□董玉双 刘英群 韩锡斌
无缝学习模式及其支撑环境技术架构的应用*
□董玉双刘英群韩锡斌
随着移动通讯、智能终端、云计算和物联网等技术的快速发展,“人人、事事、时时、处处”的学习理念正在兴起,基于不同学习终端和学习场景灵活切换的无缝学习模式受到越来越多的关注。在无缝学习模式中,多种学习终端设备之间的无缝切换与融合是实现真正意义上无缝学习的基础和关键。清华大学教育技术研究所在理论分析和实践探索基础上,提出了无缝学习模式支撑环境概念框架与软件系统架构,并通过“清华教育在线”(THEOL)教学应用验证了该系统的有效性。结果表明:(1)无缝学习模式涉及支持固定场景学习的终端设备和支持移动场景学习的终端设备之间的无缝切换;(2)基于PC的网络教学平台和基于手机的移动学习平台分别支持固定和移动两种场景的学习任务,构建无缝学习模式的支撑环境需要将两者进行有机整合,同时与第三方主流移动应用(如微信公众号等)进行无缝集成;(3)无缝整合实现了学习者在PC平台与移动平台之间无缝切换、学习资源共享以及学习过程与行为数据同步。(4)初步教学应用证明,无缝学习模式支撑环境的概念框架及其软件架构具有有效性和可行性。
无缝学习;学习模式;学习环境;网络教学平台;移动学习平台
随着移动通讯、智能终端、云计算和物联网等技术的快速发展,“人人、事事、时时、处处”的泛在学习理念正在兴起,它强调人类学习嵌入日常工作和生活环境中,呈现出情境性、真实性、自然性、社会性、整合性等特征,突破了正式学习和非正式学习、在校学习和终身学习的界限(韩锡斌等,2015)。泛在学习的概念众说纷纭,国内外目前仍没有达成共识。但是泛在学习还是有些公认的特征,如它已经从E-Learning和M-Learning的任何时间、任何地点,发展到恰当的时间、恰当地点,并提供恰当的学习资源和学习伙伴(Yang,2006)。所以,从本质上来讲,泛在学习是一种按需、适量、即时的学习方式(Wang et al., 2007)。一个好的支持泛在学习的环境必须是按需即时并且适量的(陈凯泉等,2011)。从具体实践来看,泛在学习是指在任何时间和任何地方等具体情境下,利用随手可得的合适的设备,为任何学习者提供符合其需要的合适的学习内容、合适的学习伙伴和合适的学习支持服务的一种“无所不在的学习”状态(李卢一等,2009)。
目前,泛在学习的研究大多停留在概念阐述、特征分析、学习方式对比等理论研究方面,而在实践中的问题没有得到真正的解决,如多种学习情境无法直接切换而不能无缝对接;多种学习任务不能无缝衔接;学习者无法获得无缝学习体验。无缝学习的概念正是在这种背景下产生的。早期提出的无缝学习并没有包含科技元素,认为无缝学习是正式学习和非正式学习的融合(Kuh,1996)随着移动技术的迅猛发展,无缝学习概念与移动技术结合,支持学生能够随时在不同情境下学习,且在移动设备的辅助下,学习者能够在不同的学习情境中穿插和切换(Chan et al.,2006)。
本文分析了2006~2011年间发表的有关移动技术支持的无缝学习(Mobile-Assisted Seamless Learning,MSL)相关文献。2006年有学者提出,在无缝学习模式中,学习者可以灵活、自由地切换学习情境,并快捷地使用个人移动设备进行学习(Chan et al.,2006)。随后又有学者说明,无缝学习是一种学习者可以在多种情境中自由切换学习的学习模式,这些学习情境包括了正式学习、非正式学习、个别化学习和社会化学习等等。Wong和Looi提出利用WMUTE(Wireless,Mobile,and Ubiquitous Technologies in Education)支持无缝学习的概念框架,整合了当时几乎所有移动技术支持下无缝学习的设计问题。该框架将MSL划分为10个维度:涵盖正式和非正式学习、个人和社会学习、跨时间、跨地点、随时随地获取学习资源、物理和数字世界、组合使用多种技术或设备、多重学习任务之间的无缝切换、知识综合、涵盖多种教学法或学习活动模式(Wong et al.,2012)。该框架基于移动技术,与泛在学习的理念吻合,对泛在学习的支持和无缝学习环境的构建具有指导意义。本文将首先梳理无缝学习模式的内涵与技术要求,提出无缝学习模式支撑系统的技术架构,设计相应软件并加以应用以便证明其有效性和可行性。
1.无缝学习及其模式的内涵和特征
