Paper: 远程混合学习方式及支持平台构建方案研究

 

傅健1  杨雪1  陆绍圆2

(1吉林大学高等教育研究所吉林长春130012  2无锡联企网络科技有限公司 江苏无锡214000)

【摘要】新兴的移动学习与传统的网络学习具有很强的互补性,可以预见传统的网络学习与移动学习的混合使用将成为未来远程学习的主流方式。提出两种学习方式的混合形式和三个发展阶段,并对目前可行的支持平台的构建方案进行分析,为远程学习的进一步发展提供参考。

【关键词】混合学习,移动学习,传统网络学习,平台构建

中图分类号              文献标识码              论文编号

Reserch for Distance Blend-learning and Supportting Platform Construction’s Method

FU Jian1   YANG Xue1  LU Shao-yuan2

1 Institute of Higher Education, Jilin University, Jilin,Changchun, 130012, China;2 Wuxi Cmswe Technology Co.,ltd,Jiangsun,WuXi,21400,China)

Abstruct: M-learning and traditional E-learning have more complementarity,so the blended learning conbine traditional E-learning and M-learning will become the leading learning style in the future.This article present the blending forms and three development phases based M-learning and E-learning,also analyzes the feasible technology methods to constrcut supportting platform,provides references for the development of distance learning.

Keywords: Blended learning, M-Learning, E-leraning, Platform construct

 

随着通信技术的发展和移动设备性能的提高,将手机、PDA等移动设备应用于学习,不仅能提高学习效率而且更加新颖时尚,WAP浏览、短信收发等多种可选方式,使其成为远程学习的有效补充,但目前移动学习所受局限性较大,表现在屏幕尺寸、终端性能、可利用资源等诸多方面,而相对而言,传统网络学习虽然没有移动学习便捷,但技术应用较为成熟,资源丰富,学生认可度也较高,因此在提倡移动学习方式的同时,若能结合传统网络学习已有理论、实践成果及优势来弥补移动学习当前或与生俱来的“不足”,可以构建较好的远程学习方式,通过分析传统网络学习与移动学习的互补性及结合的教育应用价值,进而提出将传统网络学习与移动学习两种学习方式混合的方式及具体方案,为远程学习方式研究与实践者提出参考。

  移动学习与传统网络学习互补性分析

目前移动学习的定义版本很多,定义的角度涉及到技术、学习等多方面,但较为认同的是“移动学习是一种在移动计算设备帮助下的能够在任何时间、任何地点可以进行的学习, 移动学习所使用的移动计算设备必须能够有效地呈现学习内容, 并提供教师与学习者之间的双向交流”。[1]

移动学习,是传统网络学习的有效扩展和补充,它与传统网络学习以是否使用移动设备来划分,两种学习方式具体特性比较见表1:

表1 传统网络学习与移动学习比较

  传统网络学习 移动学习
学习类型 正式学习 非正式学习
主要面向对象 在校学生 工作学习时间分散的人群,追求新颖的青少年
使用设备 普通电脑:笨重 手机、UMPC、PDA等移动设备:轻,便捷
学习时间 时间可较集中,但对时间

无缝学习支持不好

24×7可随时按需学习
学习地点 教室、机房、私人场所等室内 无线网络覆盖地
资源开发难度与成本 容易,费用稍低 终端多样性及局限性等导致开发难度大,开发费用高
学习感 较熟悉 “个人拥有”感较强、新颖时尚
对情景学习的支持 对真实场景下的学习支持较差 移动性好,更支持真实情景学习与体验式学习
学习方式特点 稳定、不灵活、资源丰富 不稳定、灵活、资源不丰富
学习效果评价 容易 学习者分散等导致学习效果跟踪难,不易评价
当前主要应用形式 网课等 成人英语学习(如行学一族)、教学管理、师生、生生短信交流

从上图可以看出,移动学习与传统网络学习具有较强的互补性,若将两种学习方式结合,则具有以下优势:

(1)应用时空的互补性:传统网络学习可用于集中时间的学习,多在教室机房或私人场所进行,效率较高,但是对特定情景下的学习支持欠佳,而移动学习多发生在零散的时间和非正式的场合,虽效率不高,但对情景学习、体验学习支持较好,两者互为补充;

(2)当前应用的互补性:传统网络学习资源及平台功能完善,终端性能也较好,适合做复杂的功能处理,但却不便捷,移动学习的学习设备虽然局限性较大,但较为便捷;

(3)学习“感受”的互补性:传统网络学习使学生具有更强的“熟悉感”和“支持感”,移动学习下,移动设备使学生获得更强的“拥有感”和“自主感”;

(4)主要面向对象的互补性:传统网络学习要求时间较为集中,因此对于在校学生更适合,而对于在职成人等学习时间分散的学习者而言,移动学习更为适合。

综上,将移动学习和传统网络学习结合,可实现功能互补的教育应用,满足随时随地按需学习需求,例如:对于室外作业人员,工作中可以用手机随时记录自己的工作“心得”,工作之余时间较宽裕情况下则可在普通电脑上接入互联网来集中整理日常零散收集的的“心得”,同时,也可以将自己的“心得”筛选加工后作为日后移动学习的材料。下面介绍如何将两种学习方式进行混合以支持类似教育应用。

  移动学习与传统网络学习混合的阶段及方式

移动学习方式主要包括短信方式、WAP( Wireless Application Protocol,即无线应用协议)浏览方式和非标准移动学习(无线网络方式),而传统网络学习方式是指在普通PC机上进行的Web页面浏览方式,因此可将移动学习与传统网络学习按照具体学习方式的混合进行结合,按照混合程度的高低可划分为三个阶段(如图1):

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图1 传统网络学习与移动学习混合方式及阶段

1 组合阶段:即提倡两种学习方式一起使用,但两者相应的支持平台没有直接联系,这种方式没有统一的平台,因此混合度较低,学习缺乏设计,学习效果欠佳;

2 集成阶段:作为标准的移动学习,主要是短信方式和WAP浏览方式,而传统网络学习是以WEB站点浏览方式实现,因此在集成阶段,需要一个混合平台能在保证数据统一情况下支持短信方式/WAP浏览方式和WEB站点的混合,具体如下:

(1)基于WAP和WEB的混合平台:手机等移动终端通过WAP页面(即WML等)浏览的方式访问平台,而普通PC通过传统WEB页面浏览访问平台,目前较常见的混合方案是使用XML技术开发移动设备及PC内容自适应的平台;

(2)基于SMS和WEB的混合平台:短信方式(SMS,EMS,MMS等)的学习不仅可以传递学习内容、教务信息,还可以作为师生、生生之间情感交流的重要工具,但短信学习与传统网络学习相比不易跟踪管理,因此将其与传统网络学习混合,开发整合短信功能的WEB平台,通过短信方式将网页与学习者联系,更易跟踪与管理,也便于突破传统的短信群发学习方式,体现个性化学习;

3 统一阶段:主要以无线网络方式的实现为主,即使用笔记本、UMPC等高性能移动设备学习传统网络资源,这种方式虽然能支持两种学习方式,但目前对移动设备要求较高,对移动学习的优势体现不明显,初期投资成本较大,推广存在困难。

  支持平台构建方案关键技术探究

    从上面可知,将两种学习方式根据混合程度不同,可划分为不同的阶段,但就目前而言,集成阶段更能体现对传统网络学习与移动学习的混合支持,因此下面对该阶段的两种混合方式下支持平台的构建进行研究:

    1 基于WAPWEB的混合平台构建

构建支持多种类型终端的学习平台传统的方案往往是采用XML技术开发终端自适用的学习平台(如图2[2]),XML,即可扩展标记语言,作为一种标准通用标记语言,它是Internet环境中跨平台的,依赖于内容的技术,是当前处理结构化文档信息的有力工具[3]。将学习平台开发成采用XML技术的通用平台,优势是可以自适用终端、开发效率高,但目前开发难度较大,且不区分客户端类型:同时给性能悬殊的客户端(手机、普通PC)提供相同功能,缺乏对传统网络学习和移动学习本身特点的考虑及优势利用,同时也不利于内容的针对性调整,当前开发与应用的“通用”网络课程更多的是以移动学习方式特点来开发,缺乏对传统网络学习的优势体现。

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图2 XML技术原理

因此针对以上方案的弊端,笔者结合传统网络学习和移动学习本身特点及终端的的差异性提出“功能分流、分层开发、站点复用”的方案,该方案技术原理是:根据实际学习内容依据两者学习方式的特点将平台功能进行分化(例如将管理功能多由传统网络学习完成),然后采用分层开发技术开发可复用部分(如图2)”的两套站点,最后以“站点复用”(如图3)方式部署在同一服务器中,以分别面向移动学习和传统网络学习,这样的开发不仅能到达一定的复用(开发复用、站点复用),也能在保证数据统一的前提下根据移动学习和传统网络学习的特点及实际需要进行针对性设计和内容的调整,例如对于资源的管理功能可更多集成到传统网络学习接入方式下完成;而用于移动学习的内容,可以使用简洁的形式呈现,弱化传统网络学习一些管理功能,强调知识的易获取性,这样一定程度上强化了移动学习的易用性,该方案涉及以下两方面技术应用:

(1)开发复用的应用:开发复用是指在开发中可以对程序的代码或者数据库进行一定程度的复用,以JSP语言为例,如图3,若采用MVC方式,则在控制层和模型层及数据库都可以在一定程度复用,站点的区分交给视图层完成:使用JSP动态生成HTML或WML的方式来标识不同终端可访问页面,这种方式提高了开发的效率也保证了数据库数据的一致性。

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图3 “开发复用”的应用

(2)站点复用的实现:如图4,在同一台服务器上架设不同的站点,可以节约成本,而且每个站点具有独立的虚拟实体,通过确保站点具有不同的标识符即可使用户能正确访问站点,通常采用主机头、IP、端口号三种标识符来标识,例如:使用主机头标识时,可用http://wap.xxx.com和http://web.xxx.com来分别标识移动学习与传统网络学习的访问地址。

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图4 “站点复用”的应用

以上方案若在对系统要求接入和处理速率要求较高的情况下,还需要进一步的强化:一般情况下,如图5(左),可以将数据库存储到单独的服务器上,以提高数据调用速度和数据安全性,以上方案,若需进一步提高平台的页面访问速度,可以将Wap和Web站点部署到不同的服务器上,如图5(右),但这种方案虽提高页面速度却较低了复用效率,需考虑实际成本等条件,谨慎使用。

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图5 优化的设计方案

小结:以上提出的方案,虽然较传统的XML方案部署成本有所提高,但开发难度较低,易于根据实际需要对内容进行调整,也易于体现两种学习方式本身的特点和优势,可作为一种参考。

2 基于SMSWEB的混合平台构建

短信息服务(SMS)以其及时性强、使用快捷成为移动学习主要学习方式之一,当前开发混合SMS功能的WEB平台(类似twitter[4]平台),实际上是在传统的网页式学习上加入短信收发功能,需从移动服务商租用短信接口,并对其进行调用,如图5所示,具备SMS短信功能的平台即可以让普通PC机进行浏览,也可以在短信网关帮助下通过调用URL方式,利用移动、联通等无线通信网络给注册学习者的手机等移动设备发送信息,相反,移动设备也通过与指定短信中心号码收发信息来将短信内容呈现在属于私人或公共的网页上。这样的混合应用可以利用传统的网络学习解决短信息内容学习难于跟踪和管理的缺点,也可以兼顾短信息学习的便捷优势。例如在知识管理上,用户工作时可以通过短信方式将自己的灵感性知识发送到指定号码,这样就可以在工作之余登录WEB平台,对已收的灵感知识进行集中处理和学习。

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图5 混合SMS功能的WEB平台功能示意

结语

通过以上对移动学习和传统网络学习互补性分析及混合方式研究,即可将两种学习方式进行有效混合,通过相应的技术方案构建的混合学习平台,可以在技术上提供支持,无论是新兴的移动学习还是传统网络学习,都各有优势与弊端,在实际教育应用中,还应多将两者优势结合而不是顾此失彼,方能提高学习效率,可以预见,随着教育信息化步伐的推进,兼顾传统网络学习与移动学习的优势的混合学习将成为的远程学习的趋势。

参考文献

[1]叶成林,徐福荫,许骏.移动学习研究综述[J].电化教育研究,2004,(3):12-19.

[2]黄荣怀,Jyri Salomaa.移动学习-理论·现状·趋势[M].北京:科学出版社,2008

[3]孟祥光.基于移动学习的网络课程研究[D].北京:首都师范大学,2005,11-12

[4]冀鹏飞,江玲.基于Twitter的移动学习策略研究[M].现代教育技术,2008,(9):106-108.

 

作者简介:

傅健,1985年,男,安徽巢湖人,吉林大学高等教育研究所教育技术学硕士在读

杨雪,教授,辽宁大连市人,吉林大学高等教育研究所(130012)

陆绍圆,男,江苏无锡人,无锡联企网络科技有限公司(214000)

 

 

Paper: 远程学习中浅学习问题及解决策略探究

傅健,  杨雪

(吉林大学高等教育研究所长春 130012)

摘要:浅学习问题(浅阅读、浅协作、浅自主等)一直是远程学习中存在的问题,通过对浅学习问题产生原因的透析,结合当前最新的一些设计理念和机制,从而在宏观上提出了浅学习问题的解决策略,以提高远程学习的学习效率。

关键词:远程学习;网络课程;浅学习;浅阅读;浅自主;策略

中图分类号                      文献标识码A                        文章编号

 

The Shallow Learning Problem in Modern Distance Education and the Counter Strategy

FU Jian,  YANG Xue

( The Institute of Higher Education of Jilin University, Changchun 130012, China)

[Abstract] Shallow learning is a universal problem for distance learners. By analyzing the causes of

shallow learning and introducing the latest design concept and mechanism, the article puts forward a

solution to the problem in order to improve the efficiency of E-learning.

[Key words] distance learning; online courses; surface learning; surface reading; surface independent; solution strategy

 

引言

随着网络教育应用的推广,远程学习资源已经随处可获:数量庞大、设计学科领域多、传播范围广,但远程学习方式并没深入人心,通过学生学习时的行为观察发现一些学生的学习不是太投入,很多学生虽然开始投入热情,但很快出现急躁等行为,即使一些学习目标明确、态度端正的学生有时学习效果也不尽如人意,究其原因主要是远程学习中的“浅学习“问题存在,本文试图分析浅学习问题产生的内外部原因,并试图从外部原因(教师、课程)解决此问题,从而为以后的远程学习设计提供参考。

  浅学习概念及在远程学习中的表现 

浅学习问题的研究起源于电子媒体学习过程中学习效率低下问题的研究,目前尚无统一定义,但比较认同的是:浅学习是一个不改变学生深刻思考的过程,即只是理解和记忆现有资料,且热衷于新的资料并在简单的层面理解它。下面通过对比浅学习和深学习来揭示浅学习的特征,如表1:

表1 浅学习与深学习过程比较

学习类别 特征 学习效率
浅学习 1 用已有的概念或想法表述内容,不加入个人的评论或不提升观点;2 学习过程中不善于提出问题;

3 询问一些与问题无关或是对理解没有帮助的信息;

4对某个问题提供若干解决方案,但不能判断最佳解决方案;

5 学生不能对学习材料和自身学习成绩进行评价

在总学习内容信息量中,高水平认知的信息比较少
深学习 1 在做解释、提出建议和判断时能联系事实、自己的  思想和概念,并能从收集到的资料中创造新资料;2 能提出一个或多个解决方案,知道自己设想条件或解决方案的有优缺点,判断最佳方案;

3 能以例子的方式阐述自己的理解

4 善于提出问题,并以更广的角度处理问题;

5 学生能对学习材料和自身学习成绩进行评价

在总学习内容信息量中,高水平认知的信息比较多

通过以上对比,可管窥浅学习一般特点,其在远程学习中具体表现为以下三方面:

1 浅阅读

阅读是最基本的学习方式。然而,网络阅读可能不象书本阅读进入的快、投入的深,不仅抓不住课程重点而且容易疲劳,极易走神,这便是远程学习的最大缺陷——浅阅读。浅阅读的最大特点是“浅”,即浮光掠影般只停留在文字的言语层面,不带任何思考。因此以浅阅读方式阅读时有碍知识的获取。

2 浅自主

传统课堂的自主学习仅突出了学习者的自主性和主动性,而网络下的自主学习能力还包括高独立性、强自制性、分离性,对课程的控制性以及自定目标等。但学习者往往不适应这种分离的特性,对课程的控制不强,在学习时自制性不高,独立性不强,不能发现问题,对所学材料不能作出正确的评价,也无法评估自己学习的效果,甚至不能独立的完成学习。

3 浅协作

基于网络的协作学习是指利用计算机网络以及多媒体等技术构建协作学习环境,使教师与学生、学生与学生针对同一专题内容彼此进行交流、讨论和合作,以达到对内容的深刻理解和掌握的过程。1目前网络学习中的浅协助主要表现为:组内活动不同步;主题讨论不积极;异步教学系统下师生、生生交互协作不到位。

  远程学习中浅学习问题原因透析

远程学习中,教师、学生、课程是远程学习的关键要素,因而浅学习问题产生原因脱离不了模式中的要素。以下从这三个要素分析问题产生原因:

1 教师原因

教师在远程学习中仍扮演着极为重要的角色,但在远程课堂上,教师存在以下问题可能导致学生浅学习问题的产生:

(1)思想观念错误  有的教师认为网上课程就是脱离教师的高效学习,所以在课程学习中要么缺席,要么放任学生自由学习,使网课的学习缺乏指导和组织。殊不知,教师的在场对维持学生特别是中小学学生学习动机水平的重要性。

(2)思维定势  未完全接受这种新的教学方式,在远程教学中,很多教师摆脱不了传统课堂教学习惯:自己讲的多,学生做的少,这使得面对电脑的学生动手的机会少,参与不了或浅参与课程。

