（陜西廣播電視大學(xué)考試中心，陜西西安,710068）

基于智能手機的移動微型學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計

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平臺的智能手機學(xué)習(xí)系統(tǒng)，通過智能手機這種理想終端來刷新成人學(xué)習(xí)者接受教育的路徑，使他們能夠隨時、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)效率的同時也有效地促進(jìn)了這一領(lǐng)域的教育公平。

智能手機;移動學(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算機網(wǎng)絡(luò)教育。經(jīng)過多年的實踐證明，計算機網(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)時間無法得到保證等問題。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、隨地、方便而快捷的自由學(xué)習(xí)。據(jù)統(tǒng)計，2013年末我國的手機用戶達(dá)到12.2911億戶，其中3G手機用戶4.0161億戶；互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)人數(shù)達(dá)6.18億人，其中手機上網(wǎng)人數(shù)達(dá)到5.0億人?？梢姡S著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能手機的迅速發(fā)展與普及，這種基于智能手機的移動微型學(xué)習(xí)模式將成為可能。

1 基于智能手機的移動微型學(xué)習(xí)

目前，國際上廣泛認(rèn)可的移動學(xué)習(xí)定義是一種在移動計算設(shè)備幫助下的能夠在任何時間、任何地點發(fā)生的學(xué)習(xí)，移動學(xué)習(xí)所使用的移動計算設(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。

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

移動微型學(xué)習(xí)是利用移動終端設(shè)備隨時、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，提高了成人學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率。移動微型學(xué)習(xí)最大的特點是泛在性和交互性。泛在性表現(xiàn)在這種學(xué)習(xí)活動可以發(fā)生在任何時間、任何地點，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程。基于以上特點，智能手機便成為成人學(xué)習(xí)者進(jìn)行隨時隨地隨需學(xué)習(xí)的理想終端選擇。

2 基于Android平臺的智能手機學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計

智能手機是指像個人電腦一樣，具有獨立的操作系統(tǒng)，獨立的運行空間，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，并可以通過移動通訊網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)接入的這樣一類手機的總稱。它以其可移動性、交互性、接入便利性與可擴展性等優(yōu)勢深受廣大移動學(xué)習(xí)者喜愛。同時智能手機的價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平臺的智能手機學(xué)習(xí)系統(tǒng)以其自身的諸多優(yōu)勢，被逐步應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域，它的主要特點在于Android平臺的開源特性，這對于學(xué)習(xí)軟件開發(fā)極具優(yōu)勢，它使得移動學(xué)習(xí)軟件開發(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、工具幫助軟件開發(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發(fā)。顯然，用基于Android平臺的智能手機學(xué)習(xí)系統(tǒng)來開發(fā)移動學(xué)習(xí)應(yīng)用更具有可行性。

2.1系統(tǒng)框架設(shè)計

系統(tǒng)采用B/S模式下的四層體系架構(gòu)，兼?zhèn)漭^高的擴展性與靈活性，使學(xué)習(xí)者個性化要求和系統(tǒng)的二次開發(fā)易于實現(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

移動終端應(yīng)用層面向用戶界面，用戶使用智能手機等移動終端設(shè)備或者是臺式電腦來訪問服務(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)，通過智能手機移動終端發(fā)送無線信號，通過移動通信網(wǎng)實現(xiàn)Interenet與Wap網(wǎng)關(guān)的交互操作，使系統(tǒng)能夠在移動的環(huán)境下提供多樣化的教學(xué)服務(wù)。

業(yè)務(wù)邏輯層主要用來分析和處理用戶的業(yè)務(wù)請求，對請求命令進(jìn)行邏輯判斷，當(dāng)請求通過后調(diào)用數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)信息，并將最終結(jié)果反饋給移動終端應(yīng)用層用戶。部署于這一層的Agent負(fù)責(zé)接受學(xué)習(xí)者的請求并對學(xué)習(xí)者所持移動設(shè)備進(jìn)行性能分析，然后將適合于該移動設(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、作業(yè)信息管理數(shù)據(jù)庫、考試信息管理數(shù)據(jù)庫、新聞中心管理數(shù)據(jù)庫等多個數(shù)據(jù)庫組成，主要負(fù)責(zé)存儲數(shù)據(jù)并操作結(jié)果、返回數(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)中心是針對移動學(xué)習(xí)者，學(xué)習(xí)者可通過課程超市模塊觀看課程資源，每一個資源主要由視頻縮略圖和資源信息（資源標(biāo)題、資源簡介、適用對象、知識點等）兩部分組成，學(xué)習(xí)者可以通過這兩部分的簡單獲取與自己的需求來快速決定是否進(jìn)行視頻觀看與學(xué)習(xí)。另外此模塊還會為學(xué)習(xí)者提供熱點、重點資源推薦，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)者可以管理個人信息與查看自己的學(xué)習(xí)路徑，可對已學(xué)過的課程進(jìn)行復(fù)習(xí)或重新學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)過后學(xué)習(xí)者還可以自主進(jìn)行階段性自測或參加學(xué)校組織的在線考試。在學(xué)習(xí)評估模塊中，學(xué)習(xí)者可對測試結(jié)果進(jìn)行動態(tài)評估，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