当前泛在学习研究领域普遍将泛在学习和无缝学习、普适学习、无处不在的学习等混同使用。本文在前期研究的基础之上,通过文献检索发现,国内更加倾向于使用“泛在学习”一词,而“无缝学习”一词通常是指在“无缝学习环境”和“无缝学习空间”的语境下使用,强调在不同技术情境下无缝切换。国外在泛在学习的研究中,“无缝学习”(Seamless Learning)逐渐成为一个热点研究主题。2012年度的IEEE会议,概括出了无缝学习的特征:正式学习与非正式学习融合、个人学习与社会学习的融合、真实世界与虚拟世界的融合、多种设备间的融合、学习任务间的融合、多种教学法和学习活动的融合(Wong et al.,2012)。随着泛在学习理念的进一步发展和移动信息技术的增强,无缝学习成为泛在学习研究者所关注的一种主要的学习模式,也成为目前泛在学习应用发展的主要方面(潘基鑫等,2010)。
教学模式可以定义为在一定教学思想或教学理论指导下建立起来的较为稳定的教学活动结构框架和活动程序(黄甫全等,2001)。而学习模式与教学模式是从不同主体提出来的一组相对应的概念,从教师的角度来说是“教学模式”,从学生的角度来说,又被称为“学习模式”。本文对此不作区分,依不同情景使用不同术语。无缝学习模式就是支持无缝学习的模式,其特征就是教学活动和教学程序能够适应正式学习与非正式学习融合、个人学习与社会学习融合、真实世界与虚拟世界融合、多种学习终端间融合、学习任务间融合、多种教学法和学习活动融合。
在无缝学习模式中多种学习终端设备之间的无缝切换和融合是基础。已有研究认为:无缝学习是真正意义上的以人为本的学习环境,在充满计算和通信能力的环境中,人们可以随时随地利用任何终端获取所需要的任何信息(石慧慧等,2008);在无缝学习空间中,通过个人化移动设备作为媒介,学生将可轻松并快速地从一个情境切换到另一个情境(余胜泉等,2007),即保证学习者在不同学习情境中学习体验的连续性。无缝学习的关键是提升学习系统的自适应能力,主要体现在两个方面:一是正确的情境感知;二是智能化地处理并运用情境感知的信息为学习者提供恰当的学习支持服务(Tan et al.,2011)。以感应技术和无线交换技术为基础,随时随地感知学习者的学习情境,在变换的环境中,为学习者提供不间断的学习支持服务,使学习者真正实现无缝学习(张洁,2010)。
2.无缝学习模式的技术要求
(1)不同学习终端设备之间需要无缝切换
技术进入一个普适计算的时代,桌面设备、无线手持设备、嵌入式设备、传感设备等学习终端,通过有线或无线的互联网连接在一起,构成一种无缝的设备生态系统,进入了泛网时代(陈凯泉等,2011)。学习者使用的各种终端设备,将成为他们无缝学习的媒介工具(Wong,2010),表1和表2分别显示了各种终端设备在教学中的应用特点及其在不同教学场景中的适应性。
手机。屏幕尺寸小,便携程度好,触摸操作,输入方式多样,适合在各种场景中随时随地的学习,充分利用碎片时间。
平板电脑。屏幕尺寸中等,便携程度好,触摸操作,输入方式多样,适合在各种场景中随时随地的学习,充分利用碎片时间。
笔记本电脑。屏幕尺寸中等,便携程度一般,键盘鼠标操作,键盘方式输入,适合在多种场景中随时随地的学习,充分利用碎片时间,但某些特定场景不适合,例如较拥挤的环境或无法稳定放置笔记本的环境。
台式电脑。屏幕尺寸较大,便携程度差,键盘鼠标操作,键盘方式输入,适合在教室、宿舍、实验室等固定环境下面授教学或线上学习。
电视。屏幕尺寸大,便携程度差,遥控器操作,适合在教室、实验室等固定环境下面授教学。
表1 各种终端设备在教学中的应用特点
表2 各种终端设备在教学场景中的适应性
学习者在特定的学习环境下选择恰当的学习方式,可以有效提高学习效率(熊凤,2013),而多种学习方式之间无缝切换,依赖多种终端设备的无缝接入与切换。归纳上述不同学习终端设备,可以分为两类:即支持固定场景学习任务的终端设备和支持移动场景学习任务的终端设备,随着手机功能的日益强大,逐渐成为主流移动终端。无缝学习模式需要在不同终端设备支持下,完成这两类场景学习任务之间的无缝切换。
(2)不同支撑环境需要有机整合
各终端、各平台、各网站、各应用系统等都拥有自己的信息与管理功能,多数系统只能在其内部进行应用与管理。用户需要打开多个平台,或在不同的系统中频繁切换操作。尤其是在泛在互联时代,更需要对多种应用系统、移动社交网站、Web网站和应用等,进行一站式管理的应用与功能管理。这些应用和功能包括:综合信息门户服务、信息动态(通知、公告、任务、好友动态、与我相关信息)、学习(课程)管理、互动管理(聊天、讨论、问答)、任务管理、支持服务管理和基于位置的服务管理等。
