移动学习系统的设计（硕士学位论文）

1、 学校代码： 10589 学号： 分 类 号： 密级： 海南大学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 题 目： 宋体 4 号 作 者： 指导教师： 专 业： 通信与信息系统 时 间： design and development of mobile learning system based on wap a thesis submitted in partial fulfillment of the requirement for the master degree in communication and information system by * postgraduate progr

2、am college of information science and technology hainan university supervisor: * academic title: professor signature _ approved jun，2009 海南大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标 明。本声明的法律结果由本

3、人承担。 论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权说明学位论文版权使用授权说明 本人完全了解海南大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权海 南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本人在导师指导下完成的论文成果，知识产 权归属海南大学。 保密论文在解密后遵守此规定。 论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 本人已经认真阅读“calis 高校学位论文全文数据库发布章程” ，同意将

4、本人的学位 论文提交“calis 高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程”中规定享受相 关权益。同意论文提交后滞后：半年；一年；二年发布。 论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 海南大学硕士学位论文摘要 - i - 摘摘 要要 移动学习是指利用无线移动通信网络技术以及无线移动通信设备获取教育 信息、教育资源和教育服务的一种新型学习形式。其目标是实现任何时间、任 何地点、任何方式的教学活动。与其他学习形式比较，移动学习具有学习便捷 性、教学个性化、交互丰富性、情境相关性等特点。移动学习已成为现代教育 技术应用的一个新方向，如何充分有效地利用移动计算技术应用

5、于教育正在成 为研究的热点。 关键词：移动学习课程wap 海南大学硕士学位论文abstract - ii - abstract m-learning is a new learning form that enables access to educational information, resources and service with the utilization of mobile information and device. its objective is to realize teaching activities at anytime, anywhere and in a

6、ny way. m-learning which is compared with other learning form possess some features, such as studying convenience, teaching characteristic, richness alternation, and relativity scene. m-learning has become a new direction of application about educational technique. it is a researching hot spot how t

7、o take advantage of applying mobile computing technology in education sufficiently. keywords：mobile learning coursewap 海南大学硕士学位论文目录 - iii - 目目 录录 1 序言 .1 1.1 研究背景 .1 1.2 国内外研究现状 .3 1.3 研究内容与方法 .7 1.4 论文框架 .7 2 移动学习概述 .8 2.1 移动学习 .8 2.1.1 概念与特性 .8 2.1.2 学习形式 .10 2.2 移动学习的理论基础 .13 2.2.1 非正式学习 .14 2.2.

8、2 情境学习 .14 2.2.3 活动学习 .15 2.3 移动学习的技术基础 .15 2.4 移动学习系统结构 .19 2.4.1 移动学习系统形式化描述 .19 2.4.2 移动学习系统体系结构 .20 2.5 小结 .23 3 移动学习系统的设计 .24 3.1 系统需求分析 .24 3.1.1 一般需求分析 .24 3.1.2 用户特征分析 .26 3.1.3 移动学习场景的创设 .27 3.2 系统总体设计 .27 3.3 系统功能设计 .29 3.3.1 用户管理 .30 3.3.2 课程管理 .30 3.3.3 作业和测试管理 .31 3.3.4 交流互动支持 .31 3.3.5

9、 教学管理 .33 3.3.6 数据查询 .33 3.3.7 e-learning 接入.33 3.3.8 自适应系统 .34 3.4 数据库设计 .36 3.5 小结 .37 海南大学硕士学位论文目录 - iv - 4 移动学习系统的实现 .38 4.1 移动学习系统开发常用技术 .38 4.2 开发平台与开发技术 .40 4.2.1 开发平台 .40 4.2.2 开发环境 .40 4.2.3 wap 开发技术.42 4.4 基于 wap 技术的移动学习系统实现 .45 4.4.1 用户管理的实现 .45 4.4.2 课程管理的实现 .47 4.4.3 课程资源浏览 .48 4.4.4 教学

10、管理 .49 4.4.5 数据查询 .49 4.4.6 交流互动的实现 .51 4.5 小结 .52 5 总结与展望 .53 参考文献 .55 硕士期间发表的论文 .57 致谢 .58 海南大学硕士学位论文1 序言 - 2 - 1 序言序言 1. .1 研究背景研究背景 20 世纪下半叶，以互联网计算机为代表的第三次工业革命使人类社会生产方式从 以工业化为主导向信息化与工业化融合转变，世界正进入信息化时代。信息技术的迅 速发展和在教育领域的广泛应用使得人们进入数字化学习时代。 图 1-1 网民上网设备 图 1-2 网民身份与上网设备对应分析 1.1.2 国内外研究现状国内外研究现状 下面是几个

11、典型的研究： （1） 英国在 2001 年开展的 m-learning 解困教育社会问题13 该项目始于 2001 年，当时很少有人知道移动学习的概念。该项目主要是为了解决 三个存在于欧洲年轻人社会的文盲问题、缺少继续教育问题以及由于缺少信息技术而 导致的不公平问题。该项目开发出了一些产品，可以使用一些便携设备为学习提供信 海南大学硕士学位论文1 序言 - 3 - 息。ultralab 中心还开发出两个移动学习模式和智能导师系统。 该项目设计和开发了一系列的学习材料，并在已开发的移动学习系统上进行了试 验，试验选取了 90 个移动设备租借给学生。试验结果表明学习者对移动学习都怀有激 情，62%

