高校移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的研究與設(shè)計(jì)

賈春燕　趙亞萍　程艷旗

摘 要： 移動(dòng)學(xué)習(xí)（Mobile Learning，簡(jiǎn)稱M-1earning）作為一種新型的學(xué)習(xí)模式，在國內(nèi)外已備受關(guān)注。文章在分析國內(nèi)外移動(dòng)學(xué)習(xí)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，深入研究移動(dòng)學(xué)習(xí)相關(guān)理論與關(guān)鍵開發(fā)技術(shù)，結(jié)合手持終端在高等院校的高度普及性，研究設(shè)計(jì)了一個(gè)基于手持終端的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，以期為高校建設(shè)移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞： 移動(dòng)學(xué)習(xí)； 研究； 設(shè)計(jì)； 高等院校

中圖分類號(hào)：TP311.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2017）12-28-03

Research and design of university M-learning platform

Jia Chunyan， Zhao Yaping， Cheng Yanqi

（Information Center， Zhejiang University， Hangzhou， Zhejiang 310027， China）

Abstract： As a new learning model， Mobile Learning （M-1earning） has attracted much attention both at home and abroad. The thesis first analyzed and summarized the state of mobile learning at home and abroad， and then investigated the theory of mobile learning and the key development technologies. A mobile learning platform was designed based on the high popularity of mobile phone in the campus， expecting to provide a useful reference for other colleges and universities building mobile learning platform.

Key words： M-learning； investigate； design； colleges and universities

0 引言

人類社會(huì)進(jìn)入二十一世紀(jì)，信息技術(shù)向教育領(lǐng)域的滲透，使學(xué)校的課程教學(xué)面臨前所未有的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》對(duì)教育信息化提出明確要求，“要促進(jìn)教育內(nèi)容、手段和方法現(xiàn)代化”，“提高教師應(yīng)用信息技術(shù)，更新教學(xué)觀念，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效果”，“鼓勵(lì)學(xué)生利用信息手段主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，增強(qiáng)運(yùn)用信息技術(shù)分析解決問題能力”。

傳統(tǒng)課堂教學(xué)是以教師為中心的傳授式、知識(shí)呈現(xiàn)式思路，黑板是主要的教學(xué)工具，對(duì)學(xué)生主動(dòng)探究、互動(dòng)式的學(xué)習(xí)缺少相應(yīng)的支持，固定時(shí)間在固定的教室學(xué)習(xí)，不能滿足學(xué)生任何時(shí)間任何地點(diǎn)學(xué)習(xí)以及終身學(xué)習(xí)的要求，移動(dòng)學(xué)習(xí)能很好地解決這個(gè)問題。移動(dòng)學(xué)習(xí)（M-learning）是指利用無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及無線移動(dòng)通信設(shè)備（如移動(dòng)電話）、個(gè)人數(shù)字助理（PDA、Pocket PC）等獲取教育信息、教育資源和教育服務(wù)的一種新型學(xué)習(xí)形式[1-2]。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國外利用手持設(shè)備（如手機(jī)、PDA等）開展的教育應(yīng)用探索與研究開始較早，包括技術(shù)支持、系統(tǒng)架構(gòu)、平臺(tái)實(shí)現(xiàn)、學(xué)習(xí)材料制作等，主要集中在歐洲和北美等部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，他們立足于學(xué)校教育，試圖通過新技術(shù)改善教學(xué)、學(xué)習(xí)和管理。歐洲從2000年起就先后組織了三十余個(gè)移動(dòng)學(xué)習(xí)項(xiàng)目，對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)的教學(xué)對(duì)象、教學(xué)方法、技術(shù)手段等進(jìn)行探討，從認(rèn)知和教學(xué)角度出發(fā)，考察移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)和學(xué)習(xí)的可行性。許多大學(xué)陸續(xù)建立了自己的WAP教育站點(diǎn)，例如美國的Griffith大學(xué)和Minnesota州立大學(xué)，加拿大的NAIT等[10-14]。

我國對(duì)M-learning的研究實(shí)踐起步較晚，主要在教育部的策劃下開展，與歐美等國家相比，我國的研究水平較低，研究規(guī)模較小，也取得了一定的成果。北京師范大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)研究所進(jìn)行的《手持式網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)在學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用模式》研究從課堂教學(xué)模式構(gòu)建、課外移動(dòng)學(xué)習(xí)等方面闡述了手持式網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)在學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用模式與方法。在諾基亞的“行學(xué)一族” 等移動(dòng)英語學(xué)習(xí)研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)上，上海電視大學(xué)的電大短信服務(wù)系統(tǒng)又進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了成績(jī)查詢、班主任聯(lián)絡(luò)、大事提醒等功能，從而使我國移動(dòng)學(xué)習(xí)的研究向真正的“ 移動(dòng)交互教學(xué)” 邁出了第一步。目前，國內(nèi)已經(jīng)投入使用的移動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)基本都應(yīng)用基于移動(dòng)短信息的教學(xué)模式和基于移動(dòng)連接的教學(xué)模式。

