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:

111

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。

333

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

444

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。

555

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.

 

Paper: 主客体视域中桌面虚拟实验的设计与应用

 

傅健,杨雪

(吉林大学高等教育研究所吉林长春130012)

摘要】桌面虚拟实验以其“真实”、教学效果好等特点为教学和科研等机构所青睐,虽然技术实现已不再是难点,但在设计和应用上仍然存在很多问题。文章从哲学中主客体视角提出桌面虚拟实验的设计原则和应用指导,从而最大程度地提高“桌面虚拟实验”产品开发性价比与应用绩效。

关键词:主客体;桌面虚拟实验;设计;应用;

中图分类号】G459           【文献标识码】A                【论文编号

 

Designing and Application of the Desktop Virtual Experiment from Perspective of Host-guest

FU Jian ,YANG Xue

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

AbstractTeaching and scientific research institutions are in favor of the desktop virtual experiment for its characteristics of “reality” and effective teaching. neglected easily and problems are still exist in process of designing and application though the technology is no longer difficult. This article provides several guidance for the designing and application of the desktop virtual environment so as to improve cost-effective and application’s effect of the products in the greatest degree.

Keywords: Host-guest; The Desktop Virtual Experiment; Design; Application

 

一、引言

近年来,桌面虚拟实验作为虚拟现实技术应用的一个重要领域,其情境性、灵活性及一定的“实践性”优势使其被广泛应用在医学、物理等自然学科的实验教学与学习上。同时伴随信息化教育对数字化资源建设的需求,桌面虚拟实验产品越来越多。但当前在设计与开发上,“碰运气”或“跟着感觉走”现象较为盛行;在应用上也存在虚拟实验一定比其它多媒体课件应用效果好等类似观点,这样的理念使得开发的产品应用效果并不好。例如对大连理工大学的“大学化学虚拟实验系统”及吉林大学的“大学物理虚拟实验系统”使用者的问卷调查显示:72%学习者不喜欢系统的导航方式;50%学习者认为实验系统操作中及时反馈及提示信息较少;35%学习者则认为操作不便捷1。可见当前开发的诸多实验系统虽然在一定程度上辅助了教学,特别是实验教学,但是应用仍局限在“可用”的基本功能满足上,而尚未达到使用户“爱用”的效果,究其原因,大多开发与应用效果较差的桌面虚拟实验产品在设计与应用过程中缺乏科学的指导。因此本文试图从哲学学科的主客体视域为虚拟实验的设计与应用提供理论指导,使得有据可依,科学开发与应用,从而提高桌面虚拟实验产品的开发性价比与应用绩效。

二、桌面虚拟实验操作中的主体与客体辨析

主客体理论归属于哲学基本范畴,常作为一种视角来分析实践活动中对象关系。早在古希腊时期,亚历士多德就在他的《范畴篇》中将主体的概念抽象出来,认为主体是性质、状态、关系、活动等等的基质,而属性、状态、关系、活动是属于主体的2,可见对主客体理论研究之久远。而对于主客体的区分,马克思以实践论视角认为主体是有意识、能从事实践活动的人,是在一定的社会关系中进行改造和认识客体活动的鲜活的人;客体是进入主体实践活动领域并和其关系的客观事物。皮亚杰则从认识论角度对主客体概念进行了严格的区分,在他看来,主体与客体及其概念是通过主体的活动建构而成的,一开始既不存在一个认识论意义上的主体,也不存在作为客体而存在的客体3。虽然视角不同,但都肯定了实践活动是主客体之间联系的中介。

而桌面虚拟现实(Desktop Virtual Reality,简称DVR)是利用个人计算机和低级工作站进行仿真,将计算机屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口,通过鼠标、键盘等廉价输入设备实现与VR世界的充分交互4。桌面虚拟实验就是桌面虚拟现实技术在实验领域的典型应用,从概念可知在学生操作“桌面虚拟实验”这一活动中,可将其归结为学生与虚拟场景之间的主客体活动,即学生作为虚拟实验的操作者和控制者,是主体,而“桌面虚拟实验”所构建的虚拟场景由于被纳入主体的学习活动中而作为对象即客体存在,学习活动的发生,正是桌面虚拟实验操作这一对象化活动所完成。

三、主客体视域中桌面虚拟实验的设计

在主客体理论中,主客体关系理论是其核心,关系理论主要表现在以下两点:第一,主体通过生产实践改变客体。在改造世界的实践中, 主体能动地反映和改造客体,同时客体对主体有约束和规定作用;第二,主客体是对立统一关系,即不是决定的对立,而是主客体之间通过相互作用达到二者一定意义的双向和谐建构,正是在复杂矛盾运动中, 既改造客体也改造自己的能力。

从主客体之间的关系,桌面虚拟实验中的主体(学生)与客体(虚拟场景)是互相影响的,同时作为鲜活的、灵动的学生主体具有社会性、自然性等特点,其所需要掌握的生活经验更多需要来自真实的实践;而作为客体的虚拟场景并非真实,当主体“遭遇”机器所构建的虚拟场景时,有时会比非直观的书本阅读出现更多问题,因为书本虽不直观,但留人想象的空间,不至于产生误导。因此下面根据主客体关系理论并结合桌面虚拟实验中的主客体特点提出一些设计原则。

(一)减少对学生的主体地位限定

人通过认识与改造世界这一对象化活动求得生存和发展,在活动中,人以其实践能力占据主体地位,但客体的对象化活动仍然制约了主体的地位。当前一些桌面虚拟实验中,学生的操作更多的是适应机器构建的虚拟场景,而不是让机器来适应人,导致了学生主体性一定程度的消解,同时一些实验演示过多、互动参与少,这都使得学生的主动积极性降低,因此设计中,可以通过一些细节的设计使学生主体性加强。例如在一些粗糙的桌面虚拟实验(图1左)中,所有操作鼠标形状不改变,改良后,当操作旋钮等时,鼠标会变成手型(图1右),细节的设计使学生在操做“实验”时,感受的是自己的行为,减少了客体(虚拟场景)对自己的主体地位约束。

