基于松耦合设计的移动终端学习系统架构研究
王昕
[摘 要]移动学习作为传统教育模式的有效补充，日益受到人们的关注。结合移动计算技术和基于移动终端的学习系统的开发和使用，能使教育资源更为丰富和便于利用。根据移动学习的主要特点，针对松耦合多层设计提出了移动学习系统的平台架构方案，从学习平台、交互形式、个人信息、作业管理等四方面进行详细阐述，最后进一步考虑系统的开放性和稳定性，为远程教学资源的利用提供新的解决方案，同时为教师提供一站式的教学支撑服务。
[关键词]移动学习 松耦合设计 学习行为自主化 信息交互
[中图分类号] G434 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）18-0016-03
随着信息化社会、学习型社会的形成和知识经济时代的来临，教育正在经历深刻的变革。作为移动通信技术、网络技术与现代教育思想有机结合的成果，移动学习可以作为传统书本学习和固定远程学习的有效补充，为所有求学者提供平等的学习机会。此外，教育资源、教育对象、教育时空的广泛性，为大众的终身学习提供了可能性。[1] [2] [3]移动学习系统的开发与实践在教与学两方面都具有智能化表现[4] [5]：其一，通过多元化的信息表现形式向学习者提供丰富的学习资源，让学习者能够进行更为自主的学习并得到即时的个性化反馈，设定层次化、阶段化的学习目标，增强学习者的自信心与成就感；其二，能够因人而异调整教学策略，根据当前学习者的知识程度，对教学内容进行调整和重组，智能选择任务难度与学习者的匹配性。
一、移动学习的特点
（一）学习行为自主化
网络技术应用于移动学习，让任何一个人可以在任何时间、任何地点、从任何章节开始、学习任何课程，这是它的显著特征。学习模式上便捷、灵活的五个“任何”，充分满足了现代教育和终身教育的需求。
（二）学习形式交互化
教师与学习者、学习者与学习者之间，通过网络进行全方位的交流，拉近了教师与学习者的心理距离，增加了教师与学习者的交流机会和范围。通过移动终端对学习者的提问类型、人数、次数等进行统计分析，能使教师了解学习者在学习中遇到的疑点、难点和主要问题，从而更加有针对性地指导学习者。
（三）教学形式修改化
在移动学习的过程中，可以运用网络特有的信息数据库管理技术和双向交互功能。一方面，系统对每个学习者的个性资料、学习过程和阶段情况等可以实现完整的系统跟踪记录。另一方面，教和学服务系统可根据系统记录的个人资料，针对不同学习者提出个性化学习建议，为个性化教学提供现实有效的实现途径。
（四）教学管理自动化
移动终端的教学管理平台具有自动管理和远程互动处理功能，远程学习者的咨询、选课、查询、作业与考试管理等，都可以通过远程交互的方式完成。
基于此，提供安装于手机或其他专用终端上的移动远程学习系统就具备了深远的社会意义。[6] [7] [8] [9]
二、学习系统功能模块设计与架构
移动学习最重要的特征就是要实现适时学习，面向广大教师和学习者，辅助其在任何时间、任何地点进行自主学习、测试评估相关的教学活动，并能够对学习者的学习过程及成果进行长期跟踪，以提供智能的、个性化的交互式学习服务。[10]
松耦合系统是基于消息的系统，此时客户端和远程服务并不知道对方是如何实现的，使用通用描述、发现和集成（UDDI，Universal Description，Discovery and Integration）等标准，Web服务可以动态地发现和绑定到其他服务。此时客户端和服务之间的通讯由消息的架构支配。只要消息符合协商的架构，则客户端或服务的实现就可以根据需要进行更改，而不必担心会破坏对方。
松耦合通讯机制提供了紧耦合机制所没有的许多优点，并且它们有助于降低客户端和远程服务之间的依赖性。根据松耦合系统的优势特点，我们设计了如下图所示的移动学习系统逻辑结构：