2 学生原因

(1)学习动机过弱或过强  据研究内部动机与学业成就存在正相关,外部动机则与学业成就存在负相关。2因此内部动机过弱或外部动机过强,都不利于学习的保持。一方面,由于学习者本身内部动机水平不高,所以参与远程学习的积极性不强;另一方面科技进步带来了媒介信息的批量生产,现代社会发展又加快了生活节奏, 生活压力的加重以及对于信息需求量的猛增使得外部动机显著增加,面对庞大的信息量人们无暇一一应对, 只能根据需求进行筛选或做“ 浅学习” 式了解。

(2)学习习惯尚未改观  近年来远程学习课程层出不穷,但网络学习作为一种新的学习方式时间并不长,而对于长期以书本等纸质媒体为主要媒体的学生(特别是大龄学习者)对电子媒体有时表现的不适应,阅读、参与协作等对于他们而言并“不真实”,这都造成了他们的“浅学习”。

(3)信息技术能力比较差  作为农村或者偏远欠发达地区的学生,信息技术对于他们而言并不熟悉,虽然有远程网课,但也是“公开课”场合的特权,由于操作技能缺乏,仍然不能很好的参与网课学习。

3 学习课程本身原因

(1)界面设计不科学  教育网站界面的设计理论不系统,在色彩搭配、版面布局等方面没有可参考原则,照搬商业网站(不具备教育性,色彩混乱,功利性高),都导致了学习易疲劳、学习效率低;

(2)学习过程缺乏情感交流  一些课程不能把界面设计的教育性、科学性和艺术性很好的结合,缺乏情感,使学生只感受到与机器的交流,提高不了学习的积极性;

(3)课程内容的交互性不强  内容仍是书本搬家,页面缺乏交互,信息传输呈现传统的单向传播的特点,这使得学生在学习中表现的很被动,基本上点击“下一页”就能完成所有课程的学习,缺乏互动;

(4)课程的反馈、评价欠缺  缺乏反馈和评价环节使学生的学习效果无法得到正确和及时的反馈;使得一些学生特别是需要激励的中小学生学习的积极性提不起来,也无法正确评估自己的学习;

(5)课程内容组织的非良构,导航不明确  很多课程都在一个“简洁”的平面内完成,白底黑字,最多有几张图片或视频,忽视了学习氛围的构造,缺乏科学规划的内容组织和导航使得学生容易迷航,学习效率降低。

  浅学习问题的解决策略探究

在远程学习过程中,要想很大程度的改变学生浅学习问题,教师和远程课程是首要因素,具体策略如下:

1 人性化的设计

课程界面是学生和课程内容”交流”的平台,因此课程界面设计要遵循以学生为主的人性化设计原则:界面不仅要美观,而且要满足学生的生理和心理需要。设计时尽量做到使界面自定义:例如界面布局自定义——学生可以依据自己的喜好用鼠标拖拽就能改变课程界面的布局;界面颜色自定义——可以选择喜欢的颜色作为界面的主色调,随意搭配出自己想要界面风格,虽然色彩本身不具备情感性,但不同色彩与人的视觉作用会产生情感效果,创造愉悦的学习环境;鼠标形状自定义——学生可以通过下拉列表选择喜欢的鼠标形状,一改课程呆板的机器特性。

2 情感化设计

学生学习是求知的过程,同时也是身心发展过程,因而要将情感融入课程,凸显其 “性格”,使之有生命,充分发挥情感因素的效能:一方面将可供学生选择的色彩从心理学层面加以科学化、艺术化,使其为学习者带来积极的正面心理。另一方面可将“虚拟”场景迁移进远程课程,使课程环境虚拟化如图1,加强学生的沉浸感,产生身临其境的课堂教学感。

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图13  伴有辅助教师的“情感化”远程课程

3 游戏积分制引进评价机制

网络游戏吸引众多玩家不只是因为其漂亮的、人性化的界面和生动的游戏情节,还在于它将积分用作评价体系。对教学而言,“积分制”就是通过采用一些特定规则,来贯彻“既要竞争又要协作”的教育理念因此将积分制用于教学评价不仅能更人性化的完善评价体系,调动学习者的积极性,还有利于协作型学习团队的建设。

4 课程中的问题设计

问题能激发学生的学习欲望,集中学生的注意力和深度信息处理能力,迫使学生评测自己对材料的掌握程度并提供重新复习材料的机会。提问在深学习中是一种鼓励,并促使学生成长为一名独立的学习者。研究表明教师提问问题的水平和学生成就之间成正比例关系[4,因此课程中必须存在“问题”,不论这些问题是来自教师还是学生都能促进学习材料的深加工。问题的设计要依据课程目标、学习者特性以及实际需要等因素,具体设计可依据表2进行。

表2 问题分类

依据 类型
所需资料的类型 低层次事实性问题
高层次问题
认知水平(思考水平)5 有意识回忆的问题
会聚问题(可预见的)
分支问题(注:具有创意和想象力的问题)
评价问题(判断、评价和选择)
对象的性质 个人独立完成型
小组合作型
教师提问层级 讨论阶段的低层次重复性问题
深启发性的高层次问题

5 交互“实时”与“异步”相结合

远程教育交互是指在师生相分离的环境特性下师生间的互动行为,这种分离的特性所产生的交互距离不易于师生的交流,因此远程学习中的交互是使学习顺利进行的必要因素,主要有同步交互和异步交互两种模式,Candace Chou的研究指出:异步交互中, 8%的讨论内容是关于社会情感, 92%是关于学习任务;而同步交流中, 33%的内容是关于社会情感, 67%是关于学习任务。6可见, 异步交互对学习任务的影响显著高于同步交互, 而同步交互对建立社会关系的作用明显高于异步交互,又是学习资料同化所需要的深学习过程存在的前提。因此实施远程教学时要将同步、异步交互结合,才能达到教学目的,同步系统样例如图2:

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图27结合“同步交互”的远程课程

6 教师、长者的亲临及角色转变

附属内驱力是指为了保持长者们或集体的赞许或认可,表现出要把工作做好的一种需要。这种动机虽在年幼儿童的学习活动中比较突出,但是在各个年龄皆有涉及。教师的亲临不仅为学生提供了情感支持并鼓励学生对交互的参与,而且能使高思维能力的学生的学习动力得到维持,因此远程学习环境下学习者需要一个支持和鼓励他们的教师或长者的在场。同时这些在场者必须改变思想观念,成为学习的组织者和管理者和合作者。

结语

通过以上对浅学习问题解决策略的探究,一定程度上解决了远程网络学习中的浅学习问题,但是远程学习仍然有自身无法克服的限度,并非精心设计的远程课程都能为所有对象所使用:例如就使用对象来说,年龄较小、认知力、自制力较差的学生就不适合进行网络学习,因此在解决浅学习问题的同时,我们仍然要注意将传统学习方式与远程学习方式在一定程度上进行结合,以获得教学的最佳效率。

 

参考文献:

[1]王坦.协作学习——原理与策略[M].北京:学苑出版社,2001.10.

[2]梁海梅, 郭德俊等成就目标对青少年成就动机和学业成就影响的研究, 心理科学,1998,(5):332—335

[3][7]杨雪. 吉林省教育科学“十一五”规划重点研究课题(ZC0096)

[4]Redfield, D. L., &Waldman-Rousseau, E. W. (1981). A meta-analysis of experimental research on teacher questioning behavior. Review ofEducational Research, 51, 237–245.

[5]Baruch Offir , Yossi Lev, Rachel Bezalel .Surface and deep learning processes in distance education: Synchronous versus asynchronous systems.Computers & Education,Volume 51.2008

[6]C. Candace Chou , A Comparative Content Analysis of StudentInteraction in Synchronous and Asynchronous Learning Networks. Journal of Interactive Learning Research, 12(2/3), 170- 188. 2001

 

 

*基金项目:吉林省教育科学“十一五”规划重点研究课题(ZC0096);吉林大学教学研究与实践项目资助

 

Paper: 无线网络在校园的应用与设计

 

摘要 近年来各院校越来越重视校园无线网络的建设,但无线网络在校园的应用与建设研究比较零散,照搬设计方案建设不满意甚至失败现象很多,按照网络设计流程的顺序(需求分析—现有网络分析—网络逻辑结构设计—网络物理结构设计—硬件选型、安装与配置),对全局网络和校园三类典型地点的子网进行设计,给校园无线网络建设者提供全面参考以提高建设成功率。

关键词 无线网络;校园;应用;设计

中图分类号:G434   文献标识码:B

 

无线网络,是指采用无线传输数据或媒体的计算机网络,它是计算机网络与无线通信技术结合的产物1】,其应用可追溯到上世纪五十年代前,当时的运用仅仅是用无线电信号来传送军事情报,时间跨入新世纪,随着网络在教育上的应用越来越多,传统的网络布线和规划已经不能对校园网络完美支持,学校本身空间范围有限、用户多、移动需求大、不易布线等特点也开始促使设计人员逐步将无线网络应用于校园,无线网络很好解决了传统有线介质所带来的一系列问题,所以自应用以来就受到了广大校园网建设者的青睐,但由于各校园特点和需求不同,如果照搬其他院校的建设方案可能导致建设的失败,因为本文试图按照网络设计流程给出全面参考,以提高校园无线网络建设成功率。

