基于知識(shí)關(guān)聯(lián)的混合媒體式移動(dòng)學(xué)習(xí)筆記實(shí)現(xiàn)研究*

孔祥雯，朱曉亮，杜 旭，李 浩

（華中師范大學(xué) 國(guó)家數(shù)字化學(xué)習(xí)工程技術(shù)研究中心，湖北 武漢 430079）

基于知識(shí)關(guān)聯(lián)的混合媒體式移動(dòng)學(xué)習(xí)筆記實(shí)現(xiàn)研究*

孔祥雯，朱曉亮，杜 旭，李 浩

（華中師范大學(xué) 國(guó)家數(shù)字化學(xué)習(xí)工程技術(shù)研究中心，湖北 武漢 430079）

移動(dòng)學(xué)習(xí)因其在支持自主學(xué)習(xí)方面的顯著優(yōu)勢(shì)而得到了廣泛應(yīng)用。移動(dòng)學(xué)習(xí)融合MOOC技術(shù)的應(yīng)用模式也成為了教育技術(shù)新的研究熱點(diǎn)。文章針對(duì)移動(dòng)云課堂現(xiàn)有筆記系統(tǒng)與學(xué)習(xí)資源關(guān)聯(lián)不緊密、記錄形式單一等諸多問(wèn)題，提出了一種適用于移動(dòng)學(xué)習(xí)的知識(shí)關(guān)聯(lián)筆記存儲(chǔ)模型方法并研發(fā)了基于知識(shí)關(guān)聯(lián)的混合媒體式移動(dòng)學(xué)習(xí)筆記系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備易與學(xué)習(xí)資源建立關(guān)聯(lián)關(guān)系并兼容移動(dòng)設(shè)備自身優(yōu)勢(shì)等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了在移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)中隨時(shí)隨地記筆記的學(xué)習(xí)需求。

移動(dòng)學(xué)習(xí)；知識(shí)關(guān)聯(lián)；學(xué)習(xí)筆記；混合媒體

一、引言

隨著移動(dòng)智能設(shè)備和無(wú)線通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，移動(dòng)學(xué)習(xí)在高校教學(xué)中的應(yīng)用情況呈上升趨勢(shì)[1]。例如，華中師范大學(xué)融合MOOC技術(shù)與移動(dòng)學(xué)習(xí)構(gòu)建的移動(dòng)云課堂已上線試運(yùn)行并開展了云學(xué)習(xí)實(shí)踐。該模式打破了時(shí)間、空間的束縛，學(xué)習(xí)者利用PC與移動(dòng)通訊設(shè)備開展各種優(yōu)秀課程資源的混合式學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了個(gè)人與課程知識(shí)間的有效聯(lián)通。在實(shí)踐中，移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)擁有豐富的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，學(xué)習(xí)者由于移動(dòng)設(shè)備的諸多限制存在無(wú)法及時(shí)消化如此龐大的信息量的情況，因此，筆記系統(tǒng)的引入就至關(guān)重要。通常，在傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)習(xí)者通過(guò)課堂筆記整理細(xì)碎的知識(shí)點(diǎn)[2]。然而傳統(tǒng)紙質(zhì)筆記固有的穩(wěn)定性、封閉性和靜態(tài)性與移動(dòng)教育情境的多樣性、開放性和動(dòng)態(tài)性之間存在的沖突和矛盾日益顯著[3]?；诖?，筆者探討針對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)情境的新型學(xué)習(xí)筆記系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，目的是滿足學(xué)習(xí)者在使用移動(dòng)平臺(tái)時(shí)隨時(shí)隨地記錄筆記的學(xué)習(xí)需求。系統(tǒng)重點(diǎn)解決資源與筆記之間關(guān)聯(lián)不緊密的問(wèn)題，同時(shí)也改善記錄形式單一的現(xiàn)象并構(gòu)建適用于移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的新型筆記系統(tǒng)。

二、知識(shí)關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)筆記概述

目前除了采用紙質(zhì)筆記方式，網(wǎng)絡(luò)上已有筆記類型主要分為獨(dú)立式筆記與組件式筆記：獨(dú)立式筆記如印象筆記、有道云筆記等，雖然功能比較豐富，但是由于與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源關(guān)聯(lián)不緊密，學(xué)習(xí)過(guò)程中需要頻繁切換屏幕記錄相關(guān)筆記，因此學(xué)習(xí)者較少選擇此類應(yīng)用作為移動(dòng)學(xué)習(xí)的輔助工具；組件式筆記可以嵌入到學(xué)習(xí)資源中的應(yīng)用，例如Google Notebook、backpack等，但是此類筆記大多需要翻墻使用，功能較為簡(jiǎn)單，只支持文字記錄，并且暫時(shí)不支持移動(dòng)端使用[4]。各種筆記方式具體功能對(duì)比如表1所示。分析可見，新型的移動(dòng)學(xué)習(xí)筆記需要與學(xué)習(xí)資源建立關(guān)聯(lián)關(guān)系并兼容移動(dòng)設(shè)備自身的優(yōu)勢(shì)。

