基于Android平臺(tái)的開放教育微學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究*

杜 俊

(無錫市廣播電視大學(xué)，江蘇 無錫 214021)

一、引言

開放教育作為一種獨(dú)立的教育形式，進(jìn)入了現(xiàn)代國(guó)民教育體系和終身教育體系，其本質(zhì)是人人享有終身接受教育的權(quán)利[1]。隨著當(dāng)今社會(huì)的迅速發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，選擇開放教育的人越來越多，開放教育以成人繼續(xù)教育為主，成人學(xué)習(xí)者對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)的要求很高。成人學(xué)習(xí)者具有如下特點(diǎn)：①對(duì)于成人學(xué)習(xí)者，更重要的教育目的在于確認(rèn)其成就感、所獲得的能力、尋求工作的意義以及從社會(huì)責(zé)任中追求自我存在的價(jià)值。②成人學(xué)習(xí)者時(shí)間松散、不緊湊，要在有限的時(shí)間里解決問題需要針對(duì)性強(qiáng)、易操作等性質(zhì)的課程[2]。作為重要的擴(kuò)展輔助學(xué)習(xí)工具，手機(jī)以其自身優(yōu)勢(shì)正在改變我們的學(xué)習(xí)方式。在一定通信技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天，性能越來越高而價(jià)格卻不斷降低的智能手機(jī)已經(jīng)越來越普及，智能手機(jī)已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ畹谋貍淦贰２还苣闵硖幒畏?，任何時(shí)間，只要你愿意，就可以利用智能手機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)，隨時(shí)隨地為自己“充電”。然而這種學(xué)習(xí)“并不適合運(yùn)用與內(nèi)容覆蓋全部主題的學(xué)習(xí)情境”，利用手機(jī)進(jìn)行小片段、短時(shí)間的微學(xué)習(xí)更能滿足人們的需求。Android憑借其開放性和靈活性的特點(diǎn)，逐漸成為近年來最熱門的移動(dòng)終端平臺(tái)之一，為開放教育學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供強(qiáng)有力的支持。

二、Android平臺(tái)簡(jiǎn)介

2007年末，互聯(lián)網(wǎng)巨頭Google公司丟下了一枚重磅炸彈——Android平臺(tái)，立即在業(yè)內(nèi)引起軒然大波。它震撼了整個(gè)移動(dòng)市場(chǎng)，面對(duì)包括蘋果iphone、RIM黑莓和Windows Mobile在內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，它穩(wěn)健成長(zhǎng)，憑借其開放性和靈活性的特點(diǎn)，逐步贏得了屬于自己的市場(chǎng)地位。

(一)Android架構(gòu)

Android系統(tǒng)是一個(gè)四層架構(gòu)，由下到上依次為L(zhǎng)inux內(nèi)核層，系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)層，應(yīng)用程序框架層和應(yīng)用程序?qū)?。Android核心系統(tǒng)服務(wù)的運(yùn)行依賴于Linux內(nèi)核，其精髓在于AppliationFramework，它提供了大量的Java類供使用者開發(fā)程序。程序運(yùn)行時(shí)，Java源代碼先被編譯成DalvikBytecode(*.dex)，再和其他資源文件打包成APK組件，通過AndroidCodeLibraries這個(gè)Java類總集文件與上層Java程序溝通，接著使用Dalvik虛擬機(jī)來解讀dex文件，與下層的Linux函數(shù)庫(kù)溝通，最后由內(nèi)核層生成一個(gè)進(jìn)程(Process) 來執(zhí)行程序[3]。

圖1 Android的架構(gòu)體系

(二)Android平臺(tái)的特點(diǎn)

Android被譽(yù)為“第一個(gè)完整、開放、免費(fèi)的移動(dòng)平臺(tái)”，與其他手機(jī)操作系統(tǒng)相比，有其與眾不同之處。

1.完整性

由于設(shè)計(jì)人員在開發(fā)Android平臺(tái)時(shí)綜合各種考慮，他們從一個(gè)安全的操作系統(tǒng)出發(fā)，在上層建構(gòu)了一個(gè)健壯的應(yīng)用程序架構(gòu)，從而提供了豐富的應(yīng)用程序開發(fā)計(jì)劃。

