基于智能手機(jī)的移動(dòng)微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（陜西廣播電視大學(xué)考試中心，陜西西安,710068）

基于智能手機(jī)的移動(dòng)微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張藝萌

（陜西廣播電視大學(xué)考試中心，陜西西安,710068）

文章針對(duì)成人學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)中所表現(xiàn)的突出矛盾，提出了一種基于Android平臺(tái)的智能手機(jī)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，通過(guò)智能手機(jī)這種理想終端來(lái)刷新成人學(xué)習(xí)者接受教育的路徑，使他們能夠隨時(shí)、隨地方便而快捷的學(xué)習(xí)。這種教育學(xué)習(xí)模式在提高他們學(xué)習(xí)效率的同時(shí)也有效地促進(jìn)了這一領(lǐng)域的教育公平。

智能手機(jī);移動(dòng)學(xué)習(xí);在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)

0 引言

遠(yuǎn)程教育是成人學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的有效途徑，它已跨越第一代函授教育、第二代廣播電視教育到第三代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐證明，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育還存在著一些局限。比如：成人學(xué)習(xí)者工學(xué)矛盾極為突出、學(xué)習(xí)時(shí)間無(wú)法得到保證等問(wèn)題。所以我們亟待研究一種智能的遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)系統(tǒng)，來(lái)解決成人教育中所面臨的突出矛盾，使成人學(xué)習(xí)者能夠隨時(shí)、隨地、方便而快捷的自由學(xué)習(xí)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年末我國(guó)的手機(jī)用戶達(dá)到12.2911億戶，其中3G手機(jī)用戶4.0161億戶；互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)人數(shù)達(dá)6.18億人，其中手機(jī)上網(wǎng)人數(shù)達(dá)到5.0億人?？梢?jiàn)，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能手機(jī)的迅速發(fā)展與普及，這種基于智能手機(jī)的移動(dòng)微型學(xué)習(xí)模式將成為可能。

1 基于智能手機(jī)的移動(dòng)微型學(xué)習(xí)

目前，國(guó)際上廣泛認(rèn)可的移動(dòng)學(xué)習(xí)定義是一種在移動(dòng)計(jì)算設(shè)備幫助下的能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)發(fā)生的學(xué)習(xí)，移動(dòng)學(xué)習(xí)所使用的移動(dòng)計(jì)算設(shè)備必須能夠有效地呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容并且提供教師與學(xué)習(xí)者之間的雙向交流。

在實(shí)際的移動(dòng)學(xué)習(xí)過(guò)程中，成人學(xué)習(xí)者擁有大量零散的時(shí)間片斷，他們總是想通過(guò)簡(jiǎn)單便捷的途徑，快速獲取答案并短時(shí)間內(nèi)解決問(wèn)題。通常遇到較為復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)，就需要將其分割成知識(shí)小斷，從而方便他們進(jìn)行雙向交流溝通。這種微內(nèi)容、短時(shí)間、不斷移動(dòng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，我們就將其稱之為“移動(dòng)微型學(xué)習(xí)”。

移動(dòng)微型學(xué)習(xí)是利用移動(dòng)終端設(shè)備隨時(shí)、隨地、隨需的進(jìn)行的一種微型學(xué)習(xí)，它把學(xué)習(xí)地點(diǎn)拓展到了任何領(lǐng)域，有效的適應(yīng)了成人學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，提高了成人學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率。移動(dòng)微型學(xué)習(xí)最大的特點(diǎn)是泛在性和交互性。泛在性表現(xiàn)在這種學(xué)習(xí)活動(dòng)可以發(fā)生在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，以任何方式學(xué)習(xí)任何內(nèi)容。交互性表現(xiàn)在成人學(xué)習(xí)者和專家或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間存在不斷的信息交流過(guò)程?；谝陨咸攸c(diǎn)，智能手機(jī)便成為成人學(xué)習(xí)者進(jìn)行隨時(shí)隨地隨需學(xué)習(xí)的理想終端選擇。

2 基于Android平臺(tái)的智能手機(jī)學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能手機(jī)是指像個(gè)人電腦一樣，具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)，獨(dú)立的運(yùn)行空間，可以由用戶自行安裝軟件、游戲、導(dǎo)航等第三方服務(wù)商提供的程序，并可以通過(guò)移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入的這樣一類手機(jī)的總稱。它以其可移動(dòng)性、交互性、接入便利性與可擴(kuò)展性等優(yōu)勢(shì)深受廣大移動(dòng)學(xué)習(xí)者喜愛(ài)。同時(shí)智能手機(jī)的價(jià)格也不斷趨于人們可承受的區(qū)間，這為它的進(jìn)一步推廣提供了有利前提。