管理中心是針對系統(tǒng)后臺管理人員，它可以實現(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，它可通過增加、刪除、分配課程資源對各項資源實時更新并嚴(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)實時維護(hù)與管理，它主要是保證系統(tǒng)在移動的環(huán)境下正常運行。

2.2.3 交流中心

交流中心是針對移動學(xué)習(xí)者、教師、后臺管理人員，為他們提供實時的交流互動服務(wù)。在移動學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)者可以通過新聞中心模塊瀏覽知通、作業(yè)、小組學(xué)習(xí)時間和相關(guān)考試安排等消息。針對學(xué)習(xí)過程中的疑惑問題，可以通過在線幫助模塊實時搜索幫助信息或是通過答疑輔導(dǎo)模塊給相關(guān)教師或平臺管理人員發(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)帖來獲取問題答案，學(xué)習(xí)者在此能快速而便捷的獲得多種解決問題的辦法。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)

3.1自適應(yīng)智能手機顯示web網(wǎng)頁技術(shù)

智能手機移動終端品牌多樣，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)計時需要考慮移動終端的特性，對文件格式的尺寸進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，來適應(yīng)終端設(shè)備的良好呈現(xiàn)。為了解決在不同分辨率網(wǎng)頁內(nèi)的自適應(yīng)呈現(xiàn)問題，目前較為理想的方法是事先按照各種不同的網(wǎng)頁分辨率對其CSS描述文件進(jìn)行設(shè)置，然后在客戶端瀏覽器網(wǎng)頁加載，并對移動終端的瀏覽器尺寸進(jìn)行自動匹配，這是使用了瀏覽器的User-Agent來匹配的一種方式。各式各樣的移動終端瀏覽器在發(fā)出HTTP請求時會首先顯示其User-Agent，這時可根據(jù)User-Agent進(jìn)行初級判斷并匹配移動版CSS或是桌面版CSS。當(dāng)判斷是智能手機瀏覽器后，可進(jìn)一步根據(jù)手機分辨率的不同進(jìn)行匹配，最終實現(xiàn)網(wǎng)頁樣式的自適應(yīng)，使網(wǎng)頁顯示更加符合相應(yīng)的智能手機移動設(shè)備。

3.2輕量級流媒體分發(fā)技術(shù)

本系統(tǒng)采用HTTP方式的輕量級流媒體分發(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，它可以更輕量級的實現(xiàn)負(fù)載均衡，同時可以方便實現(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)者個性化信息提取技術(shù)

學(xué)習(xí)者通過手機移動終端瀏覽網(wǎng)頁，學(xué)習(xí)相關(guān)課程，在這個學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)者操作網(wǎng)頁的行為預(yù)示著學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)取向和個人喜好。我們利用IE異步可插入?yún)f(xié)議，通過COM組件實現(xiàn)一個新的模擬瀏覽器，在客戶端抓取移動學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為，并用TXT文檔來存儲行為信息，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)者動態(tài)電子檔案中，通過"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：第一，移動學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)頁面P上所停留的學(xué)習(xí)時間t(P)（簡稱T行為）。第二，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)頁面P上逐行劃過鼠標(biāo)的次數(shù)q(P)（簡稱Q行為）。我們使用多元線性回歸方法計算T 、Q行為與學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)頁面感興趣的程度之間的定量關(guān)系。設(shè)學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)頁面P 的感興趣程度為d(P)，設(shè)d(P)是與t(P)、q(P)有關(guān)的隨機變量，對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,的估計可采用最小二乘法。

4 結(jié)語

本系統(tǒng)已通過華為c8500手機測試，華為c8500手機是一款中國電信入門級智能手機，手機操作系統(tǒng)為Android2.2.1平臺，測試分別在wifi、CDMA兩種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行，測試過程中系統(tǒng)表現(xiàn)良好，能較好的實現(xiàn)各模塊功能。目前，該系統(tǒng)已在陜西電大干部手機培訓(xùn)項目中試運行，系統(tǒng)運行平順，較好的解決了成人教育中所面臨的工學(xué)矛盾，使它們真正體會到了隨時、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)效率與解決實際問題的能力。

[1] 德斯蒙德·基更(Desmond Keegan)，今天的移動學(xué)習(xí).[J].北京廣播電視大學(xué)學(xué)報,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。