(3)在固定平台与移动平台之间能够无缝切换、学习资源共享以及学习过程与行为数据同步
无缝学习模式中随时有多种情景、多种任务之间的动态切换,这就要求不同平台的客户端与服务器之间能够共享学习资源,保存并加载学习进度、实时跨平台自动同步,确保学习历史等数据在各种平台和终端之中的一致性,从而形成自由切换的无缝学习系统。
本文基于无缝学习模式的内涵、特征及其技术要求,提出无缝学习模式支撑环境的概念框架(如图1所示)。无缝学习模式支撑环境包括基于PC的网络教学平台与和基于手机的移动学习平台。基于手机的移动学习平台的客户端包括移动App端和微信公众号,平台之下是支持其整合的数据和资源的转换系统,转换后的数据和资源存储在统一的数据库和资源库中,用户通过移动终端或PC终端经统一的身份认证系统登录平台。平台支持跨平台课程建设和课程学习,实现教学任务与活动在不同终端无缝切换、教学数据智能同步、离线学习和对第三方移动应用(如微信公众号等)的集成等。
1.无缝学习环境中的跨平台课程设计与建设
课程设计与建设包括教学内容的设计与建设和教学活动的设计与实施。教学内容包括多媒体编辑器编辑的网页内容、Word或PDF文档内容、图形图像和音频视频资源等,教学活动包括在线测试、课程作业、教学笔记、答疑讨论和调查问卷等。在无缝学习环境中,可以通过统一的课程管理功能进行跨平台的课程设计与建设。需要根据不同终端的特点设计适配的功能,例如课程建设与管理的功能都集中在基于PC的网络教学平台中,可以支持教师进行复杂的多媒体网页编辑制作,而基于手机的移动学习平台则要发挥移动设备的优势,如利用手机的录音和拍摄功能,支持教师通过语音和图像发布通知并进行讨论交流等。但在不同平台设计的教学内容和教学活动需要经过一定的技术处理,以便可以跨平台展示在不同的终端上,使教师通过特定终端管理的课程内容和教学活动在多种终端同步显示。课程建设的另外一个问题就是提高资源的复用性,推进在线课程的可持续发展。如:“清华教育在线”(THEOL)网络教学平台已有16年的应用,不同时期的课程采用不同的技术手段。对于已经多年建设的课程,需要对已有资源进行技术处理,使其无需改动或进行少量修改就可在多终端显示,从而减少教师的重复建设工作量。
2.无缝学习环境中的教学任务与活动的同步
无缝学习模式涉及到不同学习终端设备之间的无缝转换,并在不同终端设备支持下,完成移动场景学习任务和固定场景学习任务之间的无缝切换。因此,需要根据无缝学习环境下的移动设备输入方式多样和便携等特点,设计适合移动学习的教学任务与活动,并保证活动数据实现不同终端之间的同步。
答疑讨论。移动设备输入方式多样,可通过文本、语音和图像方式进行交流,而PC机则适合讨论具有复杂符号和格式的内容。因此需要网络教学平台与移动学习平台共用同一个讨论区,以便学习者在讨论中可以在移动端与PC端之间随时切换。
课程作业。相比PC端的键盘输入方式,移动设备大大丰富了提交作业方式的多样性,除了文本外,还可通过语音和拍照的方式提交作业。教师可以根据自身情况选择通过PC端或移动端对作业进行批阅。
在线测试。相比PC端,移动设备不局限在固定的场合,可随时随地进行测试。而且还要求在线测试可以在PC端和移动端之间进行切换,系统对当前测试状态进行保存,当切换到不同终端时将状态恢复,以便确保在线测试在不同终端的无缝切换。
教学笔记。移动设备的拍照和语音功能大大提高了记录笔记的便捷性,学习者可以通过移动设备拍照记录笔记,然后在PC端和移动端查阅学习。
图1 无缝学习模式支撑环境的概念框架
调查问卷。教师可随时发起问卷,学生可随时随地参加问卷。移动设备为调查问卷这类教学活动提供了更为有效的方式,可以让教师随时得到学生的反馈信息。
3.无缝学习环境中的教学数据智能同步
不同终端的教学资源同步。用户需要从不同终端使用统一的用户身份认证登录平台(如图1所示),网络教学平台和移动学习平台的教学资源共享,教师管理的课程内容可同步呈现到PC端与移动端。
不同终端的教学记录数据同步。无缝学习环境系统将教师和学生在PC端和移动端进行的教学活动记录下来,统一展示给教师和学生并进行学习统计分析。
4.无缝学习环境中的离线学习设计
学习者处在无网络状态下或考虑节省流量等情况时,可进行离线学习。学习者需要将学习资源在网络环境较好时提前下载到移动设备上,同时用户需要设置仅在WiFi环境下下载,以便减少流量成本。与传统PC机一目了然的文件系统不同,移动设备(Android系统)的目录结构复杂,用户很难维护,而在苹果的iOS系统下用户甚至无法访问文件系统。因此需要设计易用的移动学习文件管理功能,以便学习者便捷地管理已下载的学习资源。
