基于移动对等网络的辅助教学模式的研究

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摘要：随着计算机和无线移动网络通信技术的发展，关于移动学习的研究和应用越来越受到重视。针对现有集中服务模式的移动学习应用所存在的问题，开展基于移动对等网络的辅助教学模式的研究。从社会建构主义和人本主义教育思想的角度，分析了基于移动对等网络的辅助教学模式的基本特征；进而设计了一个基于移动对等网络的教学答疑应用实例，进一步阐明了该模式的合理性和可行性。

关键词： 移动学习；移动对等网络；辅助教学；学习理论；教学模式

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）16-3789-03

1 概述

随着计算机和网络通信技术的发展，特别是无线移动通信技术在教育中的应用，使得教育领域中出现了一种新兴学习形式——移动学习（M-Learning）[1]。当前移动学习及其应用研究已成为国内外相关教育、科研领域的热门话题之一。这些研究工作涉及移动学习的总体框架、交互技术、学习模式、与传统课堂教学整合等各个方面，并且取得了显著的进展，部分成果已得到实际应用[2]。然而，现有的移动学习应用系统大多采用基于客户/服务器（Client/Server，C/S）或浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）结构。这种集中服务模式存在热点瓶颈、不灵活、可扩展性差等问题，从而严重影响了移动学习模式的推广和大众参与的热情。

近年来，移动对等（Mobile Peer-to-Peer，MP2P）网络技术的出现为解决上述问题提供了新的思路[3]。MP2P网络是基于移动自组织网络（Mobile Ad hoc Network，MANET）之上的应用层覆盖网络[4]，其主要目的是使移动终端设备之间能以直接通信的方式来实现信息共享与任务协同，而不必依赖于中心服务器，这样就有效避免了服务器瓶颈问题。在MP2P网络中每个移动终端都同时兼顾客户和服务器双重角色，能实现对等交互；MP2P网络具有泛在性，网络通信范围可涉及任何地方，即使在通信网络基础设施覆盖不到的地方（如：野外、山区、交通工具上等）也可实现通信；同时，MP2P网络还能根据应用的需要灵活配置学习内容，不受内容提供商制约。研究发现，MP2P网络的这些优势非常适合应用于专业课程的辅助教学中。辅助教学是正式课堂教学不可缺少的补充教学环节，一般由答疑、讨论、作业、课程实践等教学活动组成[5]。它是以自发学习为驱动的，具有非正式、协作化、自我评价等学习特征，而这些特征正好与MP2P网络的特点相吻合。因此，将两者结合，研究基于MP2P网络的辅助教学模式对丰富移动学习的内涵、扩展移动学习的应用范围有重要的理论和现实意义。

本文提出基于MP2P网络的辅助教学模式的研究，运用社会建构主义和人本主义教育思想，总结归纳出了基于MP2P网络的辅助教学模式的基本特征；最后，设计了一个基于MP2P网络的教学答疑应用实例，进一步阐明了该辅助教学模型的合理性和可行性。

2 基于MP2P网络的辅助教学模式

基于MP2P的辅助教学模式是一种建立在对等结构的移动自组织网络之上的新的教学方式。为了深入理解其本质，下面将从社会建构主义[6]和人本主义[7]教育思想的角度出发，研究其一般形式及特征。

教学模式是指在特定的教育思想、学习理论和教学理论的指导下，在某种环境中展开的教学过程的结构形式。社会建构主义和人本主义的教学模式核心都是强调“以学生为中心”的教学模式。以“学生为中心”就是要重视学生在教学中的作用，即重视学生的主动性、尊重学生的情感和人格、重视学生之间的协作学习。而教师在传统教学过程中的主导作用将转变为对教学过程的引导、参与、帮助和促进。其典型的教学模式包括社会建构主义的支架式教学、抛锚式教学以及人本主义的自由学习等[8]。不难发现，上述教学模式对专业课程的辅助教学环节的开展有着重要的参考价值和指导意义。辅助教学与正式课堂教学有所不同，正式课堂教学以传授新知识、新概念为主，要在有限的时间内传递系统的知识体系，教师的重要作用是不可忽略的；而辅助教学则是在正式课堂外，学生通过答疑、讨论、作业、课程实践等教学活动对所学的知识进行“再认识”的过程，是正式教学环节不可缺少的补充。辅助教学过程应该以学生为主，强调学生学习的积极性和主动性，充分发挥其创造力和潜能，从而促进其完成意义建构和自我实现。因此，我们认为，基于MP2P的辅助教学模式的一般形式必须具备以下五个特征：

