移动学习内容管理系统的研究与设计

　　【摘要】学习内容管理系统是移动学习管理平台的重要组成部份。在分析研究内容管理系统、Moodle学习管理平台以及移动学习资源特点的基础上，提出了基于MySOL数据库的移动学习内容管理系统的设计框架，并对其关键问题进行了探讨。
　　【关键字】学习内容管理；移动学习；移动学习内容管理；内容管理
　　【中图分类号】G434【文献标识码】B【论文编号】1009―8097 (2008) 07―0093―04
　　
　　引言
　　
　　随着经济与社会的发展，人们对新知识、新技能的学习需求不断增长，现有的教育体系和学习模式已无法满足人们与日俱增的学习需求，因此，教育开放化、终身化、全民化、个性化等教育理念便应运而生。人们渴望更新，更灵活的学习模式，尤其是受到现有教育体系和模式限制的各种人群。于是一种全新的学习模式��移动学习（Mobile Learning，即M-learning）便悄然而生。通过有效结合移动设备和移动计算技术，学习者可以随时随地学习，同时，无线网络的发展也为移动学习的发展创造了良好的学习环境。但是，随之而来的是移动学习中学习内容管理的问题。无论手持设备多么完善，无线网络的速度多么快捷，若系统不能提供优质的学习资源和合理化的资源管理，人们就无法像期望的那样进行学习活动，也就无法享受到先进技术所带来的无线学习乐趣[1]。本文将对移动学习的内容管理以及其研究中出现的问题进行研究讨论。
　　
　　一 内容管理系统概况
　　
　　内容管理是一个很宽泛的概念，从商业门户网站到新闻系统再到个人的博客（Blog）都可以叫做内容管理系统。内容管理系统把系统中的内容(如文字，图片等)从网页中分离出来进行管理，并控制内容在页面中的显示。互联网的广泛使用推动了内容管理技术的研究和发展。IBM曾把信息管理定义为是数据管理DM（Data Management）和内容管理CM （Content Management）的集成，显示出内容管理的重要性[2]。
　　内容管理系统的最大特点是内容管理和系统表现相分离。内容管理系统一般被抽离成3个层面：内容管理，模板管理和发布管理[3]。学习内容管理是内容管理在网络学习应用方面的一个分支，将学习内容从系统中抽离出来，以学习对象的形式存储在数据库[3]和标准文件系统中。它围绕如何管理知识内容，使学习者和知识的创建者对知识的管理、获取、使用、传播更加人性化，从而提高学习者的学习效率以及适应性。学习内容管理因其独特的针对性，成为E-learning（电子化学习）和M-Learning（移动学习）的研究重点，目前，E-learning学习内容管理系统的设计、开发与应用在国外比较成熟，在此基础上设计的系统也越来越复杂，功能也越来越强大。国外在此相关领域的理论研究也处于领先地位。
　　学习内容管理系统（Learning Content Management System，LCMS）主要是为用户提供一个可以制作学习内容、存储学习对象、管理学习内容和动态发布个性化学习内容的网络教育应用系统[4]。目前国际市场上的学习内容管理系统以Docent，Click2Learn ASPEN，Giunti Learn eXact，WBTSystem TopClass，LogicBay LogicBuilder，OutStart Evolution，Blackboard和Moodle等最为成熟。
　　其中WBTSystem TopClass定义了完整的系统架构，包括七大模块，分别是：TopClass LMS提供进阶的目录和登录管理服务；TopClass LCMS是核心学习内容管理平台；TopClass Competence 提供权限和资源下载管理；TopClass Mobile提供移动装置下载功能；TopClass Publisher提供基于网络、AICC以及SCORM等格式的资源转换功能，转换后的资源可存储为可重复使用的学习元件；TopClass Virtual Classroom提供多种虚拟教室方案以及在线学习功能；TopClass XML Toolkit提供TopClass与环境平台的资源整合[5]。