基于手持式移動技術(shù)的教與學
基于手持式移動技術(shù)的教與學
移動性已成為這個世界越來越突出的特點。近年來，隨著移動通信速率的提升、資費的下調(diào)以及手持移動設備計算性能與存儲能力的增強，我們口袋中的手機、掌上電腦和PDA（Personal Digital Assistant，個人信息助理）等手持式移動設備可以讓我們在任何時間或地點獲取、處理和發(fā)送信息，使交流無處不在，也為我們依托手持式移動設備和無線網(wǎng)絡開展教育活動、傳遞教育信息，實現(xiàn)人類終身學習提供了可能。因此，如何利用手持式移動設備更好地開展教育、教學交互活動便成為本世紀國內(nèi)外教育界研究的前沿和探討的熱點。移動學習（Mobile Learning）就是在這種大背景下興起的一個概念。它是指學習者在自己需要學習的任何時間、任何地點通過手持式移動設備（如手機、具有無線通信模塊的PDA等）和無線通信網(wǎng)絡獲取學習資源，與他人進行交流和學習。
一、手持式學習設備
手持式設備與人們普遍所認識的移動技術(shù)設備在概念和范圍上有所不同。人們對于移動技術(shù)設備的狹義理解是專為那些商務人士等高端消費人群所設計的、價格昂貴的奢侈品；手持式學習設備則可以看作是廣義的移動設備，它的家族既包括了價格昂貴的可以無線通信的智能手機、掌上電腦、PDA等，又包括了面向普通大眾的移動電話、電子辭典、學習機等。實際上，電子辭典、PDA、學習機、掌上電腦、圖形計算器和移動電話是移動學習中運用最多的技術(shù)，它們都屬于手持式學習技術(shù)這一更廣闊的范疇。
因此，一項技術(shù)是否歸于手持式學習設備這個范疇，可以用三個標準來判斷：（1）它是個人的還是共享的；（2）它是便攜的還是固定的；（3）是否具有專門的學習支持功能。
表1 狹義的移動設備與手持式設備的對比分析
對比分析 狹義的移動設備 手持式設備
共同點 • 可攜帶性（portability）：設備形狀小、重量輕，便于隨身攜帶。
• 移動性（mobility）：使用者在移動中也可以很好地使用。
• 互聯(lián)性（intercommunication）：指設備可以與互聯(lián)網(wǎng)和其他設備進行互聯(lián)通信。
不同點 功能傾向 計算、通信、網(wǎng)絡、存儲、娛樂、電子商務等多功能的融合 計算、通信、網(wǎng)絡、存儲、娛樂、電子商務、學習等多功能的融合
普及率 多見于商務應用 商務、娛樂、學習等
現(xiàn)有種類 智能手機、掌上電腦、PDA等 智能手機、掌上電腦、PDA、移動電話、電子辭典、學習機、圖形計算器等
概括來講，具有支持學習活動功能的移動技術(shù)設備都可加入手持式學習設備之列，在此給手持式設備冠以學習之名，其目的是充分透視與挖掘手持式設備在支持教學/學習方面的功能特點，激發(fā)其教育應用的無限潛能，讓手持式設備不僅僅停留在商務、娛樂等應用層面，走入“尋常百姓家”，以其技術(shù)優(yōu)勢為人類的教育/學習進步帶來新的契機。
二、手持式學習設備的應用策略
目前高端手機、PDA、學習機等手持式設備都已經(jīng)向32位CPU進軍，這相當于幾年前486或586的計算水平，可以運行相當復雜的多媒體軟件，同時隨著移動技術(shù)交流能力，環(huán)境感知和互聯(lián)網(wǎng)連通性的大大提升，它已具有越來越強的計算性能，正在對學習產(chǎn)生重大沖擊和影響。教室之內(nèi)的世界，將越來越豐富；教室之外的世界，或虛擬或現(xiàn)實，將會越來越多地走進學習者所在的環(huán)境；學習過程也因此變得越來越富有情境和人性化，更適合協(xié)作式和終身學習。我們所面臨的挑戰(zhàn)是，如何通過移動技術(shù)把學習完完全全地融入日常生活，成為學習中自然而然的一部分，以下是一些可能采取的策略：