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图1 “鼠标”细节设计比较

(二)减少主体的认识错位

用户特别是低年级的学习者认知能力有限,即使在真实的场景,有时出现认知错位,而虚拟实验所构建的模象信息遗漏难免,或者过于频繁的使用“虚拟缩放”,都会使学生认识错位,潜意识中默认虚拟与真实无异,扩大了虚拟场景本有疆域,所以设计虚拟实验时,应尽量避免错位产生,可通过以下两种设计策略来避免:

1. 注重选择参照物:以熟悉物件为参照让学生有真实场景的依附感,减少认识错位。在一些虚拟测量实验中,学生不能习惯对虚拟物件的测量,到真实实验中时,学生对尺寸有时产生很大误解,无法正确把握被测物体的尺度等,因此可以在旁边放置一个尺寸比较单一的熟悉物件;

2. 注重反馈设计:在桌面虚拟实验操作中,可能会因认知错位而产生一些错误行为甚至习惯。例如:学生在“实验”中可能因“好玩”而反复单击鼠标操作器材,如果不能意识到真实与虚拟实验的区别,把这个行为带进真实实验中,可能产生不爱护器材的行为甚至习惯,这在普通实验中所造成的伤害不明显,但在危险性高的实验中,其重要性不言而喻。为了防止这种情况,应注重反馈的设计。在“实验”中甚至是“实验”前通过文字或者演示错误行为带来后果来设置反馈,预防不良行为发生和习惯的养成。

3. 防止“弄巧成拙”:虚拟实验以真实实验为基础,但由于技术限制不是所有的现象和器械都能表现“完美”,因此表现无法与真实贴近时则可不表示,防止“弄巧成拙”。例如在演示光的性能时,不能为了形象采用粒子系统表现,要注意到光的波粒二象性,防止误导学生。

(三)使虚拟场景具有情感性

一些虚拟实验没有重视“实验”场景的设计:没有场景或场景粗糙,使学生提不起兴趣,因此在设计虚拟实验时,即使添加一个色彩和谐的简单场景或者和生活贴近的物品,也能激发人的情感,使学生体会到“实验”对自己的关怀,同时也能使学生能在“实验”中找到课堂学习的“归属感”。例如图2中,花盘的添加增加了一定的情感作用。

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图2 添加花盘的“实验”设计

(四)注重学生的“社会性”

人是社会性动物,所有的活动都离不开与他人的交往,同样在学习活动中,更多是与教师、同学和课程内容等的交流。交流不仅使学生知识技能得到提高,身心也得到发展,而一些虚拟实验所描述的虚拟场景有时候缺少对人的社会性的重视,实验中只是单纯的技能操作,只有器材和人的交互,忽略了情感交流,导致学生的心智得不到应有的全面发展。因此设计中,要融入情感要素,可以给“实验”设计一个“虚拟”教师提供简单的导航,或者设计更多“生生”交流等互动模块。添加虚拟教师的实验设计示例如图3:

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图3 添加可简单导航的虚拟教师

(五)考虑主体的系统思维提高

桌面虚拟实验通过采集真实实验中的关键信息来模拟真实实验,其信息采集的有限性必然导致信息的损失。而系统论认为, 一个系统的能力大于其内部各部分的简单总和,因为其内部各要素之间存在着一定结构或“组织”形式5。在目前桌面虚拟实验中,更多的是物件、机体的的简单“拼接”,这点应用到医学教学上则很不科学,因此在“实验” 设计时,要注意多提醒学生联接整合功能的作用:呈现一个局部单元应先有演示该局部与整体之间的关系和局部在整体中的地位的部分,而不是直接演示操作所需部分。

综上所述,有时改变一下鼠标操作的形状,添加充满感情的色彩、简单物品等细节都可以在保证开发成本的前提下促进学生与虚拟场景的有效互动,提高学习效果。

四、主客体视域中桌面虚拟实验的应用

通过以上从主客体视域对桌面虚拟实验进行设计,可以达到一定的性价比,但客体(虚拟场景)中“实践”得到的经验仍然不能真实地代替真实场景的生活和经验,因此在应用桌面虚拟实验的过程中,更需要慎重选择以及提供良好的使用条件,方能应用出最佳效果,以下给出一些具体应用指导:

(一)产品选用原则:首先依据“多媒体组合教学”的思想,衡量是否选择桌面虚拟实验产品来辅助教学,决定使用后则选用能使主体(学生)和客体(虚拟场景)和谐一致的“实验”,选用的原则以上文中设计的要点为依据,选用设计“和谐”的产品学生能既能沉浸到虚拟实验场景中去,也能将虚拟与真实区分,防止认识错位。同时要求“实验”反馈时间恰当,提示明了,互动为主,注重学生参与,以及场景的情感设计和交流空间,这样方能使学生切身参与而达到良好的意义建构。

(二)应用时的要点:虚拟实验不仅能让学生不限时空的“实验”,而且设计良好的实验能够让学生得到练习,解答学生的问题,但毕竟区别于真实实验,不能涵盖真实实验中的所有情况,也不能完美诠释真实实验器材所特有的性能和质感等,因此在学生使用虚拟实验时,实验教师应该在现场补充实验关键信息,给予正确的组织、指导。

(三)应用角色定位:主体通过实践活动改造客体,这一对象化活动给予主体以知识和智慧,但桌面虚拟实验中所构建的虚拟场景虽强大但无法完全获得真实场景所能给予的知识经验和心智提高,同时虚拟实验本身影响学生对“细致”变化和非正常信息的感受,不利于学生创新能力和问题意识的培养,同时虚拟实验操作对计算机操作能力有一定要求,因此若作为实验的考核很难说明实际动手实验操作能力。

以上从选用、应用要点和角色定位三方面对桌面虚拟实验的应用进行了分析,可以看出必须摆正桌面虚拟实验产品的地位,仅将其作为辅助手段:实验前预习,实验后复习所用,而无法替代真实实验。在应用时,还应结合具体情况科学应用,发挥桌面虚拟实验应用的最大成效。

五、结语

通过从主客体视域对桌面虚拟实验设计与应用的分析,可以看出桌面虚拟实验虽然逼真、高效,但区别于高仿真虚拟现实技术,仍然仅仅局限在“桌面”上,同时在设计和应用时却更容易因为忽视细节而导致学习效果降低甚至导致学生不良“习惯”产生,所以以主客体等科学理论为指导,结合教学实际情况来设计和应用,可以在一定程度上提高桌面虚拟实验产品的开发性价比,用户的学习也可以愉快、高效。

 

【参考文献】

[1]魏书莉,杨雪,傅健.虚拟实验操作系统中的认知摩擦问题研究[J].现代教育技术,2009,(9):121-123.

