据统计, 在全球范围内, 把英语作为母语的约有4亿人, 将其作为第二语言的约有3.5亿人, 还有大约10多亿人会每天在不同程度上接触到英语, 把英语作为官方语言的国家接近50个, 学术界, 大量的研究文献也是采用英语形式发表。在国际化、信息化社会的现在, 英语己经成为人们获取大量信息的一个重要语言工具。另一方面, 随着我国国际交往的日益频繁, 英语已成为中国与国际社会交流及沟通的一座桥梁。
在大学学习阶段, 英语依然是学生的必修课程, 许多大学生也花费了不少时间进行英语的学习。同时, 利用各种手段特别是信息化教学来提高大学生的英语学习能力和运用能力显得日益重要。而信息技术的飞速发展, 为各种灵活的英语教学方式的实施提供了技术上的有力支撑。2007年教育部高教司颁布的《大学英语课程教学要求》中要求各高校大力改进过去以教师讲授为主的单一教学模式, 充分利用各种信息技术手段, 在课堂中多利用计算机的进行教学, 要求学生学习英语有不低于30%的学分是通过计算机辅助学习而获得的;新的教学模式特别要依靠网络技术为支撑, 使英语教学摆脱时间和地点的限制, 实现学生的个性化和自主化学习。
同时, 移动通信技术的发展为大学生实现移动学习奠定了坚实的物质基础。Empowering Technologies公司发布的“2007Mobile Learning Era”统计显示, 自2000年以来, 移动用户人数几乎增加了2倍, 全球移动用户数量已经超过15亿, 有超过20亿的用户订阅了无线Internet服务, 移动设备的销售量将超过各类计算机的总和。据信息产业部“2007年全国通信业发展统计公报”显示, 2007年, 全国移动电话用户新增近9000万户, 移动电话的普及率超过40部/百人。移动通信设备的普及, 使得在大学阶段, 开展英语的移动学习成为可能。
1 移动学习系统的发展现状
移动学习 (MobileLearning, M-Learning) 作为一种新型的学习形式, 已经开始向学习者渗透, 它让学习者彻底摆脱了学习的时空限制, 真正做到了在任何时间、任何地点, 根据需求进行自主学习。它代表着未来的学习趋势, 也将是远程学习时代的一种全新个别化学习形式。
1.1 国外关于移动学习的研究现状
移动学习研究最早可追溯到2000年, 这一年美国加州大学柏克莱学院多媒体研究中心成立了“移动教育研究组”。该项目组针对中学生, 进行了手机教育的实验, 并研究如何把移动教育应用到虚拟大学中去。同时, 美国斯坦福大学的“斯坦福学习实验室”也开始尝试移动学习系统的研究, 提出了几个简单的移动学习系统模型, 并将之应用到大学的语言课程上去, 取得了一定成果。
随后, 欧洲委员会资助了MOBILearn和M-Learning两大研究项目。MOBILearn项目旨在探索如何在职业教学中通过移动技术来进行教学。而M-Learning项目则主要面对年龄段在6~24岁的年轻人, 特别是文盲, 解决他们享受教育的公平问题, 让那些处于社会边缘的弱势群体能和普通人一样, 享受到受教育的权利。
挪威函授学院同样也负责了一个移动学习项目的实施, 该项目为其网络学习者提供了一个较全面的移动学习环境;网络学院的学生使用移动终端设备, 下载学习资源后, 进行离线式的学习。
1.2 几个典型的移动式英语学习系统
2002年, 教育部高等教育司启动了移动学习的试点项目“移动教育的理论与实践”。该项目由“北京大学现代教育技术中心移动教育实验室”承担, 他们将移动计算、普适计算和本体技术与教育技术相结合, 提出了移动教育的相关概念。同时, 国内多家大型知名网站都陆续推出手机短信息的外语学习辅导服务, 或直接以W A P (Wireless Application Protocol) 站点方式提供外语学习服务。目前, 此类网站持续增长中, 很多学习者通过短信定制、WAP浏览等方式, 正在享受到移动学习服务。
市场上, 新东方和诺基亚曾携手推出基于移动手机的英语学习软件, 该软件利用手机存储资源的学习模式, 学习者可以到Mobiledu.cn和Koolearn.com两家网站上下载由新东方编写的一些学习资源, 进行学习。现在很多移动手机都免费配备了英语词典等手机学习软件, 这也成为手机生厂商占领市场的一种有效方式。