LogicBay LogicBuilder有相当严谨的功能和架构，平台设计注重教材的开发、组织和管理功能，主要由3大系统组成：Learning Studio提供教材资料库的存取和教材内容组合；Content Repository and Development Server负责存取XML内容以及资料库物件；Personalized Learning Server提供动态、个性化教材服务器端的执行环境，其复杂的功能也相对提高了内容创建者的学习门槛[5]。OutStart Evolution则提供了教材开发、教材管理、教材传送以及学习管理评估四大功能模块[5]。赛尔毕博开发的Blackboard Learning System是一套用于加强虚拟学习环境、补充课堂教学和提供远程教学的平台。Blackboard Learning System拥有一套强大的核心功能，使教师可以有效的管理课程、制作内容、生成作业并加强协作，从而协助学校达到与授课、交流和测验有关的重要目标[6]。
　　以上产品所提供的学习内容管理系统均是基于互联网络的，以传统PC机为学习终端的学习内容管理系统，虽然它们功能不尽相同，但这些系统一般都提供内容创建，内容管理，内容发布，以及适应标准[7, 8]。尽管也有较为成熟的学习内容管理系统，但是在实际的应用和推行过程中，由于系统接口复杂，对内容编辑者有较高的门槛，以及系统对个性化学习支持不够等因素，导致系统的实际使用效果并不令人满意。尤其对移动学习资源的管理和制作存在严重缺陷，并且专门基于无线网络终端（如手机、PDA）的学习内容管理系统的研究还相对较少。目前以意大利Giunti labs实验室所研究的eXact Mobile移动学习内容管理系统最为出众。
　　 eXact Mobile是首个商业性的移动学习内容管理解决方案，它为移动学习者提供基于位置和上下文感知的无处不在的移动内容传递[9]。 eXact Mobile也是learn eXact的一个新插件，通过使用世界主流的移动设备，编辑者可以灵活、无缝地创建、管理和传送符合SCORM规范的学习内容，并可以随意对learn eXact学习管理系统组件互操作，同时兼容第三方学习管理系统[10]。eXact Mobile通过移动UMTS、Wi-Fi和GPRS设备提供对学习管理系统的访问，并且在学习方案规划中具有极大的灵活性。eXact Mobile同时也会将跟踪信息反馈到学习管理系统，让学习者和移动工作者根据学习规划始终使用最方便的设备[9]。
　　目前国内研究的学习内容管理系统都是针对E-learning，专门针对移动学习内容管理的研究还很少，因此，研究支持移动学习的内容管理系统很有必要。本文的目标是创建一个基于移动学习系统的内容管理平台，研究其实现过程中应该注意的问题，以便实现对移动学习教育资源便捷、有效、可靠的管理，实现数据信息资源共享，方便内容录入以及快速、准确查询，最重要的是为移动学习提供稳定的学习内容后台支持。
　　
　　二 移动学习内容管理系统的特点分析
　　
　　移动学习内容和网络学习内容有很多共同点，它们都是数字化学习资源。与E-learning相比，移动学习具有移动
　　性、便携性、个性化、片断化等特点。同时，由于移动学习终端在存储空间、处理能力、显示模式等方面的限制，与E-learning相比存在一定的局限性[1]。基于这些限制因素，我们在研究中应该注意以下几个方面：一，学习内容的选择。移动学习内容不同于以往的课件，它应该是对正常教学的补充，所以内容应该更加短小、精悍，并且具有少输入，易于操作的特点，便于学习者利用零碎的时间来学习。二，内容的显示格式。内容格式要尽量方便终端显示，使用“小图片＋文本”的形式，文本占主导地位，不应该一味的追求多媒体效果，尽量将联系紧密而差别大的内容联系在一起，以提高学习者的兴趣。三，内容组织。内容前后要具有极强的逻辑性，方便学习者在短时间内消化知识。
　　由于终端设备的多样性，针对终端显示编写不同的模板也是移动学习内容管理的一个重要方面。学习内容的最佳显示在某种程度上还可以激发学习者的学习兴趣。
　　如今，提供灵活方便的系统，设计适合终端显示的资源，提供内容的快速检索，以及对学习内容的有效管理就成为移动学习内容管理系统迫切需要解决的问题。
　　
　　三 移动学习内容管理系统的框架设计
　　
