基于J2EE和J2ME技术的移动学习系统的设计

摘　要：随着互联网以及移动技术的迅速发展，教育的内涵日益扩大，学习不再是仅仅局限于学校教育的模式。移动学习系统的设计，可以使学习者不受时间空间的限制，随时随地能够通过各种移动设备自主进行学习，从而实现终身学习的目标，促进形成学习型的社会。

关键词：J2EE；J2ME；移动学习；系统设计
1、移动学习的理论基础及现状
　　终身教育作为一种国际教育思潮，最初形成于本世纪50年代末60年代初的欧洲。所谓终身教育，本质内容表现为以下两个方面：一是教育社会化。教育社会化主要是指学校向社会开放；二是社会教育化。终身学习并不意味着必须在学校或课堂内进行，它还包括众多的设施，比如图书馆、电影报刊等。
　　移动学习是移动通信、网络技术和现代教育三者有机结合的产物，是现代社会人们对教育的需求的多样性的反映，是适应现代社会人们工作流动性大、时间紧张的表现，是移动通信技术在教育中的具体应用。它代表着现代教育技术的一个新方向，成为远程教育与数字化学习领域的研究热点。我国的教育水平存在明显的差异，而人们在社会生活中则是需要不断的更新知识的，但很多人因为某些原因无法通过学校教育来满足学习的需求。而这些局限都正好可以被移动学习的方式所弥补。随着现在越来越多的移动设备接入到互联网，通过移动设备来进行自主学习也成为了一种自我教育的重要方式。这对提高我国远程教育的水平，实现终身教育的目标具有很重要的意义。
2、移动学习系统的设计思路
2.1系统的设计原则
　　移动学习系统的设计的目的在于为学习者创设一个良好的学习环境，让学习者可以自主选择学习的内容、时间和方式，同时学生之间以及学生与教师之间也可以进行实时或非实时的交流讨论。王润华在《移动学习系统研究》中提出设计一个实用的移动学习系统，应该遵循以下几个原则：
（1）先进性
（2）采用先进的设计思想、网络结构和开发工具，设计成一个标准化的、技术成熟的软件
(3)实用性
设计时，从份考虑用户需求，做到功能完善，界面友好，是用户能方便地实现各种功能
(4)可扩充性
可扩充性是指平台建设既要考虑目前移动学习实践对支撑环境的要求，也要考虑未来发展需要。因此，软件功能上应有进一步开发的计划，硬件环境的选型要考虑扩充方案的成本
(5)适应性
采用模块组合和结构化设计，使系统具有强大的可增长型，方便管理和维护。
2.2系统设计的目标
　　根据移动学习的特点、理论和实现方式为基础来建立的移动学习系统，应该能够实现以下目标：
(1)系统定位合理
　　一个良好的学习系统应该具有一个准确的定位。该系统的定位是建立基于手机网络和互联网，服务于各类需要学习的人群，让他们可以不受时空限制，灵活自主地学习。
(2)支持多种学习模式
　　该系统以学习者为中心，能够支持个别化学习、协作学习和讨论式学习等多种学习模式，在真正意义上体现移动学习的灵活性和适应性。
（3）提供真实情景的学习情境
　　在该系统中，为学习者提供真实的学习情景，即真实的学习任务和问题。这样可以提高学习者知识迁移和解决实际问题的能力
（4）实现在线学习和离线学习的统一
　　由于在线学习费用高，会增添学习者的经济负担，因此在设计时就要考虑提供在线学习和离线学习两种方式，系统不光提供在线学习，同时还提供资源下载，使学习者能够在线下学习，降低学习成本。这两种方式的提供能够使学习者自由支配学习时间，选择学习方式，提高学习效果。
（5）界面设计友好、简明
　　由于大多数移动设备的显示屏大小有限，所以在界面设计上就要做到界面简明美观；操作简单，提示信息准确。
3、移动式学习系统的构架设计
3.1数据服务层设计
　　数据服务层是整个系统的数据来源。包括用户信息库、课程信息库、学习资料库、试题库、论坛库五种类型的数据库。
　　用户信息库除了记录学生、教师、管理员的基本信息外，还记录学生学习过程的信息和教师教学的相关信息。
　　课程信息库提供各种教学信息，包括教师和学生选课的课程信息。
　　学习资料库包括各种类型的学习资料，并且能够提供下载
　　试题库包括各门课程的试题信息，除了可以满足学生平时自主测试的需求，还能在教师进行课程考试时自动生成各门功课的试卷。
　　论坛信息库中包括教师和学生登陆论坛的各种信息。
3.2业务逻辑层设计
　　业务逻辑层是整个系统的核心部分，它负责处理表示层的应用请求，对其进行业务处理的逻辑判断；一旦逻辑判断通过则调用数据库的内容，进行数据处理，并将处理结果返回给表示层。本系统的业务逻辑层包括系统管理模块、课程管理模块、学习模块、测试模块和论坛交流模块五大功能模块。
(1) 系统管理模块：
　　用户信息管理完成用户注册，并且对用户的权限进行设置和管理。本系统中有三种用户类型：学生、教师、管理员
(2) 课程管理模块：
  提供了教学相关的各项管理活动。包括课程信息和任课教师信息的发布、为学生提供选择课程的平台、管理课程相关的教师信息以及学生选课的情况的信息。
(3) 学习模块
提供教学的核心环节学习的各项活动。提供各门功课教师授课的视频供学生在线或者离线学习，学生也可以通过该模块进行学习进度的设置以及自我测试等能活动。
(4) 测试模块
提供相应的测试平台，能够按照学生或者教师的要求，自动生成评阅试卷，从而使学生了解自己的学习效果以及教师掌握学生学习情况。
(5) 讨论交流模块
　　主要通过论坛的方式，使学生能够使用协作式学习模式提高学习效果。教师也能通过该模块与学生实现学习的互动。
3.3表示层设计
　　表示层是用户和系统交互的界面，负责和用户的会话处理。主要通过客户端浏览器中根据不同的程序实现用户与业务逻辑处理结果的通信，该系统将为学生、教师、管理员提供不同的界面
(1) 学生模块设计：
　　学生的模块能够实现以下的功能：学生注册时候的信息以及提供该信息的修改；学生能够在线选择所学的课程，并且能够查询所学课程提供的教学资源，学生能够参加在线的考试并查看相应的成绩信息。
(2) 教师模块设计
　　教师模块能够实现以下功能:教师能够创建并修改个人信息，设置学生选课的相关信息；能够管理所教授的课程的资源；查看修改学生的作业信息以及成绩信息
(3) 管理员模块设计
　　管理员模块能 够实现以下功能：管理员对系统的设置；对于学生和教师信息的管理；对于各门课程的学习资源的管理；对于选课的相关信息的管理和对于学习论坛的管理。
4、移动式学习系统的实现
4.1J2ME和J2EE技术
　　Java是由Sun Microsystems公司于1995年5月推出的Java程序设计语言（以下简称Java语言）和Java平台的总称。J2ME将所有的嵌入式装置大体上区分为两种 :一种是运算功能有限、电力供应也有限的嵌入式装置(比方说PDA 、手机)；另外一种则是运算能力相对较佳、并请在电力供应上相对比较充足的嵌入式装置。J2EE(Java 2 Platform，Enterprise Edition）是SUN公司定义的一个开发分布式企业级应用的规范。它提供了一个多层次的分布式应用模型和一系列开发技术规范。
4.2基于Java技术的总体框架
　　可以通过J2ME技术建立移动终端程序，通过J2EE技术建立服务器端程序。基于J2ME和J2EE技术的移动学习系统的总体框架设计如图所示