1.3 英语移动学习系统的实现技术分析
从实现技术角度而言, 目前移动学习系统的实现方式主要有两种:非连接短信方式和浏览、连接方式。
短信息方式:该方式通过短信息服务 (Short Messaging Service, SMS) 的方式实现, 依靠SMS的字符信息传送, 完成一定的教学功能。用户间、用户与互联网都可以实现这种传送, 用户通过手机发送短信息到远程教学服务器, 教学服务器接收到用户短信息后, 以预设格式对数据实施转化, 判断用户需求, 提供相应的服务, 完成一定的教学活动。但是, 由于SMS传送信息有长度限制, 所以这种方式仅仅适用于那些内容仅局限于文字描述, 通信数据很少的某些教学活动中。
浏览、连接方式:它采用浏览器/服务器 (Borser/Server, B/S) 结构, 学习者使用无线终端设备, 经过服务商的网关接入互联网, 访问教学服务器, 完成学习。这种方式非常类似于普通的互联网用户。目前此类方式应用非常广泛, 很多网站都提供了W A P浏览方式。
1.4 英语移动学习系统开发中存在的不足
虽然移动学习模式出现的时间并不长, 但在众多科研机构、研究部门和商业集团的共同努力下, 移动学习相关的理论和实践都得到了很大的发展。然而, 从目前的研究现状来看, 移动学习系统的开发还存在着一些关键技术上的不足。
首先, 在学习内容的设置方和个性化学习方面, 尽管很多移动学习系统都被称为“个性化”学习系统, 但是, 这种个性化只是简单实现了用户随时、随地学习, 很少有移动学习系统针对不同用户不同的学习特点, 如个人的学习薄弱点、不同人的记忆规律进行优化内容设计, 从而提高个体学习的效果。
其次, 受传输带宽的限制, 系统的相应速度过慢。很多商业开发的手机学习系统, 都强调界面设计、内容全面等表面化的东西, 对底层的传输技术更多依赖于通讯公司, 形成了通讯技术和网站开发技术相互脱节的现状。
2 移动英语学习系统的总体设计研究
目前, 终身教育和全民教育成为现代社会的热点, 传统的学习方式再也无法满足人们无时无刻的学习需求。同时, 随着移动终端等移动计算设备功能上的日趋完善, 以及目前正被应用到现代通讯业务上的第三代移动通信技术 (3rd-generation, 3G) 技术的日益成熟, 移动学习逐渐成为研究热点。把移动学习引入到大学生中, 成为一个必要的手段。
2.1 设计思路
移动学习平台应该至少提供学习资源以及学习服务。学习资源包括学习内容、学习素材以及有针对性的测试题;学习服务包括学习进度的管理、学习评价等。据此提出系统的设计目标和原则。
2.1.1 设计目标
结合设计思路和大学生学习的实际情况, 可将此系统的设计目标归纳如下。
(1) 考虑个体偏好、时间等因素, 实现学习者在任何时间和地点, 都能利用该系统进行花费低廉又情景化和高效的自学。
(2) 在学习的内容上, 提供个体化的学习内容和学习资源, 完成个性化教学过程, 满足不同层次水平的学习者需求。
(3) 兼顾交互性, 提供便捷的自我测试手段, 实现教学效果评价, 提供继续学习的依据。
目前, 普通的学习系统平台, 功能上缤纷复杂, 对本系统的开发有一定的借鉴作用。考虑移动学习系统开发的实际情况, 对系统设计目标做了进一步优化。从目标功能上看, 此目标已经可满足移动学习需求。
2.1.2 设计原则
从系统的设计目标出发, 结合当前已有成熟技术, 确定系统在设计时应遵循以下原则。
(1) 低廉性。目前进行移动学习的通讯成本昂贵的现实, 在短时期内无法解决, 系统必须依据内容简明, 下载速度快的原则设计。为了降低通信成本, 可采取在线学习和离线学习相结合, 在通讯过程中采取有效的文本压缩技术。
(2) 实用性。针对大学英语的学习, 系统应该以教育部高教司2007年颁布的《大学英语课程教学要求》为依据, 在紧密结合大学英语课堂的同时, 又可扩充课堂教学, 为设计原则。
(3) 交互性。交互性是人机对话在系统中的具体体现, 同时, 学习过程中的交互可有效提高学习效率, 营造逼真的学习情境, 调动学习者的学习创造性。
