面向智能移動終端的微課教學平臺設計與實現

2021-02-20 中國教育信息化在線

  通過對移動學習理論的研究,結合當前微課的現狀和應用情況,提出了把微課與智能移動終端結合在一起的理念,設計了一個面向智能移動終端的微課教學平臺。該平臺集用戶中心模塊、微課學習模塊、交流評價模塊、數據伺服器模塊於一體,學習者可以在任何地方利用零碎的時間段訪問微課資源,進行個性化的自主學習,教師則突破傳統教學模式,提升了專業教學水平和信息化能力,培養了教師的綜合素質。研究表明,該平臺有效提高了學生學習的積極性和自主學習能力,拓展了學生學習的空間和時間,實現了真正的無縫學習環境,同時也創新了課程教學模式,豐富了教學手段,從而提升了整體教學質量。

  微課是近年來被廣泛關注的一種新型的教育模式,它以教學視頻為載體,時長通常在5~10分鐘,有明確的教學主題,內容簡明扼要,集中說明一個知識點或核心內容,是展現形式多樣化的小課程。微課學習目標明確,針對性強,資源構成情境化,易於分享和傳播,從而給學習者提供了更多、更有效的學習資源,學習方式有了更多的選擇,同時也給教師提供了一種新的教學模式,為學生的課外學習和教師的課堂教學提供了一種全新的拓展補充。隨著現代信息通信技術飛速發展,智能移動終端正在從簡單的通話工具變為一個綜合信息處理平臺,進入智能化發展階段,同時智能移動終端包括智慧型手機和智能平板電腦也迅速普及,智慧型手機等移動終端已成為大眾消費品。隨著WIFI逐漸全面覆蓋和4G通信網絡時代的到來,面向智能移動終端的移動學習時代已經悄然來臨。目前,國內對微課的研究更多的是理論和應用前景上的研究,缺少相應平臺和系統對微課進行技術支持,具體的微課學習應用軟體研究較少,資源共建平臺的開發建設具有一定的局限性。基於此,本文通過對移動學習理論的研究,在對當前微課的現狀和應用情況分析的基礎上,結合智能移動終端平臺的相關開發技術,提出了把微課與智能移動終端結合在一起的理念,設計了一個面向智能移動終端的微課教學平臺。通過統計研究發現,該平臺給學習者提供了一個功能完善、學習資源豐富、學習形式多樣、實時便捷的個性化的移動學習應用服務,同時也提升了教師專業教學水平和信息化能力,培養了教師的綜合素質,是未來教育教學的重要模式。

  面向移動終端的微課教學平臺充分利用現有的微課資源,結合智能移動終端和無線通信網絡,以便教師和學生可以隨時隨地獲取自己需要的知識,實現真正意義上的自主學習。該教學平臺以學生為中心,是傳統課堂教學的延伸與拓展,更注重實際應用,符合移動學習和微課學習的特點。根據以上設計原則,將平臺的功能劃分成四個模塊,包括用戶中心模塊、微課學習模塊、交流評價模塊及數據伺服器模塊。(見圖1)

圖1 主要功能模塊

  1.用戶中心模塊

  用戶中心模塊主要管理所有用戶信息。根據需求分析,該教學平臺主要有三種用戶——平臺管理員、教師和學生。在用戶註冊頁面,根據不同用戶類型分別點擊「我是教師」和「我是學生」錄入信息完成註冊。返回首頁進行「用戶登錄」,根據提示填入登錄信息,平臺伺服器就會根據註冊時的用戶信息進行判斷,從而用戶進入相應的界面,登錄完成後,進入個人空間可以設置基本資料、頭像、密碼、語言和背景,其中「基本資料」的郵箱、姓名、手機都是可以進行修改的,建議改成真實信息,可以及時收到平臺發出的信息。

  2.微課教學模塊

  教師登錄後進入教學空間創建新課,生成課程目錄。課程內容以視頻為主體,教師通過本地和雲盤兩種方式上傳微視頻。教師可以對上傳好的視頻進行虛擬剪輯,對視頻設置起始點和終止點,可以去掉視頻中反覆的片頭和片尾,讓學生直接學習視頻內容,同時也可以在任意點插入圖片、PPT、測驗,與視頻隨意切換。作業也是一個完整教學體驗必備的環節,所以在每個知識點結束後,教室適當布置相應的作業練習,達到學練同步。另外也可以發布試卷,根據試卷模板調整試卷內容,然後將調整好的發布即可。在批閱界面可以看到學生的答案,可以給學生添加批語,可以打分。

  學生登錄後進入學習空間按需選擇學習的微課,微課以微視頻方式呈現,直觀清晰。學生在學習進度頁面會有提示還有多少個任務點未完成。完成了任務點,章節前顯示綠色圓點;未完成任務點,章節前顯示橘色圓點,且會顯示該章節還有幾個任務點未完成。學生還需要進入作業庫完成教師發布該微課時布置的作業。學生在課程總覽中可以看到各任務點所佔的權重,以及自己的總體學習進度。在學習統計中可以清楚地看到自己的學習時長、任務點的完成情況、學習成績等。