2.開放性

Android平臺(tái)建立在開放源代碼的基礎(chǔ)上。系統(tǒng)的開源性提供了很多便利，開發(fā)人員在開發(fā)程序時(shí)獲得了前所未有的訪問手機(jī)設(shè)備的權(quán)限。

3.方便快捷

Android平臺(tái)為開發(fā)人員提供了大量的實(shí)用庫(kù)以及輔助開發(fā)工具。開發(fā)人員可以根據(jù)自己的需求方便快捷的創(chuàng)建所要的應(yīng)用程序。

4.完全免費(fèi)

Android平臺(tái)操作系統(tǒng)免費(fèi)向開發(fā)人員提供，在這個(gè)平臺(tái)上開發(fā)應(yīng)用程序不需要任何許可證，不需要任何版權(quán)費(fèi)用，也無需繳納會(huì)員費(fèi)、測(cè)試費(fèi)，以及為程序簽名或認(rèn)證的費(fèi)用。Android應(yīng)用程序可以通過各種不同的途徑發(fā)布和賺取回報(bào)。

三、微學(xué)習(xí)

(一)微學(xué)習(xí)的概念

微學(xué)習(xí)的概念最早于2004年提出，雖然目前關(guān)于微學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外還沒有統(tǒng)一明確的定義，但是通過最近這些年的研究探索，學(xué)界對(duì)其內(nèi)涵也有了較為一致的共識(shí)。奧地利因斯布魯克大學(xué)科學(xué)學(xué)院教師Theo Hug從時(shí)間、內(nèi)容、課程、形式、過程、媒介以及學(xué)習(xí)類型等幾個(gè)維度對(duì)微學(xué)習(xí)進(jìn)行了定義，他認(rèn)為微學(xué)習(xí)是在短時(shí)間內(nèi)利用媒體學(xué)習(xí)“片段化”的知識(shí)或者知識(shí)塊，其學(xué)習(xí)內(nèi)容可以是課程體系的一部分；微學(xué)習(xí)過程是伴隨式的、嵌入式的活動(dòng)，學(xué)習(xí)者通過案例、任務(wù)或者聯(lián)系的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，解決實(shí)際問題(Hug，2005)[4]。奧地利學(xué)習(xí)研究專家林德納(Lindner)將微學(xué)習(xí)表述為一種指向存在于新媒介生態(tài)系統(tǒng)中，基于微型內(nèi)容和微型媒體的新型學(xué)習(xí)。另一位歐洲學(xué)者布魯克(Bruck)在認(rèn)同微學(xué)習(xí)是一種在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)新媒體環(huán)境中的學(xué)習(xí)的同時(shí)，更加關(guān)注微學(xué)習(xí)所指向的一種新型的知識(shí)組織結(jié)構(gòu)[5]。微學(xué)習(xí)被看作是數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境中一種新型、使用的學(xué)習(xí)理念。對(duì)其更全面的認(rèn)識(shí)是理解其英文原詞中“Micro”所具有的微、小、輕、快等多個(gè)含義，Micro既表示學(xué)習(xí)內(nèi)容組塊的知識(shí)含量，也蘊(yùn)含對(duì)這種學(xué)習(xí)的品性格調(diào)特征的描述[6]。

綜合以上各個(gè)研究者對(duì)微學(xué)習(xí)的定義，我們可以看到，微學(xué)習(xí)是一種短小的學(xué)習(xí)活動(dòng)，由相對(duì)較小的學(xué)習(xí)單元組成，它的發(fā)生需要媒介環(huán)境的支撐(包含有“電子郵箱、移動(dòng)文本、Google、電子海報(bào)、博客微型出版物、維基百科已經(jīng)不斷發(fā)展的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)等”的媒介環(huán)境)。當(dāng)學(xué)習(xí)者沉浸在這樣高度碎片化的數(shù)字化環(huán)境中時(shí)，可以采用微學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式。

(二)微學(xué)習(xí)的特點(diǎn)