系统从下至上共分为六个层次，分别为终端接入层、网络传输层、前端门户层、后端服务层、合作伙伴层以及运营支撑层。在终端接入层，学习者可以使用系统提供的学习客户端软件或使用终端浏览器访问前端门户系统，进行学习内容浏览、搜索、租用、分享以及在线学习与测试。在合作伙伴层，内容提供商可以使用系统提供的课程内容编辑器，进行内容的离线制作和在线上载，内容将存入后端服务系统的内容仓库中。后端服务系统是整个方案的核心部分，能够与运营支持层中网络节点进行集成，提供核心业务逻辑的实现，为前端门户提供服务接口支持。同时，为运营支撑人员提供相应的管理门户，提供系统管理与监视、业务综合管理以及统计报表功能。
1.学习管理子系统。学习管理子系统作为核心子系统，为学习者提供学习进度跟踪、智能选题、测试与评估、内容打包与流式下载服务以及与教师交互的学习环境。其中包含学习引擎和测试评估两个模块：
（1）学习引擎模块。该模块用于为终端用户提供内容的组合打包与下载服务，并对内容的学习进行跟踪记录。
离线学习内容打包：对于重点、难点内容，学习者可以选择下载到终端，在离线的情况下反复阅读学习，节约流量与成本。学习引擎能够依据学习者当前的知识水平，智能组合学习内容，并将内容打包提供下载后离线学习。
WAP学习内容生成：智能组合学习内容，并将内容转换成WAP浏览器支持的格式。其主要提供智能组合、内容生成、学习跟踪、学习报告和学习内容流式传输等五部分功能，分别详述如下：
智能组合是根据学习者的当前学习能力和个人兴趣，以及内容知识的难易程度与依赖关系，向学习者提供学习内容组合。
内容生成是系统将智能组合的内容结构、内容页面转换为WAP浏览器支持的XHTML格式，并引用相应WAP浏览器兼容的图片、声音等资源，提供给学习者在WAP门户上进行在线阅读学习的一种功能。
[摘 要]移动学习作为传统教育模式的有效补充，日益受到人们的关注。结合移动计算技术和基于移动终端的学习系统的开发和使用，能使教育资源更为丰富和便于利用。根据移动学习的主要特点，针对松耦合多层设计提出了移动学习系统的平台架构方案，从学习平台、交互形式、个人信息、作业管理等四方面进行详细阐述，最后进一步考虑系统的开放性和稳定性，为远程教学资源的利用提供新的解决方案，同时为教师提供一站式的教学支撑服务。
[关键词]移动学习 松耦合设计 学习行为自主化 信息交互
[中图分类号] G434 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）18-0016-03
随着信息化社会、学习型社会的形成和知识经济时代的来临，教育正在经历深刻的变革。作为移动通信技术、网络技术与现代教育思想有机结合的成果，移动学习可以作为传统书本学习和固定远程学习的有效补充，为所有求学者提供平等的学习机会。此外，教育资源、教育对象、教育时空的广泛性，为大众的终身学习提供了可能性。[1] [2] [3]移动学习系统的开发与实践在教与学两方面都具有智能化表现[4] [5]：其一，通过多元化的信息表现形式向学习者提供丰富的学习资源，让学习者能够进行更为自主的学习并得到即时的个性化反馈，设定层次化、阶段化的学习目标，增强学习者的自信心与成就感；其二，能够因人而异调整教学策略，根据当前学习者的知识程度，对教学内容进行调整和重组，智能选择任务难度与学习者的匹配性。
一、移动学习的特点
（一）学习行为自主化
网络技术应用于移动学习，让任何一个人可以在任何时间、任何地点、从任何章节开始、学习任何课程，这是它的显著特征。学习模式上便捷、灵活的五个“任何”，充分满足了现代教育和终身教育的需求。
（二）学习形式交互化