5.无缝学习环境中的第三方移动应用集成
随着移动互联网的普及,社交网站、电子商务等应用已经逐渐转向移动终端,利用这些应用如微信作为学习空间入口,具有用户接入方便、用户粘性强、交互功能丰富、开发成本低等优势。但是这些移动应用都拥有自己的信息与管理功能,多数系统只能在其内部进行应用与管理。用户需要打开多个平台,或在不同的系统中频繁切换操作。因此在构建无缝学习环境时需要将这些第三方系统进行集成,从而让学习者在学习空间和主流社交平台之间进行无缝切换,在拓展学习环境功能的同时也增强无缝使用体验。
1.无缝学习模式支撑环境的技术架构
系统的整体架构包括两个平台,即网络教学平台和移动学习平台,移动学习平台分为二个部分:移动学习平台客户端和移动学习平台服务器端。移动学习平台客户端又分为移动App端(学生版和教师版)和微信公众号。
图2 无缝学习模式支撑环境的技术架构
图3 跨Android和iOS的移动App端开发框架
(1)移动学习平台客户端
移动App端(学生版和教师版)。支持学生和教师在手机上完成大部分的课程学习和教学活动。
微信公众号。支持学生和教师通过微信登录教学平台,能够访问大部分的教学资源和进行互动式教学活动。
(2)移动学习平台服务器端
实现课程学习业务逻辑,以及与客户端的交互。与网络教学平台没有直接的存取关系,但是共享同一个数据库和资源库。
2.移动学习平台客户端设计框架
(1)无缝学习环境中移动App端设计框架
App的开发流程和Web相似,都是通过前端展示、用户操作与设备交互、设备处理数据向服务端发送请求、服务端处理请求返回数据、设备处理获取的数据,根据数据切换展示界面或做个性化处理。但移动端大多分为Android和iOS两个版本,除了服务端公用之外,其他部分都需要针对不同版本单独开发。本文通过Apache Cordova设计了一个跨平台的移动App端开发框架(如图3所示),结合轻量级前端开发框架Dojo Mobile和ICanHaz模版加载引擎,只需单独处理不同系统与设备的交互部分,其他部分都可以跨平台公用,这样就可大大减少开发成本。
Apache Cordova是一个开源的移动开发框架,可以通过HTML5、CSS3和JavaScript等Web技术进行跨平台开发。它提供了一组访问包括照相机、麦克风、地理位置、声音等移动设备核心功能的API,也可以自定义编写与原生系统的交互。使用大量图像会增加总下载大小和服务器的HTTP请求数量,从而导致性能下降,而Dojo Mobile是一个基于CSS3的支持Android和iOS等移动设备的轻量级前端开发框架,它没有使用任何图像来构建UI小部件,只是通过使用CSS3功能,在无需使用图像的情况下处理图形表示形式,比如渐变背景、圆角框和DOM元素的转换等效果,从而避免了性能下降的问题。ICanHaz是一个客户端的JavaScript模板引擎,是为了使用户界面与数据分离而产生的,它可以生成特定格式的文档。使用模板引擎可以提升开发者的工作效率,ICanHaz模板所拥有的良好设计也使得代码重用变得更加容易。
(2)无缝学习环境中微信公众号的集成设计
通过微信与平台的底层对接,学生在微信公众号中进入平台,即可完成身份识别及登录,无需输入用户名、密码,缩短了接入时间,符合碎片化学习的快速接入需求。用户可在微信公众号中浏览学习资源、参加教学活动,与移动App端共同作为移动学习平台的客户端,又与基于PC的网络教学平台结合起来,形成一个整体的无缝学习环境。
3.移动学习平台服务器端设计框架
从功能设计上,无缝学习环境中的网络教学平台和移动学习平台需要发挥各自的优势,突出自身的特点。移动学习平台支持的手机终端普及率高、使用便捷,则其设计的重点就是面向学生提供尽可能多的课程学习功能满足学生课内外学习的需要。
从技术实现上,移动版的设计考虑到版本升级以及与第三方应用对接的需求,一些基础功能如权限、日志、登录等进行了特别设计,以提高基础架构的通用性。针对移动设备多样性,以及版本变化等问题,在设计架构上考虑了适应性问题,期望解决服务器端程序针对不同类型客户端的自适应问题。与网络教学平台共享同一个数据库,以保证教师一次设计,能面向不同的终端。