(4) 个性化。由于个体间的差异, 导致个体学习能力不同, 系统必须以个性化原则组织学习内容, 管理学习进度。特别是对英语单词的学习, 学习者的记忆能力直接导致了学习效率的不同, 根据个体的记忆规律, 组织学习内容, 控制学习进度变得十分重要。
2.2 系统体系结构设计
2.2.1 网络结构
移动学习系统使用如图1的网络结构实现。这个结构中分为三层次:客户层, 应用服务器层和数据服务器层。
(1) 客户层。它包含智能手机、掌上电脑 (Personal Digital Assistant, PDA) 等移动终端和个人计算机 (Personal Computer, PC) 。移动终端, 选用手机来运行客户端程序, 拟采用J2ME技术规范开发MIDlet应用程序, 这样可以屏蔽各个手机厂商不同手机硬件的特性差异, 使程序可以在Java手机上很好地运行与移植。PC终端, 面向管理员, 实现学习资源的组织和更新维护, 系统管理等功能, 拟采用动态服务器页面 (A c t i v e Server Page, ASP) 技术开发服务器端应用程序。
(2) 应用服务器层。主要实现业务逻辑的处理和数据层的操作。一方面, 它响应移动终端在线学习时的请求;另一方面, 处理PC终端管理员管理维护系统的业务, 同时它还与数据服务器层通信, 完成数据操作。
(3) 数据服务器层。它实现系统所需的数据管理, 实现数据定义, 更新和维护等操作。拟使用SQL Server 2000数据库。
2.2.2 软件总体架构
软件总体架构由Java企业版 (Java 2Enterprise Edition, J2EE) 四层体系结构为基础简化而来, 采用客户层/业务逻辑层/数据存储层的架构方式, 如图2所示。
系统前端的学习系统以手机上的MIDlet实现, 通过无线网络进入Internet与WEB服务器进行连接。而pc端用户, 通过客户端则直接使用Browser向web服务器发送请求。处于W E B层的A S P应用程序获取移动客户端的请求信息, 处理事务逻辑, 由SQL Server来完成数据存取, 然后返回结果给web服务器, web服务器的asp用程序将处理后的结果发送到客户端的手机上, 手机上的客户端应用程序将这些信息显示给用户。
客户层分为两部分, 一部分运行于支持J2ME的手机上, 它是符合J2ME MIDP规范的MIDlet程序。MIDlet程序能够在本地存储和处理数据, 有效缓解了时间长、费用大的问题。移动客户层提供了人机交互操作, 同时在在线学习时则利用联网功能与web服务器层交互。客户层另一部分则运行在PC的Browser上, 形成一套B/S模式, 它负责提供管理员管理学习内容, 维护系统界面, 向业务逻辑层的web服务器发送用户请求。
业务逻辑层负责处理由不同终端而来的应用请求, 对业务进行处理后, 响应给客户层用户。并根据需要访问数据库服务器, 完成数据库操作。
数据存储层作为数据仓库存储系统中的数据等信息, 应用服务器以组件的形式封装数据库访问方法。
2.3 功能模块设计
2.3.1 基于教学要求的系统功能分析
教学要求中对大学英语教学的要求仍然强调学生在“听、说、读、写”能力上的培养, 但在教学模式上做出了重大改变:要求利用信息技术, 特别是网络技术, 让英语教学摆脱时空限制, 让学生的学习朝着个性化和自主化的方向发展。
基于以上要求, 结合移动学习平台的局限性, 移动英语学习系统应具备以下基本功能。
单词记忆功能:单词是英语学习的基础。移动英语学习平台应能够为用户提供词典查询、重复记忆和单词模块测试等功能。
短文阅读功能:短文阅读是英语综合运用能力的表现形式之一。系统应该能够按照教学大纲的要求, 为用户提供一定比例的阅读范文和测试短文。
另外, 该移动学习平台还应该提供自我测试功能, 用于检查学习效果, 掌握学习情况, 为用户提供复习依据。
同时, 为了实现模块化的学习过程, 可按知识模块组织单词记忆和短文阅读及练习测试内容, 以形成单元式学习过程。
2.3.2 功能模块设计