12、的学生表示在他们使用了移动学习之后，对未来的学习充满了渴望。在这 6 2 %的 学生当中，有 91%喜欢使用膝上电脑学习，82%喜欢使用个人电脑，80%喜欢使用手机， 76%喜欢和自己年龄相当的同伴一起学习，54%喜欢在大学学习。这表明移动学习在学 习者中还是很受欢迎的。 （2） from e-learning to m-learning14 基更的移动学习研究项目的重点是研究移动学习技术的可行性问题、移动学习优 势与不足及移动学习课程的设计与开发等，他通过各种不同移动终端在移动学习中的 应用研究，初步得出一些结论： 移动学习的优点：任何时间、任何地点学习的便利性，地理空间消失，可携带性， 专

13、家口袋，网络通信实现的教师指导的合作学习，真正实现因材施教，与课堂教学、 数字化学习的整合。 不足：移动学习的终端设备在速度、尺寸、带宽、内存容量、输入输出质量、价 格等方面还存在不足，需要进行改进。 （3） mob ilearn 行动15 欧盟数字化欧洲行动研究计划中开展名为“mob ilearn 行动”的移动学习专 项研究计划，研究始于 2002 年至 2004 年。该研究涉及移动教育的各个方面，从新型 学习范式到商务运营模式，从学习内容及资源开发到新型学习模式研究，从移动学习 系统设计、集成到测试与发行，从系统评价到管理，系统全面地研究移动学习及移动 学习系统。 （4） 斯坦福大学学习实

14、验室的研究 很久以来，斯坦福大学在美国的远程教育与数字化学习研究领域一直处于领先地 位。sll(stanford learning lab)开发了一个移动学习的初始模式。他们选择外语学习作 为移动教育的课程内容，初步假定，移动设备能在一个安全、可信、个性化以及即时 需求的环境中帮助提供复习、听说练习的迫切需要的学习机会。所开发的模式让用户 练习生词、做小测验、查阅单词和短语的译文、与现场教师实时交流并将单词存储到 笔记本中，所有一切都发生在一个综合的语音/数据环境中。其特点是不是支持一个实 际的斯坦福课程，而是开始研究最新技术与学习中人类认知所面对的基本挑战。 （5） 爱立信等商业公司开展的“

15、移动学习”项目13 该项目由爱立信、t e l e n o r，i n s i t e，it fornebu knowation 等联合进行，旨在 研究移动学习与传统课堂教学整合的方式与方法。他们在爱立信教育提供的一门课程 “3g 应用入门”的教学中引入移动学习方式作为学习的辅助。通过研究，他们指出： 需要开发优秀的结合传统课堂学习、数字化学习(e-learning)和移动学习(m-learning)等 海南大学硕士学位论文1 序言 - 4 - 多种形式的综合学习模式，移动学习作为其中的一种学习方式。在这种由多种学习技 术、学习资源和学习方式所构成的综合学习模式中，需要彻底、全面地进行规划。其

16、 特点在于提供由不同的学习技术、学习资源和学习方式构成并互相支持的综合学习解 决方案，为学生创建科学的学习环境，帮助学生获得美好的学习体验以及满意的学习 效果。 国外这个阶段的研究揭开了移动学习研究序幕，在移动学习的理论和技术进行了 深入的研究。为移动学习的发展奠定了理论基础，解决了技术可行性问题，指出移动 学习优势在于学习的灵活、便捷以及“随时随地”学习，不足之处在于设备屏幕尺寸 小、网络带宽低、学习资源限于文本与简单图片等。 近几年国内典型研究有由北京大学现代教育中心教育实验室承担的教育部高教司 试点项目“移动学习理论与实践” ，从 2002 年 1 月到 2005 年 12 月，开发了基

17、于 gsm 网络和移动设备的移动学习平台、基于本体的教育资源制作发布与浏览平台以及 教育语义网络平台；2006 年 3 月北京师范大学教育技术学院承担的“手持式网络学习 系统在学科教学中的应用研究”正式获得批准。 刘建设等人通过文献分析法，对国内公开发表的关于移动学习的学术论文以及硕、 博士学位论文进行统计和分析，对收集到的数据进行 crosstabs 分析。它是描述性统计 分析的一种，基本原理是分析多个变量在不同取值情况下的数据分布情况。经过分析， 得到如下结果：学术论文的研究内容集中在理论研究方面，主要是探讨教育理论、学 习理论在移动学习中的应用；对移动学习系统相关技术的可行性研究，主要是

18、把通信 技术、互联网技术以及计算机技术等相关技术引入到移动学习中，从技术的角度探讨 移动学习的可行性；而移动学习手持终端软件的研发，论文的数量较少。不论从哪个 角度理解，移动学习都是一种学习方式。既然是学习，就不可避免要涉及到学什么， 也就是移动学习内容的问题，与课程资源设计和开发相关的问题，遗憾的是对于这方 面的相关研究很少，主要探讨移动学习课程设计开发原则等较为宽泛的问题，可操作 性较差。随着移动学习的发展，各种技术被引入进来，这些技术、协议或标准之间的 兼容性，以及移动学习平台和已有平台的互操作都需要深入研究。 有研究表明，下一阶段的研究将关注移动学习相关技术研究、移动学习终端的软 件开