結(jié)合上面微學(xué)習(xí)的界定，可以歸納出微學(xué)習(xí)具有如下特征：

1.不受時(shí)間地點(diǎn)的限制

微學(xué)習(xí)可以發(fā)生在坐公交地鐵時(shí)，也可以發(fā)生在工作期間，學(xué)習(xí)者可以利用短暫的空閑時(shí)間隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2.學(xué)習(xí)形式個(gè)性化

學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的意愿去選擇學(xué)習(xí)的內(nèi)容、時(shí)間、地點(diǎn)和方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，使得學(xué)習(xí)者以一種輕松的心態(tài)去獲取輕快愉悅的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

3.學(xué)習(xí)內(nèi)容模塊化

微學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)在有限的時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)相對(duì)短小、松散連接的、自包含的知識(shí)內(nèi)容或模塊(既將學(xué)習(xí)內(nèi)容分解為許多細(xì)小獨(dú)立同時(shí)又存在著一定聯(lián)系的知識(shí)模塊)。

4.具有多種媒介載體

微學(xué)習(xí)多以但不限于移動(dòng)終端作為載體，如智能手機(jī)、PDA、PSP等便攜式移動(dòng)設(shè)備。這種多樣化的媒介形式既增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的表現(xiàn)力又方便了學(xué)習(xí)者做出個(gè)性化的選擇。

四、基于Android平臺(tái)的開放教育微學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(一)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必要性

隨著4G時(shí)代的來臨，參與開放教育的學(xué)員越來越多地利用手機(jī)開展學(xué)習(xí)，然而由于手機(jī)自身設(shè)備的限制以及學(xué)習(xí)者在一種“移動(dòng)”的狀態(tài)中進(jìn)行學(xué)習(xí)，時(shí)間地點(diǎn)都具有不確定性，注意力是高度分散的，因此利用手機(jī)進(jìn)行小片段、短時(shí)間的微學(xué)習(xí)更符合人們的需要。Android作為一個(gè)優(yōu)秀的開源移動(dòng)設(shè)備的操作平臺(tái)，為微學(xué)習(xí)系統(tǒng)提供了良好的支持。它能夠滿足微學(xué)習(xí)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅橄到y(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供高性能的終端設(shè)備和完善的開發(fā)與測(cè)試工具，Android平臺(tái)的開放性使得開發(fā)成本大大降低，這對(duì)于學(xué)習(xí)系統(tǒng)的開發(fā)極具優(yōu)勢(shì)。開發(fā)基于Android的微學(xué)習(xí)系統(tǒng)，為開放教育的學(xué)習(xí)者提供資源服務(wù)，能夠幫助學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地按需所學(xué)，有利于不同學(xué)習(xí)者的個(gè)性化學(xué)習(xí)，是實(shí)現(xiàn)終身學(xué)習(xí)的一條新途徑。

(二)設(shè)計(jì)原則

由于Android手機(jī)自身設(shè)備存在著一定的限制以及微學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的要求，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1.激發(fā)并保持學(xué)習(xí)者的注意力

考慮到在學(xué)習(xí)時(shí)學(xué)習(xí)者的注意力高度分散，因此應(yīng)該向?qū)W習(xí)者提供多種類型的學(xué)習(xí)資源，如文本、視音頻以及Flash動(dòng)畫等等，滿足不同學(xué)習(xí)者多樣化的需求，使其能夠根據(jù)需要選擇合適的學(xué)習(xí)資源。在具體內(nèi)容設(shè)計(jì)形式上，除了內(nèi)容呈現(xiàn)外，還可以設(shè)計(jì)多種形式的思考題、趣味題、互動(dòng)題等來加深學(xué)習(xí)者對(duì)問題的理解，同時(shí)也達(dá)到聚集注意力的目的。

2.合理劃分知識(shí)內(nèi)容

由于基于手機(jī)的微型學(xué)習(xí)可能發(fā)生在學(xué)習(xí)者等車或者是排隊(duì)甚至是工作間歇的任何時(shí)間任何地點(diǎn)，學(xué)習(xí)者處在一種“移動(dòng)”的狀態(tài)中進(jìn)行學(xué)習(xí)，注意力很容易分散，因此在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)資源時(shí)，應(yīng)盡量劃分為具有一定聯(lián)系的相對(duì)獨(dú)立的小模塊。但是這個(gè)小也有一定的限度，應(yīng)該是相對(duì)完整的內(nèi)容(例如一個(gè)知識(shí)點(diǎn)或者幾個(gè)知識(shí)點(diǎn))，內(nèi)容應(yīng)該精煉概括，重點(diǎn)難點(diǎn)突出，使得學(xué)習(xí)者能夠在較短時(shí)間內(nèi)完成學(xué)習(xí)，取得良好的學(xué)習(xí)效果。