从设计模式上,采用Struts1+Spring+Hibernate框架,以Ajax为基础,将大部分的显示逻辑封装在客户端,服务器端只负责业务处理和数据存取。这种方式大大简化了服务器端的开发复杂性,此外,面向不同类型的设备也能提供更好的适应性。客户端和服务器端之间的数据传送采用Http协议,客户端向服务器端发送Http请求,服务器端向客户端返回的数据采用Json格式。
4.无缝学习模式支撑环境的主要技术问题
网络教学平台与移动学习平台的无缝切换需要全面考虑到两个平台的特点,尤其是移动学习具有的移动性和个性化等特性(余胜泉,2003)。现有的基于PC的网络教学平台并不适合直接运行在移动设备上,为了能使无缝学习环境有效支持移动学习,使学习者可以根据自身需求,方便地在网络教学平台和移动教学平台之间切换,有几方面的问题需要解决。
(1)展示形式问题
由于网络教学平台是针对传统个人电脑的屏幕尺寸开发的,而移动设备屏幕较小,原来出现在同一页面上的导航界面和细节内容并不适合在较小的移动设备屏幕上一次展现出来,原有的文字过小,也不易在移动设备上阅读。
(2)操作习惯问题
网络教学平台在桌面上是使用鼠标和键盘进行操作的,鼠标定位相对精确,操作多样并且灵活,很多触发事件的触发区域相对较小,但在移动设备上大部分操作需要靠手指的触摸来完成,这就需要有足够大的触发区域来保证操作的正确性。
(3)学习资源问题
文件格式问题。网络教学平台对大部分的文件格式都兼容的很好,但移动设备对很多类型文件都有格式要求甚至对一些文件类型完全不支持,iOS系统上就不支持flash格式文件的播放。移动设备对音视频的编码方式也有严格要求,Android系统上打开Word或PDF等文件还需要第三方App的支持。
设备硬件问题。移动设备的硬件大多没有个人电脑那么强大,在桌面上执行的相对占用系统资源的操作在移动设备上可能就会严重影响设备运行的流畅性,对视频类的教学资源来说,过高的质量可能使得用户体验变差。
网络流量问题。网络教学平台大多是处在有线接入的网络状态下,并不需要过多的考虑流量问题,但移动设备的流量资费相对较高,这就需要充分考虑到限制成本的问题;移动设备的屏幕尺寸相对较小,并不需要过高质量的文件即可保证显示清晰度。
5.无缝学习模式支撑环境技术问题的处理策略
由于网络教学平台已经有大量的数据,重新为移动学习制作数据将会耗费大量的人力物力,为了实现与网络教学平台数据的共享,就必须将现有数据进行处理使其适合在移动设备上展示。原有的使用逻辑也需要根据移动设备的使用习惯重新设计。
(1)展示形式处理。由于屏幕尺寸相对较小并要考虑每个菜单要留有足够的触发空间,原有的“多级目录+内容”展示的方式并不适合在移动设备上的屏幕完整的展示出来,就需要针对移动设备挑选出4~5个最主要的菜单作为主菜单(如图4所示)。然后挑选出课程中最常用的教学活动作为副菜单,原有的“多级栏目+内容”的展示方式也需要修改为逐层进入的访问方式。
图4 PC端和移动端的展示形式处理
(2)操作习惯处理。移动设备的使用习惯与传统桌面的使用习惯已大不相同,传统的桌面是通过鼠标进行交互,而移动设备则是靠手指触摸进行交互的。原有的分页方式也需要在移动设备上变为上拉加载的方式。浏览器上的滚动条在App上已经消失,取而代之的是靠手指的纵向和横向滑动。传统桌面的输入方式以文本为主,比较单一,而App的输入方式多样,可方便使用图像、文字和语音作为输入来源。
(3)学习资源处理。学习资源处理包括图像、音视频、表格和文档等文件的处理。
图像处理。由于要考虑移动设备的流量问题,需要将图像压缩,使其既能保证在移动设备上显示的质量,又能占用较少的网络流量。由于网络教学平台展示的图片尺寸较大,当图片加载到移动设备前端时需要重新设置图片尺寸,使其适应手机屏幕的宽度(如图5所示)。
图5 PC端和移动端的图片处理
音视频处理。由于移动设备对音视频有特定的编码要求,因此需要将网络教学平台的音视频重新转码并压缩,通常将视频转码为H264的MP4格式,音频转码为MP3和WAV格式。与图片处理相同,音视频文件的处理也要充分考虑移动设备的网络流量问题,需要压缩音视频的大小,由于移动设备屏幕尺寸有限,因此不需要过高的质量同样能保证移动端的视频展示效果(如图6所示)。
图6 PC端和移动端的视频处理
表格处理。移动设备的屏幕远远小于桌面屏幕,网络教学平台的表格是按照桌面屏幕宽度设计的,可能大大超出了移动设备屏幕的宽度,因此需要对表格宽度进行处理,将宽度值设置为适应手机屏幕的宽度(如图7(a)(b))。但部分表格经过处理后仍不适合在移动设备上展示,这种情况就需要重新设计表格样式,兼顾移动设备的显示效果(如图7(c))。
