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基于HTML5交互式移动学习平台的设计与实现

  1 概述

  1.1 移动学习及其特征

  移动学习(Mobile Learning)是指利用无线移动通信网络技术以及无线移动通信设备(如移动电话、个人数字助理PDA、Pocket PC 等)获取教育信息、教育资源和教育服务的一种新型学习形式,具有”随时随地”的特性,即学习者可以在任何时间、任何地点进行学习,是在线数字化学习的无线扩展,被认为是未来学习中不可缺少的一种学习模式。移动学习是在数字化学习的基础上伴随着现代无线通信技术发展起来的,是对数字化学习的有效扩展。移动学习使得学习者不再被限制在电脑之前,可以根据自身的需要以不同的学习目的和学习方式进行学习。移动学习为泛在学习的实现提供了可能。同时,通过移动学习可以提高学生与教师之间的交互程度,进而提升学生学习的效率。

  1.2 移动学习的制约因素

  移动学习伴随着当今移动通信技术的发展取得了长足的进步,特别是在移动学习资源开发方面,国内外相关学者进行了大量的研究工作。但是,随着对移动学习这一领域研究的不断深入,发现移动学习在资源建设和平台开发上存在以下几个问题:

  1.2.1 移动学习资源内容单调

  由于斯坦福大学实验室所开展的以语言学习作为远程学习的先驱,受其影响对于移动学习的研究领域很长时间内局限于语言类学习特别是英语移动学习资源的开发方面,这在很大程度阻碍了移动学习资源向多样性和丰富性方面发展。目前已开发的移动学习资源多以网页或者SMS/MMS 推送形式呈现,内容和形式较为单一不能满足学习者个性化需求。此外,移动学习环境较为复杂,不同于传统的课堂教学和基于PC 的电子教学,需要在复杂的学习环境中激发学生者学习兴趣,满足学习者个性化需求。

  1.2.2 移动学习平台可移植性差

  目前在移动设备运行的操作系统有iOS、Android、Windows Mobile、BlackBerry 等等,而且移动设备还具备不同的屏幕尺寸和屏幕分辨率。此外,为不同的移动操作系统开发应用所需的开发语言也不尽相同。运行在移动智能设备上的操作系统不尽相同导致移动学习资源的开发依赖于操作系统的类型,而且移动学习资源的设计与开发并没有统一的标准和格式,这就导致了在基于某种平台所开发的移动学习资源并不能完整的移植到其他平台,造成移动学习资源的重复建设,提高了开发和维护成本。

  1.2.3 移动学习平台设计缺乏交互性

  移动学习资源作为移动学习的重要组成部分,它的交互性也是必不可少的,如果移动学习资源缺少了交互性,也就变成了电子书,其学习效果也会大打折扣。目前移动学习资源多以文本或动画形式进行呈现,学生只能被动的接受智能设备呈现的资源,缺乏交互性。另外,移动学习系统缺乏跟踪学生学习效果的功能,导致学生借助于移动设备进行学习时学习效果的降低。

  由此可见,针对不同的移动操作系统开发移动学习系统是一项非常繁重的工作,这些制约因素会影响到移动学习的广泛应用。本文提出了采用基于HTML5 的移动Web 技术开发移动学习平台,解决了需要针对不同移动操作系统进行适配开发移动学习平台的问题。

  2 基于移动智能设备的交互式学习环境设计

  交互指学习者与移动设备、学习平台、知识内容、其他学习者等展开的信息交流过程[5]。移动学习平台与传统的电子学习网站相比在交互方式上有很大的区别,通过设计合理的交互方式可能提高移动学习平台的质量,带给学习者良好的学习体验。

  2.1 交互式学习环境设计依据

  面向移动智能设备学习平台主要作用是为学习者提供一个灵活多变的学习平台,软件在设计时需要充分遵循智能手机的特点以及采取移动学习方式的学习者的需求[6]。

  2.1.1 界面友好,导航清晰

  界面是学习者与移动学习平台进行交互的桥梁,界面的友好性和易操作性对于学习者的使用体验至关重要。当学习者进入移动学习平台后,需要通过导航了解整个平台的架构,因此清晰明确导航便于学习者利用移动学习平台提高学习效率。

  2.1.2 知识内容的适用性原则

  学习者与移动学习平台进行交互的最终目的是为了使用平台所提供的学习资源,因此学习资源内容在设计要遵循适用性原则,知识内容简洁直观,有助于学习者激发学习兴趣,提升学习效率。

  2.1.3 用户操作的可操作性和便捷性

  移动设备不同于计算机,大量的输入操作不便于学习者使用,因此在设计移动学习平台时要以内容呈现的形式为主,避免大量的用户输入操作。此外移动学习平台需要针对学习者的每一个操作提供及时的响应和反馈,并提供相应的处理结果和提示,便于学习者判断如何进行下一步操作。

  2.2 系统功能设计

  目前,所示移动智能设备上所运行的操作系统主要是Android、iOS 以及Windows Mobile,开发移动应用程序同时支持多种操作系统,就需要使用多个程序设计语言开发多个操作系统版本的应用程序,该方法提高了应用开发成本和程序维护成本。

  3 关键技术实现

  3.1 视频课件播放实现方法

  视频资源的观看、下载及分享是学生使用在线教育平台的基本需求,这得益于视频技术能够真实、全面、动态地向学习者传达教学内容的优势,特别是随着网络微视频的广泛应用以及移动终端便携摄录技术的提高,视频从录制到传播的时空局限得以突破。

  视频类型课件的播放主要是通过使用HTML5所提供的标签实现的,而无需使用以外的Flash 或Silver Light 插件进行实现。由于不同的浏览器所支持的视频合适和标准尚不统一,主要有以下三种类型视频解码器,分别为:H.264、Ogg Theora 和VP8(WebM)。通过在HTML5 标签的代码中加入对以上三种视频标准以实现在多浏览器中支持视频播放。

  3.2 音频课件播放实现方法

  目前的浏览器大都支持元素,但是不同浏览器对具体格式的音频及相应的多媒体数字信号编码解码器的支持存在差异。为了使移动学习平台在音频课件播放上能够适配多种浏览器,需要以下的工作流程。

  首先,判断当前浏览器是否支持元素。利用document. create Element()方法建立 元素,如果当前浏览器支持元素则创建成功,并返回 元素的引用。

  然后,判断当前浏览器所支持的音频格式。使用元素内置方法can Play Type()对各种主流音频格式进行判断,并建立audio-Format Supported 对象,并在其属性值中保存判断结果。

  结束语

  本文所提出的移动学习平台采用最新的HTML5 技术进行开发,该系统具备低部署成本、跨平台、高交互性的特点。文章首先分析了移动学习的特征已经当前移动学习存在的问题;然后探讨了移动环境下交互式学习环境设计的依据以及方法;最后,根据分析和设计了基于HTML5的交互式移动学习平台,并对平台中的关键技术实现进行了详细的说明伴随着校园无线网络以及4GLTE覆盖范围的提高,基于HTML5的移动学习平台将具有广阔的应用前景。