基于的学习

第三节　基于3G的学习

一、移动学习理论

随着计算机技术、网络技术和通讯技术的飞速发展，信息技术环境下人们的学习方式和技术也经历了从低级到高级的演变历程。人们对知识的渴求日趋迫切，终身教育已成为现代教育的必然趋势。传统课堂之外的学生日益增多，这些特殊的学习者希望能够在任何时间、任何地点以任何可能的方式进行学习。因此，一种全新的学习方式———移动学习（M 2Learning）逐渐进入了公众视野，成为当今业界研究的热点。移动学习首次引入我国是在上海电视大学建校40周年学术会议上，爱尔兰远程教育学家戴斯蒙德・基更做了题为《从远程学习到电子学习再到移动学习》的报告中。针对移动学习的定义，学术界还没有一个统一的说法。目前，从不同的认知角度出发，有以下三种:①将移动学习理解为远程学习的一种形式；②数字化学习的一种扩展；③从认知学习的维度看，移动学习的移动性和情境性使其成为一种全新的技术与学习方式。笔者认为:

移动学习是指依托目前比较成熟的无线移动网络、国际互联网以及多媒体技术，学生和教师使用移动设备（如无线上网的便携式计算机、PDA、手机等），通过移动教学服务器来更为方便灵活地实现交互式学习，有利于实现学习的终身化和社会化。

移动学习作为远程教学的一个新兴研究领域，受到人们越来越多的关注，移动学习的研究与发展必将促进社会与个人的发展，对于移动学习的研究具有深远的影响和较大的研究价值。移动技术及数字化学习技术（e-Learning）的广泛应用推动了移动学习（mobile learning，或m-Learning）的发展。2000年，英国伯明翰大学的移动学习研究专家Sharples就指出，先进移动技术正使得e-Learning向m-Learning转变。国际上一些知名的企业、著名的大学都已经参与到了这一进程中，其中包括诺基亚公司、IBM公司以及哈佛、M IT、Stanford等大学。诺基亚公司于2007年5月在中国推出了“行学一族”（MobilEDU），它是中国第一个互动在线移动学习服务平台，整合了众多教育和出版机构的学习内容，使边走边学、随时随地学习和交互学习真正成为可能。IBM公司也非常重视对移动学习的研究与应用，他们认为“移动学习是指通过移动设备来传送学习内容，这些设备包括PDAs、Cell Phones、Pocket PCs、Web Pad及其他手持设备。在这一学习方式的支持下，学习能够紧随着学习者的需要而发生，从而促进人们工作绩效的提高，满足按需、随时、随地学习的需要”。

目前，从世界范围来看，移动电话的销量增长速度比PC或电视快4倍，手持设备已非常普遍。虽然并不是所有的移动电话都能被称为“计算机”，但智能电话（指有可编程CPU的电话，其上运行有W indows Mobile、BREW、Symbian或Java等软件系统）近几年维持在200%的市场份额增长率。据业内人士预测，在未来的两至三年，智能电话将是世界上最常见的可编程计算机，它将创造IT设计的新经济。这是因为，首先，智能电话已经能够运行最重要办公类型的应用，当给它们配备上键盘和显示器后，它们就是工作站和电脑笔记本的便携版；其次，它们具有一些独特的性能，包括定位、音频、视频和丰富的个人历史信息；再有，这些设备以“媒体为中心”，适合于对音频、图片、视频进行记录和交换，适宜玩游戏，所有这些特性为“上下文感知的”、“历史情景感知的”、媒体能力丰富的、高度个性化的应用和服务提供了新的应用空间。在这样的发展趋势下，移动学习成了最直接的实践领域，利用移动设备开展学习的前景正在成为现实，如全球最大的网上书店Amazon已经通过无线传输，直接将其网站上的e-Book下载到移动电话上供人们学习。在我国，持续高速的经济增长给通信业发展注入了强大动力，无线通信增长尤为迅速。与此同时，各类便携式、可移动的终端层出不穷、功能繁多，随着这些设备越来越廉价、越来越便捷和多样性的互联，它们正以“普适的”（Pervasive）方式融入人类生活的各个层面，集成到个人通信、协作、娱乐中，人类社会正变得更加移动、更加互联、更加个性化。这些潜能优势同样地辐射到了教育领域，在强劲的技术发展驱动下，教育将从学校走向家庭、社区、乡村，走向任何信息及通信技术能够触及的地方，并推动着如终身学习理念等新的教育理念的传播。随着这些新的教育理念在全世界范围内的实践，人们在家庭教育、岗位变更、职业发展、健康与保健等方面都需要不断地学习，学习活动将扩展到校园外，工作场所也经常变更，在这样的大背景下，随时随地的移动学习将前景广阔。就目前而言，移动学习作为一种新兴事物，相关的理论、技术与研究成果都不够成熟。我国的移动学习正处于起步状态，鉴于理论、经费和技术等实际，无论是研究规模还是研究水平并未取得长足进展，但是，仍然取得了一定成绩。近十年国内移动学习实践取得了以下成果:

（1）完善了移动学习环境建设

这主要是指无线基础设施的建设:对于学校内部，自上海中学无线校园网建立以来，我国校园网建设进入从有线网络到无线校园网转变，其中北京大学、上海中学较为典型。目前无线校园网络已覆盖大中小学，对无线教育应用支持良好。值得关注的是2008年中国移动厦门分公司与厦门软件学院共建的“3G无线校园”，又使校园网开始转向3G校园网的建设；对于校外地理范围更大的区域，移动学习的环境建设主要由通信公司完成。从模拟制式到GSM、TDM A再到现在的3G，国内三大电信运营商通过移动基础设施建设不断完善了无线通信与多媒体学习资源的整合环境，这些都为国内移动学习的环境支持做出了贡献。

（2）研发了一系列移动学习设备及配套资源

近十年，企业特别是移动终端生产商，为我国开发了大量多种可用于移动学习的设备。自1989年香港权智集团推出全球首部中英电子词典———快译通，电子词典成为最早批量生产的移动学习设备，随后2003年好记星数码学习机项目启动后，数码学习机生产独占鳌头，目前已有诺亚舟、名人、快译通等200多家企业生产电子词典、学习机，同时针对相应产品，以门户网站下载、光盘发行等形式发布配套学习资源；手机生产商在近十年中，逐渐趋向于以软件服务带动硬件销售，除对短信学习方式的支持外，研发了内置英汉词典等实用学习软件产品，如夏新N810内置碟中谍英语学习软件；联想i760拥有多套可发音英语词典。除以上设备，2007年农村终端信息机由中国移动公司开发并首次应用于四川；2008年专用于移动学习的“移动学习机”由聚力信通公司联合湖南移动开发。

（3）根据不同实际需求开通了大量移动学习平台

近十年，根据实际需要，我国开通了一批面向农民、政务人员、在校学生等不同人群的移动学习平台，提供了移动学习、办公等服务，达到了干部培训、移动办公、农业致富、职业教育等不同目的。这些平台具有针对性强、学习效果好、绿色快捷的特点。

（4）推广了移动学习方式的应用

教育部在中学开展的校校通工程、诺基亚公司的“行学一族”等典型实践使更多人了解到移动学习方式；同时一些实践通过发放设备、宣传等措施推广了移动学习的开展，使得更多人了解、应用并认同移动学习方式。

二、3G时代的特征

3G，全称为the third-generation ofmobile phones，中文含义就是指第三代数字通信。3G与前两代相比，主要区别在于传输声音和数据速度上的提升。它除了语音功能之外，还能够在全球范围内更好地实现无缝漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，有通信多任务、实时化、个性化、多媒体化的特点。从网络的角度看，3G真正把网络延伸进了人们的口袋；从终端的角度看，在3G的影响下移动电话变成袖珍网络终端也不再是梦想，人们可以利用3G移动电话完成收发邮件、交流、学习、搜索等等原本只有在电脑上才能做的工作。

