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移動教育---現(xiàn)代教育技術(shù)的一個新方向 摘要: 本文通過將移動通信技術(shù)和現(xiàn)代教育相結(jié)合引入了移動教育的概念并根據(jù)不同類
型的移動通信協(xié)議分別討論了在教育活動中的不同應(yīng)用技術(shù)包括基于短信息的移動教育和 面向連接的移動教育以及存在的問題并根據(jù)移動通信的發(fā)展對移動教育提出了展望最 后通過單機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了移動教育中的基本功能對該功能的測試結(jié)果說明移動教育是可行 的,應(yīng)用前景廣闊 關(guān)鍵詞 移動通信 現(xiàn)代教育 移動臺 移動教育 1. 引言
提高教育質(zhì)量和擴(kuò)大教育規(guī)模是教育的兩大任務(wù)多出人才出好人才始終是教育的重 要目標(biāo)如何利用當(dāng)前最先進(jìn)的信息技術(shù)來實(shí)現(xiàn)教育的目標(biāo)是當(dāng)代教育工作者的重要責(zé)任 教學(xué)過程的四個基本要素[1]--教師學(xué)生教學(xué)內(nèi)容教學(xué)媒體應(yīng)有機(jī)地結(jié)合起來才能完 成教學(xué)目標(biāo)教學(xué)模式:是指在一定的教育思想教學(xué)理論和學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)下在某種環(huán) 境中展開的教學(xué)活動進(jìn)程的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形式無論是怎樣的教學(xué)模式媒體都起著重要的作用 幾千年延續(xù)下來的粉筆黑板的教學(xué)方式之所以得以生存是因?yàn)橐郧翱茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步 并未能引起教學(xué)媒體的變化而從遠(yuǎn)程教學(xué)的演變過程來看經(jīng)歷了單純的郵寄函授到廣播 函授以及電視函授從函授到電視直播從以衛(wèi)星電視為介質(zhì)發(fā)展到以網(wǎng)絡(luò)多媒體為介質(zhì)的 過程從中可以清楚地看到,媒體的發(fā)展使得教育者和被教育者之間的活動從同步發(fā)展到異 步逐漸擺脫了時間地點(diǎn)和空間的限制目前知識爆炸教育的內(nèi)容日新月異終身教育 已成為現(xiàn)代社會的需要教學(xué)的規(guī)模和效率亟待擴(kuò)大應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)來提高教學(xué)質(zhì)量和 擴(kuò)大教學(xué)規(guī)模是當(dāng)前教育的重要目標(biāo)對于終身教育來說傳統(tǒng)課堂之外的學(xué)生人數(shù)大大增 加這些人沒有規(guī)定的學(xué)習(xí)地點(diǎn)和時間甚至工作場所也不固定例如銷售人員另外 對于在校生來說其放假或者外出也希望隨時取得與學(xué)校的聯(lián)系這些在當(dāng)前的教育手段下 實(shí)現(xiàn)起來較為困難 針對以上問題,本文系統(tǒng)討論利用移動通信和互聯(lián)網(wǎng)的解決方案,我們稱之為移動教育 Mobile Education 簡稱ME 移動教育作為一種可以廣泛使用的教學(xué)手段在國外也很 少見Berkeley 在2000 年只是針對一些中學(xué)生做了使用手機(jī)的教育實(shí)驗(yàn)[2] [3]簡單討論了 在虛擬大學(xué)中的移動應(yīng)用隨著無線移動設(shè)備費(fèi)用的降低其普及率在迅速增加尤其在我 國更是如此而且移動通信[4]和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展給移動設(shè)備的通信帶寬和計(jì)算能力提 供了廣闊的發(fā)展空間在這樣的背景下移動教育通過將移動通信與教育相結(jié)合充分運(yùn)用 現(xiàn)代科技發(fā)展的新成果將發(fā)揮巨大作用 -2- 2. 