摘要：手持移動設(shè)備和無線通信技術(shù)的快速發(fā)展促進(jìn)了移動學(xué)習(xí)應(yīng)用研究的深入，使得學(xué)習(xí)者利用手持式設(shè)備在任何時間、任何地點開展學(xué)習(xí)成為可能。本文將移動學(xué)習(xí)模式應(yīng)用于中等職業(yè)學(xué)校數(shù)控專業(yè)實習(xí)環(huán)節(jié)，提出了基于手持式設(shè)備的數(shù)控機床學(xué)習(xí)系統(tǒng)，本文詳細(xì)分析了該系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)過程。

關(guān)鍵詞：手持式設(shè)備移動學(xué)習(xí)；Android

中圖分類號：TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 21-0000-04

1 引言

移動學(xué)習(xí)是一種在移動計算設(shè)備幫助下能夠在任何時間任何地點發(fā)生的學(xué)習(xí)，移動學(xué)習(xí)所使用的移動計算設(shè)備必須能夠有效的呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容并且提供教師與學(xué)習(xí)者之間的雙向互動交流。移動學(xué)習(xí)是在數(shù)字化學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是數(shù)字化學(xué)習(xí)的擴展，它有別于一般學(xué)習(xí)，具備了數(shù)字化學(xué)習(xí)的所有特征，同時還具有獨一無二的特性，即學(xué)習(xí)者不再被限制在電腦桌前，可以自由自在、隨時隨地進(jìn)行不同目的、不同方式的更為方便靈活的交互式教學(xué)活動，學(xué)習(xí)環(huán)境是移動的，教師和學(xué)生都是移動的。從它的實現(xiàn)方式來看，移動學(xué)習(xí)實現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)是移動計算技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，即移動互連技術(shù)；實現(xiàn)的工具是小型化的移動計算設(shè)備，或者如Quinn所說的IA設(shè)備。Sariola等人在對移動學(xué)習(xí)的概念進(jìn)行討論的過程中，對移動學(xué)習(xí)實現(xiàn)的設(shè)備從特征上作了這樣的一個分析：可攜帶性（portability），即設(shè)備形狀小、重量輕，便于隨身攜帶；無線性（wireless），即設(shè)備無需連線；移動性（mobility），指使用者在移動中也可以很好的使用。根據(jù)Sariola等人的分析認(rèn)為，目前支持移動學(xué)習(xí)的IA設(shè)備主要是指WAP蜂窩電話、PDA和混合設(shè)備（指混合了移動電話的語音功能和PDA的數(shù)據(jù)處理功能的設(shè)備）。

移動學(xué)習(xí)在形式上是移動的，在內(nèi)容上是互動的，在實現(xiàn)方式上是數(shù)字的，這些特點恰恰符合了中職學(xué)生的學(xué)習(xí)特點。中職學(xué)生無論心理、生理因素還是職業(yè)經(jīng)驗，都與成熟的操作工人有著很大的差距，他們的專業(yè)認(rèn)知成熟度偏弱，而在新知識接受能力、內(nèi)容記憶能力等方面更有優(yōu)勢，學(xué)習(xí)興趣具有較強的明確性和特定性，也具有強烈的求知欲望和速成性等特征。數(shù)控操作是中等職業(yè)學(xué)校數(shù)控專業(yè)學(xué)生的重要實習(xí)內(nèi)容，實習(xí)過程中需要掌握如如何制定加工工藝方案、選擇加工材料、加工刀具、如何對刀、編程等各種知識，中職數(shù)控專業(yè)進(jìn)入實習(xí)實訓(xùn)階段的學(xué)生，已經(jīng)具備一定的數(shù)控操作理論知識，但原有接受的教學(xué)內(nèi)容并不能完全滿足學(xué)生個性化的學(xué)習(xí)需要，就業(yè)的競爭壓力也迫使這些學(xué)生希望能夠不斷提高自身的數(shù)控操作知識和技能。因此，迫切需要能提供與實際工作情境相結(jié)合的數(shù)控操作的移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)，在學(xué)習(xí)者最需要的時候為他們提供知識與信息，學(xué)習(xí)者利用自身手持式設(shè)備，可以在仿真實訓(xùn)教室、實訓(xùn)車間及實習(xí)工作崗位上隨時隨地聯(lián)網(wǎng)開展學(xué)習(xí)，以滿足當(dāng)時當(dāng)?shù)氐膶嶋H應(yīng)用需求。因此，本文將移動學(xué)習(xí)模式應(yīng)用于中等職業(yè)學(xué)校數(shù)控專業(yè)的數(shù)控操作實習(xí)環(huán)節(jié)，提出了基于手持式數(shù)控操作學(xué)習(xí)系統(tǒng)，詳細(xì)分析了系統(tǒng)的設(shè)計過程，并實現(xiàn)了系統(tǒng)的各項功能。