19、发研究、移动学习课程开发研究、移动学习教学模式研究和移动学习系统的标准 化研究等方面的问题3。 目前，移动学习系统的类型主要有：短信系统、m-learning 课程系统、学习辅助 系统、移动综合学习系统。移动学习系统的一般功能包括：教务管理和学习支持、提 供辅助性的学习内容、提供专业学习内容、促进学习者的交流与协作、模拟或游戏。 现有的移动学习系统大多是特定领域的专用系统、普通用户建设移动学习课程难 度大。 目前国内外关于移动学习的研究正处于起步发展阶段，移动学习系统中通信技术、 海南大学硕士学位论文1 序言 - 5 - 网络带宽、终端性能等是制约移动学习发展的重要因素。因此目前移动学习系统应

20、用 最广泛最成功的是与网络速度关系不大的一些系统，例如：（1）诺基亚的“行学一族” ，是诺基亚在中国推出的针对中国手机用户的移动教育服务，2007 年 5 月正式发布。 “行学一族”服务基于服务器/客户端结构，用户可以通过 pc 机或手机下载此服务的 安装包，在能够支持的手机终端上安装使用，推出了英语学习等课程。 （2）碟中碟无 线基于手机开发的移动英语通，使用户可以用手机进行外语的“听、说、读、译、考、 背”学习。实用的功能，友好的操作界面以及优秀的学习内容获得手机设备终端厂家 认可并预装，学习型手机成为手机销售市场的亮点。碟中碟移动英语通，与各大手机 制造商强强联手，共同为学习者打造一个便

21、携、移动、随时随地的语言学习环境。还 有中国台湾中央大学蝴蝶观察学习系统 bwl、中国台湾博物馆中用于移动学习的游客 参观导航系统、日本东京大学支持孩子们使用 pda 在博物馆进行协作学习的系统等。 文献中提到的移动学习系统要么是专用的系统要么移动学习课程开发的专业性很 强，从普通用户使用、建设移动学习课程的角度出发，还存在各种困难和问题： （1）移动学习系统大都针对特定领域的开发 （2）现有的移动学习课程开发专业性强，导致普通用户无法建设移动学习课程 （3）现有的网络课程建设已经初具规模，但是不能转换成在移动设备上使用，实 现移动学习共享网络课程资源 诺基亚公司开展的移动教育研究项目认为：现

22、在移动学习发展缓慢是因为大多数 移动设备屏幕尺寸小、分辨率低、计算能力不强及有限的存储能力，联结各种各样的 移动设备到同一个网络的难题也是一个真正的限制。看起来，移动学习比较适合诸如 语言技巧、市场销售等专门的内容教学。当前，wap 技术使得移动学习最适合数字化 学习课程的如下方面：（1）即时提醒与警告；（2）与同伴及教师交流；（3）即时反 馈的多项选择测试；（4）每日提示；（5）概要信息；（6）浏览数字化学习的课程材 料；（7）搜索一个主题内的专门信息；（8）联结 wa p 站点；（9）课程注册。 因此本研究是以设计一个能为普通用户经过简单培训就能建设自己的移动学习课 程为目标，借鉴 bla

23、ckboard 公司开发的网络课程中的部分功能结合移动学习的特点， 为使用者提供基于 wap 的移动学习系统为用户提供一些课程、交流、测试、管理、e- learning 接入等方面的功能服务。 专用的移动学习系统开发可以解决特定领域的移动学习需求，但是比较通用的能 满足一些基本需求（例如课程材料浏览、交流互动、教学信息的发布）的移动学习系 统的开发也有广阔的前景，通用的系统希望达到用户建设网络课程一样简单，用户会 使用网络课程就能很快学会使用本系统。因此本研究设计开发基于 wap 的移动学习系 统，从普通用户的需求角度出发，从用户最基本的建设课程的需要出发，再提供作业 和测试、交流互动、教学管

24、理等功能。 系统的自适应问题仅从设备的角度看，未从用户的角度考虑。 海南大学硕士学位论文1 序言 - 6 - 移动学习终端的多样性和用户的个性化需求使系统自适应研究成为移动学习系统 研究中重要的组成部分。 欧盟数字化欧洲行动研究计划中开展的“mob ilearn”的移动学习专项研究 计划，将自适应人机界面子系统作为整个研究计划的组成部分。英国学习与技能发展 处等部门联合开展的“m-learning”研究项目，旨在利用移动技术促进学习，其中也将 适当的知识呈现方式作为研究的组成部分。伯明翰大学的研究中自适应学习环境的研 究也是组成部分之一。北京大学崔光佐教授等人的研究提出将教学系统分为两大部分

25、16：一部分是设备无关的部分；另一部分是设备自适应部分。 从文献中发现国内外对移动学习系统中的适应性问题主要是解决设备自适应性问 题，但是从用户的角度出发，还存在这些问题： （1） 未从用户的角度考虑用户对交互界面的个性化设置 （2） 忽略了为用户提供个性化的适应性内容服务 不同的用户对内容的需求、系统界面的偏好不同，因此加入用户自定义部分，使 用户根据自己需要对移动学习的表现格式和内容进行个性化设置。这样就可以实现改 进用户不同设备、不同需求的适应性支持。智能分析系统根据用户兴趣和学习记录为 用户提供个性化学习内容服务，也能进一步满足用户的个性化需求。 1.3.3 研究内容与方法研究内容与方