促進學科學習。利用手持技術(shù)所提供的針對學科特點的專用功能，可以有效促進學科知識的學習，如記憶單詞功能、練習測試功能和形數(shù)轉(zhuǎn)換（圖形計算）功能等。在這一方面，手持技術(shù)還有廣泛的發(fā)展空間，如物理、化學仿真實驗以及生物微世界仿真等等。
學習組織安排。利用移動設備進行時間管理、與人保持聯(lián)絡并設定將要完成的任務。這些工作均可通過內(nèi)置的記事本、地址簿、任務清單以及備忘錄等軟件來完成，比如學習機中課程表的使用。
信息互換。使用者彼此之間可以用手持式設備交換信息，互通學習資源有無，交流學習經(jīng)驗，共享學習發(fā)現(xiàn)等。
信息檢索。通過移動互聯(lián)網(wǎng)絡技術(shù)，隨時檢索網(wǎng)絡搜索引擎，及時獲取和保存所需信息，將知識獲取的范圍，從桌面電腦訪問互聯(lián)網(wǎng)絡到掌上、手邊，就象印刷大字典到放在口袋里的電子辭典一樣，帶來更多的快捷、更多的便利。
多媒體學習。目前高級的手持設備都支持多種對象（包括文字、聲音、圖片、MIDI、MPEG4、FLash）的播放以及多種動漫特效、流程控制、內(nèi)容級別測驗、對錯回應解析等，并具有常規(guī)播放器的外部特性，部分學習機還有獨特的分級播放和軌跡記錄功能，通過這些功能可以有效支持多媒體學習課件播放，實現(xiàn)多媒體自主學習。
問題解決。利用手持設備營造真實的學習情境，讓學生探究思考，找出問題，并針對問題，借助移動技術(shù)工具，嘗試創(chuàng)造性實踐與問題解決，培養(yǎng)學生信息加工處理、問題解決和表達交流能力。
課堂實時互動和反饋。目前部分手持移動產(chǎn)品利用了群組紅外技術(shù)和多媒體技術(shù)進行課堂教學信息反饋，使所有學生廣泛地參與教學活動；在課堂上，學生每人手中拿著一個手持設備，與一個與計算機聯(lián)機的接收器，就可以進行隨堂測驗活動或游戲比賽活動。它打破傳統(tǒng)教師講、學生聽的課堂學習生態(tài)，提高教師與學生間的互動，教師也能馬上診斷學生的學習成效，及時補救教學。系統(tǒng)還提供學生學習進度報告，協(xié)助教師及家長監(jiān)督學生學習。
探索和發(fā)現(xiàn)。利用手持設備的多媒體仿真功能，結(jié)合學科教學的要點，模擬真實的自然現(xiàn)象，建立虛擬學習環(huán)境，并提供人機交互和參數(shù)控制，學習者通過與虛擬學習環(huán)境互動，了解日常生活中不易接觸到的自然與科學現(xiàn)象，培養(yǎng)學生積極參與、不斷探索精神和科學的研究方法。
小組協(xié)作。使用者可以將掌上電腦用于學習社區(qū)中的小組協(xié)作，組織協(xié)商活動，能夠促進項目計劃的制定和信息的分享，有利于取得好的小組協(xié)作效果，培養(yǎng)合作學習精神。
游戲化學習。手持技術(shù)通過提供和控制一種富有趣味性和競爭性的教學環(huán)境，激發(fā)學生的學習動機，使學生在富有教學意義而且教學目標明確的游戲活動中得到訓練或是有所發(fā)現(xiàn)，取得積極的教育效果。
學習與認知工具。手持設備可以成為很好的學習和認知工具，延伸學習者思維的深度和廣度。在課堂上使用，可以大大拓展學生的認知，并形成個性化的知識結(jié)構(gòu)。
提供練習與反饋。利用手持技術(shù)及其練習性資源，可以進行快速的形成性練習。通過作答數(shù)據(jù)的收集與分析，可以科學地做出決策，從而調(diào)整學習的起點和路徑，提供有針對性的教學輔導事項。
非正式學習。利用手持移動設備，學生可以在課堂之外實現(xiàn)有效的非正式學習，如在課前預習、課后復習時通過專家講座的視頻課件進行個別指導，通過移動短信提供學習幫助和啟示等。
質(zhì)性評估。結(jié)合新課程的發(fā)展性評估理念，建立基于手持式設備的電子檔案袋，記錄學習者成長軌跡與代表作品，促進學習者的反思和成就感的獲得，實現(xiàn)促進學習者全面發(fā)展的發(fā)展性評估。
三、手持式學習設備的應用分類
