摘 要：本文通過對物聯(lián)網(wǎng)泛在學習環(huán)境和移動IPv6技術(shù)的分析和研究，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)和移動IPv6的泛在學習的網(wǎng)絡(luò)模型，并在此基礎(chǔ)上給出了基于物聯(lián)網(wǎng)和移動IPv6的交互式泛在學習模型，該模型可以使泛在學習成為真正意義上的4A學習模式。

關(guān)鍵詞：移動IPv6；物聯(lián)網(wǎng)；泛在學習

中圖分類號：TP393.08

泛在學習（U-Learning）是泛在學習是人們在任何時間、任何地點使用任何終端的智能學習環(huán)境，通過創(chuàng)造智能化的環(huán)境讓學生充分獲取學習信息。近年來，物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things）技術(shù)得到了快速發(fā)展，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將學習情境無縫整合到學習者所處的真實情境中，可以使學習者隨時隨地都可以獲取學習信息與相關(guān)支持，可以根據(jù)學習者的實際需求提供個性化學習服務(wù)，從而根據(jù)不同的學習情境提供即時的、連續(xù)的、有效的、個性化的學習資源與學習支持。移動IPv6（即Mobile IPv6）技術(shù)可以使移動用戶在網(wǎng)間切換時能不必脫離其現(xiàn)有連接而實現(xiàn)自由移動。可見，物聯(lián)網(wǎng)和移動IPv6技術(shù)的引入可以使泛在學習成為真正意義上的4A（Anyone，Anytime，Anywhere，Anydevice）學習模式。

1 泛在學習

泛在學習是由“泛在計算”衍生而來，是美國學者馬克提出的概念，泛在計算是信息空間與物理空間的融合，在這個融合的空間中人們可以隨時隨地、透明地獲得數(shù)字化的服務(wù)。由于泛在計算重視人與環(huán)境的交互，強調(diào)學習的泛在性和普適性，因而使得泛在學習受到了研究者的關(guān)注。計算機智能化的同時，互相交換信息的空間就是泛在空間，它就是隨時隨地使用任何終端機器都可以上網(wǎng)的生活空間，這個網(wǎng)絡(luò)可以通過物聯(lián)網(wǎng)將生活中各個角落的智能手機、傳感器節(jié)點、非接觸智能卡、RFID芯片等多樣的計算機所內(nèi)藏事物的通過如移動IPv6技術(shù)將他們連接和整合構(gòu)成，泛在網(wǎng)絡(luò)空間其實就是支持泛在學習的環(huán)境。

2 物聯(lián)網(wǎng)泛在學習環(huán)境

建構(gòu)主義學習理論強調(diào)學習者的先前知識水平和協(xié)作學習的重要性，要給學習者提供以學習者為中心的學習環(huán)境，并促進個體的知識的積極建構(gòu)。它倡導(dǎo)提供一種有意義學習的環(huán)境，認為學習者在自然環(huán)境中理解并學習的某些知識會更為深刻，所獲得的信息會更有意義。泛在學習環(huán)境能很好的提供有意義學習的情景，并為學習者提供自適應(yīng)的學習服務(wù)和泛在的學習伙伴，使學習者更好的建構(gòu)知識。

境脈學習理論強調(diào)學習者先前的知識結(jié)構(gòu)，經(jīng)驗背景，學習動機、興趣、習慣等構(gòu)成的內(nèi)部世界，當學習者從外部情景中獲取新的信息時，這些信息會和學習者的內(nèi)部世界發(fā)生意義，從而產(chǎn)生學習。在泛在學習環(huán)境中，學習者知識結(jié)構(gòu)，學習動機，興趣和習慣等個性化要素很容易作為學習者境脈被記錄下來，如學生經(jīng)常訪問的網(wǎng)站，喜歡的書籍，閱讀過的內(nèi)容等，這些個性化要素經(jīng)過分析和整理之后便可以為學生的學習提供更合適的指導(dǎo)。

可見泛在學習環(huán)境應(yīng)該是一種包括了物理的、社會的、信息的和技術(shù)的等多個層面和維度相互整合的學習環(huán)境。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺將多個層面和維度的環(huán)境相互連接，實現(xiàn)信息交換和通訊，構(gòu)建一個高度智能化的物聯(lián)網(wǎng)泛在學習空間。

3 移動IPv6技術(shù)

構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的泛在學習環(huán)境的重要的一點是要求環(huán)境中的各種網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備要擺脫各種專用通信網(wǎng)絡(luò)之間的相互隔閡，需要接入互聯(lián)網(wǎng)，擁有獨立的IP地址，但現(xiàn)有的IPv4地址已近耗盡，不能滿足要求。IPv6是IPv4的下一個版本，可以滿足“可預(yù)見未來”的IP地址需求。IETF（Internet Engineering Task Force）給出了Mobile IP的解決方案，使得主機的移動不對IP層的上層通信造成影響。

IPv6主機在離開本地子網(wǎng)后，在任何地點，仍能使用它的本地地址，從而很好地維持原有的通信及連接。這種實現(xiàn)機制對于IP層以上是透明的：通信雙方的IP以上各層是感覺不到移動節(jié)點的移動和IP地址的變化的。 移動IPv6對于實現(xiàn)通信在網(wǎng)絡(luò)層移動過程中保持不斷的具體工作流程可簡單歸納如下：

當移動節(jié)點在家鄉(xiāng)網(wǎng)段中時，它與通信節(jié)點之間按照傳統(tǒng)的路由技術(shù)進行通信，不需要移動IPv6的介入。