图7 PC端和移动端的表格处理
文档处理。网络教学平台的文档有两种方式展现,一种是通过转换,可直接在浏览器中查看,还有一种是下载后在本地通过文档编辑器查看。移动设备处理文档的方式与桌面有很大不同,例如Office文档在Android系统中无法在App内部直接打开,需要借助第三方App例如Wps等打开,在iOS中可通过QLPreviewController打开(如图8所示)。
图8 PC和移动终端的文档处理
“清华教育在线”(THEOL)最早是基于PC的网络教学平台,已经有了广泛的应用,目前已有合作院校400多所,已建设课程70余万门,有庞大的用户群体。无缝学习模式支撑环境为“清华教育在线”加入了基于手机的移动学习平台,充分考虑已有课程资源在移动学习环境下的应用,实现多种学习终端的无缝切换。无缝学习模式支撑环境已投入到30多所院校当中,建设了课程10余万门,累积近70万用户,目前仍在不断完善和升级当中,如表3所示。
表3 无缝学习模式支撑环境在院校的总体应用统计
从无缝学习模式支撑环境软件在院校的实际应用中可以看出,学生从多种终端进行学习,移动学习已经成为学生的一种重要学习方式,如表4和表5所示,分别以石河子大学的“大学计算机基础”课程、青岛酒店管理职业技术学院的“思想道德修养与法律基础”课程和福建船政交通职业学院的“土建数学”课程为例,统计了学生访问课程的情况。PC端与移动端可无缝切换,引导学生使用移动端配合PC端进行学习,移动端的使用比例也在随着学生对移动学习认识的深入不断提高,如图9所示。
表4 院校实际应用总访问量统计
表5 院校实际应用移动端访问量统计
图9 无缝学习模式中移动学习应用比例
无缝学习模式支撑环境软件在院校的实际应用效果表明,其在支持无缝学习模式的三个技术要求上基本达到了预期,实现了在不同终端设备支持下,移动场景学习任务和固定场景学习任务之间的无缝切换;将基于PC的网络教学平台和基于手机的移动学习平台进行了有机的结合,实现了二者之间的无缝切换;实现了二者之间学习资源共享、以及学习过程与行为数据的同步;实现了与第三方移动应用(如微信公众号等)的无缝集成。
随着移动技术的迅猛发展和智能移动设备的普及,信息技术环境下的学习方式发生了重大变革,拓展了学习的机会和方便性,学习者可以在不同场景使用不同终端进行学习,然而目前关于无缝学习模式的研究尚不多见,支撑该模式技术环境的研究更少。本文提出了无缝学习模式支撑环境的概念框架与软件架构,并以“清华教育在线”(THEOL)为例,设计并开发了支撑无缝学习模式的软件系统,真正实现了基于PC的网络教学平台与基于手机的移动学习平台的无缝融合,并与主流第三方移动应用(如微信公众号等)无缝集成,能够让学习者在固定场景与移动场景之间无缝切换,既能满足学生系统化的长时间学习需求又能满足学生随时随地碎片化的学习需求。
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Research on Seamless Learning Model and the Application of Its Supporting Technical Arachitecture
Dong Yushuang,Liu Yingqun,Han Xibin
With the rapid development of mobile communications,intelligent devices,the cloud computing and the internet of things technologies,the concept of learning with the meaning of"everyone,everything,everytime,everywhere"is on the rise.The seamless learning model based on the flexibility of switchover between different learning devices and learning situations has attracted more and more attention.The seamlessly switchover and integrating of a variety of learning devices is the basis and the key