摘要： 本文通过移动学习相关理论和开发技术的研究，从教学理论、学习理论和教学设计理论三种角度，阐明了移动学习的理论基础，分析了各相关开发技术的优势和缺陷，选取WAP2.0技术对移动学习系统进行研究与设计。
Abstract: This paper researches the theories and development technologies about mobile-learning, and explains the theoretical basis of mobile learning from teaching theory, learning theory and instructional design theories. It analyzes the advantages and disadvantages between development technologies about mobile-learning. We select WAP2.0 for research and design of mobile-learning system.
关键词： 移动学习；教学系统设计；WAP2.0
Key words: mobile-learning；instructional system design；WAP2.0
中图分类号：TP31 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）11-0167-02
0 引言
随着移动网络技术的迅猛发展，移动终端设备的智能化水平不断提高，移动学习（Mobile learning或Mobile Education）作为一种新型的教育模式，正在逐步深入到人们的学习生活中。移动学习[1]的实现主要是通过无线移动通信网络技术，利用无线移动通信设备（如移动电话、个人数字助理、Pocket PC等）获取教育信息、教育资源和教育服务。本文在探讨移动学习理论基础和相关技术的基础上，本着为学习者提供新的学习方式，扩展新学习环境，提高学习效率的目的，对移动学习系统进行研究和设计，这对实现终身学习，开展创新型教育，建设学习型社会有着积极促进的作用[7]。
1 理论基础
1.1 教学理论 移动学习作为教育技术手段，属于远程教育宏观理论中第三代远程教育理论的范畴。其特征和优势是双向交互，学习更加个性化、多元化，更适合建构主义教与学环境的创设。移动学习不仅具有这些特征，而且在灵活性教学，个性化学习，进行情景学习等方面更具有得天独厚的优势。
1.2 学习理论 学习理论[2]是探究人类学习的本质及其形成机制的心理学理论，是教学系统的研发的理论基础。其理论基础主要包括三个方面：首先建构主义学习理论认为，学习是以学生为中心，但不忽视教师的指导作用。其次情景认知理论认为学习要在一定的情景或氛围中发生才会更加有效。移动学习在情景认知理论的指导下可以成为效果良好的新型教学途径。最后非正式学习理论认为人与人之间的通信交流就是学习，对于自由性和灵活性较高的移动学习来说，非正式学习理论有很强的指导意义。
1.3 教学设计理论 教学系统设计是以促进学习者的学习为根本目的，将学习理论和教学理论等转换成对教学目标、教学内容、教学方法和教学策略等环节的具体计划，创设有效的教与学系统的过程或程序。在进行教学系统设计时可采用交互式的设计模式——ADDIE，即分析（Analysis）、设计（Design）、发展（Development）、实施（Implement）、评估（Evaluation）五个程序[2]。
2 系统设计
2.1 角色分析 移动学习的中心角色是学习者，我们将在考虑学习者之间差异的同时，对以学习者为中心的教学系统进行设计。其面向的用户对象主要包括：学生、教师和管理员。
①学生。本系统将学生定义为系统的中心角色，学生是知识的主动索取者，他们需要通过无线终端设备，经过无线WAP网关接入互联网，访问教学服务器，并进行浏览、查询，实时交互。
②教师。本系统将教师定义为教学过程的设计者，和学生学习的协作者和评价者。教师可以使用移动学习设备通过互联网与学生交流，辅导学生的学习，检查学习情况和作业，进行测试、试卷批阅，并且进行教学设计和课程管理。
③管理员。管理员主要负责系统的维护，包括认证系统中的新用户，管理学生和教师的用户信息，安装或者删除课程资源和信息，创建新课程教室，分配课程资源等。管理员不参与教学和学习过程。
2.2 架构设计 根据目前掌握的移动设备和环境的特点，通过对移动学习系统相关理论和开发技术的研究，针对系统的构建提出了B/S模式下的四层架构[3]，如图1所示。
①表示层：即面向用户的界面，能够为学生、教师和管理员等用户提供与系统交互的不同接口。用户所使用的客户端主要包括移动学习设备和电脑两类。②网络层：为用户提供数据传输服务，系统采用GPRS或3G的技术标准，理论上可实现Internet与WAP网关的互操作，使系统能在移动环境下提供教学服务和数据服务。③业务逻辑层：处理用户的应用请求，对其进行逻辑判断，请求通过后调用数据库中的内容进行数据业务逻辑处理，并将结果返回给用户。位于这一层的Agent负责处理设备适应逻辑事务，它的任务是接收用户的请求并分析用户的设备性能，然后根据设备的性能将适合移动设备性能的内容反馈给移动设备浏览器[8]。④数据访问层：为业务逻辑层提供数据服务，如存储数据操作结果、返回数据检索结果等。其中包括学习资源库、设备信息库等子数据库，系统根据用户的数据请求提取不同的数据，最终发送到客户端。
2.3 功能设计 本系统的主要功能模块包括以下几个部分：资源模块、交流模块、作业模块、测试模块和管理模块，其实现的主要功能如图2所示。
