國家開放大學學習終端應用研究

熊 偉，申 娟，李 洋

（中央廣播電視大學 信息管理處，北京 100031）

國家開放大學學習終端應用研究

熊 偉，申 娟，李 洋

（中央廣播電視大學 信息管理處，北京 100031）

本文從移動學習、泛在學習等理論研究出發(fā)，分析了移動終端的教育應用需求，研究了移動終端接入國家開放大學遠程教育云，探討了國家開放大學遠程教育云對移動終端的支持，最后重點討論了國家開放大學移動互聯(lián)學習終端在國家開放大學遠程教育中的應用。

移動學習；泛在學習；微型學習；學習終端

一、引言

國家開放大學借助云計算技術(shù)架構(gòu)的信息化建設(shè)即“一朵云，一條信息高速路，一個學習終端”，其中，一朵云是指國家開放大學遠程教育云，一條信息高速路是指國家開放大學虛擬專網(wǎng)，一個學習終端是指國家開放大學自主研發(fā)的智能學習終端機以及任何可以接入國家開放大學遠程教育云進行學習的終端。學習終端采用云桌面的思路，即所有的資源和數(shù)據(jù)都在云端，而學習終端僅要求能連接互聯(lián)網(wǎng)并安裝有標準瀏覽器即可，大量的計算、存儲功能在云端進行，學習者只需要學習終端即可進行學習，所有的學習記錄、個人信息、課程資源都在云端。利用終端以此種方式進行學習可以有效拓展學習時間和地點，實現(xiàn)人人、時時、處處學習，它充分融合了正式學習、非正式學習特點，是泛在學習、移動學習的重要實現(xiàn)手段。

正式學習主要是指通過學校組織、課堂授課等形式實現(xiàn)的學習形態(tài)。它通常是有計劃性的，有明確的目標和課程知識體系，并依托規(guī)范化的學習材料實現(xiàn)。非正式學習通常是非官方的，一般由具體的問題或情境引發(fā),由學習者自我發(fā)起和調(diào)控,強調(diào)人與人的交流、共享和協(xié)作。它可能是有目的的行為也可能是在不經(jīng)意間發(fā)生的。正式學習是學習的主流形態(tài)，但是非正式學習依然大量存在,它的場合、時間和形式都相當靈活。[1]非正式學習是持續(xù)終生的學習,在終身學習的體系下,非正式學習將在人類學習的譜系中占據(jù)越來越重要的地位。[2]泛在學習作為非正式學習的理想模式已成為教育技術(shù)學領(lǐng)域關(guān)注和研究的熱點話題。泛在學習是“普適計算環(huán)境下未來的學習方式，是一種任何人可以在任何地方、任何時刻獲取所需的任何信息的方式，是提供學生一個可以在任何地方、隨時使用手邊可以取得的科技工具來進行學習活動的 3A （Anywhere，Anytime，Any device） 學習”，給學習者提供了一個充分自由的、無處不在的學習空間；具有移動性、智能交互性、個性化、人性化等特點。而移動學習（M-learning）則是以移動終端設(shè)備的使用為基礎(chǔ)，基于現(xiàn)代信息技術(shù)手段和通信技術(shù)，滿足學習者隨時隨地學習的教育形式。

消費電子產(chǎn)品的迅速發(fā)展使得較為廉價的移動終端已經(jīng)達到了逐步普及的程度，多種類型的移動終端都可以滿足學習的需要。因此利用移動終端進行隨時、隨地的個性化學習，已經(jīng)成為可能并是歷史發(fā)展趨勢。[3]國家開放大學通過對移動學習終端的支持，同時滿足正式學習和非正式學習的需求，充分體現(xiàn)了移動學習、泛在學習的理念，為遠程教育的創(chuàng)新和發(fā)展進行積極探索。

二、移動終端教育應用的需求分析

1.利用碎片時間導致的需求

現(xiàn)代社會忙碌的節(jié)奏，讓人總是處于馬不停蹄的狀態(tài)，與相對較為完整的工作和休息時間相對應的是，邊邊角角的碎片時間多了起來。比如，上班路上在交通工具上的時間，等候公交、火車、上飛機的時間，會議中的間歇時間，這些零碎的時間如果能將其利用起來，合零為整，則相當可觀。對于利用碎片時間學習的行為，有學者提出了微型學習的概念。微型學習(Microlearning)是近年來成人學習及培訓領(lǐng)域開始關(guān)注的一種新型學習形態(tài)。微小學習組塊可以通過輕便的學習終端輕易地獲取、存儲、生產(chǎn)和流通,并在輕松的心態(tài)中獲得一種輕快的乃至附有一定娛樂性的學習體驗。微型學習的出現(xiàn)不僅適應了新媒介技術(shù)引發(fā)的學習媒介生態(tài)的變化,也滿足了知識經(jīng)濟時代學習型社會中學習者對非正式學習的需求。[1]為了滿足人們對微型學習的需求，有必要利用好各種便捷的移動終端。