3.界面設(shè)計(jì)合理美觀

由于手機(jī)屏幕大小的限制，我們?cè)诮缑嬖O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意盡量使用短文本，屏幕的滾動(dòng)不宜太長(zhǎng)。內(nèi)容標(biāo)題要醒目，排版時(shí)要考慮到學(xué)習(xí)者的閱讀習(xí)慣，進(jìn)行交互時(shí)要有及時(shí)的反饋，這樣有利于學(xué)習(xí)者進(jìn)行參與和投入思考，能夠引起學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)者的效率。

(三)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示。在客戶端的部署上，智能手機(jī)由Android程序運(yùn)行。服務(wù)器端的應(yīng)用程序支持基于Android的移動(dòng)終端智能手機(jī)的訪問?？蛻舳讼蚍?wù)器端發(fā)出請(qǐng)求后，服務(wù)器后端程序根據(jù)客戶端的不同請(qǐng)求分發(fā)到各自相對(duì)應(yīng)的后端應(yīng)用服務(wù)器，并將結(jié)果返回到客戶端。

圖2 基于Android平臺(tái)的微學(xué)習(xí)系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

該微學(xué)習(xí)系統(tǒng)以開放教育學(xué)習(xí)者為主體，主要分為四個(gè)模塊，分別是用戶管理模塊、學(xué)習(xí)資源模塊、協(xié)作交流模塊以及資源共享模塊，學(xué)習(xí)者通過報(bào)名注冊(cè)后獲取的帳號(hào)登錄，進(jìn)入系統(tǒng)，具體功能模塊如圖3所示。

圖3 基于Android平臺(tái)的微學(xué)習(xí)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)示意圖

(1)用戶管理模塊

在這一模塊中，包含著學(xué)習(xí)者的相關(guān)信息，包括個(gè)人資料、學(xué)習(xí)伙伴的信息、學(xué)習(xí)日志等等。其中學(xué)習(xí)日志記錄了學(xué)習(xí)者曾經(jīng)學(xué)習(xí)的內(nèi)容和狀況，當(dāng)前正在進(jìn)行學(xué)習(xí)的資源信息，幫助學(xué)習(xí)者更好地規(guī)劃自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃。

(2)學(xué)習(xí)資源模塊

這個(gè)模塊為學(xué)習(xí)者提供兩種學(xué)習(xí)資源，以文本視頻動(dòng)畫等多種形式呈現(xiàn)。第一種是類似與課堂學(xué)習(xí)的正式教程，包含簡(jiǎn)化的學(xué)習(xí)內(nèi)容、重難點(diǎn)解讀、練習(xí)測(cè)試等，是以一種比較系統(tǒng)完整的學(xué)習(xí)為目標(biāo)、內(nèi)容劃分為小模塊的資源。第二種資源是以主題形式形成的知識(shí)塊，這些內(nèi)容大多并無內(nèi)在關(guān)聯(lián)、是比較碎片化的非正式學(xué)習(xí)資料，這些內(nèi)容主要以知識(shí)概述、案例分析、關(guān)聯(lián)知識(shí)、建議參考讀物等為主。例如有關(guān)會(huì)計(jì)主題的知識(shí)介紹或新聞，有關(guān)財(cái)務(wù)和理財(cái)?shù)膶ｎ}等等。

在這個(gè)模塊中設(shè)有搜索、學(xué)習(xí)進(jìn)度保存、資源訂制三個(gè)功能。學(xué)習(xí)者可以自由地對(duì)資源進(jìn)行搜索，學(xué)習(xí)者除了可以搜索系統(tǒng)提供的學(xué)習(xí)資源外也可以通過wap服務(wù)搜索網(wǎng)絡(luò)上的資源。由于利用該學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)多是利用一些零散瑣碎的時(shí)間，經(jīng)常會(huì)被各種因素打斷，學(xué)習(xí)進(jìn)度保存功能幫助學(xué)習(xí)者記錄自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程，避免學(xué)習(xí)者重復(fù)已經(jīng)完成的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