表1 三種筆記類型功能比較

知識(shí)關(guān)聯(lián)本質(zhì)上體現(xiàn)的是知識(shí)元之間的“關(guān)系”，而這種關(guān)系可以是顯性的，也可以是隱性的。顯性知識(shí)關(guān)聯(lián)是我們普遍熟知的一些知識(shí)關(guān)系，而隱性知識(shí)關(guān)聯(lián)可以分為知識(shí)本身的關(guān)聯(lián)、隱性知識(shí)擁有者的關(guān)聯(lián)[5]兩部分。知識(shí)筆記大多是一些細(xì)碎、無(wú)序的知識(shí)碎片，利用這些知識(shí)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系對(duì)已有知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行合理化管理，可以幫助學(xué)習(xí)者形成有序的個(gè)人知識(shí)體系。由于移動(dòng)學(xué)習(xí)特有的學(xué)習(xí)環(huán)境，課程資源涉及到的知識(shí)內(nèi)容大多比較簡(jiǎn)單、微小，資源之間具有明確的關(guān)聯(lián)性[6]。利用筆記與資源、資源與知識(shí)點(diǎn)間的顯性關(guān)系，挖掘出筆記與知識(shí)點(diǎn)間的隱性關(guān)聯(lián)成為本文研究的主要內(nèi)容。

三、知識(shí)關(guān)聯(lián)筆記存儲(chǔ)模型

移動(dòng)學(xué)習(xí)資源開發(fā)改變了以往“章”、“節(jié)”的知識(shí)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)遵循微型化、碎片化、交互性等原則[7]，大多資源與知識(shí)點(diǎn)存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，資源之間以知識(shí)關(guān)聯(lián)為紐帶形成了明確的結(jié)構(gòu)關(guān)系。然而，學(xué)習(xí)筆記是以課程資源為單位的碎片知識(shí)，為了保持知識(shí)點(diǎn)與學(xué)習(xí)筆記間的筆記長(zhǎng)久關(guān)聯(lián)，需要將筆記與知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中，基于上述考慮，本文提出了一種基于知識(shí)關(guān)聯(lián)的筆記存儲(chǔ)模型。

存儲(chǔ)模型包含筆記的關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)、相關(guān)屬性和筆記主體內(nèi)容三個(gè)部分。所以，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，整個(gè)存儲(chǔ)模型結(jié)構(gòu)分為標(biāo)識(shí)區(qū)、屬性區(qū)以及內(nèi)容區(qū)三個(gè)區(qū)塊。不同區(qū)塊對(duì)應(yīng)不同的數(shù)據(jù)內(nèi)容并用不同的區(qū)塊ID進(jìn)行區(qū)分。為了方便系統(tǒng)快速檢索出數(shù)據(jù)內(nèi)容，每個(gè)區(qū)塊需要包含一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)屬性，如標(biāo)識(shí)區(qū)的“標(biāo)識(shí)屬性”對(duì)應(yīng)的是筆記ID。而除了標(biāo)識(shí)屬性，其他的相關(guān)內(nèi)容需要記錄在區(qū)塊的“數(shù)據(jù)內(nèi)容“部分。最終為了方便系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)，區(qū)塊在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上還添加了”終止標(biāo)識(shí)“部分。

標(biāo)識(shí)區(qū)主要將筆記ID以及對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)ID、資源ID統(tǒng)一保存，保證筆記、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)、資源三者間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；屬性區(qū)存儲(chǔ)了筆記的相關(guān)屬性信息，包括筆記標(biāo)簽、筆記時(shí)間幀/頁(yè)碼、筆記標(biāo)題、筆記公開范圍、課程類型、記錄者ID等內(nèi)容；內(nèi)容區(qū)存放了筆記的媒體類型、筆記的主體內(nèi)容以及媒體地址。筆記類型包括文本、圖片、音頻。系統(tǒng)整體的模型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 知識(shí)關(guān)聯(lián)筆記存儲(chǔ)模型結(jié)構(gòu)圖

四、關(guān)聯(lián)筆記系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

由上述模型，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮以下要素：①為了幫助學(xué)習(xí)者更好地吸收、回憶已有的學(xué)科知識(shí)，移動(dòng)學(xué)習(xí)筆記系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上需要包含上傳學(xué)習(xí)筆記、管理個(gè)人的筆記以及瀏覽筆記等諸多功能。②為了兼容移動(dòng)智能設(shè)備自身的優(yōu)勢(shì)，打破以往筆記形式的束縛，針對(duì)智能設(shè)備特有的傳感設(shè)備，筆記形式包括混合媒體的內(nèi)容，如文字、圖片、音頻等。③關(guān)聯(lián)了學(xué)習(xí)資源的筆記最終目的為更好地還原學(xué)習(xí)情境，強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)。