[2][3]王公晓.皮亚杰主客体关系理论及其借鉴意义[D].河南:郑州大学,2007.

[4]于洪涛.桌面虚拟实验在实验教学中的作用及其应用条件[D].长春:吉林大学,2007.

[5]郭春梅,白旭光.系统论在高校统计信息资源整合中的应用[J].系统科学学报,2008,(3):95.

 

 

 

Paper: 基于JSP的“实验室”题库系统的开发研究

 

傅健1,杨雪1,黄海林1,周淑红2

(1 吉林大学高等教育研究所;2 吉林大学机械科学与工程学院长春 130012)

摘要  随着教育信息化推进,实验教学中以实验报告为主要辅助依据的实验考核方法已不能满足高效、可跟踪学生学习进展等需求,本文以吉林大学“机械工程综合实验”题库系统开发为例,介绍了基于JSP的支持实验前测和后测两种测试、可跟踪学生学习情况的“实验室”题库系统的实现,为用于实验教学的题库系统开发提供参考。

关键字 题库;设计与开发;JSP;前测;后测

 

引言

吉林大学机械工程科学与工程学院学生需要参加的实验很多,学生实验考核的主要辅助依据仍多以纸质实验报告为主,过多的报告带来了评价、管理上的诸多不便,而且也造成了纸张资源及人力的浪费。随着教育信息化的推进,不仅要求对于学生成绩信息化管理,而且要求对每个学生的实验掌握程度能进行跟踪和记录:了解学生实验前的预习情况或学生第一次实验的掌握程度,以及经过反复实验后的成绩变化;能对学生进行信息化考核并存档作为评价学生成绩的部分依据。因此结合实验教学特点针对所有机械工程等专业等都需参加的综合实验,开发了实验室题库系统,区别与普通题库,该题库分成两部分:即前测题库,以客观题为主,测试实验预习情况或初次实验的掌握程度:后测题库,以主客题为主,测试经过实验训练后的理解和掌握程度等。

  比较测试系统的需求分析及功能规划

根据以上背景,结合机械工程综合实验目标、学生特点、软硬件环境等具体情况,对学生及教师的需求可做以下归纳:

1 对于实验学生:

(1)学生可以查看教师发布的教学实验要求、实验组安排、考试具体要求等教学公告信息;

(2)学生可以参加两种测试:前测和后测,前后测试皆由系统随机抽题自动组卷,自动计时,考试结束后客观题即时给出答案;主客体则由教师手动评分;

(3)学生可以查询自己的考试答题情况以及具体到每个题目的教师批阅信息,教师阅卷完成后还可查询考试成绩。

通过学生角色功能需求分析,可用建模工具PowerDesigner将学生UML用例图规划如图1:

111

1 注册实验学生的用例图

2 对于实验教师:

(1)教室能对多个专业、班级、学生进行集中管理,其中包括对注册学生身份的审核,以防止恶意注册;

(2)教师可以维护前测和后测两套题库,支持批量添加、更新、删除试题等维护功能;

(3)教师可通过“考试控制台”设置重新测试,以使系统能重复使用,同时也可以设置个别学生的重新考核,并对考试时间进行控制;

(4)教师对于主观题可手动评分,客观题则由系统自动判分;教师还可按专业或班级等多种形式浏览考试成绩等信息,也可以查询个别学生答题情况及成绩;

(5)教师能够在后台发布实验考试要求、上机时间等教学、教务公告信息。

同样,通过以上的教师角色功能分析,可将实验教师的UML用例图规划如图2:

222

2 实验教师的用例图

 在线测试系统的开发方案确定

对于该题库系统的开发,选择跨平台性较好的Jsp为网络编程语言,MyEclipse6.0为开发平台,按照MVC-Model2模式实现:

MVC(Model-View-Contorller),即模型-试图-控制器,是起源于20世纪80年代的一种设计模式,现已成为SUN公司J2EE平台的主要设计模式,它把应用程序分成三个模块(模型,试图和控制器)来分担不同任务,从而利于组件复用和开发分工1,而MVC-Model2具体是指Jsp+Servlet+JavaBean的技术方案:Model层实现业务逻辑,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,使用JSP实现;Controller层是Model层与View层间的纽带,使用Servlet来完成控制,具体如图3:

333

3 系统开发环境及MVC-Modle2模式

 在线比较测试系统的实现

1 后台数据库的设计与连接实现

(1)后台数据的设计:学生、试题、成绩以及教务等信息都需要用后台数据库来存取,这里可选用SUN公司的MySQL做为数据库,由于系统涉及学生信息表、试题库表、学生成绩表等多张表,这里不详细介绍,重点介绍试题库表的的设计,为了快速生成题库表itempool,可直接使用SQL语句或调用执行SQL文件生成,SQL具体代码如下:

CREATE TABLE `itempool` (

`Pool_Type` bit,//归属于前测还是后测题库的逻辑判断

`Item_ID` int(10),//试题编号

`Item_Style` int(3),//试题“表示”风格:包括选择题、判断题和主观题(含简答、分析题等)三种

`diffculty` varchar(3),//试题难度

`content` text,//试题内容

`answer` text,//试题答案

`value` int(3),//试题分数

`picture` varchar(100) default NULL,//试题内容中包含图片的存储地址,默认为无图片

) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=GBK;// 表使用innodb引擎,数据编码选择中文