26、法 本文研究的主要内容包括： （1）总结移动学习的定义、特性、一般功能和学习形式，研究移动学习系统的支 持理论、技术和系统结构； （2）在以上对移动学习的理论、技术和应用的研究基础上，对移动学习系统的用 户管理、课程管理、作业测试、交流互动、教学管理、e-learning 接入等功能模块进 行分析与设计，设计移动学习系统适应性的改进方案； （3）实现基于 wap 的移动学习系统的部分功能。 本研究内容涉及移动学习、计算机技术、教育技术以及心理学、课程与教学论等 多个学科与技术领域，选题涉及基于移动学习的理论与应用研究和计算机系统设计与 开发。通过文献调研，我们了解到移动学习作为学习的一种新兴形

27、式，目前国内外对 该领域的研究，主要是移动学习系统构建的理论与方法研究，成熟的移动学习应用系 统还很少，这与当前移动学习系统发展处于刚刚起步阶段有关。 本文主要探讨构建基于 wap 的移动学习系统的理论与方法，研究范围涉及基于移 动学习系统的体系结构、系统功能分析与设计、移动学习课程的分析与设计，主要采 用了文献研究、内容分析和逻辑推理等研究方法。 海南大学硕士学位论文1 序言 - 7 - 1.4.4 论文框架论文框架 本论文共由五章组成，内容组织如下所述： 第一章序言阐述本文的研究背景、国内外研究现状和存在的问题、研究内容及方 法。 第二章是移动学习研究概述，论述移动学习的概念、特性、功能和

28、学习形式，移 动学习理论基础、支持技术和体系结构。 第三章研究移动学习系统的设计。研究移动学习系统设计的思路、需求分析和系 统结构，并就系统的各功能模块进行设计。设计移动学习系统自适应的改进方案。 第四章运用移动开发技术实现移动学习系统的部分功能。 第五章总结本研究完成的主要内容和系统的不足之处。 本文以下部分将就此逐步展开论述。 海南大学硕士学位论文2 移动学习概述 - 8 - 2 移动学习概述移动学习概述 2.1 移动学习移动学习 2.1.1 概念与特性概念与特性 国际远程教育权威，爱尔兰远程教育和应用中心主任德斯蒙德基根博士认为： “m-learning 的发展将使学生在 d-learn

29、ing 上更加自由。只要能够实现其电话装置的 无线通信连接，无论在飞机场，还是在他们选择的任何地方，都可以进行学习。学习 者可在课堂，在家中，在旅途、候车时，利用散碎时间随时随地进行不同目的、不同 方式的学习”17。 chabra 等人结合了远程教育的思想，认为移动学习就是能够使用任何设备，在任 何时间、任何地点来接受学习18。 dye 等人对移动学习的定义是：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、任何地点开展的学习，移动学习所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19。 figueiredo、franz lehner 和 holger

30、nosekahel 等人的强调随时随地，不强调使用何 种设备和是否使用通信技术，进而演变出定义“移动学习是当学习者不在固定的、预 先设定的位置下所发生的任何类型的学习，或者是当学习者利用移动技术所提供的优 势所带来的学习”20。 综合而言，移动学习是移动计算技术发展的产物，与传统学习方式相比有很多独 特的特色的一种学习方式。无论是从移动学习支撑技术的角度研究移动学习，还是从 认知与学习的角度研究移动学习，都需要从实践中摸索、总结移动学习的真正需求。 移动学习的出现，本质上是教育与技术相互作用的结果，经历了一个教育需求与 技术发展交互驱动的过程，它的出现不仅会带来人们学习观念的转变，还会促使整个

31、 人类学习环境的改变。 移动学习的五个典型特征21： 移动学习是移动技术与 e-learning 技术发展相结合的产物。一方面，便携式 pc、 智能手机和其他移动设备应被看作是现有数字化学习技术的扩展；另一方面，由于移 动学习将诸如个性化、多媒体、环境智能、触觉交互等新技术融合到教育领域，因此， 它同样也表现出区别于其他学习方式的典型特征。 （1）便捷性的学习工具、灵活性的学习环境，提供随时随地的学习空间。移动学 习使得学习者可以随意支配时间，把握空间，获取语音、视频、数据等信息，并随时 与同伴、老师之间互动交流。 海南大学硕士学位论文2 移动学习概述 - 9 - （2）自主性、个性化的学习方

32、式。这意味着学习者可以自己决定学习时间、学习 地点、学习方式，选择学习内容和制订学习计划等。学习可以发生在上学的路上，可 以发生在下班回家的公共汽车上，可以发生在学校图书馆，甚至发生在郊游途中或公 园长椅上。总之，移动学习无处不在，它满足了不同的学习习惯和学习喜好，适应了 不同的学习能力和学习水平。 （3）以知识导航为特征的、提出问题解决方案为目的的学习任务。知识导航是指 学习者在可获得的知识海洋中对知识进行配置和管理，学习被看作是探索、评价、操 作、整合和导航的任务活动，而这一切的最终目的就是解决真实情境下的实际问题。 当学习者通过参加解决问题的活动和互动协作来解决真实情境中的问题时，成功的