2.學習習慣多樣化導致的需求

學習者的年齡差異、偏好差異等諸多因素使得學習者形成了不同的學習習慣。比如老齡學習者可能更習慣通過電視獲取資訊學習知識，年輕學習者則偏好于使用個人計算機、移動終端。從手機閱讀用戶數(shù)據(jù)、iTunes U平臺應用和國外移動學習數(shù)據(jù)可看出新的學習習慣已經(jīng)形成。以手機閱讀為例，調(diào)查顯示，截至2009年底，我國手機閱讀市場活躍用戶數(shù)已超過1．55億。以當下流行的iTunes U平臺為例，用戶可以通過計算機、iphone、ipad等終端免費訪問哈佛大學、麻省理工學院、劍橋大學、牛津大學等世界著名高?；蚪逃龣C構(gòu)的教學媒體資源。截至2011年9月，iTunes U教育商店的課程總下載量已經(jīng)突破6億次。2011年數(shù)據(jù)顯示 （Ambient Insight2010年度報告），美國移動學習的需求正以5年復合年增長率為18.3%的速度在增長。以上數(shù)據(jù)說明了人們學習習慣已經(jīng)進一步多樣化，而多樣化的學習習慣特別是移動學習習慣的形成必然會對利用移動終端進行學習提出需求。

3.網(wǎng)絡(luò)接入條件差異導致的需求

我國城鄉(xiāng)之間網(wǎng)絡(luò)接入條件存在著較大的差異。目前光纖寬帶在城市的覆蓋率很高，但是由于農(nóng)村地區(qū)幅員過于廣大，地形過于復雜，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)的難度很大，廣大農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)（尤其是非平原地區(qū)）的光纖寬帶覆蓋還很不完善。在電話線路方面，有11個省市實現(xiàn)了所有行政村通電話,全國通電話行政村比例達到97.1%。衛(wèi)星通信則通知地面基站基本解決了廣大農(nóng)村地區(qū)的覆蓋。在廣播電視方面，按照“村村通廣播電視”工程規(guī)劃，通過直播星等技術(shù)，“十一五”期間全面實現(xiàn)20戶以上已通電自然村村村通廣播電視，全面加強農(nóng)村廣播電視無線覆蓋。在這種情況下，雖然個人計算機通過電話線路可以接入互聯(lián)網(wǎng)，但其位于農(nóng)村的學習者通過個人計算機網(wǎng)上學習受到很大的限制。但是移動通訊終端在這種情況下能突破這種限制，可以通過其對應的網(wǎng)絡(luò)進行學習。網(wǎng)絡(luò)接入條件的差異也對如何利用移動終端進行學習提出了需求。

三、國家開放大學遠程教育云的移動終端接入和應用場景

1.國家開放大學遠程教育云的移動終端接入

國家開放大學遠程教育云具有功能強大、高性能和高安全可靠性的優(yōu)點，學習終端將云平臺提供的遠程教學與服務落地?；谠撈脚_的泛在學習環(huán)境采用分布式、并行化協(xié)同處理，通過推送式、智能化的主動服務，將學習資源不斷的推送至學習終端供有需要的學習者使用，并可以根據(jù)用戶的需求實現(xiàn)快速定制和擴展，實現(xiàn)E-learning、移動學習、泛在學習。利用移動終端支持人人、時時、處處可學，實現(xiàn)微型學習，使學生的碎片時間得到有效利用。國家開放大學遠程教育云的移動學習終端接入如圖1所示：

2.移動終端在國家開放大學遠程教育中的應用

移動終端，主要包括手機和平板電腦，其主要應用場景是微型學習和移動學習。

手機具有體積小便于攜帶、通訊功能強等特點，主要適用于移動學習。基于手機的學習包含兩種形式，一種是手機學習者通過在線瀏覽來學習，即在網(wǎng)絡(luò)允許的時候，學習者在線瀏覽學習材料，與輔導教師及其他學習者進行交流、協(xié)作等；另一種是學習者通過下載學習材料后離線學習，即他們通過保存在終端存儲內(nèi)的學習材料進行學習。[4]利用手機學習有如下優(yōu)勢：通過量身定制各類應用軟件，有較廣的應用范圍；攜帶方便，且滿足隨時隨地學習的需要；互動性高；人性化程度高。其不足之處在于：研發(fā)成本高；資源分散，標準各異，資源交互性差；手機操作系統(tǒng)差異性大導致教學通用性較差；不適宜大容量且連續(xù)的移動學習，而且受屏幕大小的限制，不適宜播放視頻教學課件，學習模式單一。