3G功能的另一个亮点是3G视频业务，其包括了移动视频业务、视频共享和可视电话等。移动视频业务可以保证用户随时点播高清晰视频和音频节目，在点播过程中还可以随时控制播放进度。人们还可在3G手机和带有显示屏的固定电话之间实现可视通话，也可把3G可视电话打到通过宽带接入互联网的电脑终端上。3G手机也具备了一些电视功能，手机也是电视机。

案例2-3-1

中国揭开3G时代的篇章

2009年是我国的3G元年。2009年1月7日，工业和信息化部正式发放3G牌照———中国移动获得TD-SCDM A牌照，中国联通和中国电信分别获得WCDM A和CDM A2000牌照，这标志着中国开始步入3G时代。所谓3G，就是指第三代移动通信。第三代移动通信系统可以提供前两代技术不能提供的多种宽带信息服务，它与前两代的主要区别在于数据传输速度上的大幅度提升，3G具有更高的传输速度，能够快速处理图像、影音及多媒体形式。它能够分别支持在室内、室外和行车的环境中至少2M bps、384kbps以及144k bps的传输速度。通过3G使用者能够听到更加清晰的声音、看到更加流畅的图像和更加方便、快捷地浏览网页。

如今，我们已然进入3G时代，3G网络已基本覆盖全国，手机报、手机视频、手机上网等新的业务形态发展势头良好。正如互联网改变了传统的社会舆论格局一样，随着3G时代的来临和移动互联网的发展，舆论传播格局将产生新的变化。

（1）舆论传播方式更加多样化

与前两代移动通讯技术相比，3G在传输声音和数据的速度上有很大的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、收发电子邮件、进行视频通话、收看电视节目、电子商务、实时导航、在线游戏等多种服务项目。在3G技术的推动下，人类的舆论传播方式进一步发生变革，手机成为新的网络传播终端，移动互联网将成为互联网发展的大趋势。在这样的背景下，3G手机成为许多人的手中之物，人们将更倾向于借助3G手机等移动终端设备来传播和接收信息，移动互联网在传播领域的作用越来越大。特别是在媒体融合的大趋势下，3G技术将推动传统主流媒体、网络媒体和手机媒体有效结合，催生出更加丰富多样的舆论传播载体和媒体形式，舆论传播空间将大大拓展。

（2）手机媒体将正式加入主流媒体行列

从传统意义上来看，报纸、广播、电视是正统的主流媒体。互联网的进一步发展和普及，目前也已被公认为新的主流媒体。随着3G的发展，手机媒体也正逐渐跻身主流媒体之列，成为名副其实的“第五媒体”。其他各类主流媒体都在全力进入手机媒体，将自身在内容生产上的优势展现在手机平台上，使传播资源爆炸式释放。相信在这样的趋势下，手机媒体的主流化将更加明显。

（3）舆论传播主体将更加多元化

由于手机成为新的网络终端，庞大的手机用户群体将助推网民数量进一步增加，使更多的人参与到社会舆论的构建中来。据《第26次中国互联网络发展状况统计报告》显示，2010年上半年，我国网民继续保持增长态势，截至2010年6月，总体网民规模达到4.2亿。手机网民用户达2.77亿，较2009年底增加4334万人，成为拉动中国总体网民规模攀升的主要动力。可以预见，一旦3G普及，未来几年手机上网的用户将迎来爆发式增长，“电脑网民”和“手机网民”将共同组成更加庞大的群体，创造更大数量的网民。同时，网民的结构特征也将发生变化，据艾瑞咨询发布的《2010年中国手机上网用户行为研究报告》显示，2010年中国手机上网用户呈现明显的低龄化特征，18～24岁网民占比过半，低龄化成为用户群体的重要特点，因而传播主体的多元化趋势将更加明显。

（4）舆论传播速度更加迅捷

互联网具有即时传播的特点，时效性很强，大大提高了舆论传播的速度，但对于用电脑上网用户来说，这种时效性是有前提的，也具有一定的局限性，即我们必须坐在电脑跟前上网，否则我们耳闻目睹的信息很难第一时间传到网上。3G提供的高速数据传输功能，为信息的无障碍迅速传播提供了便利，使信息传播的时效性将大大增强，更多的网民可以在移动状态下高速接入互联网，随时随地随身地进行信息传播，使舆论可以在更短的时间内得以扩散。