移動教育系統(tǒng)的基本構(gòu)架 移動教育(Mobile Education)是指依托目前比較成熟的無線移動網(wǎng)絡(luò)國際互連網(wǎng)[5]以及 多媒體技術(shù)學(xué)生和教師通過使用移動設(shè)備如手機(jī)等來更為方便靈活地實(shí)現(xiàn)交互式教學(xué) 活動其基本構(gòu)架如圖1 所示從圖中可以看到移動教育系統(tǒng)主要由四部分組成國際互 聯(lián)網(wǎng)移動教育網(wǎng)移動臺和教學(xué)服務(wù)器 移動教育網(wǎng)該網(wǎng)絡(luò)是整個移動網(wǎng)絡(luò)的一部分由多個基站組成用來發(fā)射或接收來自 移動臺以及互聯(lián)網(wǎng)的信息并通過空中接口將移動臺與互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)無縫連接 國際互聯(lián)網(wǎng)該網(wǎng)絡(luò)即我們通常說的Internet 該網(wǎng)絡(luò)是教育資源的有效載體目前互 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)非常成熟與互聯(lián)網(wǎng)連接的客戶可方便地進(jìn)行信息交換并可訪問互聯(lián)網(wǎng)上的 豐富資源 教學(xué)服務(wù)器該服務(wù)器與互聯(lián)網(wǎng)相連存放豐富的教學(xué)資源以及相應(yīng)的服務(wù)程序 移動臺移動設(shè)備如手機(jī)等目前一般指二代手機(jī)即由通信硬件與SIM 卡組成通 信硬件完成信號的接收以及協(xié)議識別SIM 卡保存用戶的標(biāo)志對于該類設(shè)備來說其內(nèi)置 的操作系統(tǒng)是封閉的不具有擴(kuò)充軟件的功能另外許多公司正在研究或推出具有PDA 功能的高檔手機(jī)該設(shè)備集成了通常手機(jī)和PDA 的功能其PDA 部分具有一定的開放性 可在一定程度上擴(kuò)充軟件由于二代手機(jī)的通信速度較低不具有面向連接的通信協(xié)議一 般只能通過短信息的形式通過移動網(wǎng)與Internet 通信 從移動教育系統(tǒng)的構(gòu)成來看其國際互聯(lián)網(wǎng)和教學(xué)服務(wù)器是教育資源的主要載體而移 動臺和移動教育網(wǎng)則是連接用戶和互連網(wǎng)的主要媒介正是這種媒介才使得移動教育系統(tǒng)獨(dú) 具魅力同時隨著移動通信技術(shù)的迅速發(fā)展移動教育系統(tǒng)將給使用者提供更方便的服務(wù) 目前國際上眾多移動廠商正在研發(fā)第三代移動通信協(xié)議諾基亞愛立信等都在試圖推出三 代通信產(chǎn)品一般認(rèn)為到2005 年左右第三代通信產(chǎn)品將趨于成熟此時移動通信的速 度將大大增強(qiáng)我們使用手機(jī)就可以瀏覽web 網(wǎng)頁此時的移動教育系統(tǒng)也會提高到新的 水平 3. 移動教育的基本形式 移動教育的目的是利用移動設(shè)備和移動通信網(wǎng)方便地訪問互聯(lián)網(wǎng)上的教育資源[6] 這 種資源訪問的形式是受移動設(shè)備與移動通信網(wǎng)之間以及移動通信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)之間的通信協(xié) 圖1 移動教育硬件環(huán)境 移動臺(教學(xué)軟件) -3- 議制約的目前移動通信協(xié)議主要有兩種形式一種是面向短消息的另一種是面向連接的 實(shí)現(xiàn)實(shí)時通信. (1) 基于短消息的移動教育 l 基于互聯(lián)網(wǎng)的短消息網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) GSM(Global System for Mobile Communication)網(wǎng)絡(luò)除了提供話音服務(wù)外還提供面 向字符的短消息服務(wù)Short Message Service SMS 占用通道的時間短費(fèi)用小可使得兩 個GSM 