33、学 习发生了。 （4）学习活动更具有情境性，资源丰富并以真实情境作为学习隐喻。情境有利于 增强学习的意义，学习的目标不是被动获取知识，而是在新的情境中应用这些知识。 移动学习产生了一种新的互动方式，实现了学习者与情境间之间的互动。 （5）以群体协作和个体探究学习为典型组织形式。超强的交流互动功能是移动设 备的重要特性，借助于它的强大动力，学习者可以在完成个体探究学习的过程中，通 过各种不同的方式与世界范围内的各类人群开展群体协作学习。 移动学习特有的性质1： 提供随时随地的学习环境。传统教学中的教学情境以教室为主的面对面教学，即 使使用了信息技术，上课活动地点仍受限于联网的普通教室或电脑教室，

34、除每学期特 定的校外参观活动外，教学活动很少能超越教室或学校围墙。支持移动学习的设备具 有可携带性、无线通信能力和移动性支持等特点。以这些设备开展移动学习，学习者 就可以随意支配时间，把握空间，获取语音、视频、数据等信息，进行学习与交流。 这些优势帮助在职在岗人员，不再受限于特定时间、特定地点而进行学习，从而能够 更好地安排自己的生活、学习和工作，同样，对于那些无法接受常规或有规律性课程 的学习者，可以利用零散时间，在每天的繁忙工作中有机会进行移动学习。 学习活动更具情境性。移动计算技术为情境学习提供了支持，利用手持移动学习 设备，无论走到哪里，学习者都可以进行学习，并使得教与学真正突破时空的

35、限制， 使得学习可以发生在真实的自然、社会情境中，实现了真正意义上的“活学活用” 。基 于此，移动学习将产生一种新的互动方式，学习者与情境间的互动。这种情境可以是 模拟的自然环境或历史情节等情境，或者学习者直接就在实际自然的情境中，通过无 线通信技术与自然生态环境进行互动的移动学习。在这一情境中，学习者与情境互动 的过程可以依据学习者所处情境的变化而创造出有意义的教学资源。 提供 just-in-time 的学习内容。相对正规学校教育或继续教育，还有很多在工作、 生活或社交等非正式学习时间和地点接受新知识的学习形式，即非正式学习。研究表 明，非正式学习广泛存在，达到个体工作中学习需求的 70%

36、左右。由于这些学习是因 海南大学硕士学位论文2 移动学习概述 - 10 - 时、因地、随需要而发生的，因此被称为“just-in-time”的学习。just-in-time 的基本 设计思想就是在学习者最需要的时候为他们提供知识信息，而不论他们处在什么样的 场合，如可以随时利用移动技术获取同户外活动、旅游、考察等相关的信息，通过手 持移动设备联网查询相关的信息，以满足当时当地的需求。 给学习者以强烈的拥有感(ownership)。elliot soloway 和 cathie norris 在 ieeee wmte2002 国际学术会议上所做主题演讲中表述了这一概念：今天的“个人计算机” 对于

37、在校学生来说还没有成为个人化工具，学生经常在计算机实验室与其他人共享同 一设备。他们进一步指出，当每个人都拥有一只铅笔的时候，必然改变个人的学习方 式；同样，当每个人可以拥有只属于他个人的一本书的时候，这将再次改变个人的学 习方式；与此同理，当每个人拥有并能够经常使用属于他个人的计算设备时，学习方 式将再次改变。移动互联的个人手持设备将能够为学习者创造“无缝学习环境” 。学生 能够在不同情境中学习，并通过作为媒介的个人设备，方便快速地从一个情景进入另 一个情景，包括独自学习、同伴学习、小组学习、虚拟学习社区(教师参与)及导师、父 母、图书管理员、技能指导者或其他社区辅导员参与下等情景的学习。此

38、外，技术应 能够扩展模式化的学习时间，使学生在校外有更多的机会进行各种非正式的学习。 移动学习的设计与应用面临更多挑战。屏幕不同大小的移动设备上显示学习内容 是首先需要考虑的问题。移动设备资源传输主要采用无线方式，其稳定性和传输速度 都受通信链路质量的影响。移动设备终端类型的多样化将会增加教学设计和系统开发 的复杂性。移学习用户群较分散，很难追踪其学习效果；移动学习的应用模式也灵活 多样，与学校课堂学习、传统 e-learning 等往往相互渗透交织在一起，很难用传统的 评价工具来测量学习效果。 2.1.2 学习形式学习形式 （1）基于短信息、多媒体短信息的移动学习 国内典型研究有由北京大学现

39、代教育中心教育实验室承担的教育部高教司试点项 目“移动学习理论与实践” ，从 2002 年 1 月到 2005 年 12 月，开发了基于 gsm 网 络和移动设备的移动学习平台、基于本体的教育资源制作发布与浏览平台以及教育语 义网络平台。 系统结合了网络教学和移动教学，使两种教学方式取长补短，在移动教育中充当 协调者和信息处理中心的角色，系统功能描述如下22： 用户可在任何自己合适的时间和地点将问题通过手持移动设备或者互联网发送给 移动教育系统，系统得到答案后，把答案发送到用户的设备上。 移动教育系统分类保存着一段时间之内所有的问答记录，学生可以随时对其进行 查询，系统还支持学习小组内的交流。