point of the implementation of meaningful seamless learning.Tsinghua Educational Technology Institute proposed the conceptual framework and the technical architecture of the seamless learning model based on the theoretical analysis and practical exploration.Furthermore,the seamless learning system was developed and integrated into"Tsinghua Education Online"(THEOL)in order to support using the seamless learning model in the real learning process and hence to verify the effectiveness of the system.The results showed that:(1)The seamless learning model is related to the seamlessly switchover between fixed learning situations-supported terminal devices and mobile learning situations-supported terminal devices;(2)The PC-based online learning platform and the cellphone-based learning platform respectively support learning tasks in fixed learning situations and mobile learning situations.Building a seamless learning environment requires the organic integration of these two types of situations.In addition,the third-party mainstream mobile applications (such as the WeChat public number,etc.)also need to be integrated into that environment;(3)Seamlessly integration of the learning situations allows the learner to seamlessly switchover between PC platforms and mobile platforms,while sharing learning resources and synchronizing the learning process and learning behavior data;(4)Short-run teaching practice proved the effectiveness and feasibility of the seamless learning conceptual framework and its supporting software architecture.
Seamless Learning;Learning Mode;Learning Situation;Web-Based Learning Platform;Mobile Learning Platform
G434
A
1009-5195(2016)03-0070-10 doi10.3969/j.issn.1009-5195.2016.03.008
清华大学教育技术研究所“在线教育”研究团队的系列研究成果之一;国家社会科学基金“十二五”规划2012年度教育学一般课题“基于云计算的校际数字教育资源共享共建模式:教学组织形式和技术平台架构”(BCA120021)。
董玉双,博士,在站博士后;刘英群,博士;韩锡斌,博士,博士生导师,清华大学教育研究院(北京100084)。
2016-03-02责任编辑何苗