基于Android平臺(tái)的智能手機(jī)學(xué)習(xí)系統(tǒng)以其自身的諸多優(yōu)勢(shì)，被逐步應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域，它的主要特點(diǎn)在于Android平臺(tái)的開(kāi)源特性，這對(duì)于學(xué)習(xí)軟件開(kāi)發(fā)極具優(yōu)勢(shì)，它使得移動(dòng)學(xué)習(xí)軟件開(kāi)發(fā)不再依賴某些封閉的硬件和軟件，可以涌現(xiàn)出更多的組件庫(kù)、工具幫助軟件開(kāi)發(fā)。它甚至可以根據(jù)需求從底層進(jìn)行高度定制化的二次開(kāi)發(fā)。顯然，用基于Android平臺(tái)的智能手機(jī)學(xué)習(xí)系統(tǒng)來(lái)開(kāi)發(fā)移動(dòng)學(xué)習(xí)應(yīng)用更具有可行性。

2.1系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用B/S模式下的四層體系架構(gòu)，兼?zhèn)漭^高的擴(kuò)展性與靈活性，使學(xué)習(xí)者個(gè)性化要求和系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)易于實(shí)現(xiàn)并快速完成。系統(tǒng)體系架構(gòu)如圖1所示：

圖1 ：系統(tǒng)體系架構(gòu)示意圖

移動(dòng)終端應(yīng)用層面向用戶界面，用戶使用智能手機(jī)等移動(dòng)終端設(shè)備或者是臺(tái)式電腦來(lái)訪問(wèn)服務(wù)器，并與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。該層為學(xué)習(xí)者、教師、系統(tǒng)管理人員提供了與系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接的接口。

網(wǎng)絡(luò)層提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，保證數(shù)據(jù)安全可靠的傳輸。該層采用GPRS或3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)智能手機(jī)移動(dòng)終端發(fā)送無(wú)線信號(hào)，通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)Interenet與Wap網(wǎng)關(guān)的交互操作，使系統(tǒng)能夠在移動(dòng)的環(huán)境下提供多樣化的教學(xué)服務(wù)。

業(yè)務(wù)邏輯層主要用來(lái)分析和處理用戶的業(yè)務(wù)請(qǐng)求，對(duì)請(qǐng)求命令進(jìn)行邏輯判斷，當(dāng)請(qǐng)求通過(guò)后調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)信息，并將最終結(jié)果反饋給移動(dòng)終端應(yīng)用層用戶。部署于這一層的Agent負(fù)責(zé)接受學(xué)習(xí)者的請(qǐng)求并對(duì)學(xué)習(xí)者所持移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行性能分析，然后將適合于該移動(dòng)設(shè)備的內(nèi)容反饋給設(shè)備瀏覽器，供學(xué)習(xí)者使用。

數(shù)據(jù)服務(wù)層由課程資源管理數(shù)據(jù)庫(kù)、作業(yè)信息管理數(shù)據(jù)庫(kù)、考試信息管理數(shù)據(jù)庫(kù)、新聞中心管理數(shù)據(jù)庫(kù)等多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)組成，主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并操作結(jié)果、返回?cái)?shù)據(jù)檢索內(nèi)容等，它為業(yè)務(wù)邏輯層提供數(shù)據(jù)服務(wù)與支持。

2.2系統(tǒng)主要功能模塊介紹

智能手機(jī)學(xué)習(xí)系統(tǒng)主要由學(xué)習(xí)中心、管理中心、交流中心三部分組成，其下由15個(gè)主要模塊構(gòu)成。