1） 教师引导下的平等学习

MP2P网络节点间的对等性从本质上赋予了辅助教学各参与方平等的权限，在弱化教师主导地位的同时，自然而然地提升了学生的作用，增强了其学习的责任心和使命感。在这样一种自由、宽松的氛围中，学生能更好地、全身心地投入到学习中，获得更多的学习体验。当然，弱化教师不是指不需要教师。在基于MP2P网络的辅助教学中，教师应该通过组织、引导等工作为学生创造、维护良好的学习氛围，并防止出现学习过于散漫的现象。

2） 以兴趣为导向自主创建讨论组

在MP2P网络辅助教学中，学生能根据自己的学习兴趣随时随地、灵活地创建讨论组，这很好地满足了学习的自主性和情境性需求。通过与小组成员就感兴趣的话题进行讨论和交流，学生能自觉、愉快地开展协作学习，完成社会化的意义建构；而在真实情境下与他人的社会交往，将提升学生适应社会的能力，促进其身心的全面发展。教师在这一过程中也应积极参与，但不要过于干涉学生的自主讨论过程，只需提供必要的经验和帮助即可。

3） 教材由教学参与者共同建构

基于MP2P的辅助教学活动由师生共同参与完成，其教材也应有师生共同建构。这些教材可以来源于课本、学生的提问、也可以来源于其他相关材料，呈现出无结构化的特点。事实上，在MP2P网络辅助教学中，开始只有少量学习讨论主题和内容，但随着时间的推移，参与者不断地创建讨论组、提问、回答，教材将越来越丰富。我们认为，这种自发的、自下而上建构的教材将比由权威机构指定的教材更有针对性、对学生更有用。

4） 充分利用MP2P网络多媒体

在现代教育思想中，媒体不再是传递知识的手段和工具，而是被用来创建情境、开展协作学习和讨论交流，即成为学生自主探索学习的工具。这正是MP2P网络的优势所在，MP2P网络主要采用智能移动终端设备，能方便地支持文本、图像、音频、视频等无线网络多媒体，从而为辅助教学提供丰富的教学媒体。充分利用MP2P网络多媒体，可以增强情境创建的“真实性”、提高协作效率，为学生提供有力的学习工具。

5） 学习成果的自我评价和激励

MP2P网络是一种“无中心”的分布式网络，因此，对基于MP2P的辅助教学的成果很难通过中心教学机构进行评价，而只能通过学生在讨论过程中进行自评或互评。另外，根据评价结果，还应进一步实现学习激励机制（如：授予学习等级、徽章图标等），以强化评价效果。与被动地接受教师的“权威”评价不同，这种学生自己或学生之间的自我评价方式能更好地培养学生的独立思维能力和创造力、充分激发其学习潜能和创造力，体现了MP2P网络学习的优势。

3 应用举例

为了阐明上述分析的合理性和可行性，我们设计了一个基于MP2P网络的自主答疑应用软件。该软件采用MP2P网络技术，充分体现了MP2P网络辅助教学模式的特点，适合大专院校各类专业课程在正式课堂教学以外进行的答疑活动。师生使用安装有该软件的移动设备能随时随地、自主灵活地开展教学答疑，从而激发学生的学习兴趣，提高学习效果。

图1为基于MP2P网络的自主答疑应用软件的体系结构图。从图中看出，该软件总体结构分为四层：网络层、管理层、工具层、界面层。

1） 网络层

网络层为整个应用提供底层网络支撑，包括：移动Ad hoc网络接口和MP2P网络组网协议两个组成模块，这使得用户可随时随地、按需灵活组网通信，而不受网络基础设施和服务器的限制。