針對(duì)以上的學(xué)習(xí)需求，移動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)筆記包括4個(gè)功能模塊，分別是筆記上傳、筆記關(guān)聯(lián)、筆記共享與筆記呈現(xiàn)（如圖2所示）。

圖2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)框圖

1.筆記上傳

學(xué)習(xí)者可以選擇某一種筆記類型進(jìn)行記錄并通過(guò)資源呈現(xiàn)界面上傳個(gè)人的筆記內(nèi)容。記錄時(shí)，學(xué)習(xí)者需要填寫一些相關(guān)的筆記信息并按照學(xué)習(xí)者個(gè)人的意愿對(duì)筆記進(jìn)行合理化的歸類。上傳時(shí)，將筆記信息按照關(guān)聯(lián)筆記存儲(chǔ)模型格式，通過(guò)對(duì)應(yīng)接口上傳至云服務(wù)器中。上傳成功后，會(huì)將新上傳的筆記內(nèi)容標(biāo)注在課程資源的關(guān)鍵位置上，如視頻類型的資源，會(huì)在對(duì)應(yīng)的時(shí)間幀上顯示筆記內(nèi)容，同時(shí)為了方便學(xué)習(xí)者快速定位到筆記內(nèi)容，系統(tǒng)在播放進(jìn)度條同樣也加上對(duì)應(yīng)標(biāo)識(shí)。

2.筆記關(guān)聯(lián)

關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)后，為了體現(xiàn)筆記與資源之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，學(xué)習(xí)者可以通過(guò)單獨(dú)的筆記內(nèi)容直接跳轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)資源的關(guān)鍵位置，幫助學(xué)習(xí)者更方便的回顧相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)某一資源時(shí)也可以直接跳轉(zhuǎn)到相關(guān)筆記列表中。這樣的方式減少了頁(yè)面間切換次數(shù)，學(xué)習(xí)者可以更直觀的回顧知識(shí)內(nèi)容，從而避免降低學(xué)習(xí)效果。

3.筆記分享

對(duì)于不同知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，學(xué)習(xí)者會(huì)有不同的理解認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)別人的學(xué)習(xí)心得，會(huì)促進(jìn)學(xué)習(xí)者自身對(duì)知識(shí)內(nèi)容的理解，因此在移動(dòng)學(xué)習(xí)筆記系統(tǒng)中添加筆記分享功能是有一定必要性的。

功能實(shí)現(xiàn)步驟如下：學(xué)習(xí)者上傳前需要選擇筆記的共享范圍，即選擇“個(gè)人”或“公開”。共享后的筆記內(nèi)容則會(huì)列舉在對(duì)應(yīng)資源中并以列表的形式呈現(xiàn)給所有學(xué)習(xí)者。對(duì)于優(yōu)秀的筆記內(nèi)容，學(xué)習(xí)者決定是否收藏，收藏后的筆記會(huì)統(tǒng)一呈現(xiàn)在收藏筆記列表中，方便統(tǒng)一查看。同樣，學(xué)習(xí)者也可以通過(guò)收藏筆記的內(nèi)容，跳轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的課程資源中。

4.筆記呈現(xiàn)

在筆記呈現(xiàn)上，為了更符合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)習(xí)慣，筆記采用資源呈現(xiàn)、總體呈現(xiàn)兩種策略。資源呈現(xiàn)分為同屏呈現(xiàn)與資源筆記列表兩種方式。其中，同屏呈現(xiàn)主要是將筆記類型以及筆記標(biāo)題標(biāo)記在課程資源上，對(duì)于文字類型的筆記，系統(tǒng)將筆記內(nèi)容直接呈現(xiàn)出來(lái)，對(duì)于多媒體類型的筆記，系統(tǒng)需跳轉(zhuǎn)到內(nèi)容界面進(jìn)行查看；資源筆記列表則是在課程資源的一側(cè)列舉出該資源所有的筆記內(nèi)容，筆記按照關(guān)鍵位置的時(shí)間順序進(jìn)行排序。學(xué)習(xí)者點(diǎn)擊列表中的筆記內(nèi)容后，課程資源進(jìn)度會(huì)調(diào)整到對(duì)應(yīng)位置，方便學(xué)習(xí)者快速定位。

總體呈現(xiàn)主要是將同一課程下的所有筆記內(nèi)容以列表方式呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者。列表分為個(gè)人列表和收藏列表。個(gè)人列表中學(xué)習(xí)者可在搜索框里填寫關(guān)鍵字，系統(tǒng)根據(jù)關(guān)鍵字快速搜索到相關(guān)筆記，同時(shí)列表包含文件夾、日期、筆記類型、章節(jié)內(nèi)容四種分類排序方式，學(xué)習(xí)者根據(jù)學(xué)習(xí)目的選擇相關(guān)排序方式。收藏筆記列表主要列舉出學(xué)習(xí)者收藏的筆記，并按照收藏時(shí)間排序。

