基于智能手機的交互式學習環境設計 *

陳明選，劉 萃

(江南大學 田家炳教育科學學院，江蘇 無錫 214000)

近年來智能手機已經成為人們生活學習的重要工具。在大學校園里，大學生的休閑時間很大一部分都被手機占有了。愛因斯坦曾說過：“人與人最大的差異就是業余時間的利用。”可見，讓學習活動占有智能手機應用的足夠時空對于大學生的成長具有很大影響。因此，如何利用智能手機構建一個課堂內外無縫鏈接的移動學習環境是當前應該關注的重要課題。

一、基于智能手機的交互式學習環境設計問題

交互式學習環境是指利用多媒體計算機技術和網絡技術，借助多媒體課件或網上資源，在教學活動中通過教師的多種教學方式以達到教師與學生、學生與學生之間的交流互動的學習環境。這種學習方式擴大了交往范圍，通過使用異步或同步的學習工具，突破了時間和空間的限制，推動了移動學習的發展。智能手機的多通道輸入和輸出功能為學生進行交互式學習提供了一條有效途徑[1]。QQ、微信、微博、貼吧等移動交互類軟件應用十分廣泛，而新推出的移動課程表、背單詞等形式多樣、層出不窮的移動App更是獲得了大學生們的鐘愛。但是從有效支持學習的視角來看，基于智能手機的交互式環境設計存在許多問題。

(一)交互共享和評價功能不足

目前交互類手機學習軟件大體分為兩類：一類是適合自學的手機應用App，如背單詞、教育類視頻、電子書等；一類是記錄存儲式學習軟件，如印象筆記、EasyNote等學習工具。大部分只適合于自學，而缺乏有針對性的知識交互共享平臺，學生進行實時溝通交流比較方便，但是支持學生之間進行實時作品分享和評價的交互功能還顯不足。

(二)系統化學習環境設計不夠

在移動學習中很重要的一個概念就是碎片化學習，它不追求知識的系統性、完整性，而注重于知識的針對性、學習的靈活性，但是學科教學非常強調知識的系統性、連貫性。只重視碎片化學習，不關注知識的系統性，不知道知識間的聯系，學習者很難形成整體概念。現存的智能手機移動學習環境缺乏系統化設計和多維度的知識呈現，軟件的功能設置也較為單一，學生使用起來較為枯燥乏味，很難維持學習興趣。如何恰到好處地使系統化學習與碎片化學習相得益彰是移動學習環境設計必須考慮的問題。

(三)對課堂教學的支撐不足

在目前的市場中大部分的App應用是娛樂游戲或生活服務類，僅有的一些教育類App大部分是游戲教育，以英語學習、筆記、論壇為主，能夠輔助課堂教學的交互式App很少，缺少能夠將課上學習與課下學習相結合的學習環境設計。課上教學與課下學習內容聯系不夠緊密，課上學習與課下學習相脫節，移動學習對課堂教學沒有起到很好的輔助和支撐作用。如何使基于智能手機的學習成為課堂教學的有效延伸對于構建移動學習環境非常重要。

二、智能手機交互式學習環境設計的理論依據

建構主義強調學習過程中要充分發揮學習者的主動性，認為學習是學習者主動建構內部心理表征的過程，知識不是通過教師傳授得到的，而是學習者在一定的情境即社會文化背景下，借助學習過程中的其他人的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式而獲得。

基于智能手機交互式學習環境的開發必須符合知識建構的原理[2]。

(一)個體的認知過程需要通過交互來建構

以信息加工觀點為主流的現代心理學流派將人看作是一個信息加工系統，信息加工系統的各個組成部分之間都以某種方式相互聯系著，而這種聯系的體現方式即是交互。因此，交互式學習環境可以建構學習者的認知過程，學習者在學習交互中實現著知識的認知過程。

(二)個體知識的生成需要通過交互來實現

在知識建構中，當個體對其所處的社會、文化、物質和精神的世界構建了新的解釋時，就表明學習發生了：一方面，學習者要與物理環境(客體)互動，通過指向客體的活動來促進知識的增長；另一方面，學習者之間及學習者與教師之間的社會性相互作用也是知識建構的重要方面[3]。