關(guān)于學習中的移動技術(shù)研究總是在新設備的技術(shù)功能的推進下進行的。移動計算日新月異的發(fā)展，新的技術(shù)功能激發(fā)我們開展新的、有價值的教學活動。因此，我們從活動的視角來觀察移動技術(shù)在教育中的應用，根據(jù)主流的教育技術(shù)理論和移動學習的活動領(lǐng)域，可以將目前開展的各種移動學習研究歸為六種主要的研究思路[1]：
1．行為主義活動——通過改變學習者的行為促進學習
在行為主義的范例中，促進學習的最好方法是強化某一特定刺激與反應的關(guān)系。把這一理論引入教育技術(shù)，計算機輔助教學就是先提出一個問題（刺激），再由學習者提出解決方案（反應），并由系統(tǒng)的反饋強化這一過程。在移動學習的背景下，課堂實時反饋系統(tǒng)，如無線互動系統(tǒng)（梁仁楷等，2001）、Classtalk（Dufresne等人，1996）、Qwizdom（Qwizdom：課堂教學評價，2003）以及通過手機短信傳遞內(nèi)容（BBC Bitesize，2003～2004;Thornton and Houser，2004）都屬于這一范疇。
2．建構(gòu)主義活動——學習者基于已有知識，積極地提出新的想法或概念
在建構(gòu)主義的方法中，學習是一個積極的過程，學習者基于已有知識，積極地提出新的想法或概念。有了移動設備給學習者提供真實的環(huán)境和支持工具，可以有效激勵學習者成為主動的知識構(gòu)建者。最能說明運用移動技術(shù)實施建構(gòu)主義原則的例子是一種叫做“participatory simulations”（共同參與模擬仿真）的學習體驗。在這種活動中，學習者自己在一個動態(tài)系統(tǒng)的娛樂活動中扮演重要角色，并進行學習互動。類似的活動還有Virus Game (Collella，2000)、Savannah (Facer 等人)以及Environmental Detectives (Klopfer和Squire)。
3．情境性活動——在真實的背景和文化下促進學習
情境學習的理論基礎是，在真實環(huán)境下學習效率能夠提高。正是因為移動設備在不同環(huán)境下都能使用，因而可以利用這些環(huán)境來提高學習活動的效率。博物館與畫廊根據(jù)參觀者的位置提供關(guān)于陳列品的額外信息，因此環(huán)境相關(guān)的移動計算在此得到充分應用。把學習置于真實環(huán)境中的移動系統(tǒng)有Ambient Wood(Rogers等人，2002)、MOBIlearn(Lonsdale等人，2003～2004)以及Tate現(xiàn)代博物館提供的多媒體漫游系統(tǒng)(Proctor,Burton 2003)。
4．協(xié)作性活動——通過社團的交互影響提高學習
對話理論（Pask，1976）與使用移動設備進行協(xié)作學習密切關(guān)聯(lián)，因為它把學習描述為不同知識系統(tǒng)之間的對話。移動設備無需取代任何人與人之間的互動，它另辟蹊徑，能夠支持可移動的計算機支持的協(xié)作學習(MCSCL)，相比之下，移動在線討論則取代了面對面的討論，提升了討論的即時性與討論密度（Zurita等人，2003; Cortez等人，2004; Zurita,Nussbaum，2004）。
5．非正式和終身學習活動——在專門的學習環(huán)境和正式的課程之外支持學習
關(guān)于非正式學習和終身學習的研究認為，學習是無時不在的，它受我們的環(huán)境和我們面臨的特殊境遇所影響。非正式學習可以是有意的，如參加一個精深的、有意義的和完善的學習項目；也可以是不經(jīng)意的，通過談話、電視、報紙、觀察世界，甚至經(jīng)歷事故或身處尷尬境遇，我們都能獲取信息。這一開闊的觀點把學習帶到課堂之外，融入日常生活，因而強調(diào)移動技術(shù)在支持學習方面的重要價值。例如，Wood等人在2003年介紹了一種系統(tǒng)，它使得乳癌病人能夠獲取關(guān)于病情的權(quán)威信息，與其他病人交流，并且對自己關(guān)注的問題有清楚的認識。
