基于iOS手持终端的移动学习资源设计研究 *

李 蕾，李晓丽

(1.北京师范大学 教育学部 教育技术学院，北京 100875；2.中央电化教育馆, 北京 100031；3.防灾科技学院灾害 信息工程系，河北 三河 065201)

基于iOS手持终端的移动学习资源设计研究 *

李 蕾1，2，李晓丽3①

(1.北京师范大学 教育学部 教育技术学院，北京 100875；2.中央电化教育馆, 北京 100031；3.防灾科技学院灾害 信息工程系，河北 三河 065201)

移动互联网时代，移动手持设备普及已经相当广泛，设计适合移动学习的资源已经成为移动学习研究的关键问题。该文基于非正式学习与微型学习理论，根据成人移动学习者的特征提出了移动学习资源设计的原则与流程，在此基础上、充分利用iOS的个性化特性设计开发了基于iOS的“地震知识轻松学”移动学习软件，重点介绍了版式与内容分离技术和个性化手势技术的实现。

iOS；移动学习；微型资源设计

我国《教育信息化十年规划(2010-2020)》中明确指出，信息技术要与教学深度融合，促进教学内容、手段、方法的现代化。目前，信息技术的发展为“深度融合”提供了可能，但学习环境的建设特别是资源建设还应为“深度融合”构建更好的实践基础。当前是移动互联网时代，智能手机、平板电脑在大学生群体中的普及程度很高，基于移动设备的学习已经有了很大的发展，在非正式学习领域，学习者利用碎片式的时间基于移动设备进行学习随处可见。研究表明，使用移动技术能够显著提高学生学习动力。Swan等[1]把移动计算设备引入课堂后，师生的学习动力都得到了提高，学生作业和学业成绩的质量也相应得到了提高。移动学习资源建设是移动学习有效实施的重要保障，资源设计的优劣直接影响移动学习的学习效果[2]。因此，移动学习资源的设计与开发已经成为移动学习研究的关键问题。

iOS是由苹果公司开发的，主要用于iPad、iPhone、iPod touch等移动手持设备的操作系统。iOS 具有简单易用的界面、令人惊叹的功能，以及超强的稳定性。iOS内置的众多技术为设计与开发个性化的移动学习资源提供了系统平台。本研究中的iOS移动手持设备主要包括iPad和iPhone，基于iOS的移动学习资源设计主要指基于iPad和iPhone手持设备的移动学习资源的设计和开发。本研究基于iOS操作系统，采用以学习者为中心的资源设计取向，开发了“地震知识轻松学”移动学习软件，重点介绍了版式与内容分离技术和个性化手势技术的实现。

一、理论基础及成人移动学习者的特征

(一)本研究的理论基础

1.非正式学习理论

在本研究中，非正式学习是除了有组织、有计划的课堂学习之外的学习。与正式学习相比，非正式学习缺少系统性、组织性和规范性，但是非正式学习具有灵活的特性，学习者利用碎片化的时间随时随地都可能发生。马克·威瑟认为“最有影响的技术将是那些会‘消失’的技术，这些技术被植入到日常生活中并最终无法分辨。”

2.微型学习理论

奥地利学习研究专家林德纳(Lindner)将微型学习表述为一种存在于新媒体生态系统中，基于微型内容和微型媒体的新型学习。他认为，微型学习背后存在着“松散的分布式知识”“速溶知识”和“联通性知识”这些概念的影子。在本研究中，微型学习可以理解为学习者通过非正式学习，从微型内容、微型媒体或者微型任务环境中获取知识。微型学习体现了学习内容的微、小、轻等含义，同时也意味着学习工具的轻便、存储和获取的便利，在轻松的环境中获得学习体验，在某种程度上减轻了学习者的认知负荷。

移动学习的微型化特征以及移动学习者学习时间和地点不固定的特征决定了移动学习材料开发的微型化趋势，微型化学习材料聚焦于小的学习单元，强调学习内容和活动设计的微型化，通过分布式认知分散学习容量，减轻了认知负荷。

