移动教育的发展和应用状况综述.docx
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移动教育的发展和应用状况综述
移动教育的发展和应用状况综述
移动教育的发展和应用状况综述
[摘要]上个世纪末,利用移动通信设备开展学习活动的研究开始兴起,短短几年时间,移动学习已经成为远程教育与数字化学习领域的一个研究热点。
本文首先论述了移动学习的概念及其定义,然后介绍国际上该领域的一些研究现状,最后指出移动学习研究中几个关键性问题。
追溯人类社会的发展,首先是一部知识和智慧经验积累的历史,也是一部人类学习的历史。
学习技术和方式经历了从简单到复杂、从低级到高级的发展阶段。
决定学习技术与方式的主要因素,一是媒体技术,从口头语言、文字语言、印刷材料、广播电视到计算机;第二是通信与传播技术,从口耳相传、文字记录、大众传媒、无线电广播通信到计算机网络通信。
这两种因素综合起来,使学习技术与方式从单一认知、学徒、班级集中学习、远程学习、计算机辅助学习发展为基于Internet的数字化学习。
随着移动通信技术与计算机技术的融合,出现了一种新型的学习技术与方式——移动学习和移动教育。
上个世纪末,利用移动通信设备开展学习活动的研究开始兴起,短短几年时间,移动学习已经成为远程教育与数字化学习领域中的一个研究热点。
一、移动教育的兴起
移动学习起源于远程学习研究得出的这么一条规则。
这一规则说:
不是技术本身具有适合教学的特性,使得远程教育和开放大学取得了成功,而是技术比较普遍地被大众拥有。
移动互联网带来的便利条件给网络教育注入新的活力,如何拓展网络教育的服务,使人们更好、更及时、更便利地访问网络、获取知识信息,给我们提出了新的要求。
为了解决和实现教育领域教学活动的“Anyone、Anytime、Anywhere、Anystyle”(4A),一个基于移动通信和互联网的解决方案破土而出,我们称之为移动教育(MobileE-learning)。
移动教育在远程网络教学的基础上,通过有效结合移动通信技术带给学习者随时随地学习的全新感受。
因此被认为是一种全新的教育模式,或者说是未来远程教育模式中不可缺少的一种教育模式。
二、移动学习与移动教育
国际远程教育权威基根博士2000年在上海作了《从D-Learning到E-Learning,从E-Learning到M-Learning》的报告,反响甚大。
基根博士在报告中指出:
“M-Learning的发展将使学生在D-Learning上更加自由。
只要能够实现其电话装置的无线通信连接,无论在飞机场,还是在他们选择的任何地方,都可以进行学习。
1.移动学习
移动学习是移动计算与数字化学习的结合,它包括随时、随地的学习资源,强大的搜索能力,丰富的交互性,对有效学习的强力支持和基于绩效的评价。
它是通过诸如掌上电脑、个人数字助理或移动电话等信息设备所进行的数字化学习。
正确理解移动学习的内涵应该从以下几个方面来把握:
首先,移动学习是在数字化学习的基础上发展起来的,是数字化学习的扩展,它有别于一般学习。
Sun公司的e-learning专家MichaelWenger针对移动学习提出了他独到的见解,他认为移动学习并不是什么新鲜事物,因为在传统学习中印刷课本同样能够很好的支持学习者随时随地进行学习,可以说课本在很早以前就已经成为支持移动学习的工具,而移动学习也一直就在我们的身边。
其次,移动学习除具备了数字化学习的所有特征之外,还有它独一无二的特性,即学习者不再被限制在电脑桌前,可以自由自在、随时随地进行不同目的、不同方式的学习。
学习环境是移动的,教师、研究人员、技术人员和学生都是移动的。
最后,从它的实现方式来看,移动学习实现的技术基础是移动计算技术和互联网技术,即移动互连技术。
移动学习实现的设备的特征:
可携带性,即设备形状小、重量轻,便于随身携带;无线性,即设备无需连线;移动性,指使用者在移动中也可以很好的使用。
目前支持移动学习的IA设备主要是指WAP蜂窝电话、PDA和混合设备(指混合了移动电话的语音功能和PDA的数据处理功能的设备)。