  校园无线网络设计前的分析与决策

1了解校园环境的特点

当前无线网络的设计虽然比较成熟,但有的院校在建设过程中仍然只是照搬企业或其他校园的设计方案,缺乏适合自身的连接方案,这导致了诸如网络连接不稳定、不能满足多用户的需求、速度不高、环境噪声大等许多问题,因此各院校在设计全局或局部无线网络时候应首先了解所在校园的环境和需求特点:例如是否拥有分校区,是否涉及办公需求等,建设一个适合自身的无线网络:

2 设计前的决策

选择无线网络前应分析是否需要或必要建设全局无线网络或局部网络,因为无线网络虽然技术先进,但有的校园不一定需要无线网络,而且无线网络较传统布线贵,实施难度大,因此建设者需要根据自身校园特点与需求权衡利弊来选择,以下为值得建设的一些考虑因素2】

(1)校区之间架设专线费用较高,架设后的线路要求归属学校独立管理;

(2)课堂教学或办公自动化、会议电视等有对网络的频繁临时不定点接入需求;

(3)学校管线紧张或部分建筑需要保留原貌,不具有线路铺设的条件;

(4)需要在短期内完成建设,支持移动,便于扩展用户或日后接入点迁址;

(5)要求运营费用低,易于管理维护;

(6)突破端口数量的限制实现图书馆等教学资源的充分利用。

决定建设无线网络后,即可按照网络设计流程进行设计:

  校园网络需求分析

通过征询用户来了解所要建设的网络需要满足的需求,根据校园的特点,一般有如下需求:

1 功能需求:

应该能满足校区之间、楼宇之间的通信,师生在移动的情况下可以对校园网、图书馆、Internet资源访问,支持多媒体教室等地多媒体信息的高质传输,这些需求可归纳为:“支持教学、提供资源与综合服务”。

2 性能要求:

性能直接决定了校园无线网络的Qos,因此必须要明确校园无线网络的性能要求,以下即为不同地点局部无线网络的性能要求:

(1)校园内部的室外场所(草坪、操场等):

速率要求高,安全要求一般,主要是满足在网络使用人数激增时仍然能够保证服务质量。

(2)寝室、办公室或会议室:

速率要求一般、安全要求高,因为这类场所的网络应用主要是收发邮件、浏览网页、聊天等,对速率要求不高,但涉及到个人隐私、账户等信息,因此对安全性要求较高。

(3)图书馆、多媒体教室或计算机机房:

速率要求高,安全要求低,因为教学信息多以多媒体的形式呈现,只有很高的传输速率才能保证传输的带宽和时延,有效的支持教学活动。

3 网络运行环境的要求

根据具体情况而定,如果对网络安全性和服务性能要求较高的话,一般选择UNIX类(含Linux、FreeBSD等)操作系统,因为它比较灵活、安全性好、而且服务质量高;而如果要求不高则可选择微软的Windows Server 2003或Windows Server2008,在其他软件的选择上则根据具体应用需求而定,例如Linux下,若需提供电子邮件服务可使用Qmail、sendmail等,架设WEB服务器使用Apache,提供DNS服务一般选择Bind等。另外还可以根据需要选用账户认证软件、计费软件等。

4 网络的可扩展性和可维护性要求

校园无线网络在扩展性和可维护性上要求较高,还要求升级方便,管理配置便捷等:在扩展性上,校园内无线网络的用户比较多且访问的人数不确定,因此要求较高;在维护上,校园是从事教学为主的地方,专业维护人员较少,因此要注意使网络便于维护管理。

  对现有校园网络的体系结构进行分析

如果学校从没有建设过任何网络,则可跳过这个过程,目前,大多数院校一般都已经建设了以有线传输介质为主要介质的网络,因此在学校经费有限的情况下可以考虑将有线网络与无线网络混合,尽量利用原有的网络建设,这样可以最大程度的保护原有投资,降低建设成本。

在将无线网络和有线网络混合时,主要是通过双绞线等有线介质将无线网络的AP、无线交换机、无线路由器等无线设备与有线网络的Hub或者交换机、路由器等连接。

  校园无线网络逻辑结构设计

对于局部无线网络主要采用的是以AP或者无线交换机等无线设备为中心结点的星型结构,其目的是为了满足多用户的需求。而如果建设整个无线校园网,可将网络划分为核心层、分布层、接入层进行设计,在整体上一般采用以树型和星型混合的拓扑结构,在主要通信接点上采用树型拓扑是为了组网便捷、管理方便,出现故障时可迅速排查,同时在主干通信链路上还要考虑冗余链路设计,不仅可以达到负载均衡的目的,还可以保证网络的可用性。

五  校园无线网络物理结构设计

1 全局无线网络

如果建设全校范围的无线网络,总体上可采用如图1所示的物理结构,校园骨干网通过光纤接入高速Internet,并通过有线介质连接到配有各种网络服务器的计算机中心,然后通过无线介质将图书馆子网、教学/办公楼子网、实验楼子网、宿舍子网等连接起来,并为移动的室外用户提供连接。

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图1 校园全局无线网络

2 局部无线网络

局部无线网络根据校园地点的不同设计不同网络结构,主要分以下三种类型:

(1)室外场所(草坪、操场等)

如图2所示,通过全向天线,用户在校园内室外用自己的笔记本电脑或PDA等移动设备可接入网络。

222

图2 室外场所(草坪、操场等)

(2)寝室、办公室或会议室

·若不接入校园骨干网:

如图3所示,在寝室或办公室内或会议室可将传统的HUB或者交换机直接换成无线网关,机器上安装好无线网卡经过恰当配置就可通过ADSL等形式接入Internet。

333

图3 寝室、办公室或会议室(不接入校园骨干网)【3】

·若接入校园骨干网:

如图4所示,寝室内选用的AP通过有线介质与校园骨干网提供的接入层连接,而寝室内的各种设备与AP连接即可。

444

图4 寝室、办公室或会议室(接入校园骨干网)

(3)图书馆、多媒体教室或计算机机房

如图5所示,由于这些场所空间比较大,而AP(无线接入点)覆盖的有效范围较小,为了满足更多学生的接入需求必须提供更多的AP(AP的具体数量取决于选择的AP覆盖范围和室内的空间大小),而AP之间的通信则可通过无线交换机进行(在经费不足的情况下可以仍然采用传统的交换机),若需要提供服务,直接将服务器与交换机连接即可。

555

图5 图书馆、多媒体教室或计算机机房4】

 

六  无线网络产品的选型、安装与设置  

1 硬件的选型

选择合适的无线产品很重要,既关系到是否满足现在需求也关系到是否满足若干年后的发展需求,因此在设备选择上应该注意以下因素:

(1)选择主流的产品

在厂商上选择市场口碑较好的生产厂商,如CISCO,华为公司等;在技术标准上选择主要的技术标准,目前应用成熟广泛的是802.11b,其兼容性较好,而且提供了四种连接速率:1Mbps、2 Mbps、5.5 Mbps、11 Mbps【5】,基本能满足不同用户的需要;同时还要注意接口是否是主流的,以防止选择的产品不能安装。

(2)选择性价比高的产品

对于不同的校园内部网络可以选择不同的网络产品,即使网络环境一样,也可能因网络需求的不同而选择不同产品,最重要的是能满足现在需求、便于以后升级、产品价格合理的产品,如果性能较好,但在较长一段时间内都不会有使用的产品可暂时不考虑选用。

(3)选择配置和管理便捷的设备

校园内部从事网络管理的专职人员不多,而需要管理的网络很多,因此在设备选择上就应该尽可能选择自动配置、管理简易的网络产品,以便以后的安装、故障排除、升级、以及日常管理等工作。

(4)考虑选择安全性较好的产品

校园内的网络不尽相同,对于图书馆、校园网等可不必考虑安全问题,而对于办公会议、校区间的通信等则可考虑选择安全性能较好的产品。

(5)兼容性和可扩展性

对于无线网卡等设备要注意其兼容性,因为可能因与其他硬件的不兼容而导致不能使用或工作不稳定等问题;对于其他一些网络产品则主要看其是否具有扩展性,因为校园内的用户数目是不确定的。

2 硬件安装

安装时注意事项有两方面,一是定向或全向天线安装高度要尽量高,而且定向天线之间的天线要尽量对准对方,天线之间尽量避开建筑物;二是室内设备安装地点要注意防潮,防阳光直射,对于散热较大的设备要选择通风良好的地点。

3 配置

安装无线网络设备驱动程序后主要工作是设置网络参数:IP地址、子网掩码、网关、DNS、速展、域展、信道等参数。

在Windows XP等高版本的操作系统中内含了对无线网络的支持,可自动检测可用的网络连接,用户只需刷新连接,在列表中选择可用的网络连接即可;

对于AP、无线网桥、无线交换机等网络产品,这些设备都提供了基于浏览器的配置管理界面,用户只需要将这些设备与计算机连接,配置终端使二者之间可以通信,即可通过图形化界面来设置产品的参数。