（5）网上舆论更加复杂活跃

3G时代，更多的人参与到舆论的构建中，人人皆是记者，人人皆是媒体。手机成为一个新的舆论场和社会舆论空间，成为社会舆论的放大器。3G使网络无处不在、无时不有，人们可以随时随地登录网上社区和论坛，随时随地用手机更新和管理自己的博客，发表自己的所见所闻和所思所想；也可以随时随地在关注的新闻报道后面发表观点和看法，将自己的意见迅速传播出去形成舆论。由于不再受时空限制，人们使用手机等移动设备在网上留言的热情将极大地激发出来，舆论将更加活跃，特别是针对一些突发事件和民生热点问题，网民的关注度将更高，帖文的点击量和跟帖的数量将更多，观点将更加多元化。

三、基于3G的学习

从移动学习的实现方式看，移动学习实现的技术基础是移动计算技术与互联网技术，即移动互联网技术，如W AP、蓝牙技术、GPRS、UM TS技术和移动终端等。尤其随着2009年3G移动通信技术的推出，必然为移动学习的迅猛发展提供更为良好的技术支持。

1.3G技术在移动学习应用中的特点

与传统的课堂学习相比，基于3G的移动学习系统的优势表现在:

（1）实时互动

3G技术将有线互联网和移动通信网集成在一起形成移动互联网。学习者可以利用3G技术进行网络学习，学习者无论在什么地方都可以通过无移动终端接入互联网，使用互联网中海量的教育资源。教师可以通过教学服务器发布教学信息，学习者可自由、随时随地浏览教学服务器上的问题和解答，从而实现了学习者可以随时随地实现教师与学生、学生与学生之间的交互。

（2）音视频教学

利用3G技术提供的语音视频服务，学习者能够观看实时在线课堂的讲座，教师可以进行在线授课，并通过电视会议的方式和图像进行交流。学习者可以通过手机终端任意点播观看教学节目。

（3）多媒体业务

学习者可以充分利用3G业务优势，包括多媒体短消息业务、多媒体邮件业务、视频电话、无线点播业务、WAP浏览、互动游戏业务等，为学习者提供使用无线移动设备的同时访问多种学习资源和学习服务的无线通道。总而言之，3G技术具有通信高速化、多任务、实时化、个性化和多媒体化的特点。

2.基于3G技术移动学习应用的主要模式

（1）基于3G多媒体短消息服务的移动学习模式

3G提供的多媒体业务（MM S）可分为3种情况:MM S终端之间相互接收和发送多媒体消息；MM S终端和互联网E-mail服务器之间的相互发送与接收多媒体消息；MM S终端与互联网增值业务平台之间的相互发送和接收多媒体消息。普通的文本短消息只能包括170个字节长度，MM S短消息的长度可达30～100千字节。除文本外，MM S消息中可以包含声音、图片和视频片断中的一种或多种媒体格式的组合。通过3G提供的多媒体短消息业务，学习者可以通过终端，将短消息发送到教学服务器，教学服务器经过对接收的数据进行分析与处理后，可将回复信息自动以短消息形式回复给学习者。

（2）基于3G多媒体邮件服务的移动学习模式

3G提供的多媒体邮件业务是一种基于数据承载网络的非实时业务，提供移动通信网络实现的互联网上常见的电子邮件业务（内容格式可包括文本、声音、图像和视频等）。多媒体邮件相比消息而言，其容量更大，而且保密性强。因此这种模式适合于远距离、大容量传递学习内容的远程教学。

（3）基于3G视频点播、传输服务的移动学习模式

借助3G网络的带宽，用户可以轻松地实现从文字点播、图片点播向音频点播、视频点播的跨越。充分利用这个优势为移动学习服务，它将给传统的电视教育和数字化教育带来巨大冲击，相比后者而言，它具有更大的灵活性，更适合于现代化的节奏快的学习人群，学习者将会真正地感受到随时上网、随地观看和随意学习的乐趣。

