漢語拼音移動學習軟件設計開發研究

趙瑛，田宇，李響

（北京聯合大學師范學院，北京 100011；北京市四壇中學，北京 100020）

漢語拼音移動學習軟件設計開發研究

趙瑛1，田宇2，李響1

（北京聯合大學師范學院，北京 100011；北京市四壇中學，北京 100020）

漢語拼音是小學低年級學生的重要學習內容，是少兒學習漢字的基礎。在移動學習理念的指導下，充分利用移動終端設備的性能特點，為少兒設計開發了一款漢語拼音移動學習軟件。該軟件讓學生在圖文聲并茂的環境中學習拼音，既能激發少兒學習拼音的興趣，又能保障少兒在有精準發音的環境中學習拼音；而且還能滿足學習者隨時隨地利用零碎時間開展學習的需求。本文詳細介紹了該款軟件的設計與開發過程，包括學習理論指導、學習過程設計、系統架構與功能模塊設計以及軟件的開發技術等。

漢語拼音；移動學習；學習理論

隨著移動互聯網技術的迅速發展，智能手機已成為人們生活中的一部分，全面而深刻地改變著人們的交往方式、生活方式和學習方式。自美國加州大學伯克利分校的人機交互研究室于2000年啟動名為“移動教育（Mobile Education）”的項目以來，全球教育界和移動設備研發商都開始密切關注移動學習（Mobile Learning）的研究與實踐。移動學習是指學習者在自己需要學習的任何時間、任何地點，通過移動設備和無線通信網絡獲取學習資源，與他人進行交流、協作，實現個人與社會知識建構的過程。[1]它具有學習環境隨意性、學習時間零碎性、學習活動情景性等特點。

漢語拼音是小學低年級學生的重要學習內容，是少兒學習漢字的基礎。要想提高漢語拼音教學的效率，就必須充分激發學生的學習興趣。《語文課程標準》（以下簡稱《課標》）指出：“漢語拼音教學盡可能有趣味性，宜以活動和游戲為主。”《課標》還指出，拼音教學主要是讓學生學會正確拼讀。但是，由于受方言的影響，以及家庭、幼兒園等學前教學的不規范性，給拼音字母及音節的準確認讀帶來了許多困難。如何根據少兒的認知特點，把移動學習應用到少兒拼音教學中，設計開發一款適用于少兒拼音學習的移動學習軟件，使少兒能夠隨時隨地開展有趣的拼音學習，提高拼音學習效果，是一個值得研究的問題。

本文在移動學習理念的指導下，充分利用移動終端設備攜帶方便、觸摸操作、無線通信、圖文聲并茂等性能特點，為少兒設計開發了一款拼音移動學習軟件。該軟件由Web站點和APP兩部分組成。Web的主要用戶是教師，為教師提供了拼音教學內容動態管理和學生信息動態管理等功能。APP的主要用戶是學生，為學生提供了拼音認讀、拼讀和拼音游戲等學習模塊，讓少兒在具有精準發音的環境中學習拼音,即使沒有父母或教師在身邊，也能學習純正的拼音發音；APP軟件運行在智能手機上，可以讓學習者隨時隨地利用零碎時間開展學習；而且APP軟件中圖文聲并茂的學習內容和“拯救喜羊羊”等游戲情境的創設，更能激發學習者的學習興趣。

一、少兒拼音移動學習軟件的設計

少兒拼音移動學習軟件的設計要根據少兒拼音教學目標要求，在相應教學理論的指導下，遵循少兒的認知規律，充分利用移動學習環境的特點來展開。

（一）學習理論基礎

學習理論是認知心理學的一個分支學科，旨在揭示“什么是學習”“如何進行學習”的理論。由于學習過程的復雜性，心理學家從不同角度、運用不同的方法對學習問題進行了大量的實驗研究，產生了各種學習理論的流派——行為主義、認知主義、建構主義等。這些不同的流派各有特點，相互補充，適用于不同的情形。