(2)后台数句库的连接:应用程序访问数据库一般是通过ODBC(开发数据库连接)或程序自带的驱动,其中后者较快,JSP中的数据库连接一般使用JDBC(JAVA数据库连接)方式,它支持以上两种方式2。对于该系统的开发,可通过建立ConnectionManager类来提供对数据库的连接,该类关键代码如下:

public class ConnectionManager {

String DBurl=”jdbc:mysql://localhost:3306/item?user=root&password=fujian”;

public static Connection getConnection() {  //取得对数据库Item连接

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

Connection dbConnection = DriverManager.getConnection(DBurl);

……}

2 关键技术及代码详解

(1)随机抽题的实现:为了保证测试的公正,系统使用随机抽题的方式为学生自动组卷(前测试卷或后测试卷),实现的关键是使用JAVA的Random对象进行随机抽题,用法示例:

<%

Random   random   =   new   Random();

int id = random.nextInt(new DAO().maxBeforeId()); //范围为[0,最大数),maxBeforeId()取前测试题最大编号

String maxid = x+1+””; //调整范围为[1,最大数],即为前测试题库编号范围

%>

(2)查看答题情况的实现:对于学生的答题情况要求记录,以便以后教师或学生自己查看,也为了解学生实验掌握提供依据,可使用JAVA的Split方法来取出数据库记录的答题情况:在提交测试试卷后,系统可以“A@B@C@”形式记录答题情况,在查看答题情况时,使用split方法取出答案,放进指定数组以便操作,用法示例:

<%

String str==new DAO().getAnswer(classid, userid,testtype);// 得到形如”C@B@C@”的答案

String[] answer = Str.split(“@”); // 将答案保存到数组answer,分隔符若是”| “、”*”等特殊字符, split方法加\\转义写成Str.split(“\\|”)形式

……%>

(3)前后测试逻辑判断:为了保证学生前测准确,要求系统在学生进行前测后自动关闭前测,直至教师在后台重新开考或针对个人重新考核,因此在学生点击“进入测试”后,系统应对每个学生应提供前测试卷还是后测试卷做逻辑判断,关键代码:

<%

String classid=(String)(session.getAttribute(“classid”));

String userid=(String)session.getAttribute(“userid”);    String testurl=””;

if(new DAO().hasBefore(classid,userid)) ;// hasBefore()方法检测某学生是否已进行前测

str=”AfterTest.jsp”;else  str=”BeforeTest.jsp”;   %>

<a href=<%=testurl%> >进行测试</a><!–点击“进行测试”,系统自动判断提供前测还是后测–>

(4)定时交卷功能的实现:为了保证学生的测试的准确性,系统提供手动交卷功能的同时应自动计时,考试时间结束自动交卷,以保证测试公平,这里使用JavaScript实现,关键代码:

<script language=”JavaScript”  type=”text/JavaScript”>

var test_time=<%=(new DAO().getTestTime()%>;//获取考试时间

window.setTimeout(“document.textfrm.submit()”,test_time);//定时提交答题表单testfrm

alert(“考试时间为” + test_time/60000 +”分钟,” + “时间结束,自动交卷!”);

</script>

3 小结:通过上面数据库设计以及关键技术实现,即可完成实验室题库系统的实现,开发时还应注意结合XML、CSS等技术使页面美观,以便于以后页面风格的快速调整,同时在对数据库的连接上,要注意调用后关闭,以减少数据库操作异常,另外在具体操作语句书写上,应始终以预处理PreparedStatement代替Statement,以防止SQL注入,提高系统安全性。

  系统部署与测试

系统可以选择以开源操作系统Red Hat Enterprise Linux 5+Apache Tomcat 5.5或微软Windows server 2008+IIS 6.0任一方式部署,部署地点可选在计算机机房或者实验室,部署成功后,学生在机房或寝室都可以通过校园网来访问服务器进行在线测试;同时,教师通过后台实现考试管理,了解学生掌握情况,以下为学生登录后的主界面(图4)和教师后台管理主界面(图5):

444

4 学生登录系统后主界面

555

5 教师后台管理主界面

结语

通过以上设计与开发,即可完成支持前测和后测两种测试、能跟踪学生实验掌握情况及变化的B/S“实验室”在线测试题库系统,为实验室的成绩评估以及了解学生的实验掌握情况提供了一定依据,同时也为实验技能的辅助考察提供一种高效的信息化手段,而且该系统具有一定的通用性,可用作其他学科考核使用,至于系统的稳定性与安全性有待进一步研究。

参考文献

[1]孙卫琴.精通Struts:基于MVC的Java Web设计与开发[M].北京:电子工业出版社,2004:9-10.

[2]朱敏,朱晴婷等.JSP Web应用教程[M].北京:清华大学出版社,北京交通大学出版社,2004:141.

 

Paper: 国内移动学习理论研究与实践十年瞰览

 

傅健,杨雪

(吉林大学高等教育研究所,吉林长春 130012)

摘要:2000年,爱尔兰远程教育学家戴斯蒙德·基更在上海电视大学建校40周年学术会议上做了题为《从远程学习到电子学习再到移动学习》的报告,首次将移动学习的概念引入我国,随之国内学者掀起了研究并应用移动学习的热潮,至今近十载,在理论与实践发展并重的十年里取得了一定成果。本文分析了我国开展移动学习的深远意义,以文献内容分析和应用案例分析相结合的方法从宏观上概述了近十年国内理论研究与实践,同时对当前国内移动学习现状、趋势与不足进行了探讨,提出不足的对策,旨在为国内移动学习领域研究者提供参考。

关键词:移动学习;十年发展;理论研究;实践

中图分类号:G434          文献标志码:A

 

