3G網絡視角下移動學習實踐思索

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隨著移動計算技術、無線通訊技術和軟硬件技術的發展，特別是以手機為代表的移動設備的功能越來越強大，移動學習已經成為研究的熱點。人們從不同角度對移動學習進行了定義：Dye(2003)從學習方式的角度認為移動學習是一種在移動計算設備幫助下的能夠在任何時間、任何地點進行的學習，移動學習所使用的移動計算設備必須能夠有效地呈現學習內容并且提供教師與學習者之間的雙向交流，有利于移動學習的順暢進行。ClarkQuinn從技術實現的角度認為移動學習是移動計算與數字化學習的結合，是通過移動設備實現的數字化學習，包括隨時、隨地的學習資源，高度的交互性，對有效的即時學習提供了強大支持。(轉引自：劉豫鈞等，2006)PaulHarris從遠程教育的角度認為移動學習是移動計算技術和數字化學習的交點，能夠為學習者帶來隨時隨地學習的全新體驗。Haris在此基礎上進一步認為，移動學習應該能夠使學習者通過移動信息設備隨時隨地享受片斷化教學，在此過程中，往往更多使用的是無線信息設備(轉引自：Gordon＆Gebauer，2001)?？梢钥闯觯苿訉W習不僅具有傳統遠程教育的優勢，還可以在任何時間、任何地點展開，并且具有真實性、交互性、個性化、情境智能等新特點。3g技術及其在移動學習中的應用第一代模擬制式手機只能進行語音通話；第二代GSM、CDMA等數字手機增加了接收數據的功能；第三代移動通信技術，即3G技術將無線通信與國際互聯網等多媒體通信技術結合，可同時傳送聲音及數據信息，與前兩代移動通信技術的主要區別在于傳輸聲音和數據的速度上的提升，不僅能處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，還提供諸如網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種服務。3G可以提高高速數據業務，速率一般在幾百kbps以上。

作為一種以手機為主要載體的新一代移動通信系統，3G把無線通信與因特網緊緊地結合在一起，開拓了因特網的無線應用領域，并展現出了不同于PC互聯網的新特點。首先，同傳統的PC互聯網相比，3G網絡最重要的意義在于它把鎖定在一個個固定站點中的信息釋放到時空中去，每一個用戶都成了移動的網絡節點，可以隨時隨地獲取所需信息。其次，提供了豐富多彩的個性化信息服務。隨著制造技術的進步，3G網絡成功地實現了現有互聯網的大多數應用在移動平臺之上的遷移，并使得網絡生活更加簡便、自由、多姿多彩?；谝苿踊ヂ摼W終端(如智能手機)的號碼唯一且機器價格相對較低，移動互聯網的信息服務從一開始就體現出了個性化趨勢。智能手機是指在手機內安裝了相應的開放式操作系統，可以由用戶自行安裝程序、軟件，對手機的功能進行擴充，并可以通過移動通訊網絡實現無線網絡接人的一類手機的總稱。與普通手機相比，智能手機具有更高的計算性能，并且應用接口開放，因此第三方可以為智能手機開發各種擴展應用程序。3G手機是通信業和計算機工業相融合的產物，被人們稱之為“個人通信終端”。3G手機往往有一個觸摸式的超大彩色顯示屏，除了能完成高質量的日常通信外，還能收發郵件、多媒體通信等，滿足了個人應用和商務應用的多種需求，并可以根據個人需要繼續擴展機器功能。再次，互動性進一步增強。用戶可以隨時隨地利用手機拍攝圖片、錄制視頻，將自己的心情和所見所聞用手機記錄下來，再把這些內容分享給他人?？梢姡?G網絡用戶的角色逐漸由被動的信息接受者轉變為主動的內容創造者，這使得用戶之間的互動性進一步增強(陳泗林，2010)。