所謂的資源訂制功能，指的是針對(duì)該系統(tǒng)所提供的所有學(xué)習(xí)資源，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的興趣和學(xué)員進(jìn)行選擇訂制。訂制后，系統(tǒng)會(huì)定時(shí)更新相關(guān)資源，然后以短信或是電子郵件的方式進(jìn)行推送，發(fā)送到訂制了該資源的學(xué)習(xí)者的手機(jī)上。這樣一來，為學(xué)習(xí)者隨時(shí)隨地地學(xué)習(xí)提供了便利條件，同時(shí)又可以培養(yǎng)學(xué)習(xí)者定時(shí)閱讀的習(xí)慣。

(3)協(xié)作交流模塊

在學(xué)習(xí)過程中，交流和協(xié)作是必不可少的，它可以幫助學(xué)習(xí)者更好地理解知識(shí)，克服學(xué)習(xí)者的困難并且提高學(xué)習(xí)的效率。在這一模塊內(nèi)提供了聊天室、BBS等同步或異步交流工具，使得學(xué)習(xí)者相互之間或者學(xué)習(xí)者和教師之間能夠更好地進(jìn)行交流。這些訂制了相同資源的學(xué)習(xí)者，可以進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)。一旦訂制了某一類別的資源后，系統(tǒng)會(huì)相應(yīng)地給學(xué)習(xí)者加上標(biāo)簽，對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行分類，幫助學(xué)習(xí)者構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體。例如同時(shí)訂制了學(xué)位英語(yǔ)考試的學(xué)習(xí)者，系統(tǒng)會(huì)加上一個(gè)學(xué)位英語(yǔ)考試的標(biāo)簽，系統(tǒng)會(huì)將他們的信息共享，具有相同標(biāo)簽的學(xué)習(xí)者可以利用短信或語(yǔ)音通信的方式進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)。

(4)資源共享模塊

學(xué)習(xí)者在這一模塊中可以上傳和下載各類學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)資源共享。系統(tǒng)資源庫(kù)內(nèi)的資源或者已經(jīng)被管理員審查通過的其他學(xué)習(xí)者上傳到平臺(tái)上的資源都可以下載。資料下載到本地手機(jī)上之后，學(xué)習(xí)者可以脫網(wǎng)學(xué)習(xí)，從而節(jié)約成本、提高讀取速度。同時(shí)教師或其他學(xué)習(xí)者可以隨時(shí)將最新的資料或自己的學(xué)習(xí)體會(huì)等上傳到平臺(tái)上，這樣可以實(shí)現(xiàn)資源的共享和學(xué)習(xí)者之間的共同進(jìn)步。學(xué)習(xí)者在上傳時(shí)需要對(duì)資源進(jìn)行分類，貼上相應(yīng)的標(biāo)簽，方便其他學(xué)習(xí)者進(jìn)行搜索。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著3G無線通訊技術(shù)的普及和4G技術(shù)的推廣，利用手機(jī)進(jìn)行微學(xué)習(xí)更能滿足開放教育隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)的需求。本文研究了基于Android平臺(tái)的開放教育微學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)該學(xué)習(xí)系統(tǒng)的功能模塊進(jìn)行劃分，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的興趣和需要選擇合適的學(xué)習(xí)資源并進(jìn)行訂制，系統(tǒng)會(huì)將資源以短信或是電子郵件的方式進(jìn)行推送，發(fā)送到學(xué)習(xí)者的手機(jī)上，方便學(xué)習(xí)者隨時(shí)隨地地進(jìn)行學(xué)習(xí)。同時(shí)系統(tǒng)會(huì)給訂制了資源的學(xué)習(xí)者貼上相應(yīng)的標(biāo)簽，將學(xué)習(xí)者進(jìn)行分類，幫助具有共同興趣的開放教育學(xué)習(xí)者構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體，有利于學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)，具有一定的應(yīng)用推廣價(jià)值。

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