行為主義學派認為，學習是學習者對外部刺激的反應；只要控制好外部刺激，就能控制和預測學習效果；促進學習的最好方法是強化。在行為主義學習理論的指導下，移動學習軟件的設計要遵循小步子推進、積極交互、及時強化的原則：要把教學內容劃分成細小的單元，便于學習者利用零碎時間開展學習；在每一個細小學習單元之后，要安排交互練習，促進學生對所學知識的積極反應；反饋要及時，使外部刺激能得到及時強化。在行為主義學習理論指導下，移動學習軟件的基本學習過程是呈現、作答和反饋。它適用于開發練習型移動學習軟件，促進學生對所學知識的復習和鞏固。

行為主義學習理論的主要缺陷是，它忽視了學習者內部心理機制對學習過程的重要作用。隨著對人類學習過程研究的深入，出現了另一個流派——認知主義。認知主義認為學習是學習者對外部刺激的一個主觀能動的內部心理加工過程。認知主義強調學習者的主體能動性、強調新舊知識的聯結。在認知主義學習理論的指導下，移動學習軟件的設計要充分考慮到學生的內部心理過程：要做學習者特征分析，根據學習者特征教學內容做精心設計與組織；要充分激發學習者的學習興趣并調動其學習主動性，以充分促進學習者對學習內容的主動的、選擇性加工。

早期認知主義對于人類內部心理機制的解釋過于簡單機械化了。隨著對人類學習過程研究的深入，逐漸從認知主義中分離出了一個新的流派——建構主義。建構主義認為，學習是學習者在一定的情境下，借助他人的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式獲得的。情境、協作、會話和意義建構是建構主義學習環境的四大要素。在建構主義學習理論指導下，移動學習軟件的設計要充分發揮移動技術“攜帶方便、觸摸交互、無線通信、多媒體表現”等性能優點，為學習者營造自主、探究、協作的學習環境，促進知識內化和能力培養。例如，可以開發移動教育游戲軟件，寓教于樂，讓學習者在競爭、過關中增長虛擬能力，進而增長現實能力。

（二）軟件設計

將移動學習應用到少兒拼音教學中，設計開發少兒拼音移動學習軟件，要在學習理論的指導下，充分發揮移動設備本身的性能優勢，做好學習目標設計、功能模塊設計、系統架構設計和學習過程設計。

1.學習目標設計

移動設備具有圖文聲并茂的性能優勢，它在幫助少兒掌握聲母、韻母、聲調的發音，學習拼音的正確拼讀等方面具有得天獨厚的優勢。為此，我們將少兒拼音移動學習軟件的教學目標設計為：幫助學習者掌握單韻母、聲母、組合韻母的正確發音；能夠正確區分韻母和聲母；能夠讀準聲調，并學會正確拼讀漢語拼音。

2.功能模塊的設計

根據既定的學習目標和學生的移動學習需求，我們設計了軟件的功能模塊。如圖1所示：本軟件由Web站點和APP軟件兩部分組成。其中，APP軟件是為學生開發的，主要為學生提供了拼音認讀、拼讀和拼音游戲等模塊；Web站點是為教師開發的，主要為教師提供了各類教學內容的維護和學生信息的維護等功能。

圖1 軟件的功能框圖

3.系統架構的設計

本軟件采用B/S（Browser/Server，瀏覽器/服務器）和C/S（Client/Server，客戶端/服務器）混合架構。如圖2所示：Web站點采用B/S架構。教師只要打開Web瀏覽器，就可以遠程訪問Web站點的所有功能，實現對拼音教學內容的動態更新和維護。教學內容存放在服務器上，可以被多個學生用戶共享和訪問。B/S架構大大簡化了客戶端的配置，提高了開發效率，又方便了用戶的使用和后期維護。APP軟件采用C/S架構。學生在智能手機上下載并安裝APP軟件之后，就可以通過APP與Web站點之間的無線通信功能，從Web站點上獲取最新的拼音教學內容，然后通過APP的功能模塊開展拼音學習。

