网络教学平台支持移动学习的探讨

姜新春　陈章其

【摘要】随着移动通信技术与其他无线接入技术的发展，移动学习逐步得到实现，正在成为人们的一种学习方式。做为 E-learning 的一种扩展，支持移动学习的网络教学平台是网络教育发展的趋势。文章设计了一个网络教学平台支持移动学习的通 用框架，并对其中的关键技术做了介绍。

【关键字】移动学习；网络教学平台；通用框架；HTML-WML 转换

【中图分类号】G434 【文献标识码】A 【论文编号】1009—8097（2009）01—0109—04

一 引言

网络教学平台，又称网络教学支持平台，有广义和狭义 之分。广义的网络教学平台既包括支持网络教学的硬件设施 又包括了支持网络教学的软件系统。狭义的网络教学平台是 指建立在 Internet 基础之上，为网络教学提供全面支持服务的 软件系统。网络教学平台在 E-Learning 中发挥着基础性的支 撑作用，近几年获得了广泛的应用。

移动学习是指学习者在自己需要学习的任何时间和地点 通过无线设备与移动设备和无线通信网络获取学习资源，与 他人进行交流，使学习者可以不依赖于地域的限制，实现真 正的随时随地学习的梦想。

如果对网络教学平台做出适当的调整和改变，使移动设 备能够顺利地接入网络教学平台，并使用其提供的各种服务， 这样不需要对原有的 HTML 文档作任何的改动，也不会对原 有的 Web 应用产生任何影响，原有的系统可以继续使用，这 样原有的投资可以继续产生效益，从而保护了已经有投资。 同时对移动学习也起到了推动作用。

二 从 E-Learning 到 M-Learning

移动学习是在数字化学习的基础上发展起来的，从某种 意义上讲是数字化学习的扩展，具有移动性、高效性、广泛 性、交互性、共享性、个性化等学习特征。与数字化学习相 比较，移动学习不仅具备了数字化、多媒化、网络化、智能 化的特征，而且还具备了其独特的优势：学习者不再局限在 电脑前，可以随时、随地、随身地进行学习。M-Learning模式教育给人们带来了自由自主、资源共享的学习时代，给用户提供真正的随时随地、个性化学习、开放式学习。

移动学习在教育教学中有四种应用方式： 第一是基于短消息的移动学习：短消息是人们最为熟悉的移动业务，利用短消息进行移动学习是一种比较简单的移 动学习模式。学习者之间，学习者与教师之间可以直接通过 短消息交流互动，还可以和互联网上的短消息服务器互动， 服务器可以自行对数据进行分析处理，再将处理的结果发送 到学习者的手机。

第二是基于 WAP 连接浏览的移动学习：WAP（Wireless Application Protocol，无线应用协议）是由爱立信、摩托罗拉、 诺基亚等通信巨头在 1997 年成立的无线应用协议论坛上提出 的，其主要目的是为用户提供一种通过移动终端直接访问互 联网的手段。通过 WAP，人们可以利用手机或 PDA 等移动设 备方便安全的访问Internet，并且还可以得到消息通知、呼叫 管理、电子邮件、新闻、体育信息等多项服务。

第三是基于 WAP PUSH 技术的移动学习：早在 1996 年 Push“推技术”就出现了，它是一种基于客户服务器机制，由服 务器主动将信息发往客户端的技术。不过，Push 技术在互联 网应用中没有取得很大的成功。在移动互联网中，由于存在 网络带宽、资费标准等诸多限制，用户无法像在因特网中一 样方便地查找信息，但移动通讯和移动设备却能使 Push 技术 发挥优势，通过 WAP PUSH 将重要的信息主动及时地推送到 随时随地都能够接收信息的移动设备上，给用户带来更大方 便。在移动学习中，WAP PUSH 技术将能发挥巨大作用。

第四是基于探究式学习的移动学习：探究式学习是一种 新的学习模式，系统能够按照学生的提问从学科数据库中检索出有关信息，诸如历史、地理、生物等涉及大量数据的领域，学生通过对信息的整理和推理等智力活动，得出对预设 问题的解答。