3G技術支持下的移動學習具有更為廣闊的適用環境，它不僅繼承了傳統遠程教育的基本功能和優勢，還克服了現代社會因人員流動造成的學習時間和空間多變帶來的困難，使得學習者能夠隨時隨地獲取所需的學習資料，與教師實現雙向交流，完成整個學習過程(查代春，2010)。與傳統的網絡學習相比，基于3G技術的移動學習還具有以下優勢：提供了豐富的多媒體通信業務，如多媒體短消息、多媒體郵件、WAP瀏覽、電話會議等，使用無線移動設備即可同時訪問多種學習資源和學習服務，基于Flash、MP3、MP4等多媒體的互動學習，教師可以通過教學服務器教學公告、解答學習者的問題，學習者也可隨時隨地瀏覽移動學習平臺上的問題和解答，甚至通過短信息直接與教師交流，從而可以隨時隨地實現教師與學生，學生與學生之間的交互(姚巍等，2010)。移動學習手機客戶端的設計與實現目前，移動學習在教育中的應用模式主要有：基于短信息、基于鏈接／瀏覽、在線實時信息交互、在線信息下載?；诙绦畔⒌囊苿訉W習是一種新型的信息化學習手段，主要借助移動通訊和網絡技術，實現學習者之間、學習者與教師之間的交流，學習者與互聯網之間的互動，甚至是學習者與某臺服務器之間的通信(肖澎等，2009)；基于鏈接／瀏覽的移動學習是學習者利用移動學習終端，經過網關接人互聯網，通過WAP協議訪問教學服務器，從而進行瀏覽、查詢、實時交互，不但可以傳輸文本，還可以傳輸一些圖像信息；還有一種移動學習方式是基于鏈接／瀏覽的移動學習的延伸，即在線信息下載的移動學習，學習者既可以通過移動終端設備進行在線瀏覽、查詢、互動，也可以在與網絡建立鏈接的情況下，從服務器終端獲取學習資源的具體信息，并將需要的學習資源保存在移動終端進行后續學習。因此，學習者有效地避免了因網絡故障、環境因素而造成的學習中斷以及其他對移動學習產生的負面影響(宋述強，2005)，進而保證移動學習的順暢進行。

(一)概要設計

我們已經建立了一個3GP流媒體庫，里面積累了2300多個移動學習資源，都是3GP格式的視頻知識點。根據以上幾種學習模式的要求，我們開發了手機客戶端程序。用戶安裝該程序后，即可瀏覽所有的學習資源，并支持實時點播、下載。用戶在觀看視頻的過程中，如果遇到問題，可以發送短信到指定號碼，后臺答疑庫進行分析后會自動發送問題的答案到用戶手機上。移動學習對系統與學習者的互動要求頗高。因此，系統各模塊的實現主要采用C／S(客戶端／服務器)的形式進行鏈接。考慮到手機硬件設備運算能力有限，我們把計算處理全部放在服務器端進行，客戶端只負責最終的數據顯示以及與用戶的交互。這種瘦客戶端軟件有助于程序的流暢運行，保證良好的用戶體驗。•1)視頻瀏覽：用戶可通過該模塊訪問網站視頻資源，通過Webservice獲取視頻資源分類列表，并根據相關分類獲取該類別下的視頻圖片、視頻描述信息等，然后根據用戶具體操作執行相關功能模塊(播放／下載)。移動用戶渴望快速、方便、輕松地獲得信息，因此，在設計時要避免鏈接過“深”，即導航層次不要過多，如果過多容易引起用戶的迷航(姚昱曼，2008)。2)下載及管理：用戶可在該模塊管理已下載視頻(刪除、播放)。選擇想要下載的視頻，有進度條顯示下載進度，下載完畢自動保存在“我的下載”模塊中。進入“我的下載”模塊，觀看已下載視頻。由于空間有限，用戶也可刪除舊的視頻資源，以方便下載新的視頻資源(王穎，2009)。3)短信互動：用戶可在觀看視頻時發送即時短消息到指定手機號碼，后臺答疑庫經過分析后，自動篩選相關答案，發回給用戶。