但是随着技术的不断发展,我们相信在不久的将来会出现更多类型的设备。
2.移动教育
移动教育是指依托目前比较成熟的无线移动网络、国际互联网以及多媒体技术,学生和教师使用移动设备(如手机等)通过移动教学服务器实现交互式教学活动。
一个实用的移动教育系统必须同时兼顾学生、教师和教育资源这三个方面,将他们通过该系统有机的结合起来。
移动教育具有不受时间、地点限制,以及个性化服务等优势,但同时也存在自己的缺点。
由于手持移动设备的硬件条件有限(无键盘、屏幕小等),图片等多媒体信息无法在其上显示,而这些信息对于学习理解知识往往是必不可少的。
移动教育作为网络教育的扩展,有其自己的特色和优势,但同时也面临着挑战。
总之,移动教育和移动学习是两个相互紧密联系的概念,移动教育是一个广义概念,而移动学习是这个概念的具体应用形式。
三、移动学习的特点
1.简化了传统教育方式对师资、费用、教育环境等稀缺资源的需求;
2.结合新经济时代网络的优势,以多媒体和网络社区的形式呈现;
3.学习者利用“零碎”的时间进行学习,提高了时间的利用率;
4.学习者可以自由自在、随时随地进行不同目的、不同方式的学习,提高了学习者的学习积极性,增加了学习群体的自由组合;
5.移动学习将改变传统教学中教师的作用和师生之间的关系,从而根本改变教学结构和教育本质;
6.移动学习拓宽了接受教育的对象。
现代社会是一个终身学习的社会,不仅是围墙,固定的学习方式也阻碍了教育的获得机会,而移动的模式将教育理念和技术无缝连接起来,无时无处不在学习,并且处于开放状态中,学习不再是学生的专利,“三人行,必有我师”或许就将在移动教育体系中实现;
7.移动学习有利于构建终身学习体系,提高全民素质。
四、移动学习国际国内的研究现状
(一)国内研究和应用现状
我国对移动学习的研究实践始于四五年前,主要是在教育部的策划下开展,与欧美等国家相比,研究水平还比较低,规模还比较小。
虽然如此,我们还是取得了一些成绩。
1.教育部高教司试点项目:
移动教育理论与实践
这个项目由国内第一个移动教育实验室北京大学现代教育中心教育实验室承担研究,项目持续四年,从2002年1月到2005年12月。
其研究分为四个阶段,开发了三个版本的移动教育平台:
①基于GSM网络和移动设备的移动教育平台。
该阶段主要利用短信进行,重点是解决信息交换,实现了基于SMS的移动网和互联网共享。
②基于GPRS的移动教育平台。
该平台主要是针对GPRS数据服务,开发适合多种设备的教育资源,使得GPRS手机、PDA和PC可以浏览同一种资源。
③基于本体的教育资源制作、发布与浏览平台。
该平台主要是提高教育资源和教育服务的开发规范、动态扩充、可定制性,并为教育语义Web打下了基础。
④教育语义网络平台。
该平台主要利用语义Web技术提高教育服务平台的智能性,利用语义Web以及本体技术建立多功能的教育服务平台。
2.教育部“移动教育”项目
参与该项目的高校有三所,分别是北京大学、清华大学和北京师范大学。
其核心内容有两个:
一是建立“移动教育”信息网,利用中国移动的短信息平台和GPRS平台向广大师生提供信息服务,同时让师生能够享用更加优质优惠的移动电话服务;二是建立“移动教育”服务站体系,在各主要大学建立“移动教育”服务站,为参与“移动教育”项目的用户提供各种服务。
3.多媒体移动教学网络系统CALUMET
多媒体移动教学网络系统CALUMET(ComputerAidedLearning(CAL)UniteMultimediaEducationTechnology(MET))是由南京大学和日本松下通信工业公司以及SCC公司进行的一个多媒体移动教学的实验研究。
实验从1999年4月开始,到2000年4月结束第一阶段工作,即试验使用和功能完善阶段;2000年5月进入第二阶段,即正式使用阶段。
另外,我国的一些网络公司,如网易、新浪等公司也在积极参与和实现移动短信和移动学习服务,如天气预报、移动上网、移动电视等服务。
相信随着移动学习技术的成熟和人们学习需求的多样性,我国的移动学习会在各个行业呈现上升的趋势。
(二)国外研究和应用现状
