基于場景感知的移動學習應用研究

朱立立

深圳職業技術學院 廣東深圳 518055

1 移動學習

現代電化教育的迅猛發展突破了傳統教育方式的限制，使人們得以有更多學習的機會。教育不再局限于發生在校園的學習方式，只要有需求，任何年齡層次、從事不同職業的用戶只需聯網訪問在線學習資源，都可以開展學習活動。傳統的電化學習主要通過互聯網實現，近年來，隨著WiFi，GPRS，WiMax等無線互聯技術的發展及移動通訊設備的小型化和普及化，人們可以隨時隨地開展移動學習。按照英國諾丁漢大學沙爾普斯(Mike Sharples)教授對移動學習的定義：移動學習法是通過手持式移動設備實現的跨越不同情境和地點的學習行為方式，包括那些通過使用個人移動設備在不同地點發生的結合課堂學習和擴展學習的全過程[1]。移動學習能滿足定制化學習要求，學習者能根據各自需要和知識背景情況自主選擇合適的學習內容、安排學習進度等。此外，移動學習能隨時隨地開展，這有助于實現用戶終生學習，從而達到事業發展的目標。然而，在帶來這些優點的同時，移動學習法在應用中也容易產生一些問題，例如對學習者缺少約束、易產生孤獨感、缺乏互動體驗等。

移動學習作為一種新的學習方式顯然是有益的，但要想達到理想的學習效果，絕非把傳統教學內容照搬到移動學習系統中就能實現的。移動學習不是傳統學習行為在時間空間上的簡單變換，必須從方方面面充分研究移動學習較其他學習方式的不同之處。傳統的學習方式通常發生在圖書館、教室、博物館等地點，這些地方比較安靜，適于開展正式的教學活動并設有配套的教學設施。而移動學習通常發生在干擾較多、環境差異較大的場景之中。這些場景通常可用場所、活動類型(如交通、工作等)、學習目標(如應試、職業技能等)等要素來描述。移動學習設計者應充分理解這些要素是如何影響學習者以及如何利用這些要素支持和強化學習效果，有效地組織學習資源，規劃學習進度，對跨越不同場景提供的學習內容進行統籌規劃，確保學習任務之間的順適切換等。在這些工作中有許多問題需要解決，例如信息的檢索、個性化知識的管理、場景感知的移動服務管理，等等[2]。解決這些問題的核心在于移動學習系統是否能正確判斷學習者所處的場景、學習者的特點及需求以及搭載的移動平臺特征并針對這些特點提供恰當的學習服務。近年來得以廣泛使用的移動定位技術為這一需求提供了很好的技術應用支持。

2 移動定位技術的應用

移動定位技術主要包括GPS，RFID，藍牙等，目前使用最廣泛的還是GPS衛星定位技術。傳統GPS定位模塊尺寸大且價格昂貴，隨著GPS模塊的微型化和價格的日益降低現已被廣泛集成到各類常規移動終端上并衍生出諸多大眾化應用。根據用戶所處位置提供相關的服務通常被稱為基于位置的服務(Location Based Service，LBS)。LBS服務在我們的日常生活中應用越來越廣泛，例如車輛導航、電子導游等，甚至還有基于位置的游戲等新型應用[3]。通過集成在移動設備上的GPS定位功能，移動用戶不僅能查詢自己所在的位置，還能搜索周邊地區感興趣的信息，例如查詢最近的旅游點或餐廳。在移動學習領域，通過獲取用戶的位置和時間等信息，移動學習設備能感知用戶所處的場景。目前，如何充分應用這種場景感知能力來加強移動學習的效果是教育界的一個研究熱點。Voxy是西班牙一家軟件公司開發、采用移動定位技術的著名外語學習軟件，該軟件能夠根據用戶所處位置給學習者提供相關學習內容。圖1是Voxy根據學習場景提供的不同用戶界面，當學習者來到了一家銀行附近，圖1a會顯示該銀行的地圖及其他相關信息。同時它還會為用戶提供一些銀行常用詞匯，如開戶、存款等，并將銀行里可能發生的典型對話也提供給用戶，使學習者馬上能應用這些語言進行交流。當用戶所在場所為一家餐廳時，系統則會根據餐館可能發生的對話為用戶提供一些相關語料(如圖1b所示)。這種實地發生的情境式學習方式使學習者獲得了非常直觀的體驗式學習，具有很好的教學效果。

圖1

除根據不同場景提供不同的學習素材外，另一個新出現的移動學習應用是通過移動定位技術構建移動學習社交網絡[4]。建構主義學習理論認為，學習過程中知識獲得的一個不可或缺的元素就是與學習同伴的交流和互動[5]。移動學習者中有很多是在職人士，只能利用業余時間，各自獨立開展學習，他們迫切需要與其他學習同伴之間的交流和溝通。與Facebook，人人網這樣的虛擬性通用性的社交平臺不同，基于定位技術的移動學習平臺使學習者能方便地找到其他志趣相投且地理位置距離不遠的學習伙伴。如圖2所示，基于位置的移動學習平臺通過GPS定位和移動通訊設施的支持具備了移動定位和互聯通訊的功能，可以支持多個用戶在該平臺上開展移動學習。他們可能使用不同的終端(如智能手機、iPad等)訪問該平臺，用戶登錄平臺時服務器會根據該用戶所在的位置和時間等信息推測其所處的場景并生成相關學習素材。通過這一平臺，學習者可以很方便地在虛擬空間和現實空間實現協作式學習。