1移动学习设备的特性

移动的学习工具就是移动设备（如 Tablet PC、Pocket PC、 PDA、智能手机等），它体积小重量轻，方便随身携带，是实 施移动学习的硬件基础。开展移动学习，学习者必须具备移 动设备，并且学习的效果与移动设备有密切的联系。目前， 移动设备产品研发周期很短，设备性能与功能发展迅速，为 移动学习资源的呈现提供了有利条件，推动了移动学习的发展。

同时，移动设备还存在一些目前难以克服的缺点，如输 入不方便，屏幕与传统呈现媒体相比还太小，存储容量不够 大等，这些不利因素又会限制移动学习的推广与发展。因此 在开展移动学习时，必须考虑到学习工具的特性，扬长避短， 尽可能减少学习工具给学习带来的不便。因此，为了通过移 动设备来使用网络教学平台提供的各种服务，我们必须对E-Learning 平台做出适当的调整和改变，使移动设备能够顺利 地接入网络教学平台,并使用其提供的各种服务。

2网络教学平台支持移动学习的通用框架设计

为了支持对于 M-learning 的任何设备或者技术的实验，需要一个相当复杂的信息系统。因此我们必须对网络教学平台进行相应的扩展，以便移动学习设备顺利地使用其提供的 各种服务。在进行这种扩展的时候,我们认为 M-Learning 学习 管理系统（M-Learning Management Systems-MLMS）框架应 该具备如下特性[1]：

置于 E-Learning 平台的顶层:它是 E-Learning 学习管理系 统（E-Learning Management Systems-ELMS）的扩展，并为移 动用户提供适应和额外的服务；这种扩展不会影响到原有 E-Learning 平台的正常使用和服务提供。

通用性： 系 统尽可能 的 为各种移 动 设备提供 原 有E-Learning 平台的所有服务。

可扩展性：MLMS 的设计必须考虑移动设备的发展和更 新,既能够兼容现有的大多数移动设备，同时又可以轻松地扩 展到新一代的移动设备。

因此，网络教学平台支持移动学习的通用框架如图 1 所示。 根据前面对移动设备的特性分析，扩展后的网络教学平台的设计主要包括客户端浏览器识别、环境检测、服务转换 与内容改编三个方面。客户端浏览器识别是区分移动设备的 访问还是固定设备的访问，环境检测先检查设备的特性，然 后从 ELMS 中找到必要的内容和服务，进行转换和重新设计之后以最好地适应移动设备。

第一步，客户端浏览器识别：当客户端向网络教学平台发送请求服务的报文时，在报文头中包含了客户端浏览器的 信息，不同的浏览器我们提供不同的响应，当识别出是 WAP 浏览器时，就转到 MLMS 系统，是 HTTP 浏览器时就直接转 到 ELMS 系统。

第二步，环境检测：当通过移动设备的浏览器来获取网络教学平台服务的时候，MLMS 应该能够自动监测到移动设 备的软硬件性能和所处的环境特性。这是进行服务转化和内 容改编的基础。这些环境信息可用于确定为学习者提供哪些 服务,并且帮助转化 ELMS 服务以适应移动设备。我们在移动设备信息库中存储了主流品牌手机的各种型号，根据检测到 的移动设备特性，综合考虑移动设备的相关信息包括屏幕水 平方向所能显示的英文字符数、垂直方向所能显示的字符行、 屏幕的水平像素数、屏幕的垂直像素数和设备内存容量值， 为移动设备量身定做适合处理的 WML 文档，从而实现个性 化的服务。

第三步，服务转化与内容改编：根据移动设备的特性选 择特定的服务加以转化并使之适应移动设备,内容改编是其中 最重要的一个方面。调整 E-Learning 学习材料使其适应移动 学习设备，不仅仅只是对学习材料的重新组织或者从一种呈 现语言转化为另一种语言。内容呈现的改编包括改编内容的 结构、文件的格式和质量。