圖2 軟件的系統架構

4.學習過程設計

學生下載、安裝并運行APP軟件之后，就可以看到拼音認讀、拼音拼讀、拼音游戲三個功能模塊。學生自主選擇一個模塊，點擊進入，即可開展相應的學習。

（1）拼音認讀

拼音認讀模塊的學習過程如圖3所示：分為學習和練習兩個階段。

在學習階段，根據學習內容的不同，學習者可以進行單韻母、聲母和組合韻母的跟讀學習。它們的具體學習過程基本相同。以單韻母“a”的跟讀為例，學生首先看到屏幕右側一個大大的“a”文本，知道a的外形；然后他再點擊屏幕左側“a”的發聲提示圖，就可以聽到關于該單韻母發聲的兒歌“圓臉小姑娘，小辮右邊扎，要問她是誰？就是aaa”，從兒歌中，學生可以獲得關于單韻母“a”發音的感性認識；最后學生可以依次點擊右下方標有四個聲調“ā”“ᔓǎ”“à”，就可以清楚地聽到單韻母a四個聲調的發音。通過聆聽和跟讀，學生就可以較好地掌握該單韻母的發音。

圖3 拼音認讀模塊的學習過程

練習階段提供了兩種練習方式：“聽一聽選一選”“給聲母和韻母找家”。其中，“聽一聽選一選”練習模塊的目的是幫助進一步熟悉韻母和聲母的發音，并在聲母韻母的發音與外形之間建立牢固的連接，以后看到這個聲母或韻母的外形，就能立刻從記憶中提取出該聲母或韻母的發音。根據“小步子推進、積極交互、及時強化”的原則，我們設計了“聽一聽選一選”模塊的練習過程，具體是：運行在智能手機上的APP軟件，首先從本地題庫中提取一道聲母/韻母的拼一拼選一選的題目呈現出來，包括四個選項和一個發音，發音暫不播放；當學習者點擊屏幕上的小姑娘時，系統播放發音；學習者根據發音，從四個選項中選出該發音所對應的聲母或韻母；系統會對學生的選擇做出判斷，并給出相應的反饋，及時強化；做完這道題后，學習者可以點擊“下一題”按鍵進入下一題的練習，也可以點擊“上一題”按鍵重做上一題。

“給聲母和韻母找家”練習模塊的目的是幫助學習者進一步區分哪些是韻母哪些是聲母，能把它們正確歸類，以便為后續的拼讀和正確標寫聲調打下基礎。“給聲母和韻母找家”的具體練習過程是：運行在智能手機上的APP軟件，首先從本地題庫中提取一道給聲母和韻母找家的題目呈現出來，包括若干個聲母、若干個韻母、一個房子代表聲母的家、另一個房子代表韻母的家，以及一個題目音頻；鑒于該年齡段的學習者識字量不多，所以系統會先自動播放題目音頻，告訴小朋友題目的意思，然后等待小朋友的拖動操作；小朋友根據所學知識，選取一個聲母或韻母，將其拖到一個房子里；系統會自動判斷小朋友給該聲母或韻母找的家是否正確，并給出相應的反饋，及時強化。

（2）拼音拼讀

拼音拼讀模塊的學習過程如圖4所示：也分為學習和練習兩個階段。

圖4 拼音拼讀模塊的學習過程

在學習階段，學習者可以進行拼音的跟讀學習。它們的學習過程與認讀模塊中的學習階段基本相同。以拼音“shé”的跟讀為例，系統會在屏幕左側呈現一張蛇的圖片，并在右側呈現拼音文本“shé”，以幫助學習者建立實物與拼音的聯系；學習者點擊文本“shé”，系統就會播放這個拼音的音頻，引導學生怎樣用聲母和韻母拼出“蛇”的拼音。