通過對(duì)國內(nèi)外移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)現(xiàn)狀的分析發(fā)現(xiàn)，移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)豐富了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)途徑，實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)者隨時(shí)隨地的個(gè)性化學(xué)習(xí)愿望。但是大多數(shù)移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的移動(dòng)終端基于WAP技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的瀏覽服務(wù)器頁面功能，終端界面比較簡(jiǎn)陋，在斷網(wǎng)情況下就不能學(xué)習(xí)。沒有充分發(fā)揮客戶端的性能，學(xué)習(xí)方式也集中在以短信息的形式。技術(shù)上的制約因素會(huì)導(dǎo)致移動(dòng)學(xué)習(xí)應(yīng)用范圍和功能上的限制，如不能訪問豐富的互聯(lián)網(wǎng)資源等。隨著4G技術(shù)的普及，移動(dòng)學(xué)習(xí)會(huì)有更為廣闊的空間[3-9]。針對(duì)目前移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的局限性，以及學(xué)習(xí)者的實(shí)際需求，本文設(shè)計(jì)移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)主要從以下幾方面考慮。

第一，4G技術(shù)在飛速發(fā)展，4G與3G，2G相比，提高了數(shù)據(jù)傳輸速率和多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，另外，4G還可以提供多媒體郵件業(yè)務(wù)、視頻電話、無線點(diǎn)播業(yè)務(wù)等。將這些業(yè)務(wù)應(yīng)用于移動(dòng)學(xué)習(xí)可以大大地?cái)U(kuò)展移動(dòng)學(xué)習(xí)的內(nèi)容和應(yīng)用范圍，豐富移動(dòng)學(xué)習(xí)中的資源庫。4G的優(yōu)勢(shì)使得制約移動(dòng)學(xué)習(xí)的技術(shù)因素的問題迎刃而解。因此，目前關(guān)鍵是怎樣去利用4G的業(yè)務(wù)性能優(yōu)勢(shì)，去搭建一個(gè)功能豐富的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)。

第二，只有當(dāng)移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)提供的功能實(shí)現(xiàn)廣大用戶隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)的愿望，能夠高效率地解決學(xué)習(xí)者身邊遇到的問題，才能被大眾所接受。因此，設(shè)計(jì)移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)最重要的是尋找適合于移動(dòng)學(xué)習(xí)的領(lǐng)域，提供豐富的學(xué)習(xí)資源，使移動(dòng)學(xué)習(xí)成為學(xué)習(xí)者所處的環(huán)境中必需的學(xué)習(xí)手段和方式，移動(dòng)學(xué)習(xí)才會(huì)在人們觀念中被真正接受。

第三，中國的移動(dòng)電話和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用和擴(kuò)張迅猛異常。PAD等手持終端設(shè)備在中國已得到廣泛的普及。基于WAP技術(shù)的客戶端功能簡(jiǎn)單，主要功能在服務(wù)器段完成，沒有充分發(fā)揮客戶端的優(yōu)勢(shì)，選擇合適的客戶端開發(fā)技術(shù)，為學(xué)習(xí)者呈現(xiàn)美觀動(dòng)畫的界面，能提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮手持設(shè)備的存儲(chǔ)功能，實(shí)現(xiàn)在線學(xué)習(xí)和離線學(xué)習(xí)的統(tǒng)一。

2 總體設(shè)計(jì)

在移動(dòng)學(xué)習(xí)理論和原則的指導(dǎo)下，結(jié)合現(xiàn)階段的移動(dòng)開發(fā)技術(shù)，依據(jù)多層體系架構(gòu)的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性，充分考慮移動(dòng)設(shè)備的特性，設(shè)計(jì)出具有移動(dòng)特色的功能模塊。

2.1 設(shè)計(jì)原則

⑴ 合理定位原則。首先必須明確服務(wù)對(duì)象是誰，該平臺(tái)主要提供哪些方面的服務(wù)。本平臺(tái)實(shí)例服務(wù)于學(xué)生和教師，目標(biāo)是讓他們可以不受時(shí)空限制，靈活自主地學(xué)習(xí)。