三 关键技术

在这个框架中关键的就是客户端浏览器的识别和内容改编。

1客户端浏览器识别

我们如何知道请求是从 WML 浏览器来的还是从 HTML 浏览器来的呢？我们可以用 PHP 技术来实现[2]，首先查看网 关是否接收 text/vnd.wap.vml MIME 类型。如果不是，将检测 前面的字符，查看是否为 WML 浏览器。如果不符合，那么 就将假设为 HTML 浏览器。若果有新的 WML 浏览器，那么 ID 字符串也要增加。这样我们就可以把 HTML 浏览器直接到 ELMS上， WML浏览器 到 MLMS上。可以通过 检查 HTTP_USER_AGENT 标签来判断访问者来自哪个浏览器或 者移动电话。例如使用 Microsoft Internte Explorer 访问网络教 学平台时， HTTP_USER_AGENT 将返回： Mozilla/4.0

（compatible; MSIE 6.0;Windows NT 5.1;SV1）。在同样情况下 使用 Nokia3110访问时，HTTP_USER_AGENT就会是： Nokia3110/2.0（5.50）。据此就可以判断用户代理是什么类型 的。我们再结合移动信息库，为移动学习用户提供个性化的 服务。

2内容改编

内容的改编最主要的就是如何将 HTML 转化成 WML。

（1） HTML 和 WML

HTML（Hypertext Markup Language-超文本标记语言）是 WWW 上使用最广泛，用于发布超文本信息的语言。HTML 是一种 SGML（通用标记语言标准）的开放式语言。它是一 种纯文本的语言，采用如＜h1＞和＜/h1＞这样的标记来将文本格 式化表示为标题、段落、列表和超链接等形式。HTML 的主 要功能是为浏览器指定要显示的内容，并把显示该内容的方法告诉浏览器。HTML 有以下特点:①HTML 标记包含在＜＞中， 以区别于在页面上显示的文本②大多数 HTML 标记都成对出 现，只有极少数单独出现③HTML 标记不区分大小写④HTML 文档的扩展名为 htm，也可以为 html。

WML（Wireless Markup Language-无线标记语言）。它是 一种从 HTML 继承而来的标记语言，但是 WML 基于 XML， 因此它较 HTML 更严格。WML 语言写出的文件则是专门用 来在手机等的一些无线终端显示屏上显示，供人们阅读的， 并且同样也可以向使用者提供人机交互界面，接受使用者输 入的查询等信息，然后向使用者返回他所想要获得的最终信 息。WML 语言提供了以下几项主要功能：WML 支持文本和 图像的显示，文本可以用大小字体、黑体、斜体、下划线等 几种不同的方式显示；WML 文件的所有信息被组织在一系列 卡片组和卡片中，用户通过访问一系列的卡片而获得信息； WML 提供了卡片之间和卡片内部之间的跳转和链接；所有的 WML 卡片组都可以用一个状态模型来参数化，可以使用变量 来代替字符串，并在语言解释执行时作相应的替换。WML 的 页面通常叫做卡片组（DECK ），由一组互相链接的卡片（CARD）组成，卡片是与用户进行互操作的最小单元。CARD 里可以包含文本、标记、链接、输人控制、任务、图像等等， CARD之间可以互相跳转、链接。WML文件的主体包含在＜wml＞⋯ ＜/wml＞ 对中，文 档里每个 CARD 又包含在 ＜card＞……＜/card＞标记中，一个＜wml＞……＜/wml＞对中可以 有多个＜card＞……＜/card＞对。而实际的文字段落则包含在＜P＞⋯ ＜/p＞标记中。