　　在移动学习系统中，学习者使用不同的移动终端通过无线网络连接校园网从而访问移动学习服务器，而管理员和教师则直接通过PC机连接校园网，对移动学习内容进行维护。移动学习系统拓扑图如图1所示：
　　
　　
　　从图1我们可以清楚的看到，移动学习内容管理系统是移动学习系统服务器端的一部分，是整个移动学习的内容支撑基础。根据以上对内容管理系统、学习内容管理系统、移动学习内容管理系统的研究和分析，本文设计了移动学习内容管理系统的框架结构，如图2所示：
　　
　　本系统支持B/S结构，移动学习内容管理系统的主要管理工作集中在服务器端的业务逻辑层和数据层。
　　1 移动学习内容管理层（业务逻辑层）：主要是完成逻辑处理，实现表示层和数据层之间的通信。数据访问顾名思义是对数据库进行各种操作访问，并交由业务逻辑层来调用继而完成逻辑处理。本层所实现的具体功能包括内容的创作编辑，存储管理，用户管理，配置管理，音视频管理，内容检索，资源管理等。
　　2 数据层：数据层是整个系统操作、管理的基础，主要存放数据库中的数据表和文件系统中的各种数据和文件，所有内容和信息的录入、删除、修改、检索、浏览以及统计都是基于本层进行的。
　　
　　四 基于Moodle的移动学习内容管理系统的关键问题探讨
　　
　　本系统基于开源Moodle（魔灯）课程管理系统，Moodle是由澳大利亚教师Martin Dougiamas博士主持开发的学习管理系统，该系统是一套基于“社会建构主义学习理论”设计开发的开放源码的软件，它能够帮助教师高质量的创建和管理网络课程[11]。Moodle提供内容管理、论坛、测验、作业、聊天、选项表、日志、标签、WiKi和调查等功能。它主要为课程设计提供在线课程编辑平台，同时也为学习者提供一个在线的学习环境。Moodle平台采用模块化的结构设计和面向对象的开发方法，从系统架构上说，符合当前流行的三层B/S结构，基本实现了数据访问，业务逻辑和用户界面的分离，具有良好的灵活性和扩展性[11]。系统的开发运行环境是LAMP（Linux＋Apache＋MySQL＋PHP），当然Moodle软件也可以在Windows系统下运行。本系统是基于Moodle课程管理系统，结合移动学习方式、学习者的需求以及移动学习内容特点等诸多因素，对Moodle系统做适当改进，使其为移动学习提供内容管理支持。本系统主要从以下几个方面进行研究：
　　1 数据库的设计
　　在Moodle软件系统中，结构化的内容存储在开源关系数据库MySQL中，文章所研究的Moodle 1.8版本的数据库中一共有214个数据表，数据表虽然很完善，但由于应用环境的不同，它在支持移动学习内容管理方面还存在缺陷，重新添加数据表并设计数据表之间的关系是实现移动学习内容管理系统的第一步。数据库中应该增加一些移动学习环境下需要记录的信息，如用户信息、设备信息、课件信息、交互信息等数据表。本文针对不同的移动设备设计相应的资源，当用户接入网络，请求服务器，服务器则根据用户的注册信息，首先对用户设备进行识别，然后提取适合用户终端显示的内容返回给用户。其中终端设备数据表的字段涉及终端设备型号、屏幕大小、标记语言支持、图像格式、内存大小、色彩支持、浏览器特性等属性。在课件存储表中，扩展课件存储表字段，增加课件描述字段，以便快速关联到相应的终端设备。
　　2 移动学习课件制作工具的设计
　　目前的课件开发都是先使用课件编辑工具来开发内容，然后通过整合工具，进行内容包装，这对课件的编辑者来说，存在一定的难度。因此设计所见即所得的在线课件编辑工具是目前需要解决的问题之一。设计课件在线编辑工具的时候，首先要考虑课件使用终端的屏幕大小，提供课件编辑模板选择，不同的模板应用于不同的显示终端；其次是课件属性的描述，课件属性元数据的选择可以为用户搜索提供依据，提高搜索效率；最后是内容添加和存储，学习内容应该存储到课件资源库的数据库表内，方便用户检索。课件编辑工具可以实现课件的快速制作和入库，并保证课件的完整性。
　　3 多媒体文件管理模块的设计
　　随着无线网络的发展，3G时代的到来以及移动资费的不断下调，使用手机下载音/视频文件的速率和资费问题也将得到有效解决，同时也对服务器端的内容提出了新要求��提供可供用户浏览、下载的多媒体文件，而Moodle本身并不提供对多媒体文件的管理。因此，本系统设计了多媒体文件管理模块来支持用户需求。此模块中的多媒体信息记录在数据库中，分别建立音/视频以及Flash文件的存储表，数据表中存储多媒体文件的基本属性信息以及存储的路径，而原始的多媒体文件则存储在本地磁盘中。根据不同的角色权限，用户可以通过提供的检索功能发现、浏览以及下载多媒体文件。多媒体文件管理模块的用户访问权限图如图3所示：