6．教學輔助活動——幫助協(xié)調(diào)學習者與學習資源之間的關(guān)系
教育作為一種過程依賴于充分協(xié)調(diào)學習者與學習資源之間關(guān)系。教師可以使用移動設備考勤、評價學生分數(shù)、獲取學校數(shù)據(jù)，并且更有效地安排日程。在實際教學中，移動設備可以給學生提供課程資料，包括交作業(yè)的截止日期和關(guān)于時間表和教室變動的信息。移動技術(shù)在這一領(lǐng)域的應用案例包括伯明翰大學研發(fā)的移動學習組織系統(tǒng)(Holme, Sharples，2002; Sharples等人，2003; Corlett等人，2004)和用于統(tǒng)計學生人數(shù)的移動電話技術(shù)(Riordan, Traxler ，2003; Traxler, Riordan，2003)。
移動學習的成功需要多種方法相結(jié)合，教學活動的有效開展可以借鑒許多不同的理論和實踐經(jīng)驗。
四、移動技術(shù)教與學的前景
移動計算的當前趨勢是集成化、普及化、便攜化以及網(wǎng)絡化，在未來五年到十年間，將可能融合到一個可隨身攜帶的手持式網(wǎng)絡化多媒體設備中。手持式設備將通過提供記錄你周圍的時間、地點、人物、天氣甚至思維等集成的環(huán)境感知功能來改變?nèi)粘；顒印?br>移動技術(shù)正在對學習產(chǎn)生重要的影響，學習將更大程度地遷移到教室之外，進入學習者的真實和虛擬環(huán)境。移動技術(shù)將使學習環(huán)境、學習資源和其他學習者建立起豐富的聯(lián)系。除了在移動中利用互聯(lián)網(wǎng)的資源，學習者還可以通過移動設備與他們的個人日志和虛擬學習環(huán)境的交互來學習，及時發(fā)表他們的意見和想法的能力將使他們最終成為研究者。集成環(huán)境感知將使學習者容易地抓住并記錄他們生活中的事件，支持隨后的回憶并為協(xié)作反思分享他們的經(jīng)歷。分布式協(xié)作和移動小組工作機會將大大增強。
教育者和技術(shù)開發(fā)者將來的挑戰(zhàn)將是，找到多種方法來確保這種新的學習是高度適應環(huán)境的、個人的、協(xié)作和長期的，即真正以學習者為中心的學習。教育者將需要適應從一個傳授知識的角色到學習資源指導者的角色轉(zhuǎn)變。
不管是否受到歡迎，但移動設備正在找到它們自己的發(fā)展道路——從學生的口袋里進入教室，我們必須確保教育實踐能夠包括這些有生命力的技術(shù)。將來，如果移動技術(shù)完全融合于在我們的日常學習和生活中，以至于我們沒有意識到那就是學習，那么移動技術(shù)教與學就成功了。
目前，國內(nèi)針對手持式設備教育應用的研究和應用剛剛起步。除了吸收借鑒國外相關(guān)的研究經(jīng)驗，挖掘他們研究中蘊含的新思想、新方法和新技術(shù)外，我們還要立足于我國的教育實際，提出合理的應用方案，并進行理性化的教學實踐。為此，以下幾個方面是思考的方向：
1.探索教育應用模式與策略——指導思想
目前手持式設備的教育功用還遠未發(fā)揮，僅作為一種輔助學生課外自學的“邊緣工具”，在實際應用過程中，手持式設備或者成為應試教育推波助瀾的得力助手，或者成為孩子們相互攀比的擺設。手持式設備之所以“游離”于學校教育之外，其原因主要是目前尚缺乏一種行之有效的科學引導其教育價值發(fā)揮的策略和模式，也就是說教育者還不知道在學校教育中如何應用手持式設備。這就需要手持式設備的應用與正規(guī)的學校教育接軌，作為一種促進學生深層次認知的信息技術(shù)手段應用于課堂內(nèi)外，探索出一系列手持式設備教育應用的模式和策略，以此擺脫盲目應用的弊端，使其應用過程承載著豐富的教育思想和優(yōu)質(zhì)的教育資源。
2.提高手持式設備的性價比——應用基礎
