基于场景感知的移动学习应用研究

朱立立

深圳职业技术学院 广东深圳 518055

1 移动学习

现代电化教育的迅猛发展突破了传统教育方式的限制，使人们得以有更多学习的机会。教育不再局限于发生在校园的学习方式，只要有需求，任何年龄层次、从事不同职业的用户只需联网访问在线学习资源，都可以开展学习活动。传统的电化学习主要通过互联网实现，近年来，随着WiFi，GPRS，WiMax等无线互联技术的发展及移动通讯设备的小型化和普及化，人们可以随时随地开展移动学习。按照英国诺丁汉大学沙尔普斯(Mike Sharples)教授对移动学习的定义：移动学习法是通过手持式移动设备实现的跨越不同情境和地点的学习行为方式，包括那些通过使用个人移动设备在不同地点发生的结合课堂学习和扩展学习的全过程[1]。移动学习能满足定制化学习要求，学习者能根据各自需要和知识背景情况自主选择合适的学习内容、安排学习进度等。此外，移动学习能随时随地开展，这有助于实现用户终生学习，从而达到事业发展的目标。然而，在带来这些优点的同时，移动学习法在应用中也容易产生一些问题，例如对学习者缺少约束、易产生孤独感、缺乏互动体验等。

移动学习作为一种新的学习方式显然是有益的，但要想达到理想的学习效果，绝非把传统教学内容照搬到移动学习系统中就能实现的。移动学习不是传统学习行为在时间空间上的简单变换，必须从方方面面充分研究移动学习较其他学习方式的不同之处。传统的学习方式通常发生在图书馆、教室、博物馆等地点，这些地方比较安静，适于开展正式的教学活动并设有配套的教学设施。而移动学习通常发生在干扰较多、环境差异较大的场景之中。这些场景通常可用场所、活动类型(如交通、工作等)、学习目标(如应试、职业技能等)等要素来描述。移动学习设计者应充分理解这些要素是如何影响学习者以及如何利用这些要素支持和强化学习效果，有效地组织学习资源，规划学习进度，对跨越不同场景提供的学习内容进行统筹规划，确保学习任务之间的顺适切换等。在这些工作中有许多问题需要解决，例如信息的检索、个性化知识的管理、场景感知的移动服务管理，等等[2]。解决这些问题的核心在于移动学习系统是否能正确判断学习者所处的场景、学习者的特点及需求以及搭载的移动平台特征并针对这些特点提供恰当的学习服务。近年来得以广泛使用的移动定位技术为这一需求提供了很好的技术应用支持。

2 移动定位技术的应用

移动定位技术主要包括GPS，RFID，蓝牙等，目前使用最广泛的还是GPS卫星定位技术。传统GPS定位模块尺寸大且价格昂贵，随着GPS模块的微型化和价格的日益降低现已被广泛集成到各类常规移动终端上并衍生出诸多大众化应用。根据用户所处位置提供相关的服务通常被称为基于位置的服务(Location Based Service，LBS)。LBS服务在我们的日常生活中应用越来越广泛，例如车辆导航、电子导游等，甚至还有基于位置的游戏等新型应用[3]。通过集成在移动设备上的GPS定位功能，移动用户不仅能查询自己所在的位置，还能搜索周边地区感兴趣的信息，例如查询最近的旅游点或餐厅。在移动学习领域，通过获取用户的位置和时间等信息，移动学习设备能感知用户所处的场景。目前，如何充分应用这种场景感知能力来加强移动学习的效果是教育界的一个研究热点。Voxy是西班牙一家软件公司开发、采用移动定位技术的著名外语学习软件，该软件能够根据用户所处位置给学习者提供相关学习内容。图1是Voxy根据学习场景提供的不同用户界面，当学习者来到了一家银行附近，图1a会显示该银行的地图及其他相关信息。同时它还会为用户提供一些银行常用词汇，如开户、存款等，并将银行里可能发生的典型对话也提供给用户，使学习者马上能应用这些语言进行交流。当用户所在场所为一家餐厅时，系统则会根据餐馆可能发生的对话为用户提供一些相关语料(如图1b所示)。这种实地发生的情境式学习方式使学习者获得了非常直观的体验式学习，具有很好的教学效果。

图1

除根据不同场景提供不同的学习素材外，另一个新出现的移动学习应用是通过移动定位技术构建移动学习社交网络[4]。建构主义学习理论认为，学习过程中知识获得的一个不可或缺的元素就是与学习同伴的交流和互动[5]。移动学习者中有很多是在职人士，只能利用业余时间，各自独立开展学习，他们迫切需要与其他学习同伴之间的交流和沟通。与Facebook，人人网这样的虚拟性通用性的社交平台不同，基于定位技术的移动学习平台使学习者能方便地找到其他志趣相投且地理位置距离不远的学习伙伴。如图2所示，基于位置的移动学习平台通过GPS定位和移动通讯设施的支持具备了移动定位和互联通讯的功能，可以支持多个用户在该平台上开展移动学习。他们可能使用不同的终端(如智能手机、iPad等)访问该平台，用户登录平台时服务器会根据该用户所在的位置和时间等信息推测其所处的场景并生成相关学习素材。通过这一平台，学习者可以很方便地在虚拟空间和现实空间实现协作式学习。

