汉语拼音移动学习软件设计开发研究

赵瑛，田宇，李响

（北京联合大学师范学院，北京 100011；北京市四坛中学，北京 100020）

汉语拼音移动学习软件设计开发研究

赵瑛1，田宇2，李响1

（北京联合大学师范学院，北京 100011；北京市四坛中学，北京 100020）

汉语拼音是小学低年级学生的重要学习内容，是少儿学习汉字的基础。在移动学习理念的指导下，充分利用移动终端设备的性能特点，为少儿设计开发了一款汉语拼音移动学习软件。该软件让学生在图文声并茂的环境中学习拼音，既能激发少儿学习拼音的兴趣，又能保障少儿在有精准发音的环境中学习拼音；而且还能满足学习者随时随地利用零碎时间开展学习的需求。本文详细介绍了该款软件的设计与开发过程，包括学习理论指导、学习过程设计、系统架构与功能模块设计以及软件的开发技术等。

汉语拼音；移动学习；学习理论

随着移动互联网技术的迅速发展，智能手机已成为人们生活中的一部分，全面而深刻地改变着人们的交往方式、生活方式和学习方式。自美国加州大学伯克利分校的人机交互研究室于2000年启动名为“移动教育（Mobile Education）”的项目以来，全球教育界和移动设备研发商都开始密切关注移动学习（Mobile Learning）的研究与实践。移动学习是指学习者在自己需要学习的任何时间、任何地点，通过移动设备和无线通信网络获取学习资源，与他人进行交流、协作，实现个人与社会知识建构的过程。[1]它具有学习环境随意性、学习时间零碎性、学习活动情景性等特点。

汉语拼音是小学低年级学生的重要学习内容，是少儿学习汉字的基础。要想提高汉语拼音教学的效率，就必须充分激发学生的学习兴趣。《语文课程标准》（以下简称《课标》）指出：“汉语拼音教学尽可能有趣味性，宜以活动和游戏为主。”《课标》还指出，拼音教学主要是让学生学会正确拼读。但是，由于受方言的影响，以及家庭、幼儿园等学前教学的不规范性，给拼音字母及音节的准确认读带来了许多困难。如何根据少儿的认知特点，把移动学习应用到少儿拼音教学中，设计开发一款适用于少儿拼音学习的移动学习软件，使少儿能够随时随地开展有趣的拼音学习，提高拼音学习效果，是一个值得研究的问题。

本文在移动学习理念的指导下，充分利用移动终端设备携带方便、触摸操作、无线通信、图文声并茂等性能特点，为少儿设计开发了一款拼音移动学习软件。该软件由Web站点和APP两部分组成。Web的主要用户是教师，为教师提供了拼音教学内容动态管理和学生信息动态管理等功能。APP的主要用户是学生，为学生提供了拼音认读、拼读和拼音游戏等学习模块，让少儿在具有精准发音的环境中学习拼音,即使没有父母或教师在身边，也能学习纯正的拼音发音；APP软件运行在智能手机上，可以让学习者随时随地利用零碎时间开展学习；而且APP软件中图文声并茂的学习内容和“拯救喜羊羊”等游戏情境的创设，更能激发学习者的学习兴趣。

一、少儿拼音移动学习软件的设计

少儿拼音移动学习软件的设计要根据少儿拼音教学目标要求，在相应教学理论的指导下，遵循少儿的认知规律，充分利用移动学习环境的特点来展开。

（一）学习理论基础

学习理论是认知心理学的一个分支学科，旨在揭示“什么是学习”“如何进行学习”的理论。由于学习过程的复杂性，心理学家从不同角度、运用不同的方法对学习问题进行了大量的实验研究，产生了各种学习理论的流派——行为主义、认知主义、建构主义等。这些不同的流派各有特点，相互补充，适用于不同的情形。

行为主义学派认为，学习是学习者对外部刺激的反应；只要控制好外部刺激，就能控制和预测学习效果；促进学习的最好方法是强化。在行为主义学习理论的指导下，移动学习软件的设计要遵循小步子推进、积极交互、及时强化的原则：要把教学内容划分成细小的单元，便于学习者利用零碎时间开展学习；在每一个细小学习单元之后，要安排交互练习，促进学生对所学知识的积极反应；反馈要及时，使外部刺激能得到及时强化。在行为主义学习理论指导下，移动学习软件的基本学习过程是呈现、作答和反馈。它适用于开发练习型移动学习软件，促进学生对所学知识的复习和巩固。

行为主义学习理论的主要缺陷是，它忽视了学习者内部心理机制对学习过程的重要作用。随着对人类学习过程研究的深入，出现了另一个流派——认知主义。认知主义认为学习是学习者对外部刺激的一个主观能动的内部心理加工过程。认知主义强调学习者的主体能动性、强调新旧知识的联结。在认知主义学习理论的指导下，移动学习软件的设计要充分考虑到学生的内部心理过程：要做学习者特征分析，根据学习者特征教学内容做精心设计与组织；要充分激发学习者的学习兴趣并调动其学习主动性，以充分促进学习者对学习内容的主动的、选择性加工。