移动学习研究始于1994年美国卡耐基—梅隆大学的WirelessAndrew研究项目,该项目历时3年,最终通过无线基础设施建设为校园内师生、管理者等提供了覆盖整个校园的无线高速连接[1]。此项目是全球范围内第一个移动学习研究项目,随后全球性的移动学习研究就此展开,如2001年欧洲“下一代学习”项目、2002年非洲农村移动学习研究项目等。我国移动学习研究起步较晚,同比WirelessAndrew项目,国内移动学习项目始于2001年北京大学“移动教育理论与实践”,而对于无线校园网建设,虽然我国早在1988年就建设了“深圳大学校园网”,但直至2002年2月,覆盖整个校园的无线校园网才在上海中学建成[2]。可见国内移动学习研究起步稍晚,追溯国内最早明确以“移动学习”为概念的研究,当属2000年爱尔兰基更博士将移动学习概念介绍给我国后国内科研院校、企业等对该领域的探索。时至今日,历时近十年发展,我国的移动学习研究发展迅速、硕果累累,本文首先分析了我国开展移动学习的深远意义,并对近十年理论研究与实践进行总结,最后对当前研究的现状、趋势与不足进行了反思。

、我国移动学习研究的开展及深远意义

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、任何地点发生的学习, 其使用的移动计算设备必须能够有效地呈现学习内容并且提供教师与学习者之间的双向交流[3]

(一)国内移动学习研究开展简述

国内移动学习研究按照研究主体不同可分成企业(移动设备生产商、通信公司等)研究和学校研究两个主要部分:最早涉及移动学习领域的是企业,上世纪80年代末,移动学习概念尚未提出时,企业就提供了最早的移动学习实践形式;而学校则以校校通为发端,以无线校园网、3G校园网建设为发展点,理论与实践并重。为了解我国移动学习开展,笔者盘点了近十年国内研究的有关“第一”,见表1。

表1 我国移动学习研究“第一”

时间 “第一” 内容 说明
2002年1月 项目 移动教育理论与实践 由北京大学现代教育中心承接,历时4年
2002年5月 实验室 移动教育实验室 由北京大学现代教育中心成立[4]
2006年7月 主题网站 移动学习资讯网 http://www.mlearning.org.cn
2007年5月 互动在线平台 行学一族 由诺基亚推出
2008年 系统研究方向 “移动学习”相关研究 北师大知识工程研究中心博士后方向
2008年1月 主题论坛 “移动学习:新一代e-learning 的探索与实践” 在京举行,由移动学习资讯网主办
2008年3月 国际会议 第五届无线、移动、普适技术教育应用国际会议 北京师范大学举办
2008年6月 专著 《移动学习—理论·现状·趋势》 黄荣怀,Jyri Salomaa;由科学出版社出版
2008年7月 3G校园网 厦门软件学院3G校园网 中国移动厦门分公司、厦门软件学院共建

通过以上盘点,可以对我国移动学习研究的开展有较为清晰的感性认识。

(二)在我国开展移动学习研究的意义

移动学习可以提供具有“Anyone、Anytime、Anywhere、Anystyle”特点的学习方式[5],所以目前已成为世界范围内教育研究热点,同比其他国家,在我国开展移动学习具有更深远意义。

1.统筹城乡、区域信息化发展进程,缩小数字鸿沟

我国是一个城乡、区域发展不均衡的国家,据工信部统计:截至2008年底,农村互联网接入规模虽已达8460万人,但只占城镇的36.3%;同时西部只约合东部的24.3%[6],可见农村及欠发达区域信息化建设不足导致了信息化进程缓慢,可喜的是目前农村手机用户覆盖率已达21%[7]。而移动设备目前价格适宜,同时分散性好、互联网接入要求低,因此欠发达区域开展移动学习可以促进偏远地区信息化发展,缩小城乡、区域信息化进程差距;

2.支持户外学习,辅助课堂教学,为我国创新人才培养的教学方式提供支持

无论是80年代提出的素质教育还是90年代末至今的课程改革,都强调对学生创新、探究能力的培养,传统的“死读书、读死书、读书死”的人才培养模式已越来越不适应社会需求,而杜威的“生活即学习”所间接倡导的“重过程、重体验、重探究”方式得到认可。移动学习让学习者可以漫步于教室甚至学校外随时学习,对体验式、情景式学习支持良好,可以为课堂教学与生活搭建桥梁,对我国创新人才培养的教学提供新方式,同时也为终身学习理念贯彻提供支撑。

3.我国产业结构优化需要更多职业技术工作者,移动学习为职业教学提供有效的辅助学习方式

当前我国处于工业化中期阶段,经济发展迫切需要更多熟练的技术工人对传统行业进行信息化改造,而调查显示我国7000万产业工人中,只有1/3技术工人,其中初级工占到60%,中级工36%,高级工只占4%[8]。只有重视职业教育,才能培养知识型工人,建立高素质蓝领队伍,但职业教育对实际操作需求更多,移动学习可让职校学生在户外真实的工作情景下进行学习和交流,为职业教学提供一种优良的辅助方式。

综上,在我国开展移动学习不仅可以为个人提供新的学习方式,培养其创新、探究能力,还可以促进我国经济全面、协调、可持续发展。

、近十年国内移动学习理论研究概述

理论研究主要以期刊、学位论文、著作、课题、学术会议、论坛等形式呈现:(1)期刊与学位论文:以中国知网为资料来源,以“移动学习”、“移动教育”、“微型学习”为关键词检索,剔除广告、会议、征稿、新闻等相关性较小文献,至2009年4月,共发表期刊论文264篇,学位论文48篇,主要集中在中国电化教育、电化教育研究、现代教育技术等教育类期刊,值得一提的是,目前博士论文仅3篇,见表2;(2)课题:是对某个问题的深入研究,近十年,以科研院校为主导、校企合作的课题申报不断立项,涉及高教司、中央电教馆、学校多个机构,覆盖国家、省、校级,其中国家级项目见表2。 除国家级项目,还存在省级项目:如江西省高等学校教学研究课题“移动学习在《C语言程序设计》课程教学改革中的研究与实践”;校级项目如:江西师范大学课题“基于智能手机的移动学习及其策略探究”、南华大学课题“利用移动学习优化高校教学”;(3)会议与论坛:会议与论坛的举办表明该领域已有一定数量的研究群体,多行业研究者的汇聚交流可以集思广益,近十年相关会议与论坛见表2,此外,近年来也出现以“移动学习”为子主题的会议,如2007年第十一届全球华人计算机教育应用大会,同时越来越多会议开始包括移动学习产品展览等议程。