作為新興電子產(chǎn)品的平板電腦，同樣適合作為移動學習的學習工具，它不僅能滿足傳統(tǒng)學習過程中各個教學環(huán)節(jié)，還能提供更為全面、高效的學習功能支持。平板電腦由于其便攜性較之便攜式計算機更有優(yōu)勢之外，還具備優(yōu)秀的文檔顯示、影音播放、視頻交互等功能，能夠支持正式學習和非正式學習。其優(yōu)勢在于：自重較輕，具備便捷的移動性；依托于龐大的無線或有線網(wǎng)絡(luò),接入網(wǎng)絡(luò)非常便利；資源易獲取性；能夠?qū)崿F(xiàn)隨時隨地的互動交流；學習輔助功能強大；良好的擴展性。其不足之處在于其成本過高，資源沒有標準化等。通過和手機的優(yōu)劣勢比較可知，平板電腦能有效地彌補手機終端的不足。

3.國家開放大學遠程教育云對移動終端的支持

移動學習終端由于其自身特點，可以在國家開放大學遠程教育云的支持下在應用時充分發(fā)揮其優(yōu)勢。移動云計算技術(shù)和應用虛擬化云計算技術(shù)為國家開放大學遠程教育云支持移動學習終端提供了技術(shù)基礎(chǔ)。移動云計算是指通過移動網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的基礎(chǔ)設(shè)施、平臺、軟件（或應用）等的一種IT資源或（信息）服務的交付與使用模式。應用虛擬化云計算中，在服務與終端之間增加一層虛擬層，應用實際上運行在虛擬層，而將應用運行的屏幕界面推送到終端上顯示。通過應用虛擬化技術(shù)，原來在各計算終端上運行的程序，用虛擬化服務器代替，而運行時的屏幕顯示將傳送給遠程的終端，因此終端的角色就是一個圖像接收器，對終端的性能要求不高，只要為各種終端實現(xiàn)同樣的接收顯示功能，那么各種各樣的應用都可以通過這種方式讓各種終端使用。[5][6]

基于上述技術(shù)，國家開放大學遠程教育云對于終端性能要求很低，可以說是“超瘦”終端，因此學習終端只要可連接互聯(lián)網(wǎng)以及安裝了標準的瀏覽器就可訪問國家開放大學遠程教育云的應用和服務。

四、國家開放大學移動互聯(lián)學習終端應用

平板電腦的特點介乎便攜式計算機、手機之間，或者是兩者的綜合體，具有移動性、便攜性、交互性、即時性、擴展性、功能多樣性等特點，兼具筆記本電腦的多功能性與手機的便攜性，在支持移動學習方面，較之前兩者有優(yōu)勢，將逐步取代兩者，將會發(fā)展成為最適宜、最普遍的移動學習終端。鑒于移動學習、泛在學習的深入發(fā)展趨勢和國家開放大學教育教學發(fā)展的需要，國家開放大學研發(fā)為移動學習定制的平板電腦，作為國家開放大學移動互聯(lián)學習終端，為實現(xiàn)人人皆學、時時能學、處處可學提供有力的信息技術(shù)支撐。

國家開放大學移動互聯(lián)終端突出了以學習者為中心，通過移動學習、泛在學習解決學習者端的信息技術(shù)應用問題，成為國家開放大學教育教學方式改革的著力點。該終端的應用包括三部分：移動互聯(lián)學習終端硬件，終端操作系統(tǒng)，學習終端應用系統(tǒng)，后臺管理系統(tǒng)。

（1）移動互聯(lián)學習終端硬件。終端采用國內(nèi)首創(chuàng)的屏幕雙觸控技術(shù)，同時支持手指觸控、手寫筆輸入兩種輸入方式，提高學習者的學習體驗。國家開放大學移動互聯(lián)終端支持電子教材的筆記、標注、整本搜索、字典等功能，其中的創(chuàng)新之處尤其體現(xiàn)在筆記功能，學習者可以在自己教材上看到其他學習者做的筆記，甚至可以向教師的教材中添加內(nèi)容，這些功能的實現(xiàn)為無紙化學習奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。該終端具有不同類型網(wǎng)絡(luò)接口，包括有線（RJ-45）、無線（Wi-Fi、3G、4G）等，滿足各種網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下學習資源下載更新，對于互聯(lián)網(wǎng)覆蓋條件較差的廣大農(nóng)村地區(qū)解決了接入的難題。