本系统的目标是在J2ME平台上设计并实现可运行在手机上的英语移动学习的软件, 学习者利用移动终端以网络访问和本地存储相结合, 在线和离线相结合的方式进行英语单词记忆和阅读等能力的培训。由于基于移动手机的英语学习平台与普通PC上的英语学习平台性能上的差异, 如运算和存取速度、输入操作和显示能力不足等特点, 因此所涉及的软件要尽可能简洁、简单, 降低对用户端的各种存储、操作要求。基于这一指导思想, 我们首先对大学英语学习要求进行初步分析, 在此基础上, 提炼出基于移动平台的英语学习系统的功能要求。
根据大学英语的教学要求和前文的功能需求分析, 英语移动学习网站应具备的主要功能由如下几个大模块组成:单词学习、短文阅读、测试、讨论答疑、学习工具、后台管理等功能模块, 其中单词学习、短文阅读、测试可以按内容组织形成单元式学习。
单词学习模块:单词模块主要帮助学习者完成单词记忆和单词测试, 由于单词知识相对固定, 同时为了降低通讯成本, 单词的学习过程采取离线学习。系统根据用户的记忆能力, 智能化的组织学习内容和设置复习时间, 控制学习进度。
短文阅读:从学习资源中提取大量的短文进行阅读训练。训练内容主要以阅读理解为主, 采取在线学习, 即时更新学习内容。为了降低通讯成本, 采取适当的文本压缩策略, 从服务器传送的素材是经过压缩的文件, 通过移动客户端的解压缩算法进行解压缩后, 提供给学习者进行阅读训练。
测试模块:测试模块是对学习者学习效果的测试。采取在线和离线结合的方式完成测试。进行测试前, 学习者先从学习资源中提取试卷及标准答案, 和阅读短文一样, 试卷将以压缩文本传送给学习者, 并解压缩。下载完毕后, 即可断线, 学习者开始测试, 测试完成后, 学生可以查看分数和试题详解, 及时了解自己的情况, 若有必要, 可把学生答案传送回服务器, 以供教师掌握。添加试题可以通过PC端的Browser进行, 由专业的教师进行试题的扩充。
学习工具:学习工具为学习者提供便捷的帮助, 目前暂设计了电子词典, 学习者利用学习工具可以自己解决学习中面临的许多问题, 从而提高学习效率。
2.4 开发环境
系统可采用J2ME技术进行开发。首先安装J2SE SDK1.4.2 for Windows版本。在此基础上安装J2ME Wireless Toolkit 2.5.2, 它提供了运行J2ME程序所需要的标准库以及四个常用的模拟器, 通过它来模拟手机显示。
开发移动客户端时使用了eclipse作为集成开发环境, 本系统开发式使用了windows下的3.5版本。eclipse只是一个框架和一组服务, 用于组件构建开发环境, 在此框架上安装eclipseme插件, 本系统使用的是eclipseme.feature 1.7.9版本。
另外, 软件服务端应用程序采用A S P技术开发, 这主要是为了兼容windos系统, 同时兼顾适合PC端用户的服务器应用程序开发。数据源层使用了SQL Server2000来进行数据存储和管理。
3 结语
随着手机的普及和其功能的发展, 人类的学习环境逐渐发生改变。当前, 在建设学习型社会的号召下, 采用手机平台, 就大学英语移动学习平台的关键技术做一些深入探索和初步实践就变得非常必要。本文针对大学英语的学习要求及学习规律和用户在移动环境下的学习特点, 选取J2ME移动开发平台, 确定系统的目标及原则;同时, 结合当前移动网站技术的发展现状, 确定系统的实现技术和体系结构, 使大学英语教学在一定程度上摆脱时间和地点的限制, 让学习者能够实现个性化和自主化的学习, 满足大学生移动学习的需求。
摘要：结合当前移动学习系统的研究现状, 针对大学英语的学习要求及学习规律和用户在移动环境下的学习特点, 基于J2ME技术, 确定了大学英语移动学习系统的开发目标及原则, 确定了系统的实现技术和体系结构, 使大学英语教学在一定程度上摆脱时间和地点的限制, 让学习者能够实现个性化和自主化的学习, 以满足大学生移动学习的需求。
关键词：移动学习,学习系统,J2ME
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