表2  近十年“移动学习”相关理论研究

时间 题目 作者(专业)
博士论文 2005 适合协同学习环境的网络服务质量研究 孟昭鹏(计算机应用技术)
2006 基于网格的移动学习系统建模与设计研究 叶成林(教育技术学)
2008 信息技术支持下的物理学与教的研究 武荷岚(物理学科教育)
时间 课题名 课题类别(承接单位)
国家级课题 2002 移动教育理论与实践 高教司试点项目(北京大学)
2002 移动教育 教育部(北京大学、清华大学、北京师范大学)
2006 移动学习绩效研究 教育部重点课题(北京邮电大学)
2006 手持式网络学习系统在学科教学中的应用研究 全国教育技术研究十一五课题(中央电教馆、北京师范大学、诺亚舟公司)
2007 普适学习资源服务体系及关键技术研究 教育部一般课题(北京师范大学)
2008 终身学习视野下的微型移动学习资源建设研究 教育部一般课题(华东师范大学)
2008 点读学习技术在小学英语教学中的应用研究 全国教育技术研究十一五课题(中央电教馆、上海好记星)
时间 名称 主办方
会议与论坛 2005 中国无线校园网建设与发展论坛 教育部科技发展中心
2006 无线校园网与移动教育建设及应用研讨会 教育部科技发展中心和中国计算机报社
2008 “移动学习:新一代e-learning 的探索与实践”论坛 移动学习资讯网
2008 第五届WMUTE 北京师范大学
2009 中国首届移动教育产业发展论坛暨展览 移动学习资讯网和广州讴歌文化传播公司

归纳近十年理论研究,按时间顺序可划分为两个阶段:(1)前期(2000-2004年):主要是对移动学习的初步探索,包括移动学习作为新学习方式的定义、本质、理论基础及对远程教育的影响等;(2)后期(2005-2009年):注重移动学习资源的开发及实际应用,同时也开始研究移动学习活动设计、应用绩效等更多内容。综合十年理论研究,国内理论研究主要贡献如下:

(一)厘清了移动学习的概念,建构了移动学习有关理论

我国移动学习的理论研究早期致力于移动学习本质、内涵及理论基础探讨,从而厘清了移动学习的基本概念,为随后的理论研究与应用提供了铺垫,如《移动学习的内涵、方式及其对远程教育的意义研究》对移动学习的概念、实施形式及对远程教育影响等进行了系统阐述;《移动学习及其理论基础》介绍移动学习与移动教育的基本概念,分析了其理论基础;同时,近年适合移动学习的教学活动设计、教育模式等相关理论也被建构,如《移动学习中教学设计模式的研究》提出了一个适合移动学习的教学设计模式;《面向移动学习的学习活动设计框架》通过对30 余个国际移动学习项目的分析,提出了移动学习活动设计模型(MLADM),这些研究使我国移动学习开展有了丰富的理论基础。

(二)对移动学习的实际应用及配套资源建设提供了指导和预测

我国对于不同学习群体(年龄、职业等)、不同方式移动学习应用的理论研究一方面总结与指导了已有实际应用,提高以后的应用效果与方向,如《移动学习在农村教师培训中的应用探讨》对偏远地区农村教师培训进行了可行性分析;课题“点读学习技术在小学英语教学中的应用研究”探索了利用点读技术促进英语口语的应用研究;另外,为未来可能的广泛应用提供了前瞻性研究与预测,如《移动学习-未来聋生学习的新视窗》为移动学习应用于残障人士提出首例;《移动流媒体技术在医学皮肤科教学应用的探索》则为医学领域应用移动学习提供了参考。不仅如此,对于资源开发技术的介绍及涉及课件、内容管理系统、教学系统、个人知识管理系统、内容自适应平台等多种资源的建设探讨对移动学习的应用提供了资源建设支撑。

(三)开阔我国研究视野,利于与世界接轨

在理论研究中,我国对欧美等移动学习研究较早较发达国家的研究进行了了解和比较,这包括了对著作的翻译与点评,如“基更博士新著《学习的未来:从数字学习到移动学习》述评”点评了基更博士这本著作;还包括对国外移动学习的现状介绍与比较,如《移动学习-国外研究现状之综述》按研究主题介绍了国外移动学习项目;《移动学习在北美-欧洲基础教育领域的研究》、《中国-澳大利亚的移动学习应用情况比较及启示》则分别介绍了北美、欧洲和澳大利亚的研究并与我国进行比较;2005年“中国无线校园网建设与发展论坛”讨论了国内外无线教育应用现状,第五届WMUTE国际会议的召开更为我国了解世界移动学习研究提供窗口,这些都开阔了国内研究的视野,促进了我国研究与世界接轨。

(四)促进了移动学习多行业的的合作与交流

通过课题研究,促进了行业之间的合作,全国教育技术研究十一五课题“手持式网络学习系统在学科教学中的应用研究”(2006)及“点读学习技术在小学英语教学中的应用研究”(2008)都是多个研究主体合作完成,通过合作课题的开展,企业、学校、政府间的合作与交流得到加强;同时各种会议的召开特别是国际会议的召开也为移动学习研究者提供了交流的平台,为今后的进一步研究与应用明确了方向。