⑵ 支持多種學(xué)習(xí)模式原則。以學(xué)習(xí)者為中心，能夠支持個(gè)性化學(xué)習(xí)模式、協(xié)作學(xué)習(xí)模式和討論式學(xué)習(xí)模式等多種模式的學(xué)習(xí)，從而在真正意義上體現(xiàn)移動(dòng)學(xué)習(xí)的靈活性和適應(yīng)性。

⑶ 實(shí)現(xiàn)在線學(xué)習(xí)和離線學(xué)習(xí)相統(tǒng)一的原則。在移動(dòng)學(xué)習(xí)中，應(yīng)滿足學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)和離線學(xué)習(xí)的需求。在設(shè)計(jì)時(shí)需考慮在客戶端提供下載資源，滿足學(xué)習(xí)者離線學(xué)習(xí)的需求。將在線學(xué)習(xí)和離線學(xué)習(xí)相結(jié)合，可以使學(xué)習(xí)者能夠自由支配學(xué)習(xí)時(shí)間、選擇學(xué)習(xí)方式。

⑷ 界面設(shè)計(jì)友好、簡(jiǎn)明的原則。由于移動(dòng)設(shè)備的顯示屏大小有限，因此在界面設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)當(dāng)做到界面簡(jiǎn)明美觀；操作簡(jiǎn)單，不需要大量的預(yù)備功能；提示信息準(zhǔn)確、恰當(dāng)。

2.2 功能模塊設(shè)計(jì)

本平臺(tái)分為管理員模塊、教師模塊、學(xué)生模塊。

2.2.1 管理員模塊

系統(tǒng)維護(hù)：管理員對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行維護(hù)，對(duì)一些公告進(jìn)行及時(shí)更新和刪除。

教師信息管理：對(duì)教師的個(gè)人信息進(jìn)行添加和修改。

學(xué)生信息管理：對(duì)學(xué)生的個(gè)人信息進(jìn)行添加和修改。

論壇管理：保證論壇的健康，刪除一些不良的留言。

2.2.2 教師模塊

查看接收信息：教師打開手機(jī)可以查看學(xué)生發(fā)的信息和管理員發(fā)的教務(wù)信息。

上傳資料：教師可以把一些學(xué)習(xí)資料上傳到服務(wù)器上，供學(xué)生下載和查看。

論壇交流：教師可以登陸到論壇上和學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，查看學(xué)生留在論壇上的信息。

接收和發(fā)送郵件：教師通過手持終端向不同的用戶發(fā)送郵件，也可以查看自己收件箱。

群聊：當(dāng)有多個(gè)學(xué)生在登陸該系統(tǒng)時(shí)，教師可以和他們進(jìn)行即時(shí)交流。

2.2.3 學(xué)生模塊

下載資料：學(xué)生可以對(duì)資源庫的資料進(jìn)行下載，實(shí)現(xiàn)離線學(xué)習(xí)。

在線瀏覽：學(xué)生可以在線瀏覽一些文章。

在線視頻：學(xué)生通過該系統(tǒng)可以在線觀看教師的教學(xué)視頻。

群聊：學(xué)生之間或者師生之間如果都在線，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)交流。

收發(fā)郵件：學(xué)生可以發(fā)送郵件，查看自己的收件箱。

論壇交流：在論壇上學(xué)生之間、師生之間可以進(jìn)行交流。

3 體系架構(gòu)

本平臺(tái)的架構(gòu)分為五層，公共基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)層、中間層、門戶以及接入設(shè)備層，如圖1所示，其中門戶和接入設(shè)備為表示層位于客戶端，中間層和數(shù)據(jù)層位于服務(wù)器端。

公共基礎(chǔ)設(shè)施是標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，采用云計(jì)算技術(shù)，通過虛擬化技術(shù)構(gòu)造虛擬資源池，提供動(dòng)態(tài)彈性的資源擴(kuò)展與配置。可以采用Openstack或VMware等云解決方案。

數(shù)據(jù)層主要用于教育資源（包括文本、視頻、音頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）、用戶數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)（結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）等的存儲(chǔ)并提供訪問，需要部署結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫做支撐。數(shù)據(jù)倉庫為智能化的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