練習階段提供了兩種練習方式：“聽一聽選一選”“看圖找朋友”。其中，“聽一聽選一選”練習模塊的目的是幫助學習者進一步熟悉拼音的拼讀方式，并能在拼音的發音與拼音文本外形之間建立牢固的連接。它的具體練習過程與“認讀”模塊中的“聽一聽選一選”基本相同，只是練習內容改成了由聲母和韻母組成的拼音，而不再是單個的聲母或韻母了。

“看圖找朋友”練習模塊將通過玩對對碰游戲的方式，讓學習者為每個實物圖片選擇正確的拼音。認知主義學習理論強調新舊知識的聯結。奧蘇貝爾是認知主義學習理論的代表人之一，他提出了“有意義學習”理論，指出只有當新舊知識之間建立非任意的實質性的聯系時，有意義的學習才能發生，才能引起學習者能力的發展變化。“看圖找朋友”練習模塊的就是以學習者原有認知結構中已經掌握的非常好的關于實物的認知為“固著點”，把新學的拼音知識“系”到這個“固著點”上，從而在新舊知識之間建立實質性的聯系，使拼音學習變成有意義的學習，而不是機械的拼讀與記憶。該模塊的具體練習過程是：運行在智能手機上的APP軟件，首先從本地題庫中提取一道看圖找朋友的題目呈現出來，包括若干個拼音文本和若干個實物圖片，文本和圖片的排列次序是隨機打亂的。小朋友選取一個拼音，進行拼讀，明白其意思之后，再挑選出一個該拼音所代表的實物圖與之匹配；系統會自動判斷小朋友的匹配是否正確，并及時給出相應的反饋。

（3）拼音游戲

為了激發學習者的學習興趣，我們設置了一個闖關游戲“拯救喜洋洋”，寓教于樂，讓學習者在闖關過程中融會貫通所學的拼音知識。游戲中，小朋友扮演喜羊羊的角色，它正在被灰太狼追趕。喜羊羊已經被灰太狼追趕到了一條小河邊，河對岸就是羊村，村長、沸羊羊、美羊羊都在河對岸呼喊著叫喜羊羊快過河。然而河上沒有橋，只有三塊大石頭。看來，喜羊羊只能通過這三塊石頭跳躍著過河了。可是，每塊石頭上都有一道拼音題，喜羊羊必須用所學的拼音知識答對石頭上的題才能跳到相應的石頭上。如果回答錯了，灰太狼就會更加逼近它。喜羊羊必須全力以赴，答對所有題，才能脫離險境。游戲的具體流程如圖5所示。

圖5 拼音游戲的具體流程

二、少兒拼音移動學習軟件的開發

（一）Web站點的開發

為了使程序結構清晰、提高代碼的可重用性，同時也為了提高Web站點的可維護性和可擴展性，Web站點的開發采用了SSH（Struts2+Spring3+Hibernate）整合框架，把表現邏輯和控制邏輯分離開來，分別由表現層、業務邏輯層來處理。在SSH整合框架中，Struts負責實現MVC，即實現模型（Model）、視圖（View）和控制器（Controller）的分離，以降低系統架構的耦合性；Spring負責業務邏輯的處理，Hibernate進行數據的持久化。具體而言，就是在表現層，由JSP頁面負責人機交互，接收用戶請求（Request）并把系統響應（Response）反饋給用戶。當用戶在JSP頁面上發出一個請求（Request）時，Struts的核心控制器就會攔截這個來自用戶的請求，并迅速在配置文件struts.xml中查找與該請求匹配的Action，然后把該請求委派給相應的Action去處理。在業務邏輯層中，Spring（applicationContext.xml）負責向Action提供業務模型（Model）組件和DAO（Data Access Objects，數據訪問對象）完成業務邏輯。在數據持久層，通過Hibernate的對象化映射實現和數據庫的交互，處理DAO組件請求的數據，并返回處理結果。最后處理結果返回給JSP頁面呈現給用戶，此時系統控制權又轉移給Struts。