  3.交流評價模塊

  在微課教學平臺中,教師和學生可以通過移動端進行交互、答疑、討論和評價,加強學生和教師之間的交互,幫助學生在學習中進行記錄。在交流評價模塊,教師可以以問題為導向,在平臺上發布項目任務,讓學生就問題展開探索和討論,最後就實驗結果共同編寫,也可以不斷修改、添加,在微課教學平臺共享研究報告。在平臺上,教師可以及時了解學習者的狀況,對學生進行評價,給予相應的指導,並能夠查看學生之間的互評記錄,學生也可以對微課發表意見和進行評價。

  4.數據伺服器模塊

  數據伺服器模塊主要存儲和管理用戶數據和微課資源。該模塊對不同類型的數據和資源進行組合分類,包括用戶數據類、微課資源類以及微課教學平臺各功能模塊數據等,並建立索引,形成發散性的網狀的動態聯繫,為平臺用戶提供計算、存儲空間和軟體服務,從而為教師和學生提供微課資源的搜索、瀏覽、上傳和下載服務。移動終端的計算能力和存儲空間有限,因此數據資源存儲在本地和雲盤。

  1.微課資源的設計與開發

  微課學習資源不同於傳統教學資源,它是指使用智能移動終端在移動學習過程中涉及的各種信息資源。[5]面向智能移動終端的微課學習平臺是學習者利用智能移動終端在零碎的時間內所進行的碎片式學習,由於移動終端顯示屏幕較小,內容承載量較小,所以微課學習資源的選擇要儘量適宜移動環境下所能夠表現的信息內容,且目標明確、針對性強,以文本、圖片、微視頻為主。教學平臺中所使用的微課內容能夠吸引學習者的興趣,貼近學生的生活、工作,具有情境性,提高學生的自主學習能力和積極性。

  微課資源的設計與開發首先分析和提煉微課教學內容,從而確定教學資源的重、難點;其次把選定的教學資源進行知識點分解,形成若干節點;然後微課資源的呈現形式多樣化,可以是文本、圖片或者音視頻等形式;在設計與開發過程中加入交互方式,讓學生就問題展開探索和討論,加強學生和教師之間的交互;最後建立動態的微課資源資料庫,對不同類型的微課資源建立索引,以便資源能夠查詢和搜索,使學習者能夠得到最快和最符合的學習內容,具體過程如圖2所示:


圖2  微課資源的設計與開發流程

  2.微課平臺的設計與開發

  面向智能移動終端的微課教學平臺的建立應符合移動學習和微課學習的特點,在對相關技術分析的基礎上,使用在數據處理的速度和容量上較有優勢的C/S結構的整體架構模式。本微課教學平臺採用Android平臺,它是Google開發的基於Linux平臺的、開源的、智能終端作業系統。面向智能移動終端的應用程式開發是Android開發中最上面的一個層次,由作業系統、中間件和應用軟體3層組成,它們構建在Android系統提供的API之上。由於SDK開發工具提供應用程式API接口和使用預編譯的內核和文件系統,且屏蔽了Android軟體架構第三層及以下內容,在SDK的開發環境中同時使用Eclipse作為IDE開發環境,並採用佔很少內存的嵌入式資料庫——SQLite資料庫。

  微課教學平臺圖形化的界面即客戶端由 Android來開發,主要由XML形式的配置文件來定義控制項及其屬性和布局,並且在Andorid開發環境下完成各個控制項的相應事件、處理函數和業務邏輯。伺服器端由JAVA來開發,採用的是SSH框架,struts 2集合了JSON插件,通過WebService來提供接口函數。在伺服器端的架構設計上,採用了分層架構。

  客戶端各功能模塊均處於網際網路與移動通信網絡環境之中,學習者通過移動終端上的客戶端發送信息到伺服器,伺服器根據所得到的信息調用接口,返回相應的值,然後客戶端接收伺服器返回的值進行解析,分析下一步操作。客戶端和伺服器端的數據交互採用JSON來傳輸。JSON基於HTTP協議開發接口,是一種輕量級的數據交換形式,相對節約流量,數據處理速度快。由於在伺服器端用了Struts 2,所以要裝一個JSON插件。這樣可以輕易地把伺服器端的信息用JSON的形式發送到移動終端。

  微課是傳統課堂教學的拓展和延伸,而微課最好的載體是智能移動終端設備。隨著現代信息通信技術飛速發展和移動學習方式的普及,面向智能移動終端的微課教學平臺為學習者帶來了新的體驗,滿足學習者在任何地方利用零碎的時間段訪問微課資源,滿足個性化自主學習的需求,因此必將成為一種高效新型的學生學習方式和教育教學模式。研究表明,該平臺有效提高了學生學習的積極性和自主學習能力,拓展了學生學習的空間和時間,同時也創新了課程教學模式,豐富了教學手段,從而提升了整體教學質量。因此,面向智能移動終端的微課教學平臺將會越來越受到教師與學生的歡迎,有著廣闊的應用前景。(作者:印蔚蔚,無錫機電高等職業技術學校)

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