、近十年国内移动学习实践概述

近十年,涉及中小学领域、大学领域、职业培训、远程教育、大众教育等领域的移动学习实践广泛开展,按实践的不同维度(方式、场景、内容、对象年龄和职业等)可归纳如下图。

shinian

 

目前我国移动学习实践方向

而通过近十年移动学习在我国农村、政府、学校等的典型应用案例了解,可对国内移动学习实践有所了解,按移动学习服务群体不同,归纳如表3:

表3 近十年我国移动学习典型应用案例

案例 上线时间 开发商 应用对象
多群体 1诺亚舟 “掌上思维英语” 2006 诺亚舟公司 中、小学生等
融合了国际最新的ESL教学理念,整合了文本、图片、声音、动画等表现形式,集多媒体交互式学习、移动学习和网络学习于一体,能有效激发英语学习兴趣。目前,掌上思维英语已在全国近40所中小学进行实验,研究显示,诺亚舟实验班学生,英语成绩均有大幅提高,效果明显[9]
2诺基亚“行学一族” 2007 诺基亚公司 白领和学生
整合众多教育和出版社学习内容,主要提供英语课程外还提供时尚、保健、旅游、汽车等内容。目前行学一族支持诺基亚36款手机,覆盖高中低端机型。发布至今,用户已突破40万,并以每月成倍数递增
政府人员 1 广东增城地区“手机学堂” 2008 中国移动广东分公司 广东增城地区党政领导及干部
通过整合短信、彩信、WAP及网站,为当地各级党政领导提供增城要闻、政务培训、创意等内容;同时针对学习科学发展观活动,向全市党员干部推送科学发展观、统筹城乡规划等主题信息。上线以来,用户数从4992户升至11882 户,覆盖283 个行政村[10],成为增城市委干部培训的重要手段
2“河源手机学习园地”平台 2009 中国移动河源分公司 河源市政务人员
 该平台每天以“每日1帖”形式,将科学发展观的重要理论、概念等内容编排成简单明了的手机短信,集中向河源市党员干部发送,旨在用信息化提升学习实践科学发展观效能[11]
农民 1甘肃“农民移动学习和信息服务平台” 2005 中央农广校和北京互通天地信息技术公司 甘肃农民
旨在通过手机短信为农民提供农业致富和学习的信息,包括农情速递、实用技术、移动课堂、科教产品和证书查询等多项主题栏目。目前,该信息库已录入近60万条信息
2中国移动“农信通” 2006 政府部门与中国移动 农民
以移动通信网为依托,将供求信息、养殖信息、农业技术、农村致富、农机维护、蔬菜专栏等信息通过短信、移动电话、互联网传递给农民,解决了农村信息“最后一公里”问题。
在校学生 1上海电视大学“移动校园” 2004 上海电大与上海蓝卓信息技术公司 上海电大学生
上海电视大学在开放教育学院和松江分校进行了“移动校园”构建的试点:以短信互动形式实现移动学习和移动学习支持服务,学生使用手机可通过平台与连接互联网的教学服务器进行信息交换[12]
2台湾“清华大学”的“手机课程” 2008 台湾“清华大学” “清华大学”学生
台湾“清华大学”率全台大学之先,成立开放手机实验室OpenLab,首开手机课程;在确保教学质量前提下,课程学分可比照网络教学获得认证。“清大”第一个手机教学课程为“嵌入式系统程序课”

分析以上应用案例,结合当前实际应用现状,近十年国内移动学习实践取得了以下成果:

(一)完善了移动学习环境建设

主要是指无线基础设施的建设:对于学校内部,自上海中学无线校园网建立以来,我国校园网建设进入从有线网络到无线校园网转变,其中北京大学,上海中学较为典型。目前无线校园网络已覆盖大中小学,对无线教育应用支持良好,同时近日锐捷网络将与南京信息工程大学合作建设迄今为止亚洲最大规模的无线校园网[13]。值得关注的是2008年中国移动厦门分公司与厦门软件学院共建的“3G无线校园”[14],又使校园网开始转向3G校园网的建设;对于校外地理范围更大的区域,移动学习的环境建设主要由通信公司完成。从模拟制式到GSM、TDMA再到现在的3G,国内三大电信运营商通过移动基础设施建设不断完善了无线通信与多媒体学习资源的整合环境,这些都为国内移动学习的环境支持做出了贡献。

(二)研发了一系列移动学习设备及配套资源

近十年,企业特别是移动终端生产商,为我国开发了大量多种可用于移动学习的设备。自1989年香港权智集团推出全球首部中英电子词典-快译通[15],电子词典成为最早批量生产的移动学习设备,随后2003年好记星数码学习机项目启动后,数码学习机生产独占鳌头,目前已有诺亚舟、名人、快译通等200多家企业生产电子词典、学习机,同时针对相应产品,以门户网站下载、光盘发行等形式发布配套学习资源;手机生产商在近十年中,逐渐趋向于以软件服务带动硬件销售,除对短信学习方式的支持外,研发了内置英汉词典等实用学习软件产品,如夏新N810内置碟中谍英语学习软件;联想i760拥有多套可发音英语词典。除以上设备,2007年农村终端信息机由中国移动公司开发并首次应用于四川;2008年专用于移动学习的“移动学机”由聚力信通公司联合湖南移动开发。

(三)根据不同实际需求开通了大量移动学习平台

近十年,根据实际需要,我国开通了一批面向农民、政务人员、在校学生等不同人群的移动学习平台,提供了移动学习、办公等服务,达到了干部培训、移动办公、农业致富、职业教育等不同目的。较为典型的如表3中的河源“手机学习园地”、甘肃“农民移动学习和信息服务平台”、广东增城“手机学堂”等平台满足了局部范围内的实际需求;而中国移动农信通平台则为全国范围的农民学习及致富需求提供了支持。这些平台都具有针对性强、学习效果好、绿色快捷的特点。

