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基于微信公众平台的移动学习空间构建研究


摘要


随着移动互联网的持续高速发展,移动学习已成为人们学习的重要形式之一,通过平台建构、资源建设、服务创新促进和优化移动学习,成为当前迫切需要解决的问题,然而在移动学习研究方面可落地的创新实践研究严重缺乏,该文通过利用微信建构新型的移动学习空间平台,一定程度上解决这一难题。文章首先分析了当前国内外移动学习平台建设情况,结合微信软件、微信公众平台交互功能强、普及度高、跨平台等优势,探讨了将微信公众平台用于移动教学的可行性,提出了完整的基于高校现有网络教学系统和微信公众平台的移动学习空间构建方案,并研究了学习空间的功能设计及关键技术的实现路线。


零.引言


随着4G网络商用、网络资费下调、Wi-Fi覆盖范围增加和智能手机价格降低,移动互联网的普及继续呈井喷之势。根据《中国互联网络发展状况统计报告》,截至2013年12月底,我国手机网民规模达5亿,其中学生是主要群体之一,占比26.8%,通过智能手机访问互联网,在我国高校学生中已基本普及。大学生的日常活动以学习为主,移动学习方便、快捷的特点,得到了越来越多学生的青睐,很多大学生已经开始自主用手机寻找、下载、使用学习类的应用,如背单词等,大学生对移动学习的需求越来越强烈。


移动互联网已经成为常用的社会化传播体验方式,在线教育得到了广泛认可,移动学习作为在线教育的一种方式也得到快速发展,高校开展移动学习的研究如火如荼,但实践应用明显缺乏,理论研究与实践脱节。高校向师生提供的移动互联网应用非常少,提供的移动学习资源更少,移动学习在高校中的应用明显滞后于社会整体水平,原因不是学生不具备开展移动学习的条件或进行移动学习的需求,而是学校没有提供适用的移动学习平台。


针对这种情况,研究从社交软件应用发展及微信公众平台功能入手,基于该平台丰富的开放接口、良好的用户使用体验、庞大的用户群体和方便的社交功能,提出了在学校现有网络学习资源的基础上,整合校内及社会开放教育资源,构建高校移动学习平台的建设方案,在校内现有数字教学资源整合、优化的基础上,针对移动学习特点,增加学习过程跟踪、学习资源推送、横向答疑、学习评价等功能,最终构建一个泛在、强交互、重体验的移动学习环境。


一、移动学习平台建设现状及存在问题分析


移动学习是在远程学习及多媒体教学基础上,随着技术更迭渐进及移动互联网发展而出现的一种全新学习方式,是学习者为满足不断增加的弹性学习需求,借助无线网和便携式移动终端设备,获取学习资源,进行主动学习的一种新型数字化学习方式[1]。移动学习是教育信息化发展的重要趋势,移动设备越来越多地被用作学习工具,郑凯等[2]认为移动学习一般具有以无线网络为环境支持,移动通讯设备为工具,数字化学习资源为内容支持,跨越场合、跨越情境、随时随地地学习等特点。使用微信等即时通讯工具开展移动学习的相关研究,主要集中在利用软件自身通讯功能进行学习过程中的交互,或是利用微信公众平台的编辑模式进行问题解答及学生信息收集。如白浩[3]利用公众平台编辑模式下平台自身的信息推送、用户管理等功能,实现了与学生分组进行信息交互的功能,并得出了随着微信公众平台的日益成熟,将在教育领域拥有广阔前景的结论。王萍[4]利用微信即时通讯功能,通过“微信群”向学生提供移动学习服务,并指出微信作为一种移动社会化通讯平台,为移动学习提供了良好的支持和创新应用空间。Bray[5]分析了日本当前主要的移动应用在教育中的创新研究,指出Line(日本主流即时通讯工具)等社会媒体虽然目前在教育领域应用还较少,但未来将在教育创新中体现价值。江苏师范大学基于数字校园开发的微信公众平台,面向校内师生提供学术报告、课表、图书、校园卡等与学习、生活相关的各类服务,在师生中得到了广泛应用,2013年9月提供服务以来用户数量已接近2万人,平台用户数量增长情况如图1,从人数增长及后台统计数据来看,师生使用移动设备获取校园网资源的意愿非常强烈。