目前,M-learning在国外的研究主要集中在欧洲和北美的部分经济发达国家,开始较早的一些研究已经进行了三四年的时间。
从研究目的来分主要有两类,一类是由教育机构发起,他们立足于学校教育,试图通过新技术来改善教学和管理;另一类则由E-learning提供商发起,他们力求借鉴E-learning的经验,把M-learning推向市场,更多的用于企业培训。
(1)斯坦福大学学习实验室(SLL)的研究
斯坦福大学在学校的语言教学中使用移动电话,是该实验室一个极富创新意义的研究项目。
他们认为蜂窝电话、掌上电脑、无线Web帮助我们收发电子邮件、进行股票交易并保持联系,它们也应该能帮助我们让学习填满每一天的“碎片”时间。
2001年,SLL开发了一个移动学习的初始模式,选择以外语学习作为移动教育的课程内容,让用户练习生词、做小测验、查阅单词和短语的译文、与现场教师实时交流并将单词存储到笔记本中。
并初步假定,移动设备能在一个安全、可信、个性化以及即时需求的环境中提供复习、练习的学习机会。
(2)欧盟m-learning项目
由英国、瑞典和意大利三个国家的五个组织LSDA、CTAD、Ultralab、LecandoAB和CRMPA组成,其目标为通过使用移动通信技术使处于社会边缘的青年人重新获得学习和受教育的机会,该项目所开发的一个基于J2EE体系结构的学习管理系统,能够支持自适应学习,学习内容以HTML的网页形式呈现,学习者通过Web浏览器浏览。
(3)Berkeley在2000年针对一些中学生做了使用手机的教育实验。
(4)北阿尔博特技术学院(NAIT)和多伦多Seneca学院成功将无线技术应用于会计专业学生的日常学习中。
(5)非洲农村的移动学习
非洲农村的移动学习,既是一个项目,也是南非普里多利亚大学领导的一个正常的研究生教育计划。
农村学生通过这个计划学习教育学士学位课程、高级教育证书课程和特殊需求的课程。
这个项目的最大特点就是参加学习的学生没有PDA,也没有E-mail和其他数字化学习设施,他们中99%的人拥有的工具就是移动电话。
移动电话在整个教学过程中起到以下作用:
①作为教务管理的通用支持和激励支持批量发送事先设计的短信给所有相关的学生;②为具体的教育支持从数据库中向特定学生群发送定制的学习短信;③为具体的教务支持从数据库中向特定的学生发送群体甚至个人定制短信。
(6)欧盟IST计划开展移动学习研究
2001年春,“欧盟IST计划”资助并正式开展移动学习研究。
Ericsson、Nokia、Insite、TelenorMobil、ITFornebuKnowation及英、美、德等国的诸多大学参与了此项目。
在该项目中,ITFornebuKnowation的ToveKristiansen博士在其研究报告中详述了利用手机实现移动教育的爱立信课程《3G应用导论》,学习本课程的18位学员均为TelenorMobil员工,他们每人一部爱立信R380WAP移动电话,供学习之用。
这种手机具有预订服务、复现、测试、课程评估等功能,并内设意见箱。
学习者深切感受到,WAP移动电话是他们学习该课程的一种积极有效的辅助手段。
最令他们赞赏的是晚上回到家可进行有效的复习;测试反馈及时;可随时随地随心所欲进行学习。
五、移动学习研究中的关键性问题
综合上述研究及其阶段性成果,移动学习已经成为全球移动通信运营商和移动设备供应商开拓市场的重要应用研究课题,一些教育机构也积极与著名移动通信运营商和移动设备供应商合作开展移动学习的研究。
前者的研究注重移动学习技术实现的可行性问题,为将来基于成熟移动通信网络和移动通信设备的移动应用服务市场推广做准备;后者的研究注重教育性与科学性,重视从学习者的角度研究移动学习的优势与不足。
这个阶段的研究揭开了移动学习研究序幕,解决了移动学习技术可行性问题,指出了移动学习的优势在于学习的灵活、便捷以及“随时随地”学习,而其不足在于设备屏幕尺寸小、网络带宽低、学习资源仅限于文本与简单图片等。
下一个阶段的研究将关注以下五个方面的问题:
1.移动学习系统相关技术研究
移动学习是移动计算技术在教育中的应用。
移动计算是一个涉及无线通信、计算机网络、分布式计算、计算机软件等相关领域的交叉学科。