　　
　　4 移动学习内容搜索的设计
　　由于Moodle设计的搜索功能不够强大，很多已有的课程因为检索语输入的不够准确而无法搜索到，严重影响学习者的学习积极性。因此，要建立强大搜索引擎也是移动学习内容管理的一个主要任务。针对存储内容的数据表，建立基于关键字的精确搜索和模糊搜索，进一步实现站内的简单搜索和多级搜索功能，从而为学习者查找内容提供方便。同时还可以通过建立目录树查找来实现对内容的检索。
　　
　　五 总结
　　
　　本文在分析内容管理系统的基础上，总结了移动学习内容管理系统的特点，提出了移动学习内容管理系统的框架，并在研究、分析开源软件Moodle的基础上，讨论了支持移动学习的内容管理的关键问题。在后续的研究工作中，将进一步研究移动学习以及学习内容的相关标准，制作符合国际规范的移动学习课件，实现移动课件的标准化，为移动学习提供功能完善的内容管理系统。
　　――――――――
　　参考文献
　　[1] 樊心月.移动学习内容设计与评估规范研究[D].北京:北京交通大学,2007.
　　[2] 舒婷.基于J2EE的内容管理系统的设计与实现[D].南昌:南昌大学信息工程学院,2007.
　　[3] 章惠.网络环境下学习管理系统的设计分析[D].曲阜:曲阜师范大学,2005.
　　[4] 唐丽娜.基于学习对象的网络学习资源构建研究[D].山东:山东师范大学,2005.
　　[5] 台湾财团法人资讯工业策进会.国外LCMS功能架构分析整 理 报 告 [EB/OL].
　　[6] 北京赛尔毕博信息技术有限公司[EB/OL].
　　
　　[7] 孔维宏.基于学习设计规范的学习内容管理系统设计[D].上海:华南师范大学,2004.
　　[8] 蔡志文.面向知识服务的学习内容管理系统的研究与实现[D].武汉:华中师范大学,2007.
　　[9] Giunti Labs S.r.l, Genoa,Italy[EB/OL].
　　[10] Giunti Labs S.r.l, Genoa,Italy[EB/OL].
　　[11] 李贵春,王大勇.Moodle课程管理系统研究[DB/OL].中国科 技 论 文 在 线. [EB/OL].
　　
　　
　　Research and Design of M-learning Content Management System
　　YANG Yan-yan LI Xiao-cong GAO Min
　　(School of Electronics and Information, Northwestern Polytechnic University, Xi’an, Shaanxi 710072, China)
　　Abstract: Learning Content Management System (LCMS) is an important component of Learning Management Platform. On the basis of research and analysis on Content Management System, the architecture of Moodle Learning Management Platform and the characteristics of the M-learning resources, it proposes the framework of M-Learning Content Management based on MySQL, and probes the critical problems of it.
　　Keywords: Learning Content Management; M-learning; M-learning Content Management; Content Management

推荐访问:内容管理系统 研究 学习 设计