆記的自身管理，同時多元化的筆記類型簡化了以往的記錄方式，初步測試驗證可以有效增強學習者的學習興趣，從而使移動學習更加高效。目前整個系統還存在一些需要改進的地方，其中包括：當在線用戶數增多時，由于服務器端設計問題，導致客戶端加載速度過慢，影響用戶體驗；系統缺少相關數據分析論證其有效性。上述問題將在后續工作中得到完善。

[1]潘懋元.我看應用型本科院校定位問題[J].教育發展研究,2007(7):1-3.

[2]伍奇.課堂筆記系統的設計與實現[D].武漢:華中師范大學,2011.

[3]龔朝花,陳桄.電子教材:產生、發展及其研究的關鍵問題[J].中國電化教育,2012(9):89-94.

[4]陶宏,歐陽雪穎,陳亞雯等.網絡學習筆記系統的設計研究[J].網絡安全技術與應用,2015(5):104-105,107.

[5]高繼平,丁堃,潘云濤等.知識關聯研究述評[J].情報理論與實踐,2015,38(8):135-140.

[6]王寒冰.基于知識微單元的移動學習資源研究[J].廣州廣播電視大學學報,2015,15(2):14-18.

[7]牛麗,殷凡,熊志勇.iOS平臺移動學習資源構建及終端實現研究[J].中國教育信息化,2015(12):18-21.

（編輯：魯利瑞）

G434

：A

：1673-8454（2017）06-0087-03

湖北省重點基金項目《面向教育云服務的移動學習關鍵技術研究》(編號:2014CFA053)。