2） 管理层

管理层是本软件中通用的功能模块的集合。其中，组管理模块负责在MP2P网络环境下，讨论组的灵活创建、删除以及组成员的动态加入、退出等，是本系统的核心模块；通信管理模块主要负责上层多种答疑教学媒体（文本、图像、音频、视频等）的传输协议和传输策略的管理工作；评价反馈模块为用户提供自我学习评价接口，并实现相应的激励机制。

3） 工具层

工具层为答疑用户提供了丰富多样的答疑手段，体现了MP2P网络化教学的特色。即时讨论模块能为同一讨论组的用户提供实时文本交互方式，具有简单、轻量化的特点；电子白板是一块虚拟的、网络共享的白板空间，使同组的用户能利用图形、图像等进行直观的协作讨论学习；文件共享模块实现了相关答疑学习资料的、发现和下载等功能；最后，音、视频模块支持交互式的实时流媒体答疑形式，为用户构建更具真实感的学习情境。

4） 界面层

界面层包括移动设备适配和用户界面定制两个模块，能根据移动终端在屏幕分辨率、处理器能力、内存容量等方面的异构性，为用户提供不同的应用操作界面，满足个性化学习的需要。

根据以上设计，基于MP2P网络的自主答疑应用软件的一般答疑教学过程如下：首先，安装有该软件的移动终端用户（包括教师和学生）组建MP2P网络；接着，用户创建答疑讨论组（教师和学生均有全权创建讨论组，通常起始阶段可由教师先创建少量主题讨论组，作为引导，学生在讨论过程中，再根据自己的兴趣增加新主题）；在讨论组中，师生可以灵活地运用多种网络答疑工具（即时讨论、电子白板、文件共享、音、视频等）进行自由、平等的答疑活动，共同建构答疑教学材料，开展小组协作学习；最后，师生对答疑教学过程进行自评和互评，通过适当的激励机制，让师生都能体会到参与答疑教学活动的成就感和满足感，激发学生继续努力学习的潜力和动力。

4 结论

本文研究了基于移动对等网络的辅助教学模式的研究。采用社会建构主义和人本主义教育思想分析、归纳了基于移动对等网络的辅助教学模式的基本特征；同时，给出一个基于MP2P网络的教学答疑应用实例，以阐明上述分析的合理性和可行性。该文为丰富移动学习的内涵、扩展移动学习的应用范围进行了有益的尝试。在下一步工作中，我们将继续开展移动对等网络学习理论的研究、实现完善基于MP2P网络的教学答疑应用原型系统等。

参考文献：

[1] 黄荣怀. 移动学习——理论·现状·趋势[M].北京：科学出版社，2008.

[2] 余胜泉. 从知识传递到认知建构、再到情境认知——三代移动学习的发展与展望[J]. 中国电化教育，2007（6）：7-18.

[3] 欧中洪，宋美娜，战晓苏，宋俊德.移动对等网络关键技术[J]. 软件学报， 2008，19（2）：404-418.

[4] Schollmeier R， Gruber I， Finkenzeller M. Routing in mobile ad hoc and peer-to-peer networks. A Comparison[A]. In： Proc. of the Networking 2002 Workshops on Web Engineering and Peer-to-Peer Computing[C]. London： Springer-Verlag， 2002. 172–186.

[5] 李友欣. 手机移动学习辅助教学系统的设计与应用[D]. 广州：华南理工大学， 2011.

[6] 沈映珊. 认知建构主义与社会建构主义在学习观的分析比较[J]. 现代教育技术， 2008， 18（13）：21-23.

[7] 曾德琪. 罗杰斯的人本主义教育思想探索[J]. 四川师范大学学报（社会科学版）， 2003， 30（1）：43-48.

[8] 张春兴. 教育心理学——三化取向的理论与实践[M]. 杭州：浙江教育出版社，1998.