2 世界范圍內(nèi)的移動教育

一些西方發(fā)達(dá)國家已經(jīng)在移動教育這方面作了一些相關(guān)的研究 。美國加州大學(xué)伯克利分校（UC Berkeley）人機交互研究室從2000 年開始啟動了一個名為Mobile Education的項目。ACM的資深科學(xué)家、密歇根大學(xué)的S. Elliot 從人的因素和互動性的角度對手持移動計算設(shè)備應(yīng)用于教學(xué)的模式進(jìn)行了深入的研究。新加坡的克瑞教授圍繞“以兒童為中心”（Child2Centered）的思想對于手持移動設(shè)備參與教學(xué)活動進(jìn)行了較為深入的調(diào)研。這些項目一致表明移動教育比傳統(tǒng)的教學(xué)模式更加靈活 ，參與人員面廣，適合日益加快的生活節(jié)奏。

3 移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)模型設(shè)計

3.1 設(shè)計原則

手持式設(shè)備支持下的學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計有別于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計，要盡量發(fā)揮移動學(xué)習(xí)系統(tǒng)優(yōu)勢，實現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容實用化、學(xué)習(xí)資源微型化、學(xué)習(xí)進(jìn)度可控化、學(xué)習(xí)方式個性化、學(xué)習(xí)過程互動化等目標(biāo)。本系統(tǒng)設(shè)計原則主要有以下四個方面：

（1）內(nèi)容實用性。

學(xué)習(xí)資料的選擇應(yīng)該和數(shù)控車床操作密切相關(guān)，學(xué)習(xí)內(nèi)容的表現(xiàn)形式應(yīng)以短小精悍的文本內(nèi)容為主，小圖片和視頻片段為輔，讓學(xué)習(xí)者能夠?qū)W以致用。

（2）資源體系化。

學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中不可避免地受到外界干擾，將學(xué)習(xí)資源突破傳統(tǒng)的學(xué)科體系限制，按照知識點分解成若干個適合移動學(xué)習(xí)的微型化資源，以便學(xué)習(xí)者隨時隨地學(xué)習(xí)，讓學(xué)習(xí)者在短時間內(nèi)完成一個獨立知識點的學(xué)習(xí)。

（3）架構(gòu)合理性。

一套完備的系統(tǒng)架構(gòu)將是整個系統(tǒng)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。本系統(tǒng)軟件采用模塊化和層次化設(shè)計思想， 每個模塊下又分若干個學(xué)習(xí)層次，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自身的情況選擇適合自身的學(xué)習(xí)內(nèi)容，具有較好的擴充性和使用的便利性。

（4）操作靈活性。

系統(tǒng)要能通過靈活的配置完成對服務(wù)需求的更改和后臺資源的完善。針對手持式設(shè)備操作系統(tǒng)和屏幕尺寸的多樣性，能實現(xiàn)學(xué)習(xí)資源的自適應(yīng)顯示。

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

合理規(guī)范的系統(tǒng)架構(gòu)能確保系統(tǒng)運行的可靠性和功能的可擴充性。本文設(shè)計的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，主要包括學(xué)習(xí)者、表示層、網(wǎng)絡(luò)層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)服務(wù)層五部分。其中，數(shù)據(jù)服務(wù)層和業(yè)務(wù)邏輯層可同時安裝在服務(wù)器端，表示層則位于用戶端，而網(wǎng)絡(luò)層教育資源的有效載體。

表示層是用戶與系統(tǒng)交互的界面，負(fù)責(zé)接收用戶請求和顯示系統(tǒng)返回的結(jié)果。業(yè)務(wù)邏輯層用于封裝系統(tǒng)的業(yè)務(wù)服務(wù)，是系統(tǒng)的核心。表示層將用戶的請求通過網(wǎng)絡(luò)層發(fā)送給業(yè)務(wù)邏輯層，業(yè)務(wù)邏輯層根據(jù)用戶請求與相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫交互，在獲取最終結(jié)果后將處理結(jié)果返回表示層。系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯層主要包括資源管理模塊和學(xué)習(xí)管理模塊。資源管理模塊用于對系統(tǒng)中各種形式、各種載體的資源進(jìn)行有效的管理，確保資源能夠合理、高效地為用戶服務(wù)。學(xué)習(xí)管理模塊是系統(tǒng)的重要部分，為用戶提供移動直播學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、作業(yè)和考核以及移動答疑等功能。數(shù)據(jù)服務(wù)層為應(yīng)用提供數(shù)據(jù)來源，各類資源分為在線資源和可下載資源，并提供多種查詢?yōu)g覽方式。

4 系統(tǒng)功能設(shè)計與實現(xiàn)

依據(jù)上述設(shè)計與分析，基于手持式移動設(shè)備的數(shù)控車床學(xué)習(xí)系統(tǒng)實現(xiàn)了以下功能，如圖2所示：

本系統(tǒng)采用了B/S結(jié)構(gòu)，客戶機上安裝UC瀏覽器（Browser），服務(wù)器安裝MS SQL Server2008數(shù)據(jù)庫。用戶界面完全通過WWW瀏覽器實現(xiàn)，一部分事務(wù)邏輯在前端實現(xiàn)，但是主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實現(xiàn)。瀏覽器通過Web Server 同數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中演示理論知識課程表的部分設(shè)計實現(xiàn)如下：