40、 海南大学硕士学位论文2 移动学习概述 - 11 - 系统为每个学习小组和课程开辟专门的网页，在接收到学生提问、教师回答、教 学通知等内容后，将其内容以及发信人、时间等信息一并发布在相应的网页上，进行 网页的自动更新。 当教师发布通知或是回答了某些同学的问题后，系统自动将更新的内容或是相应 提示信息发送到相关用户的移动设备上。 根据用户的设备，使用习惯采用不同的信息处理策略，提供个性化的服务。 从性能测试和用户评估的结果可知，这种基于 c/s 结构的、与互联网结合的、具 有个性化服务功能的移动教育系统在教学中发挥了较好的辅助作用，增强了教学活动 的互动性，且对于提高学习效率有一定的帮助。 基于

41、短消息的移动学习模式主要是23： model 1: sms（single message system）模式 基于短消息的移动学习模式主要应用于通信数据少，简单文字描述的学习活动。 是目前普遍的一种移动学习途径，技术也相对比较成熟，费用较低，用户数量也最多。 通过短信系统，学校可以及时提供各种服务信息，但短信内容只能是文字，而且字数 有限，所以应用范围限于通知的发送、简短信息的查询。 理论基础：信息的单通道传输，更有利于学习者集中注意力，强化传送的学习内 容或者通知等信息。 资源形式：文字信息。 适用终端：带有短消息功能的手持移动设备。如：pda、移动电话等。 学习者需求：学习者参加一定课程的

42、学习，需要及时地收取通知、公告、课程成 绩查询结果、概念性知识片段等信息。 适用情境：上班路上、出差途中等零碎的时间段。 交互方式：“推送”方式的单向交互为主；一定程度上的文字性双向交互。 评价方式：系统对送达信息进行反馈。对于学习内容，使用短消息测试检验学习 效果。 model 2: mms（multiple message system）模式 基于多媒体的移动学习模式主要应用于表达丰富信息，需要使用图像、声音、动 画等多媒体信息的学习活动。 理论基础: 信息多样化方式传达，多通道接收的学习方式，优化学习效果。 资源形式: 语音、图片、图像、简短动画。 适用终端: 带有摄像功能，支持 mms

43、 图片、图像、语音存储和传输的 pda、移 动电话以及笔记本电脑。 学习者需求：生动的多媒体信息的学习需求与交互。 适用情境：学习者在学习现场将观察到的事物或者场景录制或拍摄下来，上传到 教学平台与教师和学生共享。 海南大学硕士学位论文2 移动学习概述 - 12 - 交互方式：“推送”并接收更加生动的多媒体信息，例如：布置特定的学习任务 让学习者完成，并按照要求上传语音、图片等学习资源，作为学习者参与课程学习的 一部分内容。 评价方式：作为课程作业的选修部分，供有条件的学习者完成。 （2）基于浏览连接的移动学习 对于短信来说，其数据的通信的间断的，不能实时连接，因而不能利用该种通信 实现移动电

44、话对网站的浏览，很难实现对多媒体资源的传输和显示，一般的移动电话 只有十分有限的存储能力或根本没有存储能力。因此，以上这些局限性使以移动电话 为主要终端设备的移动学习在实际的运用中并不能很好的实现学习的功能，随着通信 芯片和 dsp（digital signal processor）性能的提高，移动通信协议将得到很大改进，通 信的速度也会大大提高，目前很多移动电话都支持浏览器，此外，其他基于无线连接 浏览的移动终端设备也越来越多，如 pda、便携式电脑等，支持浏览连接的移动学习 逐渐发展成主流24。 在线信息浏览的移动学习实现了学习者随时随地根据自己需求进行学习，并且学 习者可以利用零碎时间学

45、习，可以有效地提高学习效率。该学习方式的缺点是目前信 息通道依然狭窄，不能保证较大数据没有延时的传输，而且移动设备的屏幕比较小， 学习者在浏览资源时也会很不方便，视频等多媒体信息也无法显示，而有些信息对于 学习理解知识往往是必不可少的，从而不利于学习者对知识的掌握。随着 3g 技术的逐 步应用，带宽窄的问题有望得到改善。 （3）基于手机自带软件的移动学习 在目前移动通信网络尚未发展完善，网络连接不稳定、网络带宽窄以及某些环境 下信号差的情况下，保持实时在线学习就不可能。学习者可以在信号较好或网速较快 的时候从服务器端下载教育软件，将它保存在移动终端上。这样，学习者就可以在脱 机环境下学习，有效

46、地避免了因网络故障而造成的学习中断以及网速过慢对学习者产 生的负面影响。利用手机自带的软件进行学习、利用智能手机带的办公软件做作业等。 （4）基于视频的移动学习 移动流媒体技术的教育应用特点25： 教学信息的交互性 移动流媒体教学信息不仅可以进行点对面的传播，而且还可以进行点对点的传播。 学习者可以对移动流媒体中的视音频数据流进行快退、快进或暂停等交互操作。利用 移动流媒体的视音频信号交互和视频点播功能，教师与学习者、学习者与学习者、学 习者与媒体之间可以进行全方位的交互。 教学信息的实时性 利用移动流媒体可以在无线网络上实时直播教师讲课的视音频教学信息，也可以 海南大学硕士学位论文2 移动学