(三)個體的自我實現需要通過交互來滿足

美國人本主義心理學家馬斯洛認為人的最高需要就是自我實現。交互是學習過程中的一種心理需求，同時也是一種自我實現[4]。人存在于社會之中，避免不了與他人交流，學生在有疑問或需要交流時就應該及時給予交互，營造交互式學習氛圍。

(四)個性化學習需要通過交互環境來支持

學習是個性化產物，既需要學習者內在的認知，也需要有一定的學習環境支持。學習環境是學習資源和人際關系的組合，學習資源包括學習材料、幫助學習者學習的認知工具、學習空間等。人際關系包括學生之間的人際交往和師生間的人際交往，在這樣的環境中學生不僅能得到教師的幫助，而且學生之間也可以進行協作學習。

三、基于智能手機的交互式學習環境設計

基于智能手機的交互式學習環境設計既要符合個性化認知的特征，也要適應學習場所的隨時隨地性。由于學習地點的不固定，學習者的學習環境將不同于安靜的教室、寧靜的書房和秩序井然的圖書館等，公交上、地鐵中、快餐店、旅行中的小憩場所都可能成為學習場所。學習者的學習過程難免會受到干擾，因此，短時間內的高效、碎片化學習是移動學習的最大特點。根據智能手機移動學習的特征，交互設計主要包括交互內容的設計、交互方式的設計、交互界面的設計和交互評價的設計，如表1所示。

表1 智能手機的交互式學習設計

(一)交互內容設計

手機移動學習與傳統的課堂教學知識組織形式不同，必須合乎個性化學習的要求，教學目標必須單一明確，學習內容更加精簡。需要將知識內容模塊化處理，以問題為中心，聚焦教學中的重點、難點和疑點，展開主題式學習。使資源的交互內容與學習目標、教學活動、學習環境之間建立有意義關聯，形成一個主題突出的結構化學習資源環境?；谥悄苁謾C的交互內容具有半結構化的開放性特點，強調交互資源的生成性和動態性，其中的學習資源和交互要素都可以修改、擴展和生成，并隨著學習者的學習需求而不斷地充實，進行動態更新，方便學生鞏固已有知識，拓展學習資源，這種內容交互形式更適應大學生學習的特點。

(二)交互方式設計

學習者對于學習資源的學習不應該只是教師或者教材單方向的信息推送，學生既是知識的學習者又是知識的創造者和推送者，應該讓學習者把自己的知識不斷生成和創新，變成學習資源與他人分享[5]。智能手機移動學習軟件的功能設計上要考慮到手機可以實時上傳信息的功能，學生上傳的優質資源可以隨時轉化為新的、學生感興趣的學習內容。同時，針對某一內容材料，學生與學生之間還可以互相交流、碰撞思想、加深對重點知識的理解，交互模式設計如下頁圖1所示。

智能手機移動學習軟件用戶登陸以后，接下來進入到活動應用界面，在這一操作界面可以設計不同的學習與交互活動，對于具體的交互類型可以大體分為三類：S-T交互(師生交互)、S-S交互(生生交互)和S-R交互(學生與資源的交互)，如圖2所示。

圖1 智能手機移動學習交互模式設計

圖2 智能手機交互式學習環境框架圖

S-T交互是指學生與教師的交互。教師使用此軟件可以及時發布作業并且查看學生的學習效果，當學生提問的時候教師可以通過智能手機客戶端及時快捷地查看學生的疑問并迅速解決。

S-S交互是指學生與學生之間的交互。目前針對手持移動終端的教學軟件多為單方向的教學資源灌輸，沒有太多的異步交互功能。加強S-S交互可以強有力地提升學生的學習興趣，針對某一具體的學習問題，大家非?？释麉⑴c交流，提出自己獨特的觀點，吸引其他同學和老師的注意力，S-S交互可以加深對具體知識內容的理解。