    J2ME客户端                    J2EE服务器                  数据库
                                 
　　在支持J2ME的移动设备终端设计客户端程序，实现与用户的交互，同时，通过各种标准的网络协议与J2EE应用服务器实现数据传递。Web层、业务逻辑层和信息系统层用于构建服务器端应用，其中Web层用于实现与客户层的接口和交互，它处理客户端发出的连接和请求，然后再将这些请求发送到业务逻辑层，业务逻辑层用于实现系统的业务逻辑，它处理请求，并通过JDBC（Java DataBase Connection,Java数据库连接）连接到信息层的数据库系统上。数据库系统处理SQL语句后，会将处理结果以一个结果集的形式发送到业务逻辑层，业务逻辑层将收到信息，Servlet程序再将响应信息翻回到客户端，在客户端将结果呈现给用户。
5、系统未来的发展
　　移动学习作为一种新型的学习形式在我国才刚刚起步，针对移动学习的研究和应用也处于初级阶段。同时，目前移动学习的发展还受到移动终端设备、移动网络带宽等条件限制，到目前位置，还没有出现完整的、专门的用于移动学习的、商业化的移动学习系统，但是我们对于我国的移动学习发展具有美好的前途深信不疑，它必将为促进我国形成学习型社会的有效途径！
　　参考文献：
[1] 叶成林、徐福荫.移动学习及其理论基础 开放教育研究.2004年第3期：23-26
[2] 潘敏等.基于J2ME和J2EE的移动电子商务系统应用的设计与实现.计算机工程与设计,2004年第10期：1781-1783
[3] 李晓丽，王晓军《移动学习模式探讨及系统架构设计》，北京邮电大学学报（社会科学版），2007年10月第9卷第5期：10-13