(二)成人移动学习者的特征

在移动学习资源设计的过程中，应该优先考虑移动学习者的特征。Kiley和Cannon认为[3]：终身学习者应该具备如下特征：(1)规划和评价自身的学习；(2)积极组织信息和其它所需要的资源；(3)能够在正规和非正规环境下进行学习；(4)在不同的情境中应用不同的学习策略；(5)向同伴、指导者和领域中的其它专家学习；(6)根据学习需要，从不同的学科视角整合学习。借鉴以上对终身学习者特征的分析，本文对非正式学习环境中移动学习者的特征进行总结与描述，如下表所示。

成人移动学习者的特征表

由上表可知，成人移动学习者具有很强的自主学习观念，一项调查研究指出，85%的成人移动学习者认为“学习者本人应该对自己的学习负主要责任”[4]。

二、移动学习资源设计原则与框架

(一)移动学习资源设计框架

使用iOS移动学习技术，设计开发基于移动手持设备的微型课程学习资源，来帮助学习者利用零散的碎片化的时间进行移动学习，对课堂教学的正式学习形式形成有力的补充，可以提高学习效率并保证课堂之外学习的连续性。移动学习资源设计遵循移动学习的设计框架和必要的设计原则。

李青提出一种基于平板电脑的移动学习资源设计框架，如图1所示。该柜架将基于平板电脑的学习资源设计分为视觉设计、界面设计和导航设计、内容和功能设计和教学设计四个层次。该设计框架为层次结构，自下而上呈现出接近用户的具体化特性；自下而上则呈现出接近教学理论和教法的抽象化特性。本研究在借鉴这种资源设计框架的基础上，提出了移动学习资源设计的原则。

图1 移动学习资源设计框架[5]

(二)移动学习资源设计原则

移动学习具有随时随地发生、碎片化学习的基本特征，移动学习者具有较强的自主学习特性，移动学习设备具有界面大小有限、便于携带、简单交互的特征。移动学习资源的设计原则应该关注移动学习与移动学习者的特征，同时也应该关注移动学习设备的特征，因此，本研究从三个层面提出移动学习资源设计的原则。

1.空间接近原则

空间接近原则是理查德·E·迈耶 (Richard E.Mayer) 在其著作《多媒体学习》中提出的多媒体学习资源设计原则：“当书页或屏幕上对应的语词与画面彼此接近时，学习者就不必使用认知资源在书页或屏幕上搜寻，并且更有可能将它们同时保持在短时记忆中。而当书页或屏幕上对应的语词与画面彼此远离时，学习者必须使用认知资源在书页或屏幕上搜寻。这样，学习者就不太可能将两者同时纳入短时记忆”[6]。空间接近原则指出相关的文本与图画同时出现，这也符合迈耶的双通道假设理论，文字模型与视觉模型的整合在大多数情况下能起到更好的学习效果。

2.简单交互原则

交互是学习真正发生的关键因素，概念交互是深层次学习的必备条件。在移动学习过程中，应该尽量使用简单的界面交互操作来实现学习者与学习资源的交互，减少学习者为交互操作投入的认知资源。学习者与正在使用的学习对象之间应尽量使用直接交互(如划动等手势操作)。

3.界面简洁性原则

小屏幕设备的可视区域越大，用户在信息检索时的性能和满意度就越高[7]。移动学习资源的界面设计应该尽可能为学习内容提供大的可视空间，尽可能显示少的可视控件(例如按钮)，尽可能充分利用iOS设备的手势定义(轻敲、双击、拖动、滑动、捏、展开、按、旋转等)，常用的功能操作(前后翻页、回目录等)利用手势来定义[8]。

(三)基于iOS手持终端的移动学习资源设计流程

并不是所有的内容都适合微型化设计，本研究对学习内容进行甄别和选择，对适合用于微型学习的学习内容进行微型化设计。在分析了移动学习资源设计框架与原则之后，提出了基于iOS的移动学习资源设计流程 (如图2所示)，并应用于“地震知识轻松学”软件的设计与开发当中，该流程主要分为五个步骤。