早期认知主义对于人类内部心理机制的解释过于简单机械化了。随着对人类学习过程研究的深入，逐渐从认知主义中分离出了一个新的流派——建构主义。建构主义认为，学习是学习者在一定的情境下，借助他人的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得的。情境、协作、会话和意义建构是建构主义学习环境的四大要素。在建构主义学习理论指导下，移动学习软件的设计要充分发挥移动技术“携带方便、触摸交互、无线通信、多媒体表现”等性能优点，为学习者营造自主、探究、协作的学习环境，促进知识内化和能力培养。例如，可以开发移动教育游戏软件，寓教于乐，让学习者在竞争、过关中增长虚拟能力，进而增长现实能力。

（二）软件设计

将移动学习应用到少儿拼音教学中，设计开发少儿拼音移动学习软件，要在学习理论的指导下，充分发挥移动设备本身的性能优势，做好学习目标设计、功能模块设计、系统架构设计和学习过程设计。

1.学习目标设计

移动设备具有图文声并茂的性能优势，它在帮助少儿掌握声母、韵母、声调的发音，学习拼音的正确拼读等方面具有得天独厚的优势。为此，我们将少儿拼音移动学习软件的教学目标设计为：帮助学习者掌握单韵母、声母、组合韵母的正确发音；能够正确区分韵母和声母；能够读准声调，并学会正确拼读汉语拼音。

2.功能模块的设计

根据既定的学习目标和学生的移动学习需求，我们设计了软件的功能模块。如图1所示：本软件由Web站点和APP软件两部分组成。其中，APP软件是为学生开发的，主要为学生提供了拼音认读、拼读和拼音游戏等模块；Web站点是为教师开发的，主要为教师提供了各类教学内容的维护和学生信息的维护等功能。

图1 软件的功能框图

3.系统架构的设计

本软件采用B/S（Browser/Server，浏览器/服务器）和C/S（Client/Server，客户端/服务器）混合架构。如图2所示：Web站点采用B/S架构。教师只要打开Web浏览器，就可以远程访问Web站点的所有功能，实现对拼音教学内容的动态更新和维护。教学内容存放在服务器上，可以被多个学生用户共享和访问。B/S架构大大简化了客户端的配置，提高了开发效率，又方便了用户的使用和后期维护。APP软件采用C/S架构。学生在智能手机上下载并安装APP软件之后，就可以通过APP与Web站点之间的无线通信功能，从Web站点上获取最新的拼音教学内容，然后通过APP的功能模块开展拼音学习。

图2 软件的系统架构

4.学习过程设计

学生下载、安装并运行APP软件之后，就可以看到拼音认读、拼音拼读、拼音游戏三个功能模块。学生自主选择一个模块，点击进入，即可开展相应的学习。

（1）拼音认读

拼音认读模块的学习过程如图3所示：分为学习和练习两个阶段。

在学习阶段，根据学习内容的不同，学习者可以进行单韵母、声母和组合韵母的跟读学习。它们的具体学习过程基本相同。以单韵母“a”的跟读为例，学生首先看到屏幕右侧一个大大的“a”文本，知道a的外形；然后他再点击屏幕左侧“a”的发声提示图，就可以听到关于该单韵母发声的儿歌“圆脸小姑娘，小辫右边扎，要问她是谁？就是aaa”，从儿歌中，学生可以获得关于单韵母“a”发音的感性认识；最后学生可以依次点击右下方标有四个声调“ā”“ᔓǎ”“à”，就可以清楚地听到单韵母a四个声调的发音。通过聆听和跟读，学生就可以较好地掌握该单韵母的发音。

图3 拼音认读模块的学习过程

练习阶段提供了两种练习方式：“听一听选一选”“给声母和韵母找家”。其中，“听一听选一选”练习模块的目的是帮助进一步熟悉韵母和声母的发音，并在声母韵母的发音与外形之间建立牢固的连接，以后看到这个声母或韵母的外形，就能立刻从记忆中提取出该声母或韵母的发音。根据“小步子推进、积极交互、及时强化”的原则，我们设计了“听一听选一选”模块的练习过程，具体是：运行在智能手机上的APP软件，首先从本地题库中提取一道声母/韵母的拼一拼选一选的题目呈现出来，包括四个选项和一个发音，发音暂不播放；当学习者点击屏幕上的小姑娘时，系统播放发音；学习者根据发音，从四个选项中选出该发音所对应的声母或韵母；系统会对学生的选择做出判断，并给出相应的反馈，及时强化；做完这道题后，学习者可以点击“下一题”按键进入下一题的练习，也可以点击“上一题”按键重做上一题。