（4）基于3G的W A P浏览、下载的移动学习模式

W AP即无线应用协议（w ireless application protocol），它提供了通过手机访问互联网的途径。这样，只要有了一个支持W AP的手机，就可以随时随地随身地访问互联网。W AP浏览类似于计算机浏览器的应用。与传统无线通信相比，3G采用了W AP 2.0以提高系统与个人电脑信息内容的兼容性。这种学习模式让学习者摆脱了时间、地点的限制，学习者只要需要信息，就可以通过移动终端上网查找、浏览甚至下载。下载后的信息还可长期保存，学习者在脱机状态下也能进行学习，减少了对网络的依赖，同时也减轻上网的经济负担。

3.3G与移动教育相结合

移动通信和计算机技术的发展给移动设备的通信带宽和计算能力提供了广阔的发展空间。在这样的背景下，移动教育通过将移动通信与教育相结合，在现代教育中将发挥巨大作用。第三代移动通信系统（3G）能提供多种类型、高质量多媒体业务，此时的移动教育在方便性以及服务质量上都将会发生空前的变化，教学活动将不受时间、空间和地域的限制，并将得到高质量的保证。

（1）支持移动环境下的网络学习

基于互联网和多媒体技术的网络教育，较以前的教育模式有很大的进步，但由于有线连接的互联网环境建立代价高，扩充新的节点，增加通信带宽都不很方便，这些会限制没有固定学习时间、场所等课堂外学习者的学习要求。由移动数据通信技术与互联网结合产生了移动互联网技术，在此基础之上所开展的移动学习，可使学习者不再被限制在电脑桌前，可以自由自在地进行不同目的、不同方式的学习。学习环境是移动的，教师、学生都是移动的，这也正是它区别于现在多媒体网络教学的根本所在。3G能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力，与固定网络相兼容，并以小型便携式终端在任何时间、任何地点实现在移动中数据交互、实时连接，为移动学习提供了网络支持。

（2）支持多媒体技术的网络学习

我们知道，要在通信网络上真正实现生动的交互式网上教学，就不能缺少大量文字、图像、声音、动画和视频。由于第二代移动通信速度较低，一般只能以短信息的形式通过移动网与Internet通信。而短消息的教育方式只适用于通信数据少，简单文字描述的教学活动。“一幅画能顶千句话”的古语在数字世界中得到了很好的体现，我们的教学不可能只通过文字来进行。在3G条件下，现在计算机中应用的文字、图片、音频、视频等多媒体信息都能通过无线网络轻松地传递。3G通过有效的利用宽频带还可处理真实的动态图像。这些新应用的出现与灵便的智能终端（如PDA手机）相结合，毋庸置疑地为丰富多彩的教学内容提供了展示舞台。

（3）3G在教育中的应用

移动学习是一种充分发挥学生主动性和创造性的教学模式。3G提供的各种宽带信息业务将使移动教育系统给使用者提供更方便的服务，其应用具体表现在以下几个方面:

①提供移动互联网。移动互联网是将有线互联网、移动通信网集成在一起的网络，它主要包括有线互联网、无线连接和灵便终端。有线互联网即Internet；无线连接是由无线模块组成的网络；灵便终端指具有终端处理能力的便于携带的终端设备。与有线互联网相比，移动互联网的主要优点是弥补了有线互联网不能移动的缺点。移动用户使用无线终端，经过网关后可接入互联网，访问学校的教学服务器，并进行浏览、查询、实时交互，类似于普通的互联网用户。而面向浏览器的移动设备的推出，可使我们通过手机浏览互联网上丰富的和更新较快的各种各样的素材，获得更多的信息。

②移动资源库。教师可从互联网上收集试验、绘图、声音、影像以及大量的资料图书，并从中检索出所需的素材，再加以利用，加工成教学所需的课件，在学校的教育平台上组织数据资源，建立各种数据库。由于3G的数据传输率很高，学生可通过移动网络很容易地索取自己所需的内容，如课程的重、难点和常见问题均可以存储于网站数据库中，学生能不受时间、地点限制登录网络，查询各种学习问题。