S-R交互是指學生在交流的過程中不斷提供新的學習資源，這種再生資源可以有助于課外知識擴充和思維拓展。通過知識分享和收藏等功能，可以讓學習資源傳遞給更多的同學和朋友，有助于提高學習者創造知識的成就感，激發學習興趣。

(三)交互界面設計

智能移動終端軟件的交互界面設計是十分重要的，單調乏味的文字已經不能滿足用戶的需求，良好的用戶體驗也是軟件設計者需要重點考慮的因素，借此提出以下三點設計思路。

1.采用App軟件設計思路

為了解決不同瀏覽器登陸界面的樣式不同問題，移動應用最好不要通過瀏覽器來展示界面，而應該采用主流的移動應用App的軟件設計思路。因為用手機登陸瀏覽網頁有一個最影響用戶體驗的問題，一般手機屏幕較小，用戶打開網頁以后要不停地擴大和縮小網頁才能看清具體內容。用戶安裝的瀏覽器各有不同，有時還會出現亂碼等狀況。相比之下，網頁式交互更適合PC機和Pad移動終端使用，而智能手機更適合使用App手機應用。采用移動應用App的交互方式簡單快捷，用戶點擊圖片即可進入某一版塊內容，操作更加方便。

2.采用圖標形式展示功能語義

對于菜單導航的設計也不能輕視，拋開網頁設計中繁瑣的條狀導航欄設計，迎合手機界面特點，應以圖標的形式展示功能語義，用戶用手指輕松一點就可以準確便捷地登陸。

3.采用常態化交互方式登錄

手機登錄方式必須符合人的平常習慣，以QQ、微信或新浪微博大家熟悉的方式登陸，無需繁雜的注冊過程，方便快捷，能有效提高用戶注冊和登陸的體驗。

(四)交互評價設計

如何選擇評價方式決定了學生“學的怎么樣”。傳統的閉卷一次性評價，導致了應試教育的產生。利用智能手機的交互性特征，將評估貫穿于交互式學習的始終，建立公開評價標準，通過持續的、在真實的環境中評估；利用QQ、微信等交互平臺為學習者及時提供教師和同伴的評價信息，幫助他們建立起學習的“自我參照”標準；教師評估與學生自評、互評相結合；通過作業、活動、作品展示等多元化評估方式激發學生的學習主動性，促使學生個性化成長；教師可以利用手機互動平臺開展累積性的評價，建立電子檔案袋給予學生更加立體直觀的評價。

四、交互式移動學習環境設計案例

(一)案例背景

《數字影視制作》是教育技術的專業課程。在傳統教學中主要通過課堂講授，輔以舉例展示，課上拍攝練習等完成教學過程。由于器材有限，課時緊，學生動手機會少，課上課下互相交流的機會更少，教學效果一直不太好。本研究試圖設計一款輔助該課程教學的智能手機移動學習軟件，以達到改善學與教效果的目地。在課程內容安排中，掌握攝影技術中的構圖方法、色彩運用、光線技巧和處理方法是本課程的主要學習目標。學生都擁有的手機不僅具有拍攝存儲功能，還具有攝像機不具有的信息交互、資源分享功能。可以先讓學生用自己的手機練習拍攝，具有一定基礎后再用攝像機拍攝可以達到事半功倍的效果。另外，開發基于智能手機的交互平臺，對于學生間交流思想，共享資源、展示作品構建了一個移動的學習環境，可以促進教學質量有效提高。

(二)交互功能框架設計

如圖3所示，交互功能框架主要包括生生交互(S-S)、師生交互(S-T)和學生與資源的交互(S-R)。

圖3 交互功能設計框架

1.生生交互(S-S)

在S-S交互方面，主要實現查看和評論兩個功能。結合《數字影視》課程中有關圖形圖像處理的章節，結合現在市面上較流行的圖片滑動瀏覽的查看模式設置“你拍我拍”板塊，學生可以將自己拍攝的好照片及時上傳與其他同學分享。在查看其他同學作品的同時還可以實現評論、轉發、分享、點贊等功能。針對某一作品大家一起討論，在上傳分享的過程中形成自我展示、相互對比、營造競爭的學習氛圍。