小结:以上即为校园无线网络的主要设计思路和注意事项,但对具体校园还应根据环境和要求的不同进行规划设计,方能设计出高效、廉价、安全的无线网络。

  无线网络可能在校园的其他的运用及展望

目前,无线网络迅速发展,将来在校园内,无线网络还可能在以下方面得到运用:

1 防盗

在实验室装有无线网络运作的摄像头等监控设备,在远程办公室即可对实验室的情况进行实时监控,防止昂贵的设备被盗。

2 移动学习与移动办公

师生都配备一个可通过无线网络连接的PDA等移动设备,教师通过无线网络可随时将教学内容或信息传给学生,而学生也可将作业等信息等传给教师以便教师及时反馈、提供指导;校内办公人员可通过无线网络随时随地连接办公网等,提高办公效率。

3 简洁的工作环境

教室或计算机机房内的计算机可使用蓝牙技术来创设简洁的环境:键盘无线,鼠标无线等。

4 无线定位功能的运用

需要查询学生的出勤情况及会议等需要急时召集某人而无法联系时可以定位其具体位置。

结语

虽然无线网络应用广泛,并从根本上解除了网线对电脑的束缚,但是在无线网络的运用过程中,也出现了一些迫切需要解决的问题,其中诸如如何提高无线网络的速率、无线网络传输安全性等热点问题也越来越得到人门的关注,正是由于这些关注,无线网络正朝着更快速、更安全、更廉价的方向发展,相信在未来的校园里无线网络将像校园里的树木一样给人们提供赏心悦目的生活学习环境,无线与高速不再是梦想。

 

参考文献:

[1]崔少仪.无线局域网的优势及校园应用探讨[J].金卡工程,2005,(8):45

[2]黎连业,郭春芳,向东明.无线网络及其应用技术[M].北京:清华大学出版社,2004.

[3][4](美)Kenneth D.Reed.网络设计(第7版)[M].美国:WestNet,2004.

[5]张裕亮.校园无线网络组建[D].南京:南京理工大学,2006.

Paper: 基于用户体验的移动学习软件质量保证框架研究

 

傅健1   谢新秀2

(1 思科CSG合肥分公司,中国合肥 230088  2华东师范大学心理与认知科学学院,中国上海200062)

摘要:“移动学习”兴起迫切需要充足的学习资源,而运行终端(屏幕尺寸、性能、平台等)、学习者群体、需求多样性,使得移动学习资源须具备自身特点,这就要求其质量保证过程有着特殊需求。目前对于移动学习软件质量的研究更侧重对已成型产品的评价和待开发产品的需求定位层面,而忽略了软件质量形成于开发的整个过程中的事实。本文结合用户体验的思想,提出贯穿整个移动学习软件开发流程的质量保证框架,并根据不同阶段对关键质量要点进行了简述。

关键词:移动学习;用户体验;软件测试;质量保证;

中图分类号:G434          文献标志码:B

 

伴随移动应用的兴起,移动学习悄然开展并蓬勃发展。在过去的十年,从电子词典到学习机、从普通通信手机到“移动学机”、从公共短信收发、语音通信模块到专用学习软件。支持移动学习的硬件性价比的提升使更多的移动学习软件应用起来,仅以英语学习为例,碟中碟移动英语通,NOKIA“行学一族”,诺亚舟“掌上思维英语”等作为手机、电子词典等终端附属软件绑定从而带动销售,使得更多购买者能享受到移动学习软件服务的便捷,并逐渐将是否内置移动学习软件作为选购移动设备的一个重要因素。作为一款移动学习软件,其质量非常重要,它不仅代表商家的品牌,更影响大众开展移动学习的学习体验,因此移动学习软件质量保证体系的建立尤为重要。台湾学者和大陆学者从E-learning的角度对移动学习质量做了较全面的阐述,如对E-learning的补充和扩展、基于SCORM的模式等[1],国内学者詹青龙基于QFD(质量功能配置)构造了移动学习资源的质量屋模型[2];这些研究分别立足于已发行的软件产品的学习效果评价和未开发软件产品的需求,对具体如何在操作层面执行未作详述,而在软件的整个开发周期进行质量保证可以更有效地节约成本,出版优良的资源,有效地提高学习者的学习效果。因此本研究基于学习者体验和交互设计的思想,结合移动应用项目Cisco Webex Blackberry Program质量保证实践经验,试图提出一套贯穿软件开发周期的全程质量保证框架,以期为国内从事移动学习产品质量研究者提供参考。

、基于用户体验的移动学习软件质量因素分析

近年来,用户体验(UE)观念在商业市场中关注度日益增高,同时,强调沟通、情境和互动的建构主义学习思想和“以人为本”的设计理念深入人心,使得“用户体验”在教育领域颇受重视。设计好的学习资源,为学习者提供良好的学习体验成为每位教学设计者的共同目标。ISO 9241-210标准将用户体验定义为“人们对于针对使用或期望使用的产品、系统或者服务的认知印象和回应,即用户在使用一个产品或系统之前、使用期间和使用之后的全部感受,包括情感、信仰、喜好、认知印象、生理和心理反应、行为和成就等各个方面。”[3]

与传统数字化学习方式相比,移动学习软件在满足学习者需求的同时,还要考虑到使用基于移动设备进行学习是否便捷、是否高效等诸多因素。结合其具体使用而言,不论是用户体验的5E模型[4],还是蜂窝模型[5],都可以归类为可用性、易用性、爱用性三层次(表1)。以下梳理对影响移动学习软件应用质量因素,为后续的质量保证策略提供依据:

表1 移动学习软件质量因素层次划分

111

UE 5E模型 UE蜂窝模型 移动学习软件质量因素层次
吸引的 信任价值期待 个性化趣味性可靠性
易学效率 可寻可及 易学性易理解易操作
有效性容错 有用可用 软、硬件资源普适性

(一)可用性层次

对基本功能可用性考察更侧重软件对移动终端的依赖与适应:(1)对硬件资源的占用:消费的CPU、内存、磁盘空间等是否合理,尽量减少资源消耗比;(2)对网络资源的利用:虽然目前国内3G传输速率已达M/S(例如:GPRS目前已经达到每秒384KB速率[6]),但是现阶段测试速度还不是很稳定,整体在50~200KB/s之间,而移动终端在移动过程中或信号“弱”区域连接速率会更低,因此需要合理利用带宽,减少带宽浪费,在低带宽时仍然保证容错等;(3)学习软件的通用性:主要表现在软件在不同类型、型号的移动设备上的兼容性,及对不同语种用户的需求的满足。例如对于不同屏幕尺寸的设备来说,有切换内容显示方式的功能,小屏幕设备上需要采用更深层次的信息架构方式,满足用户“清晰”阅读的需要;此外,具备多语种切换等功能的多国语言、多民族语言设计将是一种满足更多区域软件用户群体的重要方式。

(二)易用性层次

交互设计的基本思想在于最大程度上适应人的习惯和本能[7],因此软件的易用性在满足用户移动学习上尤为重要,主要包括三方面:(1)易学与易理解,主要包括内容呈现和内容组织两方面:其中内容呈现是指根据学习者应用环境采用不同内容呈现形式,包括视频、音频、文本等;内容组织包括内容多少、导航方式等方面。相关的研究表明,内容丰富的软件反而起不到很好学习效果,这主要是由移动学习自身的特点来决定的—移动学习是让学习者在较零碎的时间里更快地学习一些有用的知识,如果过于冗长和纷繁的学习内容,不适宜出现在移动学习的环境中,这就是“少即是多”和“简介就是力量的”设计理念。短小精悍的学习内容让用户快速地现学现用,真正达到移动学习目的,体现了移动学习的优越性和实用性。(2)易操作性,按键的设置是否符合习惯,左右“软键”的合理使用、组合键的使用、触摸屏中菜单“伸缩切换”方式等都是手机需要考虑的不同输入方式,以使用户有舒适的使用体验。

(三)爱用性层次

软件在为大众提供服务时,如果充分考虑人的个性及情感等因素,会使用户有良好的学习体验,并达到爱用的效果。(1)可靠性:可靠性是指软件的质量、安全等方面具有可信性,值得用户的信赖。这一点对于任何一款软件都非常重要,对于移动学习软件又具有独特意义,因为手机等移动终端目前大多为个人所有,具有较强的个人归属感,任何私密信息的泄露或者影响手机正常功能的使用都将给用户糟糕的使用经历甚至畏惧情绪。(2)个性化:作为一款应用于手机、电子词典等与人具有很强的情感联系的移动设备上的学习软件,与人的互动性颇为重要,学习者更希望所使用的软件是为自己量身制作,因此目前也有很多移动学习站点采用实名注册方式,使用中反复提醒是为学习者定制的服务;(3)内容趣味性:一款学习软件的设计阶段,首先要考虑的就是该软件的内容是什么,是为用户提供日常生活小知识,还是关于某个领域的专门知识,或是某种语言的学习。在内容的选择上需要考虑实用性外,趣味性也是一个重要的因素,让学习者对学习内容感兴趣,避免知识枯燥乏味,增加娱乐性和吸引力,势必让学习者在学习的过程中轻松愉悦,达到事半功倍的效果。