“给声母和韵母找家”练习模块的目的是帮助学习者进一步区分哪些是韵母哪些是声母，能把它们正确归类，以便为后续的拼读和正确标写声调打下基础。“给声母和韵母找家”的具体练习过程是：运行在智能手机上的APP软件，首先从本地题库中提取一道给声母和韵母找家的题目呈现出来，包括若干个声母、若干个韵母、一个房子代表声母的家、另一个房子代表韵母的家，以及一个题目音频；鉴于该年龄段的学习者识字量不多，所以系统会先自动播放题目音频，告诉小朋友题目的意思，然后等待小朋友的拖动操作；小朋友根据所学知识，选取一个声母或韵母，将其拖到一个房子里；系统会自动判断小朋友给该声母或韵母找的家是否正确，并给出相应的反馈，及时强化。

（2）拼音拼读

拼音拼读模块的学习过程如图4所示：也分为学习和练习两个阶段。

图4 拼音拼读模块的学习过程

在学习阶段，学习者可以进行拼音的跟读学习。它们的学习过程与认读模块中的学习阶段基本相同。以拼音“shé”的跟读为例，系统会在屏幕左侧呈现一张蛇的图片，并在右侧呈现拼音文本“shé”，以帮助学习者建立实物与拼音的联系；学习者点击文本“shé”，系统就会播放这个拼音的音频，引导学生怎样用声母和韵母拼出“蛇”的拼音。

练习阶段提供了两种练习方式：“听一听选一选”“看图找朋友”。其中，“听一听选一选”练习模块的目的是帮助学习者进一步熟悉拼音的拼读方式，并能在拼音的发音与拼音文本外形之间建立牢固的连接。它的具体练习过程与“认读”模块中的“听一听选一选”基本相同，只是练习内容改成了由声母和韵母组成的拼音，而不再是单个的声母或韵母了。

“看图找朋友”练习模块将通过玩对对碰游戏的方式，让学习者为每个实物图片选择正确的拼音。认知主义学习理论强调新旧知识的联结。奥苏贝尔是认知主义学习理论的代表人之一，他提出了“有意义学习”理论，指出只有当新旧知识之间建立非任意的实质性的联系时，有意义的学习才能发生，才能引起学习者能力的发展变化。“看图找朋友”练习模块的就是以学习者原有认知结构中已经掌握的非常好的关于实物的认知为“固着点”，把新学的拼音知识“系”到这个“固着点”上，从而在新旧知识之间建立实质性的联系，使拼音学习变成有意义的学习，而不是机械的拼读与记忆。该模块的具体练习过程是：运行在智能手机上的APP软件，首先从本地题库中提取一道看图找朋友的题目呈现出来，包括若干个拼音文本和若干个实物图片，文本和图片的排列次序是随机打乱的。小朋友选取一个拼音，进行拼读，明白其意思之后，再挑选出一个该拼音所代表的实物图与之匹配；系统会自动判断小朋友的匹配是否正确，并及时给出相应的反馈。

（3）拼音游戏

为了激发学习者的学习兴趣，我们设置了一个闯关游戏“拯救喜洋洋”，寓教于乐，让学习者在闯关过程中融会贯通所学的拼音知识。游戏中，小朋友扮演喜羊羊的角色，它正在被灰太狼追赶。喜羊羊已经被灰太狼追赶到了一条小河边，河对岸就是羊村，村长、沸羊羊、美羊羊都在河对岸呼喊着叫喜羊羊快过河。然而河上没有桥，只有三块大石头。看来，喜羊羊只能通过这三块石头跳跃着过河了。可是，每块石头上都有一道拼音题，喜羊羊必须用所学的拼音知识答对石头上的题才能跳到相应的石头上。如果回答错了，灰太狼就会更加逼近它。喜羊羊必须全力以赴，答对所有题，才能脱离险境。游戏的具体流程如图5所示。

图5 拼音游戏的具体流程

二、少儿拼音移动学习软件的开发

（一）Web站点的开发

为了使程序结构清晰、提高代码的可重用性，同时也为了提高Web站点的可维护性和可扩展性，Web站点的开发采用了SSH（Struts2+Spring3+Hibernate）整合框架，把表现逻辑和控制逻辑分离开来，分别由表现层、业务逻辑层来处理。在SSH整合框架中，Struts负责实现MVC，即实现模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）的分离，以降低系统架构的耦合性；Spring负责业务逻辑的处理，Hibernate进行数据的持久化。具体而言，就是在表现层，由JSP页面负责人机交互，接收用户请求（Request）并把系统响应（Response）反馈给用户。当用户在JSP页面上发出一个请求（Request）时，Struts的核心控制器就会拦截这个来自用户的请求，并迅速在配置文件struts.xml中查找与该请求匹配的Action，然后把该请求委派给相应的Action去处理。在业务逻辑层中，Spring（applicationContext.xml）负责向Action提供业务模型（Model）组件和DAO（Data Access Objects，数据访问对象）完成业务逻辑。在数据持久层，通过Hibernate的对象化映射实现和数据库的交互，处理DAO组件请求的数据，并返回处理结果。最后处理结果返回给JSP页面呈现给用户，此时系统控制权又转移给Struts。