图1  江苏师大公众账号用户增长曲线图  




图2  微信学习空间工作机制图


目前移动学习的相关研究主要集中在移动学习理论、可行性、学习设备、网络接入、建设模式等方面,移动学习的理论探索从其理论依据筛选到移动学习需求分析,从移动学习的影响因素探索到教学模式构建,为移动学习实践提供了一定的支撑与指导,但国内开展移动学习课程及资源建设的研究比重偏低,移动教学平台建设方式及具体实例研究没有得到研究者足够重视[6]。利用微信公众平台开展教学的研究,主要集中在使用微信自身的通讯功能,实现移动学习中师生、学生之间的信息交互。但在这些研究中微信仅作为一个通讯工具,没有利用微信公众平台开放接口功能进行二次开发,整合学校现有网络教学资源,引入教学过程控制、学习结果评价等改变传统教学模式的功能,没有形成利用微信公众平台构建完整移动学习空间的相关研究、建设工作。


二.移动学习空间的要素设计


移动学习平台能否给学习者提供友好的人机交互界面、快捷的访问方式、高质量的学习资源、便捷有效的交流及协作方式,能否满足个性化的学习需求,是检验学习平台是否成功的标准。基于微信公众平台的学习空间建设目标是,利用微信即时通讯、社交等自有交互功能和跨平台特性,在整合学校现有各类网络教学资源及数字化教学支撑系统的基础上,构建一个具有丰富教学资源、教学手段,实现教与学、学与学有效互动的移动学习平台,具体功能设计如下:


1 实现通过社交软件开展移动教学


2013年底国内移动社交软件用户规模达5.32亿,在智能手机中的使用率高达86.2%[7],微信国内用户数已超过5亿,微信在大学生群体中基本普及。通过微信向学生提供学习资源,学生无需额外安装软件,无需学习新软件的使用方法,可大幅降低学习平台的推广难度。通过微信与学习空间的底层对接,学生在微信中打开学习平台,即可完成身份识别及登录,无需输入用户名、密码,缩短了接入时间,符合碎片化学习的快速接入需求。微信支持Android、IOS、Windows、BlackBerry等操作系统手机,基于微信的平台无需再针对不同的移动终端单独开发客户端程序,降低了开发难度。鉴于微信上述优点,越来越多的组织,将微信作为其信息系统的移动互联网入口。使用微信作为学习空间入口,具有交互功能丰富、用户接入方便、用户粘性强、系统安全可靠、开发成本低等优势,社交软件由情感交流工具变成学生自由、自主学习和协作探索的认知工具,从而提升学生在学习过程中的情感体验和学习兴趣。


2 实现资源适用移动学习的整合


在现有数字化校园基础上,根据移动学习的教学设备、网络接入、使用习惯等特点,结合移动教学需求,对现有网络学习资源进行抽取、转码、整合,然后再推送到移动学习平台。通过这种资源处理方式,既充分利用了原有网络教学资源,又解决了移动学习平台教学资源来源的问题,同时还可以利用原有平台向学习者提供多样化的学习选择。移动学习空间不应脱离高校原有的网络教学资源,重建独立的烟筒式信息系统,而是要在整合现有学习资源的基础上,增加学习过程控制、内容交互、学习评价等模块,形成一个整体的信息化学习空间,将移动学习与传统网络学习结合起来,学习者可以根据课程实际需要及自身使用习惯灵活选择学习方式。


3 实现基于微信的协作学习环境


协作学习是通过小组或团队的形式组织学生进行学习的一种策略,学习方式由传统学习向移动学习、泛在学习转变,更加强调个性化学习,是信息时代教育变革的核心内容[8][9]。平台在传统师生纵向交互基础上,增加了学生之间的横向交互,实现了师生之间的混合式交互,加强了教师与学生、学生与学生、教师与教师之间的互动。学生可以在教师的指导下,讨论、协助解决学习中出现的问题,进行协作学习,促进教学过程由单纯的知识灌输向参与式学习转变。系统通过底层数据库与教务管理系统进行对接,通过教务管理系统提供的课表、班级数据,以及微信平台提供的学习过程跟踪、控制、学习兴趣等数据,自动将学生、教师组成群组、社区,展开相关学习内容的对话、商讨、争论。解决的问题会以知识的形式保存下来,形成课程相关的知识库,随着时间的积累,越来越多的问题可以在知识库中直接找到答案。