當移動節(jié)點移動到外地鏈路時，移動節(jié)點的家鄉(xiāng)地址保持不變，同時獲得一個臨時的IP地址（即轉(zhuǎn)交地址）。移動節(jié)點把家鄉(xiāng)地址與轉(zhuǎn)交地址的映射告知家鄉(xiāng)代理。通信節(jié)點與移動節(jié)點通信仍然使用移動節(jié)點的家鄉(xiāng)地址，數(shù)據(jù)包仍然發(fā)往移動節(jié)點的家鄉(xiāng)網(wǎng)段；家鄉(xiāng)代理截獲這些數(shù)據(jù)包，并根據(jù)已獲得的映射關(guān)系通過隧道方式將其轉(zhuǎn)發(fā)給移動節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址。移動節(jié)點則可以直接和通信節(jié)點進行通信，這個過程也叫做三角路由過程。

移動節(jié)點也會將家鄉(xiāng)地址與轉(zhuǎn)交地址的映射關(guān)系告知通信節(jié)點，當通信節(jié)點知道了移動節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址就可以直接將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到其轉(zhuǎn)交地址所在的外地網(wǎng)段。這樣通信節(jié)點與移動節(jié)點之間就可以直接進行正常通信。這個通信過程也被稱作路由優(yōu)化后的通信過程。

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中除了需要物物間在任何時間以任何方式進行互聯(lián)以外，還需要能在任何地點進行互聯(lián)，包含移動終端在網(wǎng)間切換時能不必脫離其現(xiàn)有連接即可自由移動，這是一種日益重要的網(wǎng)絡(luò)功能。移動IPv6的移動性是使用內(nèi)置自動配置獲取轉(zhuǎn)交地址，因而無需外地代理。此外，這種內(nèi)聯(lián)機制使通信節(jié)點能夠與移動節(jié)點直接通信，使移動IP結(jié)構(gòu)的效率大為提高。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)和移動IPv6的交互式泛在學習模型

基于物聯(lián)網(wǎng)和移動IPv6的網(wǎng)絡(luò)模型中通過無線個人區(qū)域網(wǎng)WPAN（Wireless Personal Area Networks），如Zigbee、802.15.4等，獲取學習境脈信息，這些信息通過基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)層傳送給泛在學習應(yīng)用系統(tǒng)，學習者使用智能終端通過服務(wù)層實現(xiàn)泛在學習，可以在任何時間、任何地點和任何境脈中的事物進行互動。

基于物聯(lián)網(wǎng)和移動IPv6的交互式泛在學習模型主要是通過任何時候、任何地點為學習者提供豐富的信息，從而為了促進學習者對學習方式的適應(yīng)能力。在線學習環(huán)境模型使得泛在學習應(yīng)用更為有效，這個模型根據(jù)學習原則，通過利用計算能力的發(fā)展使得學習者成為學習的催化劑，促使學生在知識形成中成為更主動、更具合作精神的參與者。如圖2所示。

知識倉庫指包括數(shù)學、物理、生物、社會科學和語言等各個學科領(lǐng)域內(nèi)的各類知識，知識倉庫通過與目標分析、任務(wù)風行、學習者特征和其他語義規(guī)則交互為學習者提供了一個知識展現(xiàn)的設(shè)計。

媒體倉庫代表了在泛在學習中所支持的各類知識展現(xiàn)的媒體。例如，學習者可以通過多媒體工具創(chuàng)建學習對象（包含學習者學到的新知識），然后將它發(fā)布到網(wǎng)上供其他人共享。

教學設(shè)計倉庫包含所有的教學設(shè)計組件，這是泛在學習模式中學習模塊的設(shè)計和形式化的基礎(chǔ)。

上述泛在學習模式通過一個交互的、信息化的方式展現(xiàn)信息，包含了課程、學生的信息和教師的信息。

學習內(nèi)容的開發(fā)主要基于存儲在知識倉庫中的教學設(shè)計，根據(jù)教學設(shè)計組件的輸入和知識倉庫中的領(lǐng)域知識分析，形成了知識的展現(xiàn)方式。各種學習模塊被制定來表示確定的知識，同時重用性和共享性規(guī)則被應(yīng)用到教學模塊的設(shè)計和開發(fā)中。和傳統(tǒng)設(shè)計不同的是，知識的展現(xiàn)使得學習者可以通過多種方式體驗到知識的創(chuàng)建，從而促進學習過程能夠聚焦于使學習者理解“人們?nèi)绾沃浪倍皇恰叭藗冎朗裁础薄?/p>

在線教學項目促進動態(tài)知識的掌握和創(chuàng)建，同時提高學習者的在學習過程中的自發(fā)性和合作意識。在教學設(shè)計中，明確學習者的現(xiàn)狀和需求，定義每個教學的目標，學習干預(yù)用于幫助學習者掌握新的技能、知識或者增長經(jīng)驗。

5 結(jié)束語

自適應(yīng)的學習環(huán)境的優(yōu)勢是通過對泛在學習環(huán)境的開發(fā)，融合了普適計算的優(yōu)點和移動設(shè)備的靈活性，學習者可以在一個能夠適應(yīng)學習者個人需求和學習風格的環(huán)境中學習?；谖锫?lián)網(wǎng)的泛在學習模型是一種交互的社會學習模型，其主要功能是通過在任何時間任何地點為學習者提供豐富的信息，適應(yīng)學習者的學習風格，這種模式基于web的模型是E-Learing、M-Learning和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，泛在的環(huán)境滿足學習者和教師的教與學的移動性和靈活性。

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作者簡介：馮立元（1980-），女，講師，碩士，研究方向：高校人力資源管理；季云峰（1978-），男，講師，工程師，碩士研究生，研究方向：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

作者單位：江蘇信息職業(yè)技術(shù)學院，江蘇無錫 214153