表 m LningOS

（2）終端操作系統(tǒng)。終端基于為移動教育定制的操作系統(tǒng)mLningOS，該操作系統(tǒng)基于Android，由核心層、協(xié)議層、框架層和應用層組成，各層所包含的內(nèi)容如表所示。該操作系統(tǒng)強調(diào)符合移動學習模式和操作特性，強化移動學習操作系統(tǒng)交互邏輯，優(yōu)化移動學習操作使用界面。

（3）學習應用系統(tǒng)。在操作系統(tǒng)上運行功能豐富的學習應用，包括公告區(qū)、學習港、考試中心、互動管理中心、自我管理中心、學習資源中心、學習終端應用工具中心等，能具體實現(xiàn)的功能包括在線課程學習、提交作業(yè)練習、在線測試、在線答疑、實時交流互動、學習興趣調(diào)查、學習進度跟蹤、學習效果評價等。

（4）后臺管理系統(tǒng)。與該終端相對應的服務器端的后臺管理平臺，以Portal平臺為核心，其他功能系統(tǒng)作外圍擴展的星形系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中Portal平臺實現(xiàn)對系統(tǒng)的公共信息部分進行合理的封裝，僅實現(xiàn)系統(tǒng)的核心功能，而將其他子功能以子系統(tǒng)的形式進行模塊化管理。將Portal平臺中的核心數(shù)據(jù)信息，以WebService的方式提供數(shù)據(jù)API接口的形式對外開放，為子系統(tǒng)的開發(fā)提供統(tǒng)一的用戶、用戶組、權(quán)限、安全校驗等數(shù)據(jù)信息服務。學員管理和終端管理則涉及學生信息及終端信息，在整個系統(tǒng)功能中是最貼近于核心功能區(qū)的子系統(tǒng)。學生信息將與Portal平臺的用戶信息建立一對一的關(guān)聯(lián)綁定。終端設(shè)備作為移動學習的有效載體，將配合安全認證TF-Key，為學生提供安全有效的移動學習環(huán)境。依據(jù)實際使用環(huán)境要求，需要將終端設(shè)備信息進行必要的注冊登記，并可與學生信息建立關(guān)聯(lián)綁定。

利用該終端能實現(xiàn)的主要功能如下：通過其自身的上網(wǎng)優(yōu)勢，實現(xiàn)在線學習功能，使學習者可以利用零碎時間，隨時隨地進行學習，從而實現(xiàn)移動學習；將文字、視頻、音頻、圖片、動畫等形式的學習資源呈獻給學習者，實現(xiàn)教學資源的一體化，不僅豐富了學習資源的呈現(xiàn)形式，還可以激發(fā)學習者的學習興趣，從而提高學習效率；通過論壇、博客、微博等形式，解決學習資源跨地域流通的問題，師生間進行實時互動，第一時間解決學習者在學習中遇到的困難，教師與教師之間，還可通過平臺進行教學方面的溝通，為學習者展現(xiàn)更優(yōu)越的教學形式；設(shè)置學習進度跟蹤系統(tǒng)，方便教師了解每一位學習者的學習進展及學習中遇到的困難，針對不同學習者的學習情況進行問題解答，有效提高學習效率；教師還可以在線發(fā)放試卷，不受地域及時間限制，對學習者進行測試，并根據(jù)學習者的不同情況，為學習者進行學習效果評價，提高教學質(zhì)量。

五、結(jié)束語

國家開放大學充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，辦學網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國城鄉(xiāng)，為我國社會成員提供多樣化繼續(xù)教育服務和學習機會，適應國家發(fā)展、終身教育發(fā)展和現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展趨勢，以及基本實現(xiàn)教育現(xiàn)代化、基本形成學習型社會和進入人力資源強國行列的需要。國家開放大學的定位及其目標和任務決定了其學習者和學習內(nèi)容、學習方式的多元化、碎片學習和移動學習的發(fā)展、城鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)條件的差異等諸多因素對利用移動學習終端進行學習提出了需求。在國家開放大學遠程教育云的支持下，學習者可利用移動學習終端訪問國家開放大學的教育教學應用和服務。其中，國家開放大學移動互聯(lián)學習終端由于適應移動學習、泛在學習的發(fā)展趨勢和國家開放大學教育教學發(fā)展的需要，將為實現(xiàn)人人、時時、處處的學習模式提供信息技術(shù)載體，發(fā)揮其重要支撐作用。

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1673-8454(2011)21-0018-04

(編輯：楊馥紅)