五、關(guān)聯(lián)筆記系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

本文實(shí)現(xiàn)了基于知識(shí)關(guān)聯(lián)的混合式媒體的移動(dòng)學(xué)習(xí)筆記。系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)，服務(wù)器端主要提供筆記的服務(wù)接口，方便客戶端調(diào)用。服務(wù)接口是基于Restful Jersey結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)的?？蛻舳苏w架構(gòu)采用MVC設(shè)計(jì)模式，該模式將顯示數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)邏輯分離，降低了功能間的耦合度，使系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性、重用性、可讀性及維護(hù)性。

服務(wù)器與客戶端間的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)請(qǐng)求采用基于htttp協(xié)議下的HttpClient框架，包括從服務(wù)器端獲取學(xué)習(xí)者的筆記數(shù)據(jù)等，由于HttpClient關(guān)于文件上傳下載功能存在一定局限性，系統(tǒng)采用了xutils開源框架，不僅支持大文件上傳，也實(shí)現(xiàn)了文件的斷點(diǎn)續(xù)傳功能。系統(tǒng)通過(guò)Internet調(diào)用Android的多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)，從而實(shí)現(xiàn)利用安卓底層設(shè)備記錄多元化學(xué)習(xí)筆記的目的。為了實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)資源的過(guò)程中隨時(shí)記錄筆記的功能，系統(tǒng)利用自定義的Popup-Window半覆蓋在課程資源Activity上，效果如圖3所示。

如圖4所示，筆記列表部分采用ExpandableListView控件，實(shí)現(xiàn)二級(jí)列表顯示數(shù)據(jù)內(nèi)容的效果。為了優(yōu)化用戶體驗(yàn)，在筆記列表部分添加了緩存機(jī)制，將服務(wù)器端獲取到的JSON數(shù)據(jù)解析后封裝到List

圖3 文字型筆記界面

圖4 個(gè)人筆記列表界面

本文提出的基于知識(shí)關(guān)聯(lián)的混合媒體式移動(dòng)學(xué)習(xí)筆記系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了筆記與知識(shí)點(diǎn)、資源關(guān)聯(lián)、筆記共享、筆記多元化呈現(xiàn)等功能。系統(tǒng)不同于其他移動(dòng)平臺(tái)的筆記系統(tǒng)，它既保證了筆記與資源間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，又加強(qiáng)了對(duì)筆記的自身管理，同時(shí)多元化的筆記類型簡(jiǎn)化了以往的記錄方式，初步測(cè)試驗(yàn)證可以有效增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，從而使移動(dòng)學(xué)習(xí)更加高效。目前整個(gè)系統(tǒng)還存在一些需要改進(jìn)的地方，其中包括：當(dāng)在線用戶數(shù)增多時(shí)，由于服務(wù)器端設(shè)計(jì)問(wèn)題，導(dǎo)致客戶端加載速度過(guò)慢，影響用戶體驗(yàn)；系統(tǒng)缺少相關(guān)數(shù)據(jù)分析論證其有效性。上述問(wèn)題將在后續(xù)工作中得到完善。

[1]潘懋元.我看應(yīng)用型本科院校定位問(wèn)題[J].教育發(fā)展研究,2007(7):1-3.

[2]伍奇.課堂筆記系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].武漢:華中師范大學(xué),2011.

[3]龔朝花,陳桄.電子教材:產(chǎn)生、發(fā)展及其研究的關(guān)鍵問(wèn)題[J].中國(guó)電化教育,2012(9):89-94.

[4]陶宏,歐陽(yáng)雪穎,陳亞雯等.網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)筆記系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用,2015(5):104-105,107.

[5]高繼平,丁堃,潘云濤等.知識(shí)關(guān)聯(lián)研究述評(píng)[J].情報(bào)理論與實(shí)踐,2015,38(8):135-140.

[6]王寒冰.基于知識(shí)微單元的移動(dòng)學(xué)習(xí)資源研究[J].廣州廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào),2015,15(2):14-18.

[7]牛麗,殷凡,熊志勇.iOS平臺(tái)移動(dòng)學(xué)習(xí)資源構(gòu)建及終端實(shí)現(xiàn)研究[J].中國(guó)教育信息化,2015(12):18-21.

（編輯：魯利瑞）

G434

：A

：1673-8454（2017）06-0087-03

湖北省重點(diǎn)基金項(xiàng)目《面向教育云服務(wù)的移動(dòng)學(xué)習(xí)關(guān)鍵技術(shù)研究》(編號(hào):2014CFA053)。