(二)模塊實現

1)視頻列表模塊：通過Webservice技術實現網絡數據請求，Webservice實現遵照SOAP協議。手機客戶端通過發送SOAP請求向服務器提出視頻列表、視頻描述以及視頻數據流請求，在得到響應后執行相關顯示操作。Webservice請求響應流程詳見圖1。手機客戶端程序運行效果如圖2所示，點擊首頁左下方“百科視頻”，即可獲取右側的視頻列表；首頁右下方的“我的收藏”里存儲了下載到本地的視頻資源，方便用戶快速、重復訪問某一視頻資源。2)下載及管理模塊：Webservice除了返回視頻資源的名字、圖片、描述信息外，還獲取了視頻和圖片的url地址，該模塊使用ASIHTl''''PRequest實現視頻數據流下載，遵照H兀甲數據請求格式進行數據下載。圖3展示了視頻下載過程，以及下載后的保存狀態。圖3視頻下載及下載管理3)播放及短信互動答疑模塊：短信互動答疑通過由手機短信端12發送相關問題到指定端口實現即時短信答疑。用戶在觀看視頻時可通過短信進行互動。客戶端運行效果見圖4，用戶點擊最右邊的信息圖標，即可進入短信編輯頁面，發送到指定號碼，后臺進行分析后自動發回答案到用戶手機，及時解決了用戶的疑問，有助于移動學習的順暢進行。圖4視頻播放及短信模塊測試結果與分析手機客戶端開發出來以后，為了驗證是否達到了預期目的，我們對其進行了性能和用戶體驗測試。

(一)性能測試

由于移動學習用戶數量龐大，為了保證良好的用戶體驗，我們初步的目標是支持500用戶并發訪問。為了驗證這一性能指標，我們做了如下測試。該網站3GP流媒體采用H1TrP方式進行分發，因此，主要采用下載模式進行測試?？紤]到平臺位于公網，為了避免公網對測試結果的影響，我們通過內網的另外一臺服務器進行壓力模擬測試。

網絡拓撲如圖5所示。采用linuxab命令進行500次請求、500次鏈接的訪問請求，用以模擬500個用戶同時訪問平臺的alan一090526213915．3gp文件。測試結果顯示：完成500并發請求所需時間為3．23秒；請求過程中無錯誤現象；50％的請求在0．865秒時完成；80％的請求在1．366秒內完成；90％的請求在1．681秒內完成；100％的請求在3．087秒內完成。綜上，500用戶并發的指標理論上圓滿實現。

(二)用戶體驗測試

我們開發出針對Iphone和Android兩款手機的客戶端程序，在界面和功能上保持了一致。如圖2所示，用戶運行客戶端程序后，點擊“百科視頻”直接進入分類列表。由于分類多達幾十種，我們采用頁面滑動的方案，避免了翻頁帶來的麻煩。用戶點開感興趣的分類，即顯示該分類下的所有視頻資源，包括視頻圖片、名字、簡介等，一目了然。然后，用戶選擇某視頻，即可實時播放。如果用戶認為此視頻資源有保存價值，還可以下載到本地手機，視頻將自動保存在圖2所示的“我的收藏”中。這樣，用戶只需經過三次導航即可訪問到所需視頻資源，并下載到本地的視頻資源。另外，用戶在觀看視頻的時候，如果有疑問，只要發送問題到指定號碼，一般在20秒以內就能收到系統發回的相關答案。移動學習的交互性在此得到了充分的體現。并判圖5百科網站網絡拓撲圖總結與展望移動通信技術的發展，特別是3G技術的出現，不僅使移動學習更好地滿足人們隨時隨地學習的需要，而且提供了良好的用戶體驗，代表了遠程教育在新時代背景下的發展趨勢。然而，目前移動學習資源仍比較匱乏。移動學習與情境高度先關，學習環境的不穩定性導致學習過程可能隨時被打斷，這就要求移動學習的課件最好短小、精悍。我們曾經在實驗室研發的移動學習平臺上做過用戶調查，用戶大多偏向于5分鐘左右的移動學習課件。而現有的網絡課件資源大多不滿足這一條件，需要我們結合移動學習者的使用習慣，開發更多優質的移動學習資源。目前，我們的手機客戶端提供瀏覽、點播和下載服務，下一步我們將加入上傳功能，后臺審核通過即可，鼓勵用戶自己制作、分享移動學習資源。

3G技術的發展和推廣將極大推動移動學習的研究與應用，給學習者提供越來越多的全新的移動學習體驗。移動學習給我們帶來的不僅僅是移動通訊技術、移動設備、學習資源所提供的學習支持上的便利，更重要的是有助于構建一種適合個性化學習的移動學習情境，滿足人們即時學習的愿望，符合知識經濟背景下社會對個體知識和技能的要求(傅健，2010)。移動學習與泛在計算、數字化學習、后現代遠程教育一齊勾畫出未來教育發展模式的新藍圖，這種即時學習的便利將有利于人們形成終身學習的習慣，推動形成人人皆學、處處可學、時時能學的學習型社會。