圖2 無線定位技術支持的學習社交網絡

3 基于情景感知的移動學習應用

盡管定位技術給移動學習帶來了很多應用發展，但是簡單利用位置信息提供相關學習內容的做法遠遠不夠，必須深層次挖掘學習場景信息特征來設計好移動學習系統。例如，對某個用戶來說，當他到達同一個場景時，第一次和第二次到達此處時系統提供的信息應該是不同的。移動學習系統的設計必須充分考慮到學習者的知識背景、學習興趣、學習風格等諸多要素。以下將從決定移動學習場景特點最重要的幾個要素，即位置、時間、設備和學習者的角度分別闡述基于位置移動學習應注意的一些應用要點。

3.1 移動學習發生的位置

位置，也即學習者所處的場所，是學習場景中最關鍵的要素，它從根本上決定了系統提供移動學習內容的方方面面。例如，當用戶所在位置是辦公室時，可安排一些需要適當深入思考的學習任務；如發現用戶處于上下班交通路途中時，可提供一些相對簡單的學習材料，如音頻、視頻或聽讀材料以方便學習。除被動根據位置提供學習內容外，系統應結合用戶學習目標主動地為用戶規劃學習進度，對不合理的學習方式進行提醒。例如某一用戶只偏好在交通途中開展移動學習，很少開展深入的學習，系統應主動向用戶提出建議，安排一些深層次的學習機會。

除根據位置確定學習內容外，系統還應充分利用場景強化學習者和所處環境之間的互動，即不僅在場景中學，還要在場景中做。系統可以鼓勵學習者在某場景下開展活動進行觀察、體驗、甚至完成一項較為復雜的任務。前述Voxy軟件就是很好的應用實例，可要求學習者在銀行里完成開戶操作，這能給學習者帶來很好的學習體驗和成就感。

3.2 移動學習發生的時間

通過移動設備很容易獲知學習者開展移動學習的時間。這里的時間概念可分為兩類，其一是時間點，即學習行為在一天中什么時間發生；其二是時間階段，即學習行為是在用戶的哪一個學習階段發生。不同的時間點可以反應用戶的學習特點，例如在上下班高峰期，用戶通常沒有太多時間專注復雜的任務，而在午休或者下班后及晚上，用戶通常有較為穩定的時間開展系統學習。從用戶所處學習的階段分析，用戶的學習進度是組織移動學習內容的關鍵參數，應統籌考慮用戶的時間和場所安排提供相關合理的學習內容。

3.3 移動設備的功能特點

移動通訊設備多種多樣，其功能和使用場景均不相同。例如，筆記本電腦功能非常全面、打字方便、計算能力非常強，但便攜性較弱，通常在相對較為正式的學習和辦公場所使用；平板電腦攜帶方便、使用便捷，但打字不便，通常是在相對休閑、隨意的場所作閱讀或收發郵件的工具；智能手機攜帶最為方便，在任何移動的環境下都可使用，但屏幕較小、文字編輯能力較弱，承載的信息量也相對較小。針對這些設備的特點，移動學習設備的適應能力顯得尤為重要。系統設計者必須充分考慮接入的移動客戶端軟件(如安卓、WinCE，或者iOS)，通過自動識別用戶設備來提供不同的內容展現形式，以提升用戶的學習體驗品質。

3.4 學習者的特點

在移動學習中，核心的要素是學習者。用戶的個性特點、知識水平、學習目的等都是決定系統內容設計的重要因素。除了這些靜態的特征外，一些動態的特征，如學習目標、學習進度、學習表現、學習頻率等也是系統需要重點考慮的。靜態數據通常由用戶在移動學習開始之前輸入系統。據此可確定合適的學習方式、學習難度及教學法等。動態數據則需要系統在移動學習過程中自動根據用戶的學習過程進行判斷分析并智能化地進行調整，以確保實現最優的學習效果。

綜上所述，有效的移動學習內容組織不應是靜態單一的，而應當是動態綜合的。應統籌考慮以上應用要點，總的應用原則可歸納為：“根據學習者所處位置、移動學習發生的時間、所使用的設備及學習者的特點自適應地提供最優的學習內容，以輔助學習者達到最佳學習效果。”

4 結束語

移動學習是一種新型有效的學習方法，其有效實施取決于是否能感知不同學習場景并提供相應合理的學習內容。移動定位技術能有效地獲取學習者所處的位置，而移動學習系統的設計可以結合時間、設備和學習者特征等要素，有效實現一系列基于位置的移動學習應用。移動學習不僅將給學習者帶來全新、有效的學習體驗，也將進一步推進現代教育技術的發展。

[1] Sharples, Mike. Methods for Evaluating Mobile Learning[M]．Oxford: Peter Lang Publishing Group, 2009.

[2] Clough, Gill. Location-based informal learning with mobile and social technologies[J]. IEEE Transactions on Learning Technologies, 2010, 3(1):33-44.

[3] Matyas, Sebastian. Play; ful geospatial data acquisition by location-based gaming communities[J]. The International Journal of Virtual Reality, 2007, 6(3):1-10.

[4] 鄧偉.移動虛擬學習社區初探[J].軟件導刊,2009(10):186-187.

[5] 楊維東.建構主義學習理論述評[J].理論導刊,2011(5):79-82.