图2 移动学习资源设计流程

1.材料结构分析

首先，对待开发的移动学习原始材料进行分析，本研究中，待开发的原始材料为“地震灾害概论”课程，该课程属于防震减灾科普类课程，主要包括地震成因、地震能量、地震灾害特点、地震类型、地震学发展过程；地壳板块构造、活动断层与地震、地震分布；地震烈度、地震烈度区划、地震安全性评价等防震减灾基本知识与技术；地震波类型、序列、传播规律与特点；防震减灾法规、地震应急、地震自救与互救、地震预警等方面的知识与技术等内容。

2.元素节点提取

考虑到移动学习设备界面大小的限制和学习材料的完整性等因素，需要进行元素节点的提取，由于概念性的知识居多，提取时以知识点为单位进行元素节点的提取。在知识点提取的同时要考虑学习材料内容的完整性，使得知识点的关联具有一致性[9]。

3.元素结构分析

元素的结构分析包括目标分析、活动分析和媒体分析三个部分。基于课程知识点的片段式学习资源设计的目标、活动和媒体分析是真正为学生提供因其所需、因地制宜的个性化学习[10]。

4.内容块切分与交互类型选择

将较大的内容块切分为一个个的知识点以方便学习内容的呈现，并且将各个知识点内容分为图片、文字和视频等类型；为切分好的知识内容选择操作交互类型(如滑动、点击等手势操作)。

5.内容块组合设计

按照移动学习设计原则，对切分的内容块进行组合设计。如采用问答方式对切分后的知识点进行组织，界面包括与问题相关的图片、问题和答案三部分，需要符合空间接近原则。

三、基于iOS手持终端的移动学习资源开发的关键技术

根据以上的理论分析，我们设计并开发了“地震知识轻松学”软件，界面如图3所示。集成开发环境为Xcode，采用Objective-C程序设计语言。其关键技术体现在两个方面：一是版式与内容分离技术；二是个性化手势技术。一般的技术实现中，界面内容是以视图(View)为单位逐个完成的，在本研究中，用图片、问题和答案的键值对来表示一个界面内容(View)，程序从JSON文件中读取界面内容，保证了界面呈现内容与界面版式的分离。即用一种界面版式，读取若干界面内容，保证了内容呈现风格的一致性，同时减小了文件的大小。

图3 地震知识轻松学界面

(一)版式与内容分离关键技术

JSON(JavaScript Object Notation) 是一种轻量级的数据交换格式，它是基于JavaScript(Standard ECMA-262 3rd Edition - December 1999)的一个子集。JSON采用完全独立于语言的文本格式，但是也使用了类似于C语言家族的语法(包括C、C++、C#、Java、JavaScript、Perl、Python等)，这些特性使JSON成为理想的数据交换语言。JSON 数据的书写格式为：名称/值对。图3界面相对应的JSON文件如下所示。

其中，num表示序号，imagename表示图片名称，title表示问题题目，answer表示答案。

(二)个性化手势设计关键技术

个性化手势是iOS开发的关键特性之一，本研究充分利用了这一特性。设计了上下左右滑动四种个性化手势，符合简单交互原则，减轻了简单界面交互投入的认知资源，使得学习者能够将注意力放在内容的学习上，效果如图4所示，关键代码如下。

图4 地震知识轻松学翻页效果

四、基于iOS手持终端的移动学习资源开发与应用

利用上文中根据“地震知识概论”素材原型所设计的媒体素材，以及基于iOS移动学习资源开发的关键技术来开发基于iOS手持终端的移动学习资源。这一过程的主要步骤包括确定内容、创建资源、编写代码和资源测试和安装试用。具体的开发实现如下：

(1)确定目标设备和内容类型：分析iPhone移动终端的设备特点。包括屏幕大小、所支持的媒体格式等涉及到界面设计的关键特性，确定“地震知识轻松学”软件的界面内容类型为图片、问题与答案。

(2)创建内容资源：以前一阶段准备好的媒体素材为基础，采用JSON技术编写界面显示的图片、问题和答案并整合。

(3)编写代码：在主程序中读取JSON文件，并实现个性化手势等功能的代码编写。

(4)测试资源：先用XCode自带的模拟器对完成的作品进行测试，该模拟器的优势在于不需要将应用传输到终端设备的基础上就可以实现对“地震知识轻松学”软件的手机模拟测试，在开发过程中及时修正界面显示效果。为了减少和真实设备出现的视觉误差或者软件错误，在使用模拟器进行测试后，在真实的移动终端(iPhone手机)上进行真机测试，达到了良好的测试效果，然后将程序上传至App Store。