技術(shù)手段的性價比是每一位教育工作者所關(guān)心的問題，也是技術(shù)手段能否應用于教育領(lǐng)域的基礎。教育教學對于技術(shù)手段的需求與商務、娛樂有很大的不同：教育要面向大眾，要求真務實，正確的教育消費不是去追求越先進、越時尚、越昂貴的技術(shù)手段，而是以最少的代價獲得技術(shù)手段的最大教育功用。因此，提高手持式設備的教育性能，尤其是直接支持學科教學特點的功能，另外降低價格是手持式學習設備進軍教育領(lǐng)域的現(xiàn)實選擇和未來的發(fā)展方向。
3.改進手持式設備的移動性——移動基礎
隨著通信芯片性能的提高以及3G通信協(xié)議的推出，移動通信的速度會大大提高，基于連接瀏覽方式的移動學習也將會得到廣泛的應用。在線的移動學習才能真正發(fā)揮手持設備的優(yōu)勢，要在各種手持學習設備中內(nèi)置廉價的高速數(shù)據(jù)通信模塊，保證能夠用低廉的價格訪問互聯(lián)網(wǎng)絡，要不斷地改善手持移動設備的信息輸入和呈現(xiàn)性能，使其能夠方便地訪問普通的網(wǎng)頁。
4.建設優(yōu)質(zhì)的配套學習資源——學習保障
手持式學習設備所承載的資源是學習者開展學習活動的保障。目前很多手持式設備的生產(chǎn)商都注重了配套資源的建設，在呈現(xiàn)方式上多種多樣，但是他們所開發(fā)出來的資源大都是教材搬家，沒有經(jīng)過精心的教學設計，資源本身的深度、廣度以及教與學的針對性并沒有體現(xiàn)出來，這在很大程度上制約了手持式學習設備的進一步應用和推廣。因此，資源的建設要與一線教學需求、學生的能力發(fā)展密切結(jié)合，需遵循新課改的理念，精心設計。此外，建立不同型號手持式設備資源的技術(shù)標準，推進不同廠家之間手持式學習資源共享、整合以及互補也將成為未來手持式移動學習技術(shù)教學應用必然要發(fā)展的方向。
5.堅持系統(tǒng)的觀點看待技術(shù)——優(yōu)勢互補
任何一種技術(shù)手段都不是萬能的。尤其對于復雜的教育教學來說，不存在能夠滿足所有教與學需要的萬能媒體。手持式學習設備也不例外，它以小巧、便攜、低輻射被廣大學習者所稱道，但它的顯示屏幕以及內(nèi)存容量都較小。盡管手持式學習設備自身存在一定的缺陷，但是在教與學過程中通過跟其他技術(shù)手段的配合使用同樣能夠發(fā)揮較大的教育功用：它可以跟投影設備相連，彌補其因顯示屏小而無法公放的缺陷，也可以跟網(wǎng)絡相連，不斷更新所需要的資源以彌補其內(nèi)存小的缺陷。這就需要教育工作者在應用手持式設備時秉承“優(yōu)勢互補、混合利用”的理念，在教育教學中不斷探索不同技術(shù)手段的優(yōu)化組合方式，構(gòu)成功能更為強大的技術(shù)系統(tǒng)環(huán)境，滿足不同教與學方式的需要。同樣，對于產(chǎn)品開發(fā)者來說，也需要考慮手持式設備與不同技術(shù)手段的互聯(lián)互通，精心設計不同技術(shù)的交互界面，使其更人性化和易用。
6.發(fā)揮移動技術(shù)的優(yōu)勢功能——高級應用
手持式學習設備獨特的教學屬性除了便攜性和個人化的特點之外，通過與互聯(lián)網(wǎng)絡的連通，它提供前所未有的社會交互性——人們可以隨時隨地進行數(shù)據(jù)交互以及與其他學習者共同工作。要充分發(fā)揮移動技術(shù)這種優(yōu)勢功能，推動基于問題解決的協(xié)作學習、游戲化學習和移動學習共同體建設，強調(diào)學習的情景性和社會性，要超越當前機械操練和練習的應用模式。
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（作者：北京師范大學現(xiàn)代教育技術(shù)研究所余勝泉 劉 軍）
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