47、习概述 - 13 - 实时直播相应的电子文档和计算机屏幕信息，远程的学习者可以同步获得直播课堂的 教学内容。 教学资源的丰富性 移动流媒体技术为学习者提供丰富的移动教学资源，通过移动流媒体系统的教学 内容直播、点播等功能，学习者可以随时随地通过移动终端获取相关知识， 从而达到 资源共享的目的。 教学系统的开放性 移动流媒体技术彻底打破了时空的限制，在学习时间上，学习者可以根据自己的 实际情况，选择合适的时间进行学习。在学习地点上，只要有移动终端及无线网络的 地方，都可以选择合适的教学内容进行学习。 在总结现有的移动计算技术、无线通信技术和软件技术的基础上，笔者认为这些 技术的日益成熟为开展基于

48、视频的学习提供了技术保障。随着带有摄像功能、支持视 频、语音存储和传输的移动终端的普及，公众普遍拥有的技术为教学媒体的多样化应 用提供了技术保障。3g 能提供多种类型、高质量多媒体业务，为视频教学提供了发展 契机。此时的移动学习在方便性以及服务质量上都将会发生空前的变化，教学活动将 不受时间、空间和地域的限制，为基于视频的移动学习模式提供了理论和技术上的基 础。 基于视频的移动学习主要应用于表达丰富信息，需要使用视频、声音、等多媒体 信息的学习活动。 理论基础: 信息的多样化、即时化方式传达，多通道接收的学习方式，优化学习效 果。 资源形式: 语音、视频。 适用终端: 带有摄像功能，支持视频、

49、语音存储和传输的 pda、移动电话以及笔 记本电脑。 学习者需求：生动的多媒体信息的学习需求与交互。 适用情境：在线实时视频教学；学习者在学习现场将观察到的事物或者场景录制 或即时拍摄下来，上传到教学平台与教师和学生共享或者在线实时交流。 交互方式：在线实时交互，例如：布置特定的学习任务让学习者完成，并按照要 求上传实时、非实时的学习资源或者收看网络直播，作为学习者参与课程学习或交流 的一部分内容实现交互协同学习、个性化学习或在线直播式学习。 评价方式：作为课程教学或作业，供有条件的学习者完成。 2.22.2 移动学习的理论移动学习的理论基础基础 移动学习与非正式学习（informal lea

50、rning） 、情景学习（situated learning） 、境脉 海南大学硕士学位论文2 移动学习概述 - 14 - 学习（contextual learning） 、活动学习（action learning） 、经验学习（experiential learning）等学习理论有着密切的关系。一方面，这些新型的学习理论为移动学习实践 提供了理论基础；另一方面，移动学习又为这些学习理论在实践中的应用提供了技术 手段与方法。 2.2.1 非正式学习非正式学习26 非正式学习是一种“非正规”的学习，获取知识主要源于直接的交互活动及来自 他人或教师的丰富的暗示信息，这些暗示信息远远超出了明确教授

51、的内容。非正式学 习主要是指从做中学、玩中学、游戏中学。斯坦福大学校长约翰斯通出席“2002 年 北京中外大学校长论坛”在接受媒体采访时指出：学生在大学期间 50%以上的知识与 技能是从伙伴或同学那里学到的，而不是从课堂或教授那里学到的。从这个意义上讲， 现代大学制度的成功在于将年龄相仿的一群人聚集在一起，为其相互充分学习与交流 提供机会，而不仅仅是教师的课堂讲授。非正式学习强调学习的泛在性（ubiquity） ， 认为人际通信交流的本质就是学习。 学习既具有个性特点（如思考、阅读等） ，也具有社会性特点（如听讲座、讨论等） 。现代社会中，大多数人倾向于主要通过讲座、讨论和社会交往等社会性学习

52、活动来 获取知识。非正式学习理论为移动学习提供了理论依据，移动学习本身就是一种随意、 自由的“非正规”学习，与非正式学习的特点不谋而合。在进行移动学习设计时，根 据非正式学习的特点，为学习者创设协作交流的环境，并鼓励他们参与讨论交流，达 到获取知识的目的。 2.2.2 情境学习情境学习1 较早针对情境学习进行阐述的是瑞兹尼克（resniek） ，她认为，学生所处的学校情 境是有一定目的、计划和意义，她强调学习者的个体学习。学校情境中的学习和日常 生活中的学习截然不同，学校情境往往脱离了现实的具体问题，而在日常生活中人们 则更偏重于使用工具去解决问题，常常运用情境化推理，强调学习的偶然性。因此瑞

53、 兹尼克认为，校内的学习是个体化、抽象的；校外的学习则是具有合作化、情境化、 具体化等特点与优势。 在情境学习理论的支持下，移动设备给我们提供了独特的机遇。在移动通信技术 的支持下，可以让学习者携带移动设备进入真实的问题情境或工作中进行学习。在移 动情境技术支持的情境学习中，移动设备不再是传统的内容传递和信息反馈工具，而 更多的是学习者知识构建的工具，帮助学习者在特定的情境下进行意义构建，支持、 指引和扩充学习者思维过程或心智模式，促进知识内化与解决问题。 目前移动技术支持的情境学习又可以分为多种学习范式，主要包括基于问题的学 海南大学硕士学位论文2 移动学习概述 - 15 - 习（probl