(5)安装试用：让选修“地震灾害概论”课程并且有iPhone手机的学生从App Store下载该应用程序进行试用。得到的反馈表明，“地震知识轻松学”具有良好的用户体验并能帮助学生更好地利用课余时间进行移动学习。

五、结束语

移动学习资源的设计一直是移动学习研究的重点领域，设计有效合理的移动学习资源可以满足学习者随时随地进行移动学习的学习要求。在设计过程中有两种取向，一种是技术为中心的资源设计取向，另一种是以学习者为中心的资源设计取向。笔者采用了以学习者为中心的设计取向，关注技术对学习的促进和认知作用，基于iOS手持设备对移动学习资源的设计与开发做了一点有益的尝试。然而，移动学习环境的非正式特性决定了资源设计的片段性和微型化，根据学习内容的特性开发个性化的学习资源仍然是一件具有挑战性的工作，在移动学习资源设计方面还有更多的问题需要进一步深入的研究。

[1]Swan,K.,van’tHooft,M.,Kratcoski,A.,& Unger,D..Teaching and learning with mobile computing devices: Closing the gap[DB/OL].http://www.mlearn.org.za/CD/papers/Swan.pdf,2014-10-10.

[2]李浩君,项静,吴亮亮.概念图理论在移动学习资源设计中的应用研究[J].中国远程教育,2013,(7):76-82.

[3]Kiley,M.& cannon,R.Leap into lifelong learning[R].Adelaide:Center for learning and professional development in University of ADELAIDE,2000.3.

[4]唐韶凤.基于成人英语学习者特征的移动学习探索研究[J].成人教育,2014,(4):104-106.

[5]李青,王涛.基于平板电脑的学习资源设计框架和要点分析[J].远程教育杂志,2012,(5):35-41.

[6]理查德·E·迈耶.多媒体学习[M].北京：商务印书馆，2006.

[7]Jones,M.,Buchanan,G.,Thimbleby,H.Improving web search onsmall screen devices[J].Interacting with Computers,2003,(15):479-495.

[8]司国东,宋鸿陟,赵玉.认知负荷理论基础上的移动学习资源设计策略研究[J].中国远程教育,2013,(9):88-92.

[9]刘清堂,向丹丹.面向3G手机的移动学习资源交互设计与实现[J].中国电化教育,2011,(11):72-75.

[10]张驰,陈刚,王敏娟,王慧敏.移动学习中片段式学习资源的设计研究[J].开放教育研究,2009,(3):67-72.

李蕾：在读博士，编辑，研究方向为数字资源建设、教师教育、教育信息化(happy5518@qq.com)。

李晓丽：讲师，在读博士，研究方向为数字化学习环境(ms_lixiaoli@163.com)。

2014年9月25日

责任编辑：宋灵青

Research on M-learning Resource Design Based on iOS Handheld Device

Li Lei1,2,Li Xiaoli3
(1.School Of Educational Technology,Faculty Of Educational,Beijing Normal University,Beijing 100875; 2.National Center for Educational Technology ,Beijing 100031; 3.Department of Disaster information Engineering,Institute of Disaster Prevention,Sanhe Hebei 065201)

In Mobile Internet Times,Mobile handheld devices have been widely spread,Design of mobile learning resources have already become the key problem of mobile learning research.In this paper,based on the theory of informal learning and micro learning,according to the characteristics of adult mobile learners,mobile learning resource design principles and process is proposed,and developed a mobile learning software called “earthquake knowledge easy learning” based on the personalized characteristics of iOS technology,Mainly introduces the layout and content separation technology and personalized gesture technology.

iOS; Mobile Learning; Micro Resource Design

G434

A

1006—9860(2014)12—0093—05

* 本文系中国地震局教师科研基金“基于iOS的防震减灾科普知识立体化宣传关键技术研究”(项目编号：20130113)研究成果。

① 李晓丽为本文通讯作者。