③移动的讨论区和BBS。BBS用户通过手机可查询BBS的标题和内容，可用手机发表文章，利用超文本的链接方式，使用户对感兴趣的问题进行讨论交流。这种随时随地的讨论，大大增加了教师与教师、教师与学生、学生与学生之间的交流。在校学生不但可以与授课教师交流，还有机会与国内外知名的专家交流。实践也证明，学生通过相互之间的协作交流，可以大大提高学习效率。应用手机发E-mail的方式，还可增加反馈，使学生与授课教师进行“一问一答”的学习交流。

④移动多媒体。多媒体业务在一个呼叫中集合了两种或两种以上的媒体组件，例如语音、数据、图像、影像。在3G系统中，可实现移动终端用户之间数据、音频、视频多媒体通讯，这使得随时随地“轻松面对面”的交流成为可能。试想就算学生不在课堂上也可以收看到教师的讲课，只要打开随身携带的掌上电脑或手机就能与教师进行可视交流，让教师指导其学习。除了收看讲课之外，远程上课的学生还能够使用3G手机像遥控器一样操作教室内的设备，用手机进行监视和控制。

综上所述，第三代移动通信（3G）技术的出现将极大推动移动通信与因特网的融合，移动通信与教育相结合，极大地提高了人们的学习效率，充分地利用了教育资源。在新技术高速发展的背景下，3G通信技术将广泛地应用到教育中，随着我们实践的深入和认识的提高，移动学习将发挥其无穷的魅力。

四、泛在学习

移动学习和3G技术的发展催生了泛在学习的迅速发展，自Mark Weiser于1988年提出泛在计算的概念以来，各国掀起了泛在计算研究的热潮，2005年以来，泛在学习逐渐成为研究热点和移动学习的发展方向。

1.概念

从传统的课堂教学到网络学习，再到移动学习，直到今天的泛在学习，技术的发展是一个关键因素。泛在学习即“情境感知的泛在学习”（context-aware ubiquitous learning），是使用无线感应装置，使得学习系统可以追踪到学习者的位置与环境，再根据个人化的需求，主动提供适当的信息给学习者，使学习从任何时间任何地点进一步改善为在合适的时间、合适的地点，使用合适的资源，有合适的协作者。泛在学习、移动学习、泛在计算下的学习和情境感知的泛在学习之间的关系，如图2-3所示。

2.泛在学习的标准

泛在学习的标准主要包括以下五点:

（1）泛在学习环境必须是情境感知的，具体来说，学习者的处境或者学习者所处真实环境的特征必须能够被感知；这就意味着系统能够在现实的世界中指导学生的学习行为；（2）泛在学习环境能够根据学习者在现实世界和虚拟世界中的学习行为，为学习者提供相应的支持服务；（3）泛在学习环境能够根据真实世界中的个人情境、环境情境、学习者的个人特征以及学习者学习档案等信息，积极地以某种正确的方式为学习者提供个性化的支持和暗示；（4）泛在学习环境能够在预设的区域内提供无缝的学习体验；（5）泛在学习环境能够使学科内容和任何移动终端匹配。

图2-3　泛在学习、移动学习、泛在计算和情境感知的泛在学习之间的关系

基于泛在学习的五个标准之后，在实施泛在学习时一般需要满足以下四个基本要素:（1）一个感知设备，用来感知学习者的个人情境和环境情境；（2）一个服务器，用来记录情境信息，为学习者提供主动或被动支持；（3）每个学习者一台移动学习设备，用来从服务器中接收服务，从因特网获取信息；（4）无线宽带网络用来使移动学习设备、感知设备和服务器之间互相通信。

3.泛在学习的交互框架

交互是泛在学习核心，良好的交互设计能够促进学生有效和高效的学习。一般来说，泛在学习的交互设计应遵循以下交互设计框架。

续表

（斯捷）