教师与学习者、学习者与学习者之间，通过网络进行全方位的交流，拉近了教师与学习者的心理距离，增加了教师与学习者的交流机会和范围。通过移动终端对学习者的提问类型、人数、次数等进行统计分析，能使教师了解学习者在学习中遇到的疑点、难点和主要问题，从而更加有针对性地指导学习者。
（三）教学形式修改化
在移动学习的过程中，可以运用网络特有的信息数据库管理技术和双向交互功能。一方面，系统对每个学习者的个性资料、学习过程和阶段情况等可以实现完整的系统跟踪记录。另一方面，教和学服务系统可根据系统记录的个人资料，针对不同学习者提出个性化学习建议，为个性化教学提供现实有效的实现途径。
（四）教学管理自动化
移动终端的教学管理平台具有自动管理和远程互动处理功能，远程学习者的咨询、选课、查询、作业与考试管理等，都可以通过远程交互的方式完成。
基于此，提供安装于手机或其他专用终端上的移动远程学习系统就具备了深远的社会意义。[6] [7] [8] [9]
二、学习系统功能模块设计与架构
移动学习最重要的特征就是要实现适时学习，面向广大教师和学习者，辅助其在任何时间、任何地点进行自主学习、测试评估相关的教学活动，并能够对学习者的学习过程及成果进行长期跟踪，以提供智能的、个性化的交互式学习服务。[10]
松耦合系统是基于消息的系统，此时客户端和远程服务并不知道对方是如何实现的，使用通用描述、发现和集成（UDDI，Universal Description，Discovery and Integration）等标准，Web服务可以动态地发现和绑定到其他服务。此时客户端和服务之间的通讯由消息的架构支配。只要消息符合协商的架构，则客户端或服务的实现就可以根据需要进行更改，而不必担心会破坏对方。
松耦合通讯机制提供了紧耦合机制所没有的许多优点，并且它们有助于降低客户端和远程服务之间的依赖性。根据松耦合系统的优势特点，我们设计了如下图所示的移动学习系统逻辑结构：
系统从下至上共分为六个层次，分别为终端接入层、网络传输层、前端门户层、后端服务层、合作伙伴层以及运营支撑层。在终端接入层，学习者可以使用系统提供的学习客户端软件或使用终端浏览器访问前端门户系统，进行学习内容浏览、搜索、租用、分享以及在线学习与测试。在合作伙伴层，内容提供商可以使用系统提供的课程内容编辑器，进行内容的离线制作和在线上载，内容将存入后端服务系统的内容仓库中。后端服务系统是整个方案的核心部分，能够与运营支持层中网络节点进行集成，提供核心业务逻辑的实现，为前端门户提供服务接口支持。同时，为运营支撑人员提供相应的管理门户，提供系统管理与监视、业务综合管理以及统计报表功能。
1.学习管理子系统。学习管理子系统作为核心子系统，为学习者提供学习进度跟踪、智能选题、测试与评估、内容打包与流式下载服务以及与教师交互的学习环境。其中包含学习引擎和测试评估两个模块：
（1）学习引擎模块。该模块用于为终端用户提供内容的组合打包与下载服务，并对内容的学习进行跟踪记录。
离线学习内容打包：对于重点、难点内容，学习者可以选择下载到终端，在离线的情况下反复阅读学习，节约流量与成本。学习引擎能够依据学习者当前的知识水平，智能组合学习内容，并将内容打包提供下载后离线学习。
WAP学习内容生成：智能组合学习内容，并将内容转换成WAP浏览器支持的格式。其主要提供智能组合、内容生成、学习跟踪、学习报告和学习内容流式传输等五部分功能，分别详述如下：
智能组合是根据学习者的当前学习能力和个人兴趣，以及内容知识的难易程度与依赖关系，向学习者提供学习内容组合。
内容生成是系统将智能组合的内容结构、内容页面转换为WAP浏览器支持的XHTML格式，并引用相应WAP浏览器兼容的图片、声音等资源，提供给学习者在WAP门户上进行在线阅读学习的一种功能。
