基于WAP的移动学习在“电力机车应急故障处理”课程中的应用研究

孙晓瑜

(郑州铁路局洛阳机务段,河南 洛阳 471002)

1 移动学习

随着人们对知识的渴求日趋迫切,远程教育已成为现代教育不可或缺的一部分。为了满足学习者希望能够在任何时间和地点、以任何可能的方式进行学习,一种全新的学习方式——移动学习(M-learning)应运而生。移动学习是一种特有的数字化学习方式,能实现双向交流。移动学习依托目前比较成熟的无线移动网络、国际互连网以及多媒体技术,学习者和教师使用移动设备(如无线上网的便携式计算机、PDA、手机等),通过移动教学服务器来实现更为方便灵活的交互式学习。目前移动学习主要有两种：基于短消息的移动学习和基于浏览器的移动学习。我们在这里谈到的“电力机车应急故障处理”课程移动学习系统中主要采用基于浏览器的移动学习方式。

2 移动学习应用在机车乘务员电力应急故障处理课程中的优势

在对机车乘务员长期的培训工作中,我们感觉到传统的“课堂教学”已不适应新时期铁路发展带来的新变化、新要求,必须进行改革创新。同时,随着铁路生产力布局的调整,机车乘务员牵引任务加重,长期的工作疲劳,致使工学矛盾极为突出。随着通信网络和移动端的发展,在机车乘务员中开展移动学习的硬件条件已经初步具备,因此,在机车乘务员的日常业务学习中开展移动学习是必要而迫切的。

2.1 有效解决了机车乘务员培训过程中工学矛盾突出的问题

在机车乘务员日常业务学习中的“电力机车应急故障处理”课程一直以来是机车乘务员业务培训的重点,在铁路运输“速、密、重”并举的新形势下,如何提高机车乘务员应急故障处理能力、确保运行途中乘务员能够以最快的速度、最短的时间处理突发故障,不仅是对基层职工培训部门的工作要求,也是确保铁路运输安全的有力保障。机车乘务员的应急故障处理能力的提高,必须把功夫下在平时,但繁忙的工作任务,不固定的工作时间,使机车乘务员自身具有工作忙、整段时间少、分散精力的事情多等特点,所以机车乘务员的日常业务培训及学习的实现形式应当更加灵活多样。移动学习的灵活性、个性化等特点对满足机车乘务员的学习要求具有很强的适宜性,它为铁路职工的终身学习提供了一种更加方便灵活的平台。

将移动学习模式应用到“电力机车应急故障处理”教学中,完全不用额外增加学时和机车乘务员学习负担,而且还有助于机车乘务员对该课程知识的理解和掌握。

2.2 移动学习课程的设置适合电力机车应急故障处理内容的学习

现有的移动学习理论认为：移动学习适合“片状”、小知识点的学习。而电力机车应急故障处理的学习内容正是适合了移动学习的这一理论特点：电力机车故障现象多样,并且不同的故障现象要用不同的故障排除方法,要求机车乘务员都要牢记在心,以便出现故障时能及时有效的排除。而移动学习可以帮助机车乘务员随时随地随身地通过学习、练习、模拟和交流,完成学习任务,从而强化其应急故障处理能力的提高,并且完全满足乘务员工作的流动性、学习的分散性的特点,把职工的培训、工作、学习有机的融为一体。

2.3 移动学习是现有多媒体教学方式的有益补充

目前,我段已开发的电力机车应急故障处理数字化多媒体教学资源,涵盖了图片、视频、故障假设、模拟处理等多方面内容,已经初具规模,但在使用这些教学资源时需要依托局域网与计算机,因而不能满足随时随地的需求。如果将这些内容经过转换,通过移动通信网络,开辟手机移动学习课堂,就可以使师生更为方便地使用这些资源。