用戶方便地進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通信由于互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的時間較長而且已經(jīng)具有大量的支 持軟件并形成了豐富的資源因此目前眾多的短消息服務(wù)廠商幾乎都與國際互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合 而形成統(tǒng)一的短消息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)圖2 是中國移動通信集團(tuán)短消息網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)其中的簡寫短 語意義如下 SMPP Short Message Peer to Peer 短消息點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議 CMPP China Mobile Peer to Peer 中國移動點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議 ISMG Internet Short Message Gateway 互聯(lián)網(wǎng)短消息網(wǎng)關(guān) l 基于短消息的移動教育 通過短消息可在用戶間實(shí)現(xiàn)有限字符的通信也可實(shí)現(xiàn)用戶與互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器之間的有 限字符傳送利用這一特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)用戶通過無線移動網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)之間的通信進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對 教育服務(wù)器的訪問并完成一定的教學(xué)活動具體功能如下 a 學(xué)校對教師的教學(xué)活動通知 b 教師對學(xué)生的教學(xué)活動通知 c 學(xué)生對教師提出問題 d 教師對學(xué)生的問題瀏覽以及答疑 e 學(xué)生對考試分?jǐn)?shù)的查詢 總之通過短消息可實(shí)現(xiàn)學(xué)生和學(xué)生之間學(xué)生和教師之間學(xué)生和教學(xué)服務(wù)器之間 以及教師和服務(wù)器之間的字符通信這樣的教學(xué)活動不再受時間地點(diǎn)和場所的限制真正 做到everywhere everytime 學(xué)習(xí) 但是要想更好地實(shí)現(xiàn)移動教育還需要解決以下問題 短訊 中心 防火墻 SMPP TCP/X.25 短訊 中心 防火墻 SMPP TCP/X.25 INTERNET ISMG 維護(hù)管理中心 ICP WWW Server ICP WWW Server CMPP TCP/IP CMPP TCP/IP CMPP CMPP SMPP SMPP TCP/IP 圖2 中國移動通信短消息傳輸網(wǎng)絡(luò) -4- a 教學(xué)服務(wù)器的軟件系統(tǒng)要增加移動接口 b 需要專門設(shè)計(jì)并編寫面向短消息的服務(wù)軟件 c 手機(jī)方應(yīng)該提供教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)的操作菜單 前兩者是屬于服務(wù)器端的軟件用戶可以修改完成但對于c 來說涉及到手機(jī)系統(tǒng) 的軟件由于目前的手機(jī)是封閉的系統(tǒng)其系統(tǒng)軟件是在出廠時確定的因而很難改變因 此對于目前的手機(jī)來說可能的基于短消息的移動教育方案是教育系統(tǒng)自行規(guī)定一組操作 用戶可利用短消息將操作命令發(fā)給教學(xué)服務(wù)器教學(xué)服務(wù)器再根據(jù)收到的命令執(zhí)行相應(yīng)的操 作 (2) 基于連接的移動教育 