移动计算技术主要包括无线网络技术、无线信息设备技术、移动设备系统软件与移动应用软件开发等。
无线网络技术包括无线个人网络、无线局域网络、无线广域网络和卫星网络;无线信息设备包括笔记本电脑、PDA、移动电话等。
无线信息设备多样,操作系统也是由各生产厂家设计与开发,这样阻碍了基于无线信息设备进行应用开发工作。
这些问题都是亟待解决的。
2.移动学习终端的软件开发研究
当前,无线信息设备多样,如笔记本电脑、PDA、移动电话等。
不同设备性能不同,需要设计不同的操作系统和中间件。
所以,不同移动学习终端的软件由不同生产厂家设计与开发,涉及技术不同、开发平台迥异,这使得基于无线信息设备进行程序开发的相对困难。
3.移动学习课程开发研究
移动学习有学习便捷性、教学个性化、交互丰富性、情境相关性等特点。
如何根据这些特点开发出适合移动学习的课程是一个亟待研究的课题。
如小屏幕尺寸对课程内容呈现的界面设计的限制,语音输入与识别技术的实现对语言教学课程评价设计的影响等。
4.移动学习教学模式研究
移动学习作为一种新型的学习方式,如何与传统学习方式结合,提高学习绩效也是需要重点研究的问题。
移动学习不能作为一种独立的学习方式用于系统的课程学习,它需要与其他(如课堂学习、网络学习、野外考察等)学习方式进行组合,以应用于传统学校教育和远程教育之中。
5.移动学习系统的标准化研究
移动学习是数字化学习的一种延伸,因此,移动学习系统是数字化学习系统的一个重要组成部分。
当前,我国教育信息化技术标准研制工作正在进行并已经陆续颁布了一些标准,但都没有将移动学习系统的标准化研究纳入教育信息化技术标准体系之内,这无疑将影响移动学习的发展。
上述五个方面的问题是当前影响移动学习发展的关键因素,所幸正如上个世纪70年代桌面电脑在教育中的应用研究一样,微软已经开始将PDA操作系统设计作为一个新的产品进行推广,而它推出的.net开发平台也已经把移动应用开发纳入其中。
SUN公司也推出了基于J2ME的移动应用开发解决方案。
随着上述五个方面问题的解决,移动学习将成为人们在信息社会进行数字化学习的普遍形式。
六、移动教育的基本形式及主要功能
移动教育根据使用通信协议的不同,分为基于短信息的移动教育和基于浏览、连接的移动教育两种形式。
(一)基于短消息的移动教育
通过短消息可在用户间实现有限字符的通信,也可实现用户与互联网服务器之间的有限字符传送。
利用这一特点可实现用户通过无线移动网络与互联网之间的通信,进而实现对教育服务器的访问,并完成一定的教学活动。
具体功能如下:
1.学校对教师的教学活动通知;
2.教师对学生的教学活动通知;
3.学生对教师提出问题;
4.教师对学生的问题浏览以及答疑;
5.学生对考试分数的查询
总之,通过短消息可实现学生和学生之间、学生和教师之间、学生和教学服务器之间以及教师和服务器之间的字符通信,这样的教学活动不再受时间、地点和场所的限制,真正做到“Everywhere,Everytime”学习。
(二)基于浏览、连接的移动教育
移动用户使用无线终端,经过电信的网关后可接入互联网,访问我们的教学服务器,并进行浏览、查询,实时交互,类似于普通的互联网用户。
对于短消息通信来说,其数据的通信是间断的,不能实时连接,因而不能利用该种通信实现手机对网站的浏览,很难实现多媒体资源的传输和显示。
但是,随着通信芯片和DSP(DigitalSignalProcessor)性能的提高,移动通信协议将得到很大改进,通信的速度也会大大提高。
目前很多手机厂商正在或已经开发能支持浏览器的高档手机,如WAP手机、iMODE手机、GPRS手机等都支持浏览器,但由于目前通信速度较低,其应用尚未成熟,目前的类似产品并没有取得成功。
但随着3G通信协议的推出,面向浏览器的移动设备将会很快得到推广,此时的移动教育在方便性以及服务质量上都将会发生空前变化:
教学活动将不受时间、空间和地域的限制,并将得到高质量的保证。
但是,教育平台从微机到手机的转变也会带来一系列的问题:
a)通信收费问题。
面向连接的协议将允许长时间连接,按时收费将非常昂贵,目前很多厂商建议按流量收费。
b)格式转换问题。