4 实现个性化、可定制的教学空间


平台应提供比传统网络学习更丰富的学习资源表现形式,在人机交互方面具有更为智能的互动体验,师生可以设计自己空间的布局与样式,添加、删除内容并且可以共享给他人,设置是否允许他人进行评论等。学生可以在个人学习空间了解自己的学习任务、学习记录和讨论话题,获取与自己相关的学习资源等个性化内容,支持学生根据自身学习偏好和风格定制学习进度和资源。通过与学校教务管理系统对接获取到学生的班级、课程信息,结合学生在平台学习时表现出的兴趣点、学习目标向学生推送个性化的学习资源。教师在个人空间可以详尽了解学生对学习内容的掌握情况以及学习中遇到的困难主要集中在哪里,然后在现实或虚拟学习空间中进行更为有针对性地讲解与辅导。基于学习兴趣、学习效果和学习进度等视角,将自己负责的学生灵活分组,按群组进行辅导、学习资源分发和测评,实现个性化、多模式的教学。通过可定制、个性化的教学空间,为学生提供一种移动端沉浸、交互的学习方式。


三.关键技术及系统实现


移动学习平台建设的主要难点,集中在如何有效地将微信自有交互功能用于平台内师生互动,如何实现微信与数字校园中各类信息系统的整合,如何实现原有资源适用移动学习平台,以及学习管理手段如何运用到移动学习平台中。江苏师范大学在微信移动门户建设中,解决了微信与数字校园的对接,现有资源面向微信平台整合问题,并在我校省级教育信息化工程技术研究中心相关研究基础上[10][11],构建了基于微信平台学习跟踪、学习评价方法,具体情况如下:


1 微信与学校用户的实名对接


学习平台需要将师生微信中的虚拟身份与学校中的真实身份对应起来,学生在使用微信访问移动学习平台时,系统可自动完成对学生身份的识别,无需登录即可获取到移动学习平台的访问权限。具体实现方法是通过微信与学校统一身份认证系统进行对接,学生首次使用学校微信服务时,微信官方服务器会把学生的OpenID(Open Identification,数字身份识别标识)发送给学校微信服务器,学校服务器收到后,会返回一个要求学习者填写校园卡号、密码的页面,学生填写完成后,系统将结果提交至学校统一身份认证服务器进行认证,认证通过后会将OpenID与校园卡号的对应关系写入学校数据库,从而实现微信号与校园卡号的绑定。用户再次访问时,平台会根据微信提供的用户OpenID,到学校数据库中获取该OpenID对应的校园卡号,从而得到学习者在学校的真实身份。通过这种机制完成了微信与学校数字校园在用户身份上的对接,利用数字校园统一身份认证系统实现了移动学习空间的身份识别、访问控制、身份管理和统一授权。微信学习空间工作机制如图2。


2 面向微信的数据整合


长期以来,高校的网络中心、现代教育技术中心和教务处等部门基于本部门视角建立了众多数字资源平台,各系统开发标准不同,平台之间缺乏有效的资源共享机制,形成了众多的资源孤岛[12]。本方案通过底层数据库对接、RSS定制和网络爬虫等技术手段将分散在各处的课程相关资源整合到一起,根据微信适用标准,利用微信平台跨平台功能对文本、音频、视频进行统一处理,将处理后的资源通过移动教学向师生提供服务。具体实现方式如下:


(1)通过数据库对接现有资源


如掌握资源服务器的数据库权限及数据表结构,可以通过在移动学习平台上设置自动同步程序,将资源服务器上的资源定期同步到平台服务器。这种方式整合最彻底,可以将资源服务器上的资源信息完整的读取到学校微信服务器。这种方式整合效果最好,但难度也最大,需要掌握资源服务器数据库的数据结构才能实施。


(2)通过RSS采集信息


RSS(Really SimpleSyndication,简易信息聚合)是一种信息聚合技术,是站点用来和其他站点之间共享内容的一种简易方式,也叫聚合内容。在资源服务器端使用RSS技术按标准的XML(eXtensibleMarkup Language,可扩展标记语言)格式向外推送信息,在平台服务器端可以根据采集需要,设定要采集内容RSS源,采集程序根据设定的RSS源、更新频率等参数将资源服务器数据同步到本地。