3 电力机车应急故障处理移动学习系统的结构设计与功能分析

3.1 移动学习系统体系结构

移动学习系统分为表示层、业务逻辑层和数据服务层。其体系结构如图1所示。其中,表示层位于客户端,业务逻辑层和数据服务层位于服务器端。

图1 移动学习系统体系结构

3.2 通过WAP协议进行信息的转换

WAP(W ireless Applications Protocol无线应用协议),是一个全球性的开放协议。WAP定义可通用的平台,把目前Internet网上H TM L语言的信息转换成用WM L描述的信息,显示在移动电话或者其他手持设备的显示屏上。WAP系统架构由三部分组成：WAP网关、WAP手机和WAP内容服务器。其系统架构图如图2所示。其中WAP网关起着协议的“翻译”作用,是联系GSM网与万维网的桥梁;WAP内容服务器存储着大量的信息,以提供WAP手机用户来访问、查询、浏览等。当用户从WAP手机键入他要访问的WAP内容服务器的URL后,信号经过无线网络,以WAP协议方式发送请求至WAP网关,然后经过“翻译”,再以H TTP协议方式与WAP内容服务器交互,最后WAP网关将返回的内容压缩、处理成二进制流返回到客户的WAP手机屏幕上。另外,为了编写和测试支持WAP的设备可用的应用程序,可以在计算机上使用WAP仿真器软件,模拟和测试 WAP网关和支持WAP的移动设备的动作。在“电力机车应急故障处理”的移动学习平台我们选用M 3Gate作为模拟浏览器。

图2 WAP系统架构图

3.3 系统功能与设计

结合机车乘务员电力机车应急故障处理学习的实际,设计出了电力机车应急故障处理学习系统的功能模块,如图3所示。

图3 电力机车应急故障处理学习系统功能

(1)用户管理。通过输入职工姓名及职工代号完成用户登陆,并对用户的权限进行设置与管理。

(2)课程管理。提供移动学习资源的在线浏览、本地运行以及下载等功能。

(3)作业考核。提供网上答题及作业布置等功能。机车乘务员可以上传作业文件,查看作业答案和批阅结果;教师可以发布作业及答案,传发机车乘务员上交的作业并可进行作业统计等。同时,机车乘务员也可以根据测试的结果,选择自身业务知识中的短板,及时进行自主补强学习,更有利于培养其自主获取知识能力和创新思维能力。

(4)交流互动。提供了教、学者之间的信息交流平台,可以进行在线答疑、信息统计的功能,是进行学习讨论和交流学习经验的重要途径。

(5)模拟练习。提供故障假设,机车乘务员可在任何时间进行模拟练习。

(6)系统帮助。提供一个面向任务的帮助信息查询环境。

3.4 课程内容设置要求

在“电力机车应急故障处理”移动学习平台中,教师需要设计一系列承载着丰富教学内容的活动来激发机车乘务员的积极性和求知欲,以此来提高机车乘务员获取、理解、识记以及掌握知识的能力。如在学到“运行中制动机不良”时的处理办法时,排除故障涉及到的机车部件有七处,单纯依靠语言文字进行描述机车乘务员不好理解。而通过移动学习平台来进行学习,可以将对应的机车部件的位置图片以及整个操作过程进行视频演示,这样机车乘务员可以在学习理论知识同时,结合直观的图片、视频来理解故障处理的步骤,从而达到提高学习效率的目的。

4 结语

移动学习是一种崭新的学习形式,而利用移动设备进行“电力机车应急故障处理”教学更是一种崭新的尝试。目前对于移动学习的模式还处于探索阶段,针对具体学科的教学模式,还需要在不断的教学实践中进行总结和摸索。实践证明,本文提出的基于WAP的移动学习方法在“电力机车应急故障处理”课程中应用的教学模式在一定程度上提高了机车乘务员学习该课程的效率。但还有一些方面需要不断的改进,以完善利用移动设备来进行机车乘务员日常业务学习培训的模式。

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