54、em-base learning） 、基于案例的学习（case-base learning） 、情境感知学习 （context-aware learning）和情境模拟的体验式学习。 2.2.3 活动学习活动学习27 活动学习是指在实践活动中的学习，即以问题为中心，组成学习团队，在外部专 家与团队成员之间的相互帮助下，通过主动学习、不断质疑、分享经验，使问题得到 解决。活动理论是活动学习理论的主要思想来源。活动理论认为自觉的学习和活动是 完全相互作用的和彼此依赖的（我们不可能不假思索的行动，也不可能有缺乏行动的 思索） 。学习不是传输的过程，也不是接受的过程。学习是需要意志的、有意图的、积 极

55、的、自觉的、建构的实践，包括互动的意图、行动、反思活动（jnoassen，2000） 。 活动学习的效果主要取决于问题的界定、活动的设计与组织以及学习团队成员之 间的分工协作。但是，在学习活动进行中，学习者能否随时、随地方便地获取需要的 知识与信息也是活动学习能否成功的一个关键因素。以移动学习技术为支撑开展活动 学习往往能充分发挥活动学习的优势，优化活动学习效果。 2.3 移动学习的技术基础移动学习的技术基础 移动学习系统是一个复合的系统，涉及移动通信、网络、嵌入式系统和软件开发 等多个领域，而且这些关键技术还不够成熟，处于起步、摸索和上升发展的阶段，技 术种类很多，兼容性也存在问题。 移动台

56、 wap 浏览器 手机 pda www 浏览 器 移动教育网 gsm 公网 wap 浏览器 wap 网关 短信应用 wap 应用 www 应用 internet 教学服务器 图 2-1 移动学习的系统构成框图 移动学习的基本构成如图 2-1 所示。从通信技术角度看，移动学习主要依托无线 移动通信网络、国际互联网及多媒体技术，学生使用移动学习终端在任何时间、任何 地点实现与教师、教学资源及其他学习者之间的交互式教学活动。移动学习系统主要 由四部分组成：国际互联网、移动教育网、移动学习终端和教学服务器。移动学习是 一种技术特征鲜明的学习方式和技术，因此，移动学习的实施和开展离不开技术特别 是先进技

57、术的支持。支持移动学习的技术十分广泛而且复杂多样。移动计算技术是构 海南大学硕士学位论文2 移动学习概述 - 16 - 成移动学习环境的基础；无线通信技术是解决移动学习通信的要素；软件技术（包括 协议、移动设备操作系统）是保证移动学习能够进行的必要条件。 （1）移动学习中的移动计算技术 移动计算是指用户使用 pda、掌上电脑、笔记本电脑等移动计算工具在不固定的 场地接入有线或无线网络，从移动计算网络环境中获取数据和信息进行相应的计算处 理和决策的过程。移动计算的网络环境具有其鲜明的特点：移动性、断接性、带宽多 样性、可伸缩性、弱可靠性、网络通信的非对称性、电源能力局限性等。 移动计算包括通信，

58、移动和计算三个组成要素。有以下一些主要特征： 分散性 从“固定计算”到“分散式计算”的转变是移动计算的第一个特征。移动计算将 计算处理职责分布到多种多样的移动小型设备中，它们在一个开放的社区中合作以建 立动态的网络。 多样性 移动计算的多样性影响到系统的功能。移动用户可能会同时拥有和使用多个设备， 这些设备在功能上可能有些重叠，但针对每个特定的用途用户都会有首选的设备。不 同设备之间的差别不仅仅体现在显示能力方面，还有不同的数据输入方式，不同的用 户界面。能随时访问网络的无线移动设备肯定有不同的应用场合，这些在移动学习资 源设计中必须充分考虑到。 连通性 移动计算的第三个特征是连通性。各种各样

59、的设备通过各种方式互通信息，可以 在异构设备之间交换电子邮件，可以通过网络传输文档，可以从任何地方访问资源。 简单性 移动设备都是非常专用的工具，通常不能做太多的事情。但从可用性角度来看， 它们都能很好的完成其设计功能，这正好跟移动计算的第四个特征相符：力求应用的 简单性。 （2）移动学习中的无线通信技术 无线通信技术主要是用来解决移动学习中的网络通信问题，是移动学习中的不可 缺少的支持技术。 （一）无线网络 目前，很多企业和校园正在利用无线通信来提高工作和学习效率。无线局域网 （wlan） 、无线广域网（wwan）和无线个人区域网络（wpan）是无线网络的三种 基本形式，本小节讨论每种无线网

60、络的工作方式、优缺点及其在移动学习中的应用。 无线局域网 无线局域网（wireless local area network）是为人口密集的地区提供高速 internet 接入渠道的一种廉价及方便的途径。相对于用电缆来连接的住宅楼和办公楼，wlan 海南大学硕士学位论文2 移动学习概述 - 17 - 显得更方便。wlan 在大量行业和专业领域中快速流行起来，广泛应用于制造、医疗、 零售和批发业，也特别适合在大学校园中使用，wlan 能在这些地方提供不错的覆盖 范围。 很多移动学习活动离不开 wlan 的支持。家里、办公楼、咖啡厅最多的无线通信 方式都是借助 wlan。通过 wlan 接入进行的