手机屏幕与微机屏幕具有非常大的差距,其显示格式应该根据手机屏幕的大小而相应改变。
目前所采取的手段是规定一种面向手机的标记语言(WML),同时开发一组HTML与WML之间的相互转换的中间件。
当利用手机浏览WEB网页时,中间件将HTML文件转换成WML文件,然后传输给手机显示。
c)开发基于手机的教育软件。
由于很多微机软件是基于微机屏幕的,因而在移植到手机上时,都要对于显示程序进行适当的修改。
(三)基于GPRS和IEEE802.11无线协议的应用
GPRS即“通用分组无线业务”(GeneralPacketRadioService)的英文简称,是在现有GSM网络上开通的一种新的分组数据传输技术。
相对于原来GSM以拨号接入的电路数据传送方式,GPRS具有永远在线、自如切换、高速传输等优点,而且可以方便的接入访问Internet。
市场上的许多高端手机都提供基于GPRS的各种服务功能,如WWW方式浏览网页、MSN网上聊天、收发电子邮件等。
北京大学开发的移动网络教学原型系统,是一个较完整的教学活动支持平台,用户使用GPRS手机或PDA等设备访问本系统。
系统可以识别访问设备类型,并获取必要的终端硬软件信息,然后经过系统分析处理,呈现出相适应的课程资源内容。
通过这个系统,学生和老师可以方便及时地进入课程论坛,讨论查看相关信息。
某些高档手机或PDA还可以在线浏览PPT、Word等格式的课件。
七、移动教育的基本构架
移动教育(MobileEducation)是指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,学生和教师通过使用移动设备(如手机等)来更为方便灵活地实现交互式教学活动。
移动教育系统主要由四部分组成:
国际互联网、移动教育网、移动台和教学服务器。
移动教育网:
该网络是整个移动网络的一部分,由多个基站组成,用来发射或接收来自移动台以及互联网的信息,并通过空中接口将移动台与互联网实现无缝连接。
国际互联网:
该网络即我们通常说的Internet,该网络是教育资源的有效载体。
目前互联网技术已经非常成熟,与互联网连接的客户可方便地进行信息交换,并可访问互联网上的丰富资源。
教学服务器:
该服务器与互联网相连,存放丰富的教学资源以及相应的服务程序。
移动平台:
移动设备,如手机等。
目前一般指二代手机,即由通信硬件与SIM卡组成。
通信硬件完成信号的接收以及协议识别,SIM卡保存用户的标志。
对于该类设备来说,其内置的操作系统是封闭的,不具有扩充软件的功能。
另外,许多公司正在研究或推出具有PDA功能的高档手机,该设备集成了通常手机和PDA的功能,其PDA部分具有一定的开放性,可在一定程度上扩充软件。
由于二代手机的通信速度较低,不具有面向连接的通信协议,一般只能通过短信息的形式通过移动网与Internet通信。
八、移动教育的实现技术
移动教育主要是利用移动设备和移动通信网,从而方便地访问互联网上的教育资源。
目前移动通信协议主要有两种形式:
一种是面向短消息的,属于非实时连接;另一种是面向连接的,实现实时通信。
以下是与此相关的技术概念。
1.移动互联网
移动互联网是将有线互联网移动通信网(无线连接,包括GSM等无线网络)集成在一起的网络,它主要包括有线互联网、无线连接和灵便终端。
有线互联网即INTERNET;无线连接是由无线模块组成的网络(包括集中式和非集中式控制的无线网络);灵便终端指具有终端处理能力的便于携带的终端设备,包括手机PDA以及具有无线模块的便携式电脑等。
与有线互联网相比,移动互联网的重要优点是弥补了有线互连不能移动的缺点(设备移动时必须断开)。
因此,该种网络可实现移动中数据交互、实时连接,为移动教育提供了网络支持。
2.基于互联网的短消息种类及网络结构
GSM网络除了提供话音服务外,还提供面向字符的短消息服务。
SMS占用通道的时间短,费用低,支持两个GSM用户方便地进行点对点通信。
目前众多的短消息服务厂商几乎都与国际互联网相结合而形成统一的短消息服务网络,为用户提供各种信息服务。
短消息的发展分为三个阶段:
SMS、EMS、MMS.
