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基于网格的移动学习系统建模与设计研究

叶成林  
【摘要】:移动通信技术为人们在移动环境中随时随地工作、生活与学习提供了技术基础,移动学习已经成为教育技术和计算机应用领域一个重要的研究课题。目前国内外大多数数字化学习系统主要面向基于固定桌面计算机的远程学习而设计,不能完全满足移动环境下远程学习的要求。因此,对远程学习的移动环境和移动学习系统设计的研究具有重要的理论价值和现实意义。 与传统课堂环境下的“课程”中心和基于固定桌面计算机的数字化学习环境下的“学习者”中心不同,移动环境下的学习是以学习者的“活动”为中心、学习内容面向生活与工作中的实际问题、具有情境感知与移动协作支持的新型学习方式。现有的基于固定桌面计算机的数字化学习系统开发技术不能完全实现这些功能。网格技术是为解决分布式计算和大规模异构系统资源共享问题而提出的,其所实现的资源共享、个性化服务和协作支持的功能能够满足移动学习系统用户对丰富即时准确的学习内容和在学习中获取即时的学习支持平和协作学习、情境学习的需求。移动环境中的学习者的“活动”发生在不同的情境中,通过不同的传感器网络系统接入Internet。移动环境中的学习内容是随着学习者的“活动”发生的情境不断变化的,学习资源分布于不同的组织,需要通过信息的聚集和分类检索,并基于情境的智能适应模块传输到学习者的移动终端;移动环境中的学习者需要获得即时的协作学习支持,而能够提供这种协作支持的学习伙伴、教师和专家都分布于不同的组织;因此,分布式计算和大规模异构系统资源共享是实现移动学习系统的关键技术问题。网格技术为这一问题提供了理想的技术解决方案。 本文主要探讨构建基于网格移动学习系统的理论与方法,研究范围涉及基于网格移动学习系统理论分析模型、功能结构模型与设计方法,主要采用了文献研究、内容分析、逻辑推理、归纳演绎和系统建模等研究方法。 本文研究的主要内容包括:(1)在对移动学习研究领域的文献研究与内容分析的基础上,论述移动学习系统分析的理论基础。以移动环境下的相关学习理论分析为基础,通过对传统课堂环境、一般数字化学习环境和移动环境中在学习内容、核心要素和主要功能的比较研究,指出移动学习具有以活动为中心、面向问题解决和情境感知功能的主要特点。应用M.Sharples的基于活动理论的移动学习理论体系,探索构建一个用于指导以活动为中心、面向问题解决和具有情境感知功能的基于网格移动学习系统理论分析模型。(2)在对学习技术系统、数字化学习系统和移动应用系统等相关研究领域的文献研究与内容分析的基础上,总结移动学习系统分析的技术基础,从技术的角度论述移动学习系统的分类,并分析移动学习系统体系结构和分层的功能模型,探索构建基于网格移动学习系统功能结构模型。(3)在基于网格的移动学习系统设计中应用面向服务的系统设计方法,用于解决移动学习系统面临的即时准确信息资源的检索与传输、异构系统资源共享和移动协作问题,论述基于网格技术的移动学习系统中智能适应、情境感知和协作支持技术实现的原理,并从这三个方面探索基于网格移动学习系统的设计方法。 本文研究的主要结论:(1)关于移动环境下远程学习的特点。从技术的角度,移动环境下的学习实现将学习内容推送到学习者的手中;从学习者的角度,移动学习可以随时随地进行;从移动学习组织和实施的角度,移动环境下的学习是以学习者的“活动”为中心、面向生活工作中的实际问题并具有情境感知功能的新型学习方式。(2)关于基于网格的移动学习


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