(四)推广了移动学习方式的应用

教育部在中学开展的校校通工程、诺基业公司的“行学一族”等典型实践使更多人了解到移动学习方式;同时一些实践通过发放设备、宣传等措施推广了移动学习的开展,如表3中提到的台湾“清大”开设手机课程,给学生发放专门设计的开放式手机,同时课程学分可比照网络教学获得认证;甘肃“农民移动学习和信息服务平台”的开通同时也给省部共建的示范村农名赠送了手机、农村终端信息机等可移动学习设备。通过以上实践,使得更多人了解、应用并认同移动学习方式。

四、我国移动学习研究与应用现状及趋势

通过以上对我国移动学习理论研究与实践的概述,可以看出我国移动学习的现状、趋势有其自身特点,以下从不同角度进行分析:

(一)研究主体:目前以学校、企业为主,由于移动学习是移动计算技术、网络技术和多媒体技术结合产物,是较难开发并应用的学习方式,因此目前多由学校、企业和政府间合作开展,如1999 年多媒体移动教学网络系统由南京大学、日本松下及SCC 公司合作研发;2006年“手持式网络学习系统在学科教学中的应用研究”课题由中央电教馆、北京师范大学、诺亚舟公司共同承接。未来联合企业技术、学校理论、政府政策优势的深度合作将会更多。

(二)应用终端及资源:国外移动学习设备品种较多,涉及手机、PDA、UMPC等,但受经济条件制约,国内电子词典、学习机、手机应用广泛,而PDA、UMPC等设备普及范围较小,但从传统的电子词典到数码学习机、从简单的通话手机到内嵌学习软件的手机再到融合学习机功能的移动学机,移动学习设备功能趋向多样化;对于应用资源,当前以英语学习为主,但随着近两年应用深入,学习资源已涉及更多学科。

(三)应用群体及角色:多为在校学生和白领。当前实际应用主要包括三类:学生使用电子辞典、学习机、无线校园网、校校通;成人使用内置学习软件的手机;普通大众的日常生活记录。未来移动学习终端与用户融合会越来越多,学习者将逐渐扮演内容消费者、制作者双重角色。

(四)认可度:我国学生一般习惯课堂学习,倾向于集体授课,据深圳山脊公司调查,34%大学生、42%高中生、42%初中生对学习型手机持喜欢态度,超过总数的1/3,而选择一般占到43%以上[16]。可见目前对移动学习的认可度尚低,但随着信息化进程推进,移动学习方式将逐渐融入日常生活。

五、当前我国移动学习研究与应用的不足及对策

当前我国移动学习的理论研究呈现蓬勃态势,但大规模实际应用并未普及,追根溯源,国内研究与应用存在以下不足:

(一)可持续发展的高效产业链尚未形成。

目前虽然有一定数量学校、企业、政府间合作项目,但多是基于一个项目或课题的形式完成,尚未利用三者各自优势形成设计、研发、应用、评价等一条完整的稳定产业链,这是由于三股力量所掌握的技术及目的不同和压倒性优势主导方缺少导致,这造成移动学习目前在我国的广泛应用不明显,未来促进移动学习的广泛应用还需要在政府推动下校企等多群体的深度合作。

(二)标准化建设欠缺。

标准化是为了在一定的范围内获得最佳秩序,对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动[17],在移动学习领域,由于本身存在终端、开发技术、应用平台、资源形式等多样性,标准化研究尤为重要,国内也有不少学者做了相关研究,如华中师范大学赵刚根据不同终端的适应性特点对LOM标准的扩展[18],但尚未有成文或法定标准制定,缺少覆盖整个行业的标准对移动学习的发展与推广无疑是一个阻碍,只有建立一系列标准,才能有效改进移动学习产品、过程与服务的适应性。

(三)资源少、学习效果难跟踪、资费高等问题仍显突出。

目前移动学习本身设备的局限性使资源开发难度较大,当前实际应用的学习资源并不多且难于跟踪学习效果,同时受资费制约较大,例如虽然GPRS资费不断下调(至2009年1月,部分省市已降至0.01元/KB),但浏览一个普通WAP页面仍显昂贵,因此资源少、学习效果难跟踪、资费高等问题仍突出存在,大众认同感和利用度均不高。

综上,推广移动学习不仅仅需要大众学习者转变学习习惯,更需要其对学习方式的认同,同时作为一种实施较难的学习方式,我国政府须结合国情加强引导作用,建立一系列相关产业标准,投入政策与资金的扶持,引领行业发展;而作为资源开发主体的企业在资源开发上应注重考察资源学习效果,完善相应服务;对于学校普通教育工作与研究者,则应结合传统课堂教学和网络教学优势,恰当应用移动学习,同时注重经验的交流与总结。可见,让大众学习者认可并充分利用移动学习,需要联合多方力量创设良好的环境、资源及氛围等,这也是一个随经济发展和数字化进程推进的逐步发展过程。

六、结语

十年前,手机、PDA等移动终端价格异常昂贵,持有者尚少,时至今日,仅手机持有者已达6.4亿,使用手机上网的网民也达到1.176亿,2007年国内用户的手机更换量就达2亿部[19]。此外,不同性能、屏幕尺寸、样式的移动终端已基本满足移动学习的硬件需求,虽然目前我国移动学习研究与应用存在较多局限与不足,但随着数字化时代的推进,相信在下个十年我国移动学习必将开展得更快、更好、更强。

 

参考文献:

[1]李玉顺,马丁.移动学习的现状与趋势[J].中国信息技术教育,2008,(3):9-11.

[2]建设新一代无线校园网络[DB/OL].http://www.abovecable.com.cn/support/建设新一代校园无线校园网.pdf.2008-07-29.

[3]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.

[4]张国杰.智能手机-理想的移动学习终端[J].中国现代教育装备,2006,(10):66-67.

[5]高蓉蓉,吕森林.基于手机的移动学习-教育技术研究的新热点[J].现代教育技术,2006,(6):13-15.

[6]中国互联网络信息中心.第23次中国互联网络发展状况统计报告[R].北京:中国互联网络信息中心,2009.

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收稿日期:2009年4月26日

责任编辑:李晓华