2.2.1 學(xué)習(xí)中心

學(xué)習(xí)中心是針對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)者，學(xué)習(xí)者可通過(guò)課程超市模塊觀看課程資源，每一個(gè)資源主要由視頻縮略圖和資源信息（資源標(biāo)題、資源簡(jiǎn)介、適用對(duì)象、知識(shí)點(diǎn)等）兩部分組成，學(xué)習(xí)者可以通過(guò)這兩部分的簡(jiǎn)單獲取與自己的需求來(lái)快速?zèng)Q定是否進(jìn)行視頻觀看與學(xué)習(xí)。另外此模塊還會(huì)為學(xué)習(xí)者提供熱點(diǎn)、重點(diǎn)資源推薦，它可將學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)次數(shù)最多的前20個(gè)資源以縮略圖的形式推薦給學(xué)習(xí)者。在網(wǎng)絡(luò)課堂模塊中學(xué)習(xí)者可進(jìn)行獨(dú)立學(xué)習(xí)或小組學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)記錄模塊中，學(xué)習(xí)者可以管理個(gè)人信息與查看自己的學(xué)習(xí)路徑，可對(duì)已學(xué)過(guò)的課程進(jìn)行復(fù)習(xí)或重新學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)過(guò)后學(xué)習(xí)者還可以自主進(jìn)行階段性自測(cè)或參加學(xué)校組織的在線考試。在學(xué)習(xí)評(píng)估模塊中，學(xué)習(xí)者可對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估，以便快速了解學(xué)習(xí)中的薄弱環(huán)節(jié)，高質(zhì)量的完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

2.2.2 管理中心

管理中心是針對(duì)系統(tǒng)后臺(tái)管理人員，它可以實(shí)現(xiàn)管理員三方面的管理需求。第一，資源管理，它主要包括資源上傳、審核、管理三大部分，它可通過(guò)增加、刪除、分配課程資源對(duì)各項(xiàng)資源實(shí)時(shí)更新并嚴(yán)格把關(guān)，盡可能的為學(xué)習(xí)者提供高質(zhì)量并切實(shí)有用的各類學(xué)習(xí)資源。第二，用戶管理，它主要是認(rèn)證新用戶的權(quán)責(zé)，管理用戶信息，對(duì)用戶ID、用戶名及登錄密碼、郵箱等信息進(jìn)行添加、查看、刪除等操作。第三，系統(tǒng)實(shí)時(shí)維護(hù)與管理，它主要是保證系統(tǒng)在移動(dòng)的環(huán)境下正常運(yùn)行。

2.2.3 交流中心

交流中心是針對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)者、教師、后臺(tái)管理人員，為他們提供實(shí)時(shí)的交流互動(dòng)服務(wù)。在移動(dòng)學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)習(xí)者可以通過(guò)新聞中心模塊瀏覽知通、作業(yè)、小組學(xué)習(xí)時(shí)間和相關(guān)考試安排等消息。針對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程中的疑惑問(wèn)題，可以通過(guò)在線幫助模塊實(shí)時(shí)搜索幫助信息或是通過(guò)答疑輔導(dǎo)模塊給相關(guān)教師或平臺(tái)管理人員發(fā)送留言，還可在學(xué)習(xí)討論模塊下的“討論交流區(qū)”發(fā)帖來(lái)獲取問(wèn)題答案，學(xué)習(xí)者在此能快速而便捷的獲得多種解決問(wèn)題的辦法。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

3.1自適應(yīng)智能手機(jī)顯示web網(wǎng)頁(yè)技術(shù)

智能手機(jī)移動(dòng)終端品牌多樣，且顯示器的大小尺寸不一，功能特性不同，因此學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮移動(dòng)終端的特性，對(duì)文件格式的尺寸進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，來(lái)適應(yīng)終端設(shè)備的良好呈現(xiàn)。為了解決在不同分辨率網(wǎng)頁(yè)內(nèi)的自適應(yīng)呈現(xiàn)問(wèn)題，目前較為理想的方法是事先按照各種不同的網(wǎng)頁(yè)分辨率對(duì)其CSS描述文件進(jìn)行設(shè)置，然后在客戶端瀏覽器網(wǎng)頁(yè)加載，并對(duì)移動(dòng)終端的瀏覽器尺寸進(jìn)行自動(dòng)匹配，這是使用了瀏覽器的User-Agent來(lái)匹配的一種方式。各式各樣的移動(dòng)終端瀏覽器在發(fā)出HTTP請(qǐng)求時(shí)會(huì)首先顯示其User-Agent，這時(shí)可根據(jù)User-Agent進(jìn)行初級(jí)判斷并匹配移動(dòng)版CSS或是桌面版CSS。當(dāng)判斷是智能手機(jī)瀏覽器后，可進(jìn)一步根據(jù)手機(jī)分辨率的不同進(jìn)行匹配，最終實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁(yè)樣式的自適應(yīng)，使網(wǎng)頁(yè)顯示更加符合相應(yīng)的智能手機(jī)移動(dòng)設(shè)備。