對于短消息通信來說其數(shù)據(jù)的通信是間斷的不能實(shí)時連接因而不能利用該種通信 實(shí)現(xiàn)手機(jī)對網(wǎng)站的瀏覽很難實(shí)現(xiàn)多媒體資源的傳輸和顯示但是隨著通信芯片和 DSP(Digital Signal Processor) 性能的提高移動通信協(xié)議將得到很大改進(jìn)通信的速度也會 大大提高目前很多手機(jī)廠商正在或已經(jīng)開發(fā)能支持瀏覽器的高檔手機(jī)如WAP 手機(jī) iMODE 手機(jī)GPRS 手機(jī)等都支持瀏覽器但由于目前通信速度較低其應(yīng)用尚未成熟 目前的類似產(chǎn)品并沒有取得成功但隨著3G 通信協(xié)議的推出面向?yàn)g覽器的移動設(shè)備將會 很快得到推廣此時的移動教育在方便性以及服務(wù)質(zhì)量上都將會發(fā)生空前變化教學(xué)活動將 不受時間空間和地域的限制并將得到高質(zhì)量的保證但是教育平臺從微機(jī)到手機(jī)的轉(zhuǎn) 變也會帶來一系列的問題 a 通信收費(fèi)問題面向連接的協(xié)議將允許長時間連接按時收費(fèi)將非常昂貴目前很 多廠商建議按流量收費(fèi) b 格式轉(zhuǎn)換問題手機(jī)屏幕與微機(jī)屏幕具有非常大的差距其顯示格式應(yīng)該根據(jù)手機(jī) 屏幕的大小而相應(yīng)改變目前所采取的手段是規(guī)定一種面向手機(jī)的標(biāo)記語言 WML 同時開發(fā)一組HTML 與WML 之間的相互轉(zhuǎn)換的中間件當(dāng)利用手機(jī)瀏 覽WEB 網(wǎng)頁時中間件將HTML 文件轉(zhuǎn)換成WML 文件然后傳輸給手機(jī)顯示 c 開發(fā)基于手機(jī)的教育軟件由于很多微機(jī)軟件是基于微機(jī)屏幕的因而在移植到手 機(jī)上時都要對于顯示程序進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?br>從上面的分析可以看出不同形式的移動教育各具特點(diǎn)作為移動教育的研究者來說 應(yīng)該充分利用各種實(shí)現(xiàn)形式的優(yōu)點(diǎn)共同完成對教學(xué)活動的支持 4. 一個移動教育的實(shí)例—設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 4.1 移動教育試點(diǎn)---CETA 網(wǎng)站的建設(shè)計(jì)劃 CETA 是全國高等學(xué)校教育技術(shù)協(xié)作委員會的網(wǎng)站, 面向全國1000 多所普通高等學(xué)校 1000 多所成人高等學(xué)校和1000 多所民辦高等教育機(jī)構(gòu)是教育部推廣應(yīng)用教育技術(shù)推動 我國高等學(xué)校教學(xué)方法教學(xué)手段改革的重要途徑之一該網(wǎng)站的功能定為發(fā)布信息交流 研討協(xié)同管理等網(wǎng)站內(nèi)容涉及國家有關(guān)教育技術(shù)的方針政策會議情況重大活動研 究與應(yīng)用的發(fā)展動態(tài)還有全國各類教育技術(shù)組織機(jī)構(gòu)專家研究與開發(fā)項(xiàng)目成果數(shù)據(jù)庫 為了更有效地發(fā)揮該網(wǎng)站的作用,更及時更迅速地為眾多高校服務(wù),我們擬在有關(guān)單位 的資助下對其進(jìn)行大幅度改造,建成國內(nèi)外先進(jìn)的移動教育網(wǎng)站作為試點(diǎn)該網(wǎng)站可開辟 移動教育的先例推動中國現(xiàn)代教育的發(fā)展該網(wǎng)站在原來基礎(chǔ)上增加的移動業(yè)務(wù)如下: 1) 在設(shè)計(jì)時增加了移動通信結(jié)構(gòu),移動通信協(xié)議采用中國移動通信信息資源站實(shí)體與互聯(lián) 網(wǎng)短消息網(wǎng)關(guān)接口協(xié)議v1.2. 