SMS(短消息业务)
SMS的内容可以是文本、数字或二进制非文本数据(用于铃声或logo等)。
EMS(增强消息业务)
EMS能够将简单音调、图片、声音、动画、文本集成到一起,然后在EMS手机上显示,EMS是SMS的增强版本,无须对基础网络进行升级,而且实施EMS对现有的短消息中心几乎没有任何影响。
MMS(多媒体消息业务)
MMS可以说是消息技术极限。
通过MMS,手机可以收发多媒体消息,包括文本、声音、图像、视频等,MMS支持手机贺卡、手机图片、手机屏保、手机地图、商业卡片、卡通、交互式视频等多媒体业务。
3.数据通信协议的种类
对于短消息通信来说,其数据的通信是间断的,不能实时连接,因而不能利用该种通信实现手机对网站的浏览,很难实现多媒体资源的传输和显示,但是随着通信芯片和DSP性能的提高,移动通信协议将得到很大改进,通信的速度也会大大提高。
WAP即无线应用协议,是移动通信设备实现接入Internet的一组通信协议。
WAP实现了移动通信系统和数据通信系统的结合,符合通信领域、移动通信发展的需求,它使移动用户可以不受网络种类、网络结构、运营商的承载业务以及终端设备的限制,充分利用自己的手机,随时随地接入互连网和企业内部网。
当前国际、国内流行的一些无线接入技术有:
GSM接入技术、CDMA接入技术、GPRS接入技术、CDPD接入技术、固定无线宽带接入技术、DBS卫星接入技术、蓝牙技术、HomeRF技术、WCDMA技术、3G通信技术、无线局域网、无线光系统。
九、移动教育的应用实例
移动教育系统并不是脱离现有远程教育系统的独立系统,相反,他需要依赖现有远程教育系统内丰富的教育资源来完成自身的教育功能。
作为移动教育系统中的一员,移动英语教学系统也是如此。
目前,已经应用于实践的移动英语教学系统基本遵循以下的构建框架和教学模式。
1.移动英语教学系统的硬件构成
移动英语教学系统基本由五部分组成:
教育资源平台:
该平台主要由英语教学资源数据库、出口服务器等设备构成,负责存储相关的教育资源、提供教育教学信息,是移动教育系统中所有信息的源头。
Internet网络:
该网络是教育资源的有效载体,是连接教育资源平台和移动接口网关的纽带。
移动接口平台:
该平台由移动短信网关、WAP业务网关等设备构成,主要功能是接受、记录来自学习者的需求信息,以及完成教育资源信息与移动通信信息的格式转换。
移动通信网络:
该网络由光纤、基站、发射塔等移动通信骨干网设备构成,主要功能是完成移动教育信息的传递工作。
移动学习设备:
只指学习者持有的移动设备,如手机、PDA、移动计算机等。
主要功能是接收来自移动通信网的有关教育资源
2.移动英语教学系统的软件构成
对应用于移动英语教学系统各部分的功能,他的软件构成基本上可以分为两大类:
资源管理软件和传输管理软件。
前者主要由数据库管理软件、服务器支持软件等构成,完成教学信息的采集、归纳、管理等工作。
后者除必须遵守inernet的http协议外,还需要满足SMPP(中国移动)、SGIP(中
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