2.師生交互(S-T)

針對S-T的交互設計，可以弱化師生的角色立場分離，教師不僅僅是信息的發布者，還是學習的參與者，主要實現的功能有查看、評論和上傳。基于PBL的學習理論，設計BBS學習社區，提供教師與學生的交互溝通平臺，在此平臺上教師可以發布學生討論的研究課題，學生可以圍繞這一主題進行研究式學習，在課程開始之前或者課程結束后，擴充學生的知識面，讓學習養成獨立思考的能力，同時教師適時指點，確保學習效果的有效性。

3.學生與資源的交互(S-R)

軟件不僅可以實現人與人的交互，還可以提高人與信息資源的交互，即S-R交互。體現此交互方式的功能主要是上傳、分享和收藏。在軟件上隨時發布自己認為有用的好的學習資源供大家一同學習，并且將學習資源與其他好友分享，擴大信息流通范圍，將學習資源利用最大化。

(三)交互界面設計

在導航界面設計上，采用類似Windows Phone操作系統的界面設計，簡潔大方，板塊功能清晰易懂，主要設計了微課、電子教材、你拍我拍、簽到啦、廣場、BBS六個板塊，如圖4所示。

圖4 菜單界面設計

“微課”板塊主要作用是對課程的提前預習，“微課”中提供了大量有關本課程需要重點掌握的知識內容，教師會根據本節課的重點內容，上傳學生可以提前觀看的教學視頻，視頻圍繞核心問題展開，時間控制在5分鐘以內。“電子教材”板塊主要是對書本內容重點的再現和課外知識的擴充，學生在沒有書本的狀態下，仍然可以復習學過的重點知識。設計的簽到功能和簽到獎勵，主要是對學生使用軟件的一種變相督促，每天點一下簽到也會慢慢促成學生形成良好的學習習慣。

（四）交互評價設計

本智能手機交互應用App中的“你拍我拍”板塊采用三列不規則顯示的形式展示學生的作品，如圖5所示。結合設置的BBS專題討論區，學習者在分享其他同學作品的同時，可以進行自我評價和互評，為自我提高找到參照標準。真正做到自己拍，自己上傳，對于作品中的問題教師可以通過微博及時個性化告知。做到S-T交互、S-S交互、S-R交互評價同步進行，增強了交互評價的多元性和公平性，有效提高了學習效率和學習興趣。

圖5 學生作品展示模塊界面設計

五、基于智能手機的交互式學習環境應用效果分析

(一)構建了一個移動互聯、基于理解的翻轉課堂環境

利用智能手機個性化的移動特征，使課堂與課外聯通成為了一個泛在學習環境，將學習空間從教室拓展到任何場所，使學生有效利用“碎片化”時間進行學習，成為學習步調的定制者，真正實現了基于理解的翻轉課堂。課前，學生提前觀看教學視頻和相關資源，形成自己對知識的初始理解；課中，提出問題，與同學討論，在教師的幫助下深化理解；課后，上傳自己的作品與大家分享經驗，展現自己對知識的理解。本App中特設“微課”板塊，供學生課前學習，如圖6所示。從后測調查問卷的收集方式也可以看出學生更喜歡使用智能手機進行交互。

圖6 “微課”中“攝影技巧”板塊上傳的視頻學習資源

(二)引導學生從課程學習者成為課程的建設創造者

基于智能手機的移動學習環境，能夠支持大學生在課前選擇自己最喜歡的方式開展學習。學生們的課前自學不是單純為了知道一個新概念，而是在教師所設計的思考問題的引領下有目的、有思維活動地進行學習。例如，在攝像技巧單元中提出的討論問題“敘事片段的表現效果與運動鏡頭的多少有關嗎？”就引發學生們從各自視角為自己的論點尋找證據。電視畫面構圖單元中設計的“二維的畫面構圖如何呈現出三維的畫面效果”思考題則帶動同學們去探求畫面構圖的特點。這樣使學生不僅是課程的學習者，也是“潛在課程”和“隱性課程”的發掘者，生成性課程的創造者。學生在互動分享的過程中，思想發生碰撞，學習效率不斷提高，學習的主動性大大增強。