3.2輕量級(jí)流媒體分發(fā)技術(shù)

本系統(tǒng)采用HTTP方式的輕量級(jí)流媒體分發(fā)技術(shù)，此種方式將視頻分割成小段，然后將小段的視頻快速分發(fā)到客戶端，客戶端就不再消耗服務(wù)器端的資源，它可以更輕量級(jí)的實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，同時(shí)可以方便實(shí)現(xiàn)P2P，使客戶端能夠更快速高效的分享視頻資源。

3.3學(xué)習(xí)者個(gè)性化信息提取技術(shù)

學(xué)習(xí)者通過(guò)手機(jī)移動(dòng)終端瀏覽網(wǎng)頁(yè)，學(xué)習(xí)相關(guān)課程，在這個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)習(xí)者操作網(wǎng)頁(yè)的行為預(yù)示著學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)取向和個(gè)人喜好。我們利用IE異步可插入?yún)f(xié)議，通過(guò)COM組件實(shí)現(xiàn)一個(gè)新的模擬瀏覽器，在客戶端抓取移動(dòng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為，并用TXT文檔來(lái)存儲(chǔ)行為信息，以供我們獲取真正代表學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)興趣的瀏覽行為。該信息被記錄在學(xué)習(xí)者動(dòng)態(tài)電子檔案中，通過(guò)"web廣播"，定期向?qū)W習(xí)者推送或推薦他們所需要的學(xué)習(xí)資源。

能夠反映移動(dòng)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)興趣的瀏覽行為有很多種，但真正起關(guān)鍵作用的行為有兩點(diǎn)：第一，移動(dòng)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)頁(yè)面P上所停留的學(xué)習(xí)時(shí)間t(P)（簡(jiǎn)稱T行為）。第二，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)頁(yè)面P上逐行劃過(guò)鼠標(biāo)的次數(shù)q(P)（簡(jiǎn)稱Q行為）。我們使用多元線性回歸方法計(jì)算T 、Q行為與學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)頁(yè)面感興趣的程度之間的定量關(guān)系。設(shè)學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)頁(yè)面P 的感興趣程度為d(P)，設(shè)d(P)是與t(P)、q(P)有關(guān)的隨機(jī)變量，對(duì)t(P)、q(P)的每一組值，若有：

d(P)=a*t(P)+b*q(P)+c （2）

為線性回歸方程，a和b稱為回歸系數(shù)（本文稱a,b,c為行為影響因子），參數(shù)a,b,的估計(jì)可采用最小二乘法。

4 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)已通過(guò)華為c8500手機(jī)測(cè)試，華為c8500手機(jī)是一款中國(guó)電信入門級(jí)智能手機(jī)，手機(jī)操作系統(tǒng)為Android2.2.1平臺(tái)，測(cè)試分別在wifi、CDMA兩種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行，測(cè)試過(guò)程中系統(tǒng)表現(xiàn)良好，能較好的實(shí)現(xiàn)各模塊功能。目前，該系統(tǒng)已在陜西電大干部手機(jī)培訓(xùn)項(xiàng)目中試運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行平順，較好的解決了成人教育中所面臨的工學(xué)矛盾，使它們真正體會(huì)到了隨時(shí)、隨地、方便而快捷的自由學(xué)習(xí)模式，極大的提高了成人學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率與解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

[1] 德斯蒙德·基更(Desmond Keegan)，今天的移動(dòng)學(xué)習(xí).[J].北京廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào),2013,(06):5-9

[2] 胡通海，汪穎，面向成人學(xué)習(xí)者的微型學(xué)習(xí)資源分類研究.[J].中國(guó)遠(yuǎn)程教育,2011,(01):36-39

Design of micro learning system based on intelligent mobile phone

Zhang Yimeng
(Northwestern Polytechnical University,Xi'an,710068)

Prominent contradictions in the adult learners in learning,a learning system of intelligent mobile phone based on Android platform,intelligent mobile phone terminal path through this ideal to refresh the adult learners to accept the education,so that they can at any time anywhere,convenient and quick learning.This mode of education in learning to improve their learning efficiency and effectively promote the education fair.

Smart phone;Mobile learning;Online learning

張藝萌（1981－），女，西安市人，陜西廣播電視大學(xué)考試中心工程師，工學(xué)學(xué)士。主要研究方向：教育信息化。