图2 无线定位技术支持的学习社交网络

3 基于情景感知的移动学习应用

尽管定位技术给移动学习带来了很多应用发展，但是简单利用位置信息提供相关学习内容的做法远远不够，必须深层次挖掘学习场景信息特征来设计好移动学习系统。例如，对某个用户来说，当他到达同一个场景时，第一次和第二次到达此处时系统提供的信息应该是不同的。移动学习系统的设计必须充分考虑到学习者的知识背景、学习兴趣、学习风格等诸多要素。以下将从决定移动学习场景特点最重要的几个要素，即位置、时间、设备和学习者的角度分别阐述基于位置移动学习应注意的一些应用要点。

3.1 移动学习发生的位置

位置，也即学习者所处的场所，是学习场景中最关键的要素，它从根本上决定了系统提供移动学习内容的方方面面。例如，当用户所在位置是办公室时，可安排一些需要适当深入思考的学习任务；如发现用户处于上下班交通路途中时，可提供一些相对简单的学习材料，如音频、视频或听读材料以方便学习。除被动根据位置提供学习内容外，系统应结合用户学习目标主动地为用户规划学习进度，对不合理的学习方式进行提醒。例如某一用户只偏好在交通途中开展移动学习，很少开展深入的学习，系统应主动向用户提出建议，安排一些深层次的学习机会。

除根据位置确定学习内容外，系统还应充分利用场景强化学习者和所处环境之间的互动，即不仅在场景中学，还要在场景中做。系统可以鼓励学习者在某场景下开展活动进行观察、体验、甚至完成一项较为复杂的任务。前述Voxy软件就是很好的应用实例，可要求学习者在银行里完成开户操作，这能给学习者带来很好的学习体验和成就感。

3.2 移动学习发生的时间

通过移动设备很容易获知学习者开展移动学习的时间。这里的时间概念可分为两类，其一是时间点，即学习行为在一天中什么时间发生；其二是时间阶段，即学习行为是在用户的哪一个学习阶段发生。不同的时间点可以反应用户的学习特点，例如在上下班高峰期，用户通常没有太多时间专注复杂的任务，而在午休或者下班后及晚上，用户通常有较为稳定的时间开展系统学习。从用户所处学习的阶段分析，用户的学习进度是组织移动学习内容的关键参数，应统筹考虑用户的时间和场所安排提供相关合理的学习内容。

3.3 移动设备的功能特点

移动通讯设备多种多样，其功能和使用场景均不相同。例如，笔记本电脑功能非常全面、打字方便、计算能力非常强，但便携性较弱，通常在相对较为正式的学习和办公场所使用；平板电脑携带方便、使用便捷，但打字不便，通常是在相对休闲、随意的场所作阅读或收发邮件的工具；智能手机携带最为方便，在任何移动的环境下都可使用，但屏幕较小、文字编辑能力较弱，承载的信息量也相对较小。针对这些设备的特点，移动学习设备的适应能力显得尤为重要。系统设计者必须充分考虑接入的移动客户端软件(如安卓、WinCE，或者iOS)，通过自动识别用户设备来提供不同的内容展现形式，以提升用户的学习体验品质。

3.4 学习者的特点

在移动学习中，核心的要素是学习者。用户的个性特点、知识水平、学习目的等都是决定系统内容设计的重要因素。除了这些静态的特征外，一些动态的特征，如学习目标、学习进度、学习表现、学习频率等也是系统需要重点考虑的。静态数据通常由用户在移动学习开始之前输入系统。据此可确定合适的学习方式、学习难度及教学法等。动态数据则需要系统在移动学习过程中自动根据用户的学习过程进行判断分析并智能化地进行调整，以确保实现最优的学习效果。

综上所述，有效的移动学习内容组织不应是静态单一的，而应当是动态综合的。应统筹考虑以上应用要点，总的应用原则可归纳为：“根据学习者所处位置、移动学习发生的时间、所使用的设备及学习者的特点自适应地提供最优的学习内容，以辅助学习者达到最佳学习效果。”

4 结束语

移动学习是一种新型有效的学习方法，其有效实施取决于是否能感知不同学习场景并提供相应合理的学习内容。移动定位技术能有效地获取学习者所处的位置，而移动学习系统的设计可以结合时间、设备和学习者特征等要素，有效实现一系列基于位置的移动学习应用。移动学习不仅将给学习者带来全新、有效的学习体验，也将进一步推进现代教育技术的发展。

[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] 邓伟.移动虚拟学习社区初探[J].软件导刊,2009(10):186-187.

[5] 杨维东.建构主义学习理论述评[J].理论导刊,2011(5):79-82.