(三)學習從觀摩、模仿到社群互動、自我展示

對于攝影攝像知識的學習，很多教師讓學生在課上觀看優秀作品，但是這種學習方式忽視了學生間的互動和交流。智能手機學習軟件可以解決這一問題，不僅可以讓學生隨時查看教師上傳的優秀攝影作品，還可以讓手機成為學生溝通和分享的平臺，構建學習者共同體，以一種群體互動的形式進行實時交互和異步交互，同時也可以突出個性，展示自我，如圖7和圖8所示。

圖7 “你拍我拍”中“優秀作品展示”板塊

圖8 “你拍我拍”中“牛刀小試”板塊

(四)促使學生的學習從簡單記憶，走向理解、創新

當前大學教學中應試教育的方式依然普遍，在考試中誰記得牢，誰的分數就高。但是分數高不代表理解有深度，課堂上學習的知識需要學生在課后思考和理解后才能內化和吸收?；谥悄苁謾C的交互式學習環境，對于創設理解的情景，提供理解的資源，促進學生深度理解學習內容，掌握核心技能作用顯著[6]。尤其是通過手機對實驗拍攝內容進行交互討論、碰撞、評析，使學生對“為什么要這樣拍攝”“拍攝中有什么問題”“如何更好地拍攝”有了具體且生動的理解，形成了“課前自我理解—課堂啟發理解—實踐加深理解—作品展現理解”的教學過程。

本研究根據威金斯麥克泰的理解六維度，即“解釋—釋義—應用—洞察—移情—自我認知”的標準，著重對學生使用交互式學習軟件后理解水平的提升效果進行了行動研究，實驗顯示學生的理解水平有明顯改善。由于是同一批學生，所以采用相依樣本T檢驗，對實驗前后的問卷進行檢測，如下頁表2所示。

(五)實驗器材實現了從多人一機到人手一機

以往的攝像課程，不同學校的攝像設備水平良莠不齊，很多學校只能做到多人一機，很多同學不能參與其中，只能在旁邊看其他同學操作。基于智能手機的移動學習突破了傳統教學器材的局限，人手一機的智能手機既具有攝像機的拍攝功能，還具有攝像機沒有的交互功能，不僅降低了資源成本，更是大大提高了學習效率。通過對某大學教育技術學專業大三46名本科生應用實驗顯示，大部分學生對應用智能手機進行移動學習有較高的認同度。

表2 理解層級前后測相依樣本T檢驗結果(N=46)

六、結束語

隨著高校無線Wifi信號的全覆蓋，基于智能手機的移動學習具有廣闊的發展前景，對于課堂教學具有較強的支持作用?；谥悄苁謾C的交互式學習環境設計，應根據學習者的認知特征和課程學習的需要從交互內容、交互方式、交互界面、交互評價四方面進行系統設計。交互內容的設計強調交互資源的生成性和動態性；交互方式的設計注重生生交互、生師交互、學生與資源的互動；交互界面凸顯簡潔明快；交互評價要注重多元參與、及時分享?？傊?，期望通過多維互動的設計理念形成一個生態化的智能學習環境。

[1]劉清堂,向丹丹.面向3G手機的交互設計與實現[J].中國電化教育,2011,(11):73-74.

[2]賈義敏,詹春青.情境學習:一種新的學習范式[J].開放教育研究,2011,(10):29-30.

[3]胡海明.個人學習環境的活動建模[D].上海:華東師范大學,2011.

[4]Liaw S.S.,Huang H.M.Perceived satisfaction,perceived usefulness and interactive learning environment as predictors to self-regulation in e-learning environments [J].Computers & Education,2013,(60):14-24.

[5]J.Michael Spector等.教育傳播與技術研究手冊(第3版)[M].上海:華東師范大學出版社,2012.

[6]陳明選,劉徑言.信息化進程中教學設計的轉型——基于理解的視角[J].電化教育研究,2012,(8):10-16.