①资源模块。在该模块中学生和教师可以通过新闻中心浏览通知、作业和考试安排等消息，学生可以在网络课堂中进行学习或小组学习，还可以下载感兴趣的课程课件进行学习。②交流模块。学生可以通过学习论坛进行小组讨论和交流，提出自己的问题，等待教师解答，教师对学生的疑问进行辅导和答疑，并通过短信息将答案回复给学生。③作业模块。教师运用作业管理的功能为学生布置相关作业，学生可以接收到具体的作用为内容和要求，在完成作业后提交自己的作业，等待教师对作业的批改。④测试模块。教师针对学生的学习情况进行相关课程的测试，学生完成自己的试卷进行提交，教师批改试卷后对存在的问题进行答疑。⑤管理模块。管理员对系统进行维护和管理，认证申请用户的权责，管理学生和教师的信息，增删和分配课程资源，对教务进行安排和管理[5]。
3 移动学习系统的开发
3.1 开发技术的选择 目前开发移动学习系统的主流技术主要包括BREW、Windows Mobile、JavaME和WAP等几种，其中WAP开发技术[6]（无线应用协议Wireless Application Protocol），是一种向移动终端提供互联网内容和增值服务的全球统一的开放式网络通信协议标准,是移动通信与互联网结合的第一阶段性产物。其目标是将互联网丰富信息及先进的业务引入到移动电话等无线终端之中。WAP定义可通用的平台，把目前互联网上HTML语言的信息转换成用WML（Wireless Markup Language）描述的信息，显示在移动电话的显示屏上。WAP只要求移动电话和WAP代理服务器的支持，而不要求现有的移动通信网络协议做任何的改动，因而可以广泛地应用于GSM、CDMA、TDMA、3G等多种网络[4]。
WAP技术最新的版本WAP2.0支持XHTML MP语言，采用TCP/IP，超文本传输协议（HTTP/1.1）和传输层安全（TLS）等协议。在运用新技术和标准后推出了多种新业务和应用。例如数据同步、多媒体信息服务、统一存储接口、配置信息提供和小图片面等，并加强了无线电话应用、Push 技术和用户代理特征描述等原有的应用。WAP2.0采用的XHTML MP和WCSS技术是在XHTML和CSS技术基础上改进和优化的,这就使WEB开发人员容易掌握WAP2.0的使用。并且WAP2.0对终端的能力要求比较低，其采用的新标准克服了原无线环境下低带宽、高延迟、连接稳定性差等问题[4]。因此我们可采用WAP2.0技术对本系统进行开发。
3.2 关键技术的解决 移动学习系统面向的用户群庞大，不能实现客户端设备的统一。并且由于厂商标准不同，各种类或同种类移动学习设备的参数也不同。这就使其计算、传输和存储等能力存在差异，对学习资源的运用造成约束和限制。因此，我们可采用Agent技术来解决移动学习设备自适应的问题。设备适应性Agent应由两个模块组成：设备检测模块和内容适应模块。
3.2.1 设备检测模块负责检测移动学习设备的类型、内存、屏幕尺寸、操作系统、浏览器等特性，然后将设备的特性送给适应内容模块 [9]。其处理过程如下：首先，基于学习者的请求，从设备信息库获得设备的特征。可以从用户的请求中得到user-agent。将其和设备信息库的匹配采用来文史特距离（Levenshtein distance）算法[10]。具体算法如图3所示。
当系统获得的仅是移动学习设备的相似性能的时候，为了取得更精确的性能，将进行第二步改善。其次，利用用户请求的其他报文（如CC/PP、UAPROF、WURFL）中的信息修改特征。除了user-agent，用户能从其他报文获得移动设备信息，例如标记语言、图像格式、屏幕尺寸等。对于移动设备的同一个特性，不同的服务提供不同的报文，所以在规则库中应该定义不同的规则去检测用户报文信息。报文检测算法[8]如图4所示。
3.2.2 内容适应模块[8] 设备规则库包含不同的媒体（文本、图像、音频等）的转换规则，在内容适应模块取得移动学习设备的性能后，要产生能适合移动学习设备特性的内容，另外移动设备支持不同的标记语言，为了显示学习内容，应该用适应的标记语言标记嵌入的对象。
4 结论
移动学习作为新兴学习方式，受到人们越来越多的关注，移动学习的研究和应用，拓宽了教育的范围，不仅为在校学生提供了新颖、快捷的学习手段，也在现代社会快节奏的生活方式下，为已经走出校园的人们提供了更多的学习机会，这对促进国民终身学习，建设学习型社会产生巨大的推动力，对我国的社会和个人的发展产生了深远的影响。
参考文献：
[1]黄怀荣.移动学习——理论、现状、趋势[M].北京：科学出版社，2008.
[2]何克抗，林君芬，张文兰.教学系统设计[M].北京：高等教育出版社，2006.
[3]刘富逵，杨改学.基于WAP技术的移动学习系统应用[J].现代远程教育研究，2009，101（5）：62-65.
[4]许敏华，游屹，诸葛斌.基于WAP 手机网站内容管理系统的设计与实现[J].杭州电子科技大学学报，2010，30（5）:121-124.
[5]王健，冯锡炜，张永攀.基于 WAP 技术的校园手机网的设计与实现[J].科学技术与工 程，2011，11（10）：2338-2341.
[6]陈建峡，张杰，范欢.无线应用协议WAP及其在移动终端的开发[J].湖北工业大学学报，2006，21（4）：8-10.
[7]孙卫.M-Learning:面向未来的新型学习方式[J].南京审计学院学报，2005，2（4）：104-107.
[8]陈云志，高永梅，温颖，赵文明，周昕，张俊.基于设备适应性Agent的移动学习系统研究[J].计算机时代，2009，8:3.
[9]李晶.基于Agent的移动学习设备适应模型的研究[J].中国远程教育，2008,10：71-73.
[10]佚名.来文史特距离 http://hi.baidu.com/jrckkyy/blog/item/ee0c7c1b 4f 5c36f3ae51335c.html，2009,8.
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