影响移动学习软件使用的因素除以上列举之外,还包括学习者使用的场合、动机水平等因素,这里不做详述。

、移动学习软件质量保证模型析出

现代软件质量管理理论认为软件产品的质量保证应贯穿于整个软件开发周期内。而不论开发模型采用传统的瀑布模型还是快速原型法及最新的敏捷开发方式,都可以将移动学习软件的质量保证过程分为启动、计划、执行、监控与结束五个基本过程。结合上文提出的影响学习效果的用户体验的三层次,可对基本过程的具体内容进行具体加工,并对关键过程的要素进行解析,以下就五个阶段分别作解析:

222

图1 移动学习软件质量保证模型

 

(一)启动阶段:启动是对执行计划前的需求收集与资源规划,一般应发生在软件需求说明书的编制过程中,从而驱动开发,减少随后的需求变更,具体包括以下三个部分:(1)收集测试需求:测试需求的初衷是在时间、资源、成本上进行移动学习软件质量保证,基于用户体验的质量保证强调将“体验”的三个层次在最初的需求收集中有所体现,在考虑爱用性和易用性从而确定内容表达、呈现、组织等方式后提出具体的可用性需求;强调学习者的参与,析出真实有效的需求;(2)编写测试计划:经过对测试需求的核实与确认,即可编制测试计划,以便于在宏观上计划整个测试过程与目标,但区别与传统质量保证将测试计划分为可行性测试、易用性测试以及爱用性测试计划并涵盖具体方法选择与实施方案。(3)规划测试资源:对于移动学习项目的测试,除了需要主机、服务器等设备外,还需要规划采购移动终端进行真实的场景测试。虽然主流的移动终端(如诺基亚,黑莓等手机)都提供软件模拟器便于测试,但与真实机器仍有差距,所以需要购置真实移动终端,其中支持型号、购置数量都是需要权衡的要素。

(二)计划阶段:编写测试用例,结合测试计划,根据系统的具体功能,可以完成测试用例的设计与编排,同样根据用户体验三层次可以划分为三种不同类型的用例。与可用性层次不同,对易用性、爱用性测试计划和用例不是明显的“刺激-反映”式的机械界面、功能反馈,因此在此阶段上可以粗略粗粒度的初步编写,随着测试的进一步进行,不断探索、调整以达到最优化的质量保证方法和途径。

(三)执行与监控阶段:在具体的测试用例执行中,可以划分为以下三个主要的子阶段:

(1)可用性测试阶段:可用性测试即验证基本功能的是否可用,以“可用”为基本目标。对于移动学习软件,此阶段根据测试方法的不同,可以分为“黑盒测试”、“灰盒测试”及“白盒测试”阶段。考虑到在一般移动项目中,用户的“黑盒操作”可以完成绝大部分功能的验证,“灰盒测试”可以通过修改发送端代码来测试移动接收端的方式;无法验证的部分通过“白盒测试”来进行。可以据此特点最优化测试的途径(如表2)。其中黑盒测试阶段使用模拟器或真机即可完成;而“白盒测试”可以采用类似单元测试的方法(不同于开发在编码中的单元测试)来完成未验证的测试。当然,部分开发平台没有良好的单元测试框架,也可以将函数或代码复制出来进行测试,或不用测试框架写测试用例代码来测试。根据传统可用性测试的方向可以划分为功能性测试、性能测试、安全性测试等范畴,与传统软件测试方向相比,对于移动学习软件项目有其自身的可用性测试要点,具体表现在以下方面:

表2 移动学习软件可用性测试解析

 

可用性测试 测试分类 测试流程、方法 测试要点
功能测试性能测试安装测试兼容性测试恢复测试 333 ①电池用电量②无限连接速度③CPU/MEM利用率 

④多语言、平台支持

②无线连接速度:对于连接速度的测试,主要考虑两个方面,一是在低速的情况下,软件运行的情况是否正常或不出现Crash的情况;二是正常情况下对于网速的消费是否合理可接受。①电池用电量:手机等移动终端电池多使用的锂电,供电量有限,而当前的移动学习软件趋向于图像化、声音化、视频化等发展,这对于电池的耗费也越来越大,这都需要控制在用户可接受范围之内,目前对于不同呈现形式资源,电池电量的耗费都有较好的区分。在测试时,可根据一定的标准进行评价。

③CPU、内存等利用率:一般移动应用终端的内存、CPU频率较低。虽然目前宣称利用效率很高,但是对于大多应用而言,还是需要占用很多资源,因此可以使用内存、CPU监控软件对运行过程中资源耗费进行跟踪以不断调优软件。

④多语言、多平台支持:目前手机的型号繁多,每种型号的屏幕尺寸,性能等指标迥异,而对于大多软件不可能仅仅适用于一种移动终端的一种型号或者一种语言,多终端支持需要在纷繁繁杂的多种型号上进行测试,多语言支持可以使用标准常用字符进行测试。

(2)易用性测试阶段:易用性是交互式IT产品、系统的重要质量指标,指的是产品对用户来说有效、易学、高效、好记、少错和令人满意的程度[8]。即用户能否用产品完成他的任务,效率如何,主观感受怎样,实际上是从用户角度所看到的产品质量。根绝具体的测试内容可以划分为易理解性测试、易学性测试、易操作性测试等。在此阶段测试,对于测试方法而言,首先要完成的是初步易用性指标的确定,然后根据不同的测试对象划分测试的方法(采用用户调查、软件自身测试或相结合方法实施):例如以移动学习软件“导航”易用性测试为例,可以通过主题讨论到达某“片段”学习内容的步骤数、导航耗时、是否便捷等是否达到指标来完成,同时也可以通过具体的软件自身测试(记录并打印键盘操作的耗时情况)来衡量是否易用。最后对测试的结果分析、确认并最终完善软件。在易用性测试阶段更多的是对于内容的组织、导航、表达,是否改善以是否提高学习者学习体验的指标来决策。同样对于移动学习软件而言,具有以下测试要点:

表3 移动学习软件易用性测试解析

易用性测试 测试分类 测试流程、方法 测试要点
易学性测试易操作性测试易理解性测试 444 ①内容组织:是否采用“片段化”方式,是否提供“使用指导”②内容呈现:颜色是否可定制,是否标记上次学习内容③键盘、声音导航:进入学习内容的步骤及耗时④内容操作:是否利用手机自带特殊功能(如黑莓的“一键信息”iSMS)

(3)爱用性测试:建立在可用性、易用性测试之上,考虑的是不同人群满意度的“感性”调查,是对应用软件的“模糊评价”:类似于针对用户的Ad-hoc测试,对公司外学习者使用优缺点进行收集与整理,多采用开放式方法(用户访谈、专家评审等)进行,可划分为科学性、艺术性、思想性、趣味性等不同纬度(表4)。移动软件面向的学习群体年龄、职业等可能差异较大,系统应用效果模糊评价作用凸显。通过实用性原则,内容的选择必然是对学习者具有教育性、有用的实用性知识,其教育性的“浓厚”程度直接影响学习效果;通过趣味性原则,如果知识枯燥乏味缺少趣味性和吸引力,那么这款学习软件的应用将大打折扣;其他如科学性、思想性等因素都直接影响学习者使用“愉悦”度。可见一款软件要成为好的学习伙伴,除建立在可用、易用的基础上外,更要在爱用性的趣味性、教育性、科学性等要素上得以体现。

表4 移动学习软件爱用性测试解析

爱用性测试 测试方法 测试要点
专家评审(德尔菲法)用户访谈头脑风暴调查问卷 ①教育性②科学性③艺术性④思想性⑤趣味性

(四)结束阶段:此阶段是对项目整个质量保证过程中记录的文档及最终验证结果做归类总结,并且对于整个质量保证过程中所采用的基本工具,方法,流程等的全方面总结,对于不足予以总结,以便于在以后的项目中扬长避短。

以上即为适用于移动学习软件质量保证的框架。

三、移动学习软件质量保证模型应用

思科的Webex Online Meeting系统是针对商业应用而开发的在线会议模式,在该领域市场份额高达64%[9],根据不同的模式可划分为Train, Event、Support、Meeting等系统,其中Train系统面向于教学过程。2005年,Simba Information公司的报告<Corporate Training Market 2005: Forecast and Analysis>称誉其为最佳网络学习方案[10]。结合各种系统特点而开发的移动客户端系统及Web Solution,覆盖三星、诺基亚、黑莓、Iphone等主流品牌手机及最新的Android平台,主要包括聊天(chat)、分享(share)、语音(audio)、在线帮助(help)功能,可满足不同人群对培训教学的需求。本文提出的移动学习软件质量保证模型在Cisco Webex Blackberry Program应用中主要体现在以下方面:

(1)可用性质量保证阶段:遵循了以下流程(如图2),在Blackberry客户端应用软件测试过程中以代码覆盖率为标准,贯穿①黑盒测试—>②灰盒测试—>③白盒测试三个基本可用性测试过程,有效利用了移动应用项目的特点(分为PC,手机收发两端,用户操作覆盖大多代码实现,“异常”保护较少),对可用性进行了充分测试。

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图2质量保证框架可用性应用示例

(2)易用性和爱用性质量保证阶段:分别由对移动学习软件熟悉的内部开发、测试人员及不熟悉的用户来实施,同时针对测试的要点,分别采用了主题要素讨论和用户意见模糊搜集的方式,从而改善软件的应用效果,从用户角度最大程度迭代优化软件,提高用户体验。具体应用如表5所述:

表5 质量保证框架易用性、爱用性应用示例

测试类别 测试(验证)人员/审核人员 测试方式/频次 测试过程 主要产品改进
易用性测试 软件开发、测试人员(QA)/RO(Release Owner) 头脑风暴:次/周 列出易用性讨论主题(“导航”)—>周期性例会头脑风暴法讨论是否存在改善之处(导航仅可以通过切换菜单实现)—>改善软件—>下次例会讨论是否达到目标 ①功能:添加内容呈现快捷键(Z),帮助键(H)②功能:添加“帮助&反馈”子菜单③功能:语音接入(Call)模块:填写手机号支持“国家区域”(如中国:086)首字母导航选择;学习讨论(Chat)模块:支持用户名首字母导航
爱用性测试 公司内部其他项目组成员/PM(Product  Manager) 用户访谈(问卷调查):整个开发过程中两次 选择其他项目组成员—>发放手机(配备软件)及调查问卷—>汇总调查问卷、访谈方式收集使用意见—>讨论用户意见并决策措施—>重复上述步骤验证完善效果 ①界面:分享资料(share)背景色由纯黑变成(#666666)②功能:分享材料(share)应自动隐退菜单栏③界面:页面切换方式不统一

 

结合以上应用可知,本文提出的移动学习质量模型,综合考虑了“移动学习”优劣势,结合了软件质量保证的流程,同时更注重了用户的参与与互动。

四、结语

通过上文对质量保证框架建立基础、析出及应用的概述,可知对于一款移动学习软件,其质量保证除应贯穿于整个软件开发周期外,更多的要考虑面向的用户、运行的终端、开发的目的三方面因素,在整个需求规划阶段就应立足可用、易用、爱用三个基本用户体验层次。本文仅仅是对于移动学习领域软件产品的质量保证做了分析,对于硬件产品应用未作涉及,因此仅供参考,在后续研究中,将做进一步实践与思考。

 

 

 

 

 

 

参考文献:

[1] 黄荣怀,Jyri Salomaa. 移动学习-理论·现状·趋势[M].北京:科学出版社,2008

[2] 詹青龙,元梅竹. 移动学习资源建设的质量屋模型构建[J].中国电化教育,2009,(10):51-56.

[3] 用户体验[DB/OL]. http://baike.baidu.com/view/274884.htm.2010-11-18

[4] Morville,P.User Experience Design.[DB/OL].http://semanticstudios.com/publications/semantics/000029.php,2004-6-21

[5] Michael J. Albers, Mary Beth Mazur.Content and complexity: information design in technical communication [M].Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum .2003

[6] 毕书清.3G技术促进了媒体业的快速发展[J].中国科技信息,2010,(20):95-97.

[7] 奚丹,Matt Jones. 移动设备交互设计[M].北京:电子工业出版社,2008

[8] 邱均平,叶晓峰. 情报学中的易用性原理初探[J].情报探索,2007,(9):3-5.

[9] Webex网络视频会议[DB/OL]. http://www.webex.com.cn/companyinfo/webex-company.html

[10]Industry report names WebEx Training Centre top solution for web-based training [DB/OL]. http://www.ipress.com.

hk/companyview.asp?id=10772

 

 

Paper: 基于WAP的移动个人知识管理系统设计与开发

 

傅健    杨雪    

(吉林大学 高等教育研究所,吉林长春 130012)

【摘要】 个人知识管理(PKM)和移动学习都是当前教育领域研究热点:个人知识管理利于个人知识的扩充和创新,而移动学习便捷了人们的学习,将Wml和Jsp技术结合,采用MVC-Model2模式设计和开发了手机等移动终端可随时接入的WAP个人知识管理系统,为学习者提供便捷和高效的知识管理方式。

【关键词】WAP;移动学习;个人知识管理;Jsp;MVC;Wml

中图分类号G420               文献标识码B              论文编号

Design and Development of Mobile Personal Knowledge Management System Based on WAP

FU Jian    YANG Xue   

Institute of Higher Education, Jilin University, Jilin,Changchun, 130012, China

Abstract:Personal knowledge management and M-learning both are hot research topics in the area of education:Personal knowledge management promotes amplification and innovation of knowledge; M-learning is proposed for the convenience of learner’s study.The article designs and develops a Personal Knowledge Management System based on WAP that mobilephones and other mobile terminals can connect with anytime through combining Wml with Jsp and taking the mode of mvc-model2.The system privides an efficient and convinent learning style for learner.

Keywords:WAP;M-learning;personal knowledge management; Jsp; MVC; Wml

 

引言

个人知识管理(Personal Knowledge Management), 简称PKM, 最早由美国的Paul A.Dorsey教授在1998 年提出: “Personal knowledge Management should be viewed as a set a problem-solving skills that have both a logical or conceptual as well as physical or hands-on component.”,译为中文即“个人知识管理应该被看作既有逻辑概念层面又有实际操作层面的一套解决问题的技巧与方法”[1]。尽管个人知识管理目前有多种版本定义, 其本质却都在于整合个人的知识资源,提高个人工作学习效率和竞争力。通过实施个人知识管理, 个人可以快速有效地存取所获知识, 提高效率。

随着个人知识管理越来越得到认可和重视,相应的知识管理系统近年来也已经出现,典型的如:针式PKM、magicflu中文信息知识管理平台、Microsoft OneNote,同时很多基于Web2.0的社会性软件(Blog、Wiki等)也被用做个人知识管理的有效平台,虽然这些都一定程度上促进了个人的知识管理,但用户还是摆脱不了电脑终端或网线的束缚。实际生活中,有时候突然的灵感或体会等重要知识都不能及时记录,即使记录下来,但终因缺乏良好的管理而出现无法找到的尴尬局面,不仅不利于知识掌握,而且做了大量重复的知识存储过程,为解决这些问题,本文将Wml和Jsp技术结合,设计和开发了一个基于手机等移动终端的个人知识管理系统, 方便学习者随时随地存储和管理自己的知识,同时也为移动学习研究者开发移动学习站点提供参考。

  WAP技术简介

WAP(Wireless Application Protocol)即无线应用协议,是由一个称为“WAP论坛”的公开组织提出的,其定义来自无线工业界。WAP是移动通信终端与互联网融合的产物,它基于现有的XML和IP等Internet技术,主要为手机等无线移动终端能够访问各种服务和信息(特别是Internet上的服务与信息)提供规范[2]

1998年5月,WAP规范1.0 版推出, 并于1999年9月发布了1.1 版,当前版本为WAP2.0,它通过WML技术使得手机浏览器可以识别浏览WAP网页。

目前WAP技术广泛应用于生活服务信息、商业、娱乐、理财等领域,而且近年来随着移动学习(M-leaning)的兴起,开始被应用于移动教育资源和信息站点的开发。

  移动个人知识管理系统的分析

1 系统的设计目的

(1) 增加个人的知识储量;

(2) 使个人的知识成为良构性的知识,有利于知识存取和知识系统体系的建立;

(3) 促进同学、同行知识的共享,有利于通过共享交流转化为个人知识资本,促进知识创新。

2 系统的设计原则
(1) 良好的远程接入特性:基于WAP的开发,使得用户可以随时随地通过手机等移动终端接入系统;

(2) 体现个性化和简易性:每个用户通过自己注册的帐号,应该可以建立不同于别人的知识体系,而且由于手机等移动数字终端屏幕有限且可操作不多,因此系统应简单易用,易于操作;

(3) 体现知识管理中的可良构性:知识应具有不同的类别,便于检索浏览;

(4) 体现积累性与可管理性: 知识点内容可能随着学习的进一步有所修改,因此需要具有良好的管理功能:可以对知识进行修改、添加和删除,体现知识积累的重要性;同时将管理功能与浏览功能集于同一界面,便于管理;

(5) 体现一定的知识共享特点:个人知识管理区别与企业管理,主要目的是提高个人的知识能力,但作为个人知识管理系统,具备一定的共享交流功能,更能扩大个人知识储量。但要注意系统设计在使个人和他人进行交流、共享知识的同时还应考虑对个人不愿共享知识的保密;

(6) 强大的知识检索功能:强大的检索功能是个人知识管理必须具备而且要求较高的模块,良好的检索应提供多角度的检索方式并能对检索结果按不同要求进行筛选。

  移动个人知识管理系统的总体设计   

1 根据以上提出的原则,可将功能模块划分为图1所示:

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1 移动个人知识管理系统功能模块划分图

详细功能介绍:

(1) 注册登录模块:用户可以通过手机等移动数字终端访问系统进行注册并登录,建立属于自己的知识体系;

(2) 浏览模块:用户进入系统后可以选择自己建立的知识类别来进入各类别的知识点列表,从而选择可浏览的知识点,查看知识点的内容;同时若该知识点被设置为共享且有其他用户评论,则用户可以查看别人针对该知识点的评论并可以回复,进行一定的交流;

(3) 知识类别/知识点管理模块:用户可以根据自己的学习情况对知识点和知识分类进行管理和扩充,建立良构的知识体系,在知识点设置上,可以设置是否为共享,保护隐私知识内容的同时便于共享;

(4) 检索模块:用户可以通过按标题、标签、内容三种方式对知识库进行检索,同时可以按“时间”和“是否包含别人共享知识”等筛选检索结果;

(5) 共享交流模块:该模块汇聚了所有用户共享出的知识,用户可以浏览并对其进行评论,还可以给发布共享知识的用户留言。

2 数据库的设计及要点

根据以上功能要求,利用PowerDesigner工具可将个人知识管理系统数据库设计如图2所示:

222

2 移动个人知识管理系统数据库图

对于知识点表(Knowledge)中的是否共享(isshare)字段和用户信件表(Message)中的阅读状态(readstate)字段应该设置为bit型,以达到逻辑判断的目的;对于内容较长的字段使用text类型,而诸如用户名等字段则用varchar类型,使得满足存储要求的前提减少存储空间。

  移动个人知识管理系统的实现

根据以上对系统的分析以及设计,可将该系统的主界面设计如图4中的右图所示,包含四个主菜单供选择:进入知识库、检索知识库、共享交流、收发信件。

对于该系统的开发,这里以Red Hat Enterprise Linux 5为平台,以Tomcat 5.5为服务器,采用的技术方案是以Jsp和Wml相结合的方式,按照MVC-Model2来设计:

MVC(Model,View,Controller的缩写,分别为模型、视图、控制)是Application开发的一种设计模式,它要求在开发中把业务逻辑、界面显示和数据进行分离以利于组件复用和开发分工,而MVC-Model2具体是指使用Jsp+Servlet+JavaBean技术方案:Model层实现系统的业务逻辑,这里使用DAO模式封装对数据的操作;View层用于与用户的界面交互,采用Jsp、Wml结合实现;Controller层是Model层与View层间的纽带,使用Servlet来完成有效控制,具体如图3所示。下面具体介绍下后台数据库的连接并以MVC-Model2实现系统登录模块为例介绍系统的实现。

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3 系统开发的环境及MVC-Modle2模式

1 后台数据库的连接

后台数据库是存取用户信息及其各自知识类别、知识点等信息的关键,这里使用可跨平台的MySQL做为数据库,Jsp与数据库的连接可以通过JDBC或ODBC方式,而ODBC依赖微软平台,移植性不强,所以这里采用JDBC方式,在对数据库的操作上通过建立一个ConnectionManager类来提供对数据库的连接,然后通过DAO模式来调用,ConnectionManager类的关键代码如下:

public class ConnectionManager {

public static Connection getConnection() {  //定义取得到数据库PKM连接的方法

……

Class.forName(“com.mysql.jdbc.Driver”);

Connection dbConnection = DriverManager                            .getConnection(“jdbc:mysql://localhost:3306/pkm?user=root&password=fujian”);

……

return dbConnection; }……}

2 MVC-Model2实现登录模块(界面如图4)实例

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4 移动PKM的登录模块

(1) 在视图层(View层):利用Jsp和Wml相结合生成手机可以浏览的页面,结合方式主要有两种:一种是利用Jsp中的out.println()方法动态生成WML,另一种方式是将Jsp代码和Wml代码分离,Jsp负责处理会话,Wml负责显示Jsp处理的结果,这里以第二种方式为例,Login.jsp关键代码如下:

……

<% response.setContentType(“text/vnd.wap.wml”);%>

<!—上面为头部分和JSP操作部分,以下为WML显示部分–>

<wml>

<card title=”移动PKM”>

<p>         用户:<input name=”name” type=”text”/><br />

密码:<input name=”password” type=”text/>

<do type=”accept” label=”登录”>

<go href=”LoginServlet” method=”post”> <!—调用LoginServlet–>

<postfield name=”name” value=”$name” />

<postfield name=”password” value=”$password” />

</go></do>……

</p></card></wml>

(2) 在控制层(Contorl层):接受视图层Login.jsp传来的用户名和密码,使用Servlet进行控制,LoginServlet关键代码如下:

……

public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)

throws ServletException, IOException {

String name = request.getParameter(“name”);

String password = request.getParameter(“password”);

if (new PKMdao().checkUser(name, password)) //调用PKMdao()类的checkUser()方法验证用户

{……

this.getServletContext().getRequestDispatcher(“/main.jsp”).forward(request, response);}

……

(3) 在模型层(Model层):使用DAO模式封装对数据的操作,提供操作数据库的checkUser()方法供控制层LoginServlet调用,PKMdao类关键代码如下:

……

public boolean checkUser(String name,String password){     //操作数据库、验证用户的checkUser()方法

boolean flag=false;

Connection con=ConnectionManager.getConnection();

……

PreparedStatement ps=con.prepareStatement(“select * from pkmuser where name=? and password=?”);

ps.setString(1, name);ps.setString(2, password);

if(ps.executeQuery().next())flag=true;

……

return flag;               }

……

通过以上MVC-Model2模式,可以实现强大的WAP应用,系统的其他功能模块都可以通过这种方案来实现,其中几个主要模块的界面实现效果预览如图5和图6。

  移动个人知识管理系统的发布与测试

    对于WAP系统的发布和测试,和普通WEB站点存在一些区别,下面从发布和测试两方面介绍WAP系统的发布和测试方法:

1 系统的发布

若要将WAP应用发布至外网,必须将代码应用到服务器平台上,WAP服务器与普通Web服务器架设方法相同, 若只想进行简单的WAP内容服务,仅需修改当前服务器的MIME类型,MIME(多用途因特网的邮件扩展)是用来定义互联网上传输数据的规格,当使用浏览器浏览一个页面时,服务器将告诉用户浏览器将接收到文件的类型,设置MIME则设置了服务器传给浏览器的文件类型,与WAP有关的主要有五种MIME类型,具体如表1:

1 WAP的五种MIME[3]

MIME类型  文件类型 扩展名
text/vnd.WAP.wml Plain WML documents .wml
image/vnd.WAP.wbmp Wireless Bitmap Images .wbmp
application/vnd.WAP.wmlc Compiled WML documents .wmlc
text/vnd.WAP.wmlscript WMLScripts .wmls
application/vnd.WAP.wmlscriptc Compiled WML Scripts .wmlsc

可以使用微软的IIS或Apache的Tomcat作为服务器来发布系统,为了便于移植和高效,这里操作系统选择Red Hat Enterprise Linux 5,服务器选择Tomcat5.5,将WAP的MIME类型加入到Apache服务器可以按照下面步骤:

(1) 添加五种MIME类型到服务器的主配置文件中:Linux系统安装Apache服务器后,系统的/etc目录下会新增一个httpd目录来存放所有Apache的配置文件,可使用命令“vi /etc/httpd/conf/httpd.conf”编辑Apache的主配置文件httpd.conf:定位到AddType区域,按a进入插入模式,以“AddType text/vnd.WAP.wml .wml”格式将五种MIME类型添加进主配置文件,保存退出;

(2) 重新启动Apache:使用命令“/etc/init.d/httpd restart”重新启动Apache服务。

通过以上操作即可将WAP的MIME类型加至服务器配置文件中以提供完整的WAP服务。

2 系统的测试

WAP页面不同于普通WEB页面,如果要在电脑终端上测试和浏览Jsp实现的WAP应用除需要安装Java虚拟机(JRE)外还需安装支持WAP的浏览器(即手机模拟器),目前常用的WAP浏览器有WinWAP、Opera、M3gate、Nokia WAP Toolkit等,其中M3gate测试的最为严格和标准,因此本文采用此软件进行测试,图5和图6为该系统主要模块主要页面的测试效果图。

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5 移动PKM的浏览模块主要界面

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6 移动PKM的检索模块主要界面

结语

当前不论是企业还是学校和个人对个人知识管理越来越重视,扩大个人知识储备,提高个人竞争力,从而推动企业甚至国家的发展成为人们加入个人知识管理研究的主要动力,采用当前主流技术开发的基于WAP的移动个人知识管理系统(PKM)提高了个人对知识的存储、获取、转化和创新的能力,一定程度上满足了普通学习者知识管理的需求,同时面向手机等移动数字终端的开发使个人知识管理更为便捷,用户的灵感和体会等重要知识不再流失,实现了“以人为本”的高效便捷学习。

 

参考文献

[1]王力.个人知识管理研究[D].长春:东北师范大学,2007.

[2]魏群英.WAP协议和WAP网关研究[D].长春:吉林大学,2006.

[3]千展研发中心.eWAP无线世界:WML玩家通[M].北京:清华大学出版社,2002:36-38.