(3)通过网络爬虫获取资源


在目标服务器不提供数据库接口和RSS数据源时,可以通过网络爬虫来获取需要的资源。网络爬虫又称为网页蜘蛛或自动索引,是一种按照一定的规则,自动抓取互联网信息的程序或脚本。网络爬虫从初始网页的URL(Uniform Resource Locator,统一资源定位器)开始,在抓取过程中,不断从新页面上抽取更多URL放入队列,直到满足系统设定的停止条件。与传统的网络爬虫相比,此处获取资源的重点是质量,而不是数量,爬虫需要在原来工作机制的基础上对抓取目标进行更为准确的描述和定义。网络爬虫获取资源具有随机性,因此需要对抓取到的数据进行更严格的自动清洗和人工处理。

三种数据集成方式适用于不同的场景,各有优劣,具体特性比较如表1。


表1  数据集成方式特点比较


QQ截图20150310102055.png


掌握学生的学习进度、状态和成果才有可能根据个体情况制定相应的学习计划,提供个性化的学习支撑。实现学习过程跟踪要解决三个关键问题,第一是身份识别问题,即需要识别平台学习用户的真实身份,通过微信与统一身份认证系统的对接,这个问题已经得到解决。第二是需要掌握学生访问了哪些资源,通过微信详细记录学生在学习平台的操作纪录,就可以全面、准确地反映学生的学习内容。第三是记录学生在线时间,即学生访问具体资源时停留的时间,因微信有内置浏览器,所有访问均在微信内部完成,学生打开和离开页面都会触发相应事件,对收集到的资源访问记录、访问时长进行分析整理后,就可以还原每个学生的学习过程。


准确的学习过程控制是引导学生开展自主、个性化学习的基础。平台提供完善的学习升级测试和升级流程,当学生完成一个阶段的学习后,对本阶段的学习情况进行测评,判定学生已达到设定的学习目标或具备开展下一级别学习的能力后,再允许其进入下一阶段学习,从而确保下一阶段学习可以顺利开展。文本学习内容学生投入情况,可根据微信提供的学生浏览时长和拖动记录获取,音、视频学习资源通过限制用户在学习时不能随意拖动播放进度,须按照设定的进度计划观看进行进度控制。根据用户学习过程控制及各学习节点测评、在线时长、讨论活跃度等任务完成情况,下发下一阶段的学习资源,从而控制学生的学习进度,引导学生更好地控制学习节奏,提高学习效果,让每一个学习环节的学习质量得到保障。


简单的用户评分和评论的评价方式,在一定程度上可以满足部分资源筛选评价功能,但是其精细程度达不到对学习效果进行评价的要求。准确的评价学生学习效果,是判断移动学习空间对学习支撑的效果、建立学习激励方式的前提条件。可以通过平台学习跟踪、过程控制中产生的学习时间、阅览和创建学习资源的数量,参与交流与协作的数据,结合各参数在学习评价中所占权重,综合计算出学习者的学习活跃度,根据学习活跃度结合单元测评结果,得出学习深度和学习效果的评价结果。各参数在评价中的权重应参考现有的评价模型和量表[13][14],这些模型不但为用户评估和选择学习资源提供了可量化的方法,同时也为移动学习平台建设提供了参考依据。方案根据功能纵向划分,可分为资源采集、资源整合、学习空间后端程序、公众平台接口,学习空间入口等层次,系统整体架构设计及组成如图3所示。


图3 移动学习空间整体架构图


四.总结与展望


移动互联网技术对教育发展具有革命性影响,突破了传统学习围墙,扩展了学习手段与范围,有助于构建师生积极互动的教学新模式。随着国家“宽带中国”战略实施以及“十二五”期间教育信息化重点推进网络学习空间人人通建设,为高校开展移动学习创造了良好条件。目前在国外出现了很多实用效果很好的移动学习系统,国内也出现了部分商用的移动学习项目,但国内高校移动学习的研究和应用还存在较大差距,高校应充分借鉴国内外移动学习项目的先进经验、建设模式,设计和建设适合国内高等教育和发展需求的移动学习平台,通过信息化教学环境下教学规则设置倒推教师转变知识传授者、灌输者的角色,引导教师将更多精力投入到教学过程设计、引导、帮助和激励学生的工作中。

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