中間件層具有WEB服務(wù)器中間件、Cache、應(yīng)用網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)服務(wù)、負(fù)載均衡、系統(tǒng)監(jiān)控、API接口等主要軟件，用于為系統(tǒng)提供基礎(chǔ)的軟件支撐。API接口用于對(duì)接主流MOOC平臺(tái)、對(duì)接微博微信等社交平臺(tái)、對(duì)接支付寶等支付平臺(tái)、對(duì)接學(xué)校信息化平臺(tái)（教務(wù)管理、財(cái)務(wù)管理、就業(yè)管理、學(xué)工管理、統(tǒng)一認(rèn)證等），集成即時(shí)通信、短信等各類插件。此外還有備份工具等，實(shí)現(xiàn)災(zāi)備。

門戶中集成學(xué)生學(xué)習(xí)、教師課程制作、平臺(tái)管理等功能，包括宣傳展示、身份認(rèn)證、權(quán)限管理等基本功能。通過門戶網(wǎng)站學(xué)生和教師可以實(shí)現(xiàn)注冊(cè)、登錄、學(xué)習(xí)、教學(xué)組織、測(cè)評(píng)等核心工作。

平臺(tái)除提供個(gè)人電腦接入外，還能夠支持智能手機(jī)和移動(dòng)設(shè)備的接入訪問，實(shí)現(xiàn)IOS版的APP和Android版的APP開發(fā)，使用HTML5技術(shù)支持移動(dòng)設(shè)備。

4 結(jié)束語

移動(dòng)學(xué)習(xí)是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域，通過開發(fā)手持終端技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的目標(biāo)。本文在參考大量的移動(dòng)學(xué)習(xí)資料后，分析了當(dāng)前國內(nèi)外移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的研究現(xiàn)狀，借助最新的移動(dòng)通信技術(shù)和成熟的移動(dòng)開發(fā)技術(shù)（J2EE/J2ME），運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想（MVC）實(shí)現(xiàn)多層體系架構(gòu)，搭建一個(gè)為學(xué)生和教師在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)通過手持終端設(shè)備發(fā)送請(qǐng)求和獲取信息的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，在手持終端實(shí)現(xiàn)信息的共享和綜合利用，幫助師生用戶將教與學(xué)從時(shí)間和空間的限制中解放出來，極大地提高工作學(xué)習(xí)效率，為其他高校實(shí)現(xiàn)移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)提供參考/借鑒，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1] 黃榮懷.移動(dòng)學(xué)習(xí)-理論·現(xiàn)狀·趨勢(shì)[M].科學(xué)出版社，2008.

[2] 黃榮懷.信息技術(shù)與教育[M].北京師范大學(xué)出版社，2002.

[3] 趙德偉，徐正巧，趙興強(qiáng).基于SNS平臺(tái)的協(xié)作學(xué)習(xí)探討[J].現(xiàn)

代遠(yuǎn)程教育，2009.

[4] 黃德群.移動(dòng)學(xué)習(xí)研究對(duì)遠(yuǎn)程教育的影響[J].中國遠(yuǎn)程教育，

2005.12.

[5] 劉豫鈞，鬲淑芳.移動(dòng)學(xué)習(xí)-國外研究現(xiàn)狀之綜述[J].現(xiàn)代教

育技術(shù)，2004.3.

[6] 賈國祥.基于3G手機(jī)移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的研究[J].中國教育信息

化，2010.5.

[7] 周鑫戮.基于3G的泛在學(xué)習(xí)環(huán)境研究[J].四川教育學(xué)報(bào)，

2009.8.

[8] 葉成林，徐福蔭.移動(dòng)學(xué)習(xí)及其理論基礎(chǔ)[J].開放教育研

究.2004.3：23-26

[9] 田越，謝康寧，謝百治.幾種移動(dòng)學(xué)習(xí)方式的比較[J].中國醫(yī)學(xué)

教育技術(shù)，2004.2：73-75

[10] Tsvetozar Georgiev， Evgenia Georgieva， Angel Smrikarov.

M-Learning a New Stage of Е-Learning， http：//www.m-learning.org/knowledge-centre/m-learning-

research.htm.

[11] Jill Attewell.Mobile technologies and learning： A

technology update and m-learning project summary.LondonLearning and Skills Development Agency， http：//www.mlearrn.org.za/thesiss-full.html.

[12] Geoff Stead&Lilian Soon. Benefits and Hazards of

teaching with mobile devices，http：//www.m-learning.org/knowledge-centre/m-learning-research.htm.

[13] Dr.-Ing.RobertJ.Wierzbicki.EmergingIssuesinm-Learning，

http：//www.m-learning.org/knowledge-centre/m-

learning-research.htm.

[14] Mike Sharples.Beyond Mobile Learning--Designs for

mixed-reality， contextual and ambient learning，http：//www.m-learning.org/knowledge-centre/m-learning-

research.htm.