与 HTML 相比，WML 简化 HTML 语法中一些比较复杂 的表现形式，这是因为手机的屏幕比较小，且以往的手机通 常不支持彩色。与此同时，WML 针对无线网络和手机的特点， 增加了不少 HTML 所没有语句，比如＜deck ＞，＜card＞，＜timer/＞ 和＜prev/＞等等。由于 WML 是一种由 DTD（DocumentType Defenition，文档类型定义）定义的 XML 语言，它还继承了 XML 的语法特点，比如:对大小写敏感。

（2） 主要标记的转换策略

深入地研究了 HTML 和 WML 的语法结构、所有标记的 用法，比较了两者的异同和联系，在此基础上，制定了每个 HTML 标记到 WML 的转换策略，下面我们介绍几个主要的 标记的转换处理策略。

1） 表格的转换策略

WEB 页面中普遍使用 HTML 表格，它们用于生成页面或 是组织数据。在转换过程中，人们很难确定这些表格的用途，要根据需要处理的表格大小和用户代理的处理能力选择具体 的方法。三种不同的转换方法把原始的表格转换成 WML 表 格，索引子树，或是列表。1.1 版本以后的 WML 以多种与 HTML 表相似的方法支持表格。但是，WML 1.1 的表格不支 持嵌套，只有很小屏幕的用户代理必须解决如何以一种可理 解的方式表示一个较大的表格。索引子树是一个二层树，根 卡片是一个到叶卡片的链接的索引。每一个叶卡片表示一个 单独的表单元内容。最简单的表格转换方法是将它们转化成 列表。将表单元的内容连接起来组成一个列表，形成清晰紧 凑的输出，但表的结构信息却丢失了，这有点象 Lynx 浏览器。

2） 段落：P 元素

WML 要求独立的内容块要包含在元素 p 中，即使是块级 元素也不例外。这与 HTML 完全不同。转换时应遵循三个原 则：card 中任何内容都要被包含在一个 P 中；体现原 HTML 文件的分块原则；引入尽量少的 P 元素。

3）表单

wml 中的表单与 html 区别较大，其形式为:

＜do type=accept＞

＜go href=url method="get"＞

＜postfield name="" value=""/＞

＜postfield name="" value=""/＞

．

＜postfield name="" value=""/＞

＜/go＞

＜/do＞

而表单项，如＜input＞、＜select＞等必须在＜do＞之外。这样 在转换 form 时，要先把表单信息记录在链表 formctrls 中，待 表单内容转换完之后，再根据 formctrls 构造任务 do。

4） 框架的转换策略

对框架的处理分为两种情况，当 frameset 中含有 noframes时，直接转 noframes，生成 card;当 frameset 中没有 noframes 时，则提示这是一个含有 frame 的页面，并给出所有 frame 的 url 的超链接，即搜索所有 frame 标记，将其中的 src 属性值转 换为超链接。

四 结束语

移动学习资源的开发是移动学习的基础，而网络教学平 台拥有丰富的学习资源，本文设计的通用框架可以有效提高 网络教学平台的利用率，促进移动学习的发展，使网络教学 平台紧跟 E-Learning 的发展潮流。随着计算机技术的不断发 展，一定会有越来越多成熟的新技术应用到网络教学平台的 设计开发当中，以便更充分的实现教学资源的共享，更好地 满足终身学习的需求。

参考文献

[1] Anna Trifonova, Marco Ronchetti(2003). A GeneralArchitecture Form-Learning [OL].＜http://www.trifonova.net/docs/A%20General%20Architectu re%20for%20M-Learning%20 (m-ICTE2003).pdf,2003/2008-06-16.＞

[2] 吴磊.WAP 开发使用指南[M].人民邮电出版社,2001: 282- 283.

[3]沈向峰.适应多种数字化设备的因特网内容规范和转换工具研究[D].中国科学院计算技术研究所,2001.

[4]张洁,孟昭鹏,张亚平.网络访问代理系统的设计与实现[J].计算机应用,2003,23(9):39-41.

[5]冯统成.基于手机的移动学习支持系统研究[D].华东师范 大学,2007.

[6]岳明 . 移动学习资源的层次模型研究 [D]. 河南师范大 学,2007.