（二）APP與Web站點之間數據通信的實現

本軟件采用JSON（JavaScript Object Notation）作為數據交換格式，通過HTTP通信實現了Android應用程序與Web Server之間的數據通信。JSON是一種輕量級的數據交換格式，它能夠描述一個復雜對象的集合，而且JSON易于人閱讀和編寫，也易于機器解析和生成。

APP軟件與Web站點之間的數據通信過程如圖6所示：APP軟件訪服務器端的MySQL數據庫時，先要利用HTTP協議發送Request請求給Web站點，Web站點調用Struts API根據請求訪問SQLServer數據庫獲取數據，然后把數據封裝成JSON格式，通過HTTP協議回傳給APP軟件；APP軟件對得到的數據進行JSON解析，然后存儲到本地SQLite數據庫中。這樣，以后APP軟件運行時所需的數據就可以直接從本地SQLite中讀取了，學習者即使在沒有WLAN的環境下也能正常學習了。

圖6 APP與Web之間的數據通信過程

（三）APP軟件的開發

APP軟件預置了一些教學內容，學生在脫機模式下就能進行學習。更重要的是，APP在WLAN的環境下，能自動和Web站點進行數據通信，及時獲得最新的教學內容，更新本地的教學內容庫，使學生能與最新的教學內容同步。APP軟件的開發也采用了MVC的思想，將表現邏輯和控制邏輯分離開來，使程序結構清晰，提高可擴展性和可維護性。APP軟件的運行效果如圖7所示。

圖7 APP軟件的運行效果

漢語拼音是小學低年級語文課的重要教學內容，是少兒學習漢字的基礎。本文在行為主義、認知主義和建構主義學習理論的指導下，充分利用移動終端設備攜帶方便、觸摸操作、無線通信、圖文聲并茂等性能特點，為少兒設計開發了一款漢語拼音移動學習軟件。該軟件的主要特色表現在如下三個方面：

（1）軟件采用C/S和B/S混合體系結構，使教師能夠通過友好的操作界面實現教學內容的動態更新與維護。

（2）APP軟件采用了Online/Outline混合工作模式，在有WLAN的環境中，APP軟件能自動與服務器的Web站點進行數據通信，并把服務器上最新的教學內容保存到本地SQLite數據庫中，實現對本地教學內容的更新；在沒有WLAN的環境中，學習者能用本地SQLite數據庫中最近一次更新的教學內容進行脫機學習。這種Online/Outline混合工作模式，更能滿足移動學習者對“學習環境隨意性、學習時間的零碎性”的要求。

（3）教學內容采用圖文聲并茂的多媒體表現形式，以及“拯救喜羊羊”游戲情境的創設，更能激發學習者的學習興趣，滿足移動學習者對“學習活動的情景性”的要求。

總之，本軟件能較好地激發少兒的學習興趣，有助于少兒利用零碎時間隨時隨地學習純正的拼音發音，并學會正確拼讀漢語拼音，具有較高的實用性和推廣價值。今后，我們將進一步完善游戲畫面，使之更加精美。

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[7]Brett McLaughlin.Mastering Ajax，Part 10：Using JSON for data transfer［EB/OL］.http：//www.ibm.com/developerworks/web/library/wa-ajaxintro10/.

[8]Brett McLaughlin.Mastering Ajax，Part 11：JSON on the server side［EB/OL］.http：//www.ibm.com/developerworks/web/library/wa-ajaxintro11/.

責任編輯 滿令怡

趙瑛（1977—），女，浙江金華人，北京聯合大學師范學院計算機科學與技術專業副教授，研究方向為信息技術教育應用、智慧教育、人工智能與模式識別等；田宇（1990—），男，北京人，北京市日壇中學，中學二級教師，研究方向為信息技術在基礎教育領域的應用；李響（1998—），女，北京人，北京聯合大學師范學院學士，研究方向為計算機科學與技術專業。