2) 主要功能描述; -5- 1 新聞 a 新聞自動更新自動排序自動整理;對特殊用戶實(shí)行定制自動發(fā)送新聞 b 會議消息自動更新自動排序自動整理對部分教師實(shí)行定制自動發(fā)送 c 新聞的檢索: 要求可以通過手機(jī)查詢某個日期或某個相關(guān)詞而找出相應(yīng)的新聞和會議消息 2 網(wǎng)絡(luò)會議 a 會議的異步交互和實(shí)時交互同時存在 b 參加會議的會員的管理登錄和檢查 c 會議中聲音和圖象的使用 d 會議中的文檔的收集和整理 e 對會議中的結(jié)論和建議實(shí)現(xiàn)定制發(fā)送給部分用戶 3 網(wǎng)絡(luò)BBS a BBS 用戶的管理初期進(jìn)行自由登錄任何人都可以先登記再發(fā)表文章一段時 間后再對用戶進(jìn)行限制 b BBS 消息的整理選版主 c 用戶通過手機(jī)可查詢BBS 的標(biāo)題和內(nèi)容 d 用戶可用手機(jī)發(fā)表文章 4 電子會刊 a 進(jìn)入電子會刊要能夠非常方便的瀏覽各期會刊 B 會刊要做成電子刊物要求可以上載文章文章送交審批后交給編輯編輯可非常 方便地組織文章成刊發(fā)布文章和刊物的資料要及時保存不用的文章要反饋給作者 e 由于現(xiàn)在電子會刊中的內(nèi)容暫時是內(nèi)部通訊以后再把它挪到新聞中去 f 支持注冊用戶利用手機(jī)瀏覽已發(fā)表文章的題目 5 資源 a 其中包括5 類內(nèi)容 教材書本 課件目錄級 電子出版物 項(xiàng)目已成功 教育部文檔 b 5 類內(nèi)容的搜索查詢 相當(dāng)于原主頁中的教材管理項(xiàng)目管理和文檔管理要有方便快捷的搜索引擎支 持利用手機(jī)完成查詢 6 組織機(jī)構(gòu) a 全國高等學(xué)校教育技術(shù)協(xié)作委員會的簡介章程以及一些有關(guān)單位的名單 b 包括人員和機(jī)構(gòu)的查詢相當(dāng)于原主頁中的人員管理和機(jī)構(gòu)管理 c 人員管理中有網(wǎng)站系統(tǒng)管理員各學(xué)校管理人員各學(xué)校錄入人員網(wǎng)絡(luò)會議會 員BBS 版主和參與論壇人員新聞和電子會刊的編輯 d 會費(fèi)管理會員單位要定期交納會費(fèi)每年給予公布 e 實(shí)現(xiàn)手機(jī)公布和查詢 7 定制消息發(fā)布 用戶可利用手機(jī)選擇定制需要的內(nèi)容 8 支持利用手機(jī)進(jìn)行簡單的后臺錄入系統(tǒng)修改 -6- 另外該網(wǎng)站還支持EMAIL 無線查詢無線留言等操作 4 . 2 基于單機(jī)的移動教育試驗(yàn) 由于中國移動目前還沒有建好移動教育網(wǎng),其短消息接口還沒有得到詳細(xì)的軟件資料 我們利用現(xiàn)有的微機(jī)以及諾基亞6110 提供的串行口對移動教育基本功能進(jìn)行了簡單的測 試測試環(huán)境如圖3 所示 實(shí)驗(yàn)中我們直接利用手機(jī)提供的串行口協(xié)議實(shí)現(xiàn)了大部分的短消息操作并實(shí)現(xiàn)了 上述移動教育的關(guān)鍵例程由于該實(shí)驗(yàn)是基于單機(jī)的發(fā)射接收短消息都是通過單臺手機(jī)實(shí) 現(xiàn)的當(dāng)用戶數(shù)小于100 時其速度影響不大但當(dāng)用戶數(shù)增多時其收發(fā)短信的速度很快 下降但這只是因?yàn)閱问謾C(jī)發(fā)送的原因當(dāng)利用移動教育網(wǎng)時則不會存在該瓶頸 5. 結(jié)束語 移動教育是移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與當(dāng)代教育有機(jī)結(jié)合的結(jié)果也是現(xiàn)代教育技術(shù)的前沿 成果其推廣和發(fā)展必將引起教育技術(shù)和手段的巨大變化通過研究和實(shí)驗(yàn)我們認(rèn)為移動 教育在當(dāng)前的技術(shù)條件下是可行的利用手機(jī)可完成許多教學(xué)活動其操作不受時間空間 和地域的限制其應(yīng)用前景非常巨大 參考文獻(xiàn) [1] 何克抗. 建構(gòu)主義—革新傳統(tǒng)教學(xué)的理論基礎(chǔ).教育技術(shù)研究.1999 第七期.pp1-11. 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