（二）APP与Web站点之间数据通信的实现

本软件采用JSON（JavaScript Object Notation）作为数据交换格式，通过HTTP通信实现了Android应用程序与Web Server之间的数据通信。JSON是一种轻量级的数据交换格式，它能够描述一个复杂对象的集合，而且JSON易于人阅读和编写，也易于机器解析和生成。

APP软件与Web站点之间的数据通信过程如图6所示：APP软件访服务器端的MySQL数据库时，先要利用HTTP协议发送Request请求给Web站点，Web站点调用Struts API根据请求访问SQLServer数据库获取数据，然后把数据封装成JSON格式，通过HTTP协议回传给APP软件；APP软件对得到的数据进行JSON解析，然后存储到本地SQLite数据库中。这样，以后APP软件运行时所需的数据就可以直接从本地SQLite中读取了，学习者即使在没有WLAN的环境下也能正常学习了。

图6 APP与Web之间的数据通信过程

（三）APP软件的开发

APP软件预置了一些教学内容，学生在脱机模式下就能进行学习。更重要的是，APP在WLAN的环境下，能自动和Web站点进行数据通信，及时获得最新的教学内容，更新本地的教学内容库，使学生能与最新的教学内容同步。APP软件的开发也采用了MVC的思想，将表现逻辑和控制逻辑分离开来，使程序结构清晰，提高可扩展性和可维护性。APP软件的运行效果如图7所示。

图7 APP软件的运行效果

汉语拼音是小学低年级语文课的重要教学内容，是少儿学习汉字的基础。本文在行为主义、认知主义和建构主义学习理论的指导下，充分利用移动终端设备携带方便、触摸操作、无线通信、图文声并茂等性能特点，为少儿设计开发了一款汉语拼音移动学习软件。该软件的主要特色表现在如下三个方面：

（1）软件采用C/S和B/S混合体系结构，使教师能够通过友好的操作界面实现教学内容的动态更新与维护。

（2）APP软件采用了Online/Outline混合工作模式，在有WLAN的环境中，APP软件能自动与服务器的Web站点进行数据通信，并把服务器上最新的教学内容保存到本地SQLite数据库中，实现对本地教学内容的更新；在没有WLAN的环境中，学习者能用本地SQLite数据库中最近一次更新的教学内容进行脱机学习。这种Online/Outline混合工作模式，更能满足移动学习者对“学习环境随意性、学习时间的零碎性”的要求。

（3）教学内容采用图文声并茂的多媒体表现形式，以及“拯救喜羊羊”游戏情境的创设，更能激发学习者的学习兴趣，满足移动学习者对“学习活动的情景性”的要求。

总之，本软件能较好地激发少儿的学习兴趣，有助于少儿利用零碎时间随时随地学习纯正的拼音发音，并学会正确拼读汉语拼音，具有较高的实用性和推广价值。今后，我们将进一步完善游戏画面，使之更加精美。

[1]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，（06）.

[2]赵小刚.现行《汉语拼音方案》及拼音教学研究[J].北京教育学院学报，2013，（01）.

[3]吴艳玲.小学生汉语拼音学习存在的问题与对策[J].教学与管理，2014（29）．

[4]李璐.语音识别的拼音学习中发音识别和评分模块的系统设计[J].黑龙江科技信息，2010，（01）.

[5]刘和荣.创设多种手段激发小学生学习汉语拼音兴趣[J].教育教学论坛，2013，（42）.

[6]龚成莹，邢敬宏，胡银保.基于JSON的Android移动终端与PHP及MySQL数据通信[J].工业仪表与自动化装置，2013，（01）.

[7]Brett McLaughlin.Mastering Ajax，Part 10：Using JSON for data transfer［EB/OL］.http：//www.ibm.com/developerworks/web/library/wa-ajaxintro10/.

[8]Brett McLaughlin.Mastering Ajax，Part 11：JSON on the server side［EB/OL］.http：//www.ibm.com/developerworks/web/library/wa-ajaxintro11/.

责任编辑 满令怡

赵瑛（1977—），女，浙江金华人，北京联合大学师范学院计算机科学与技术专业副教授，研究方向为信息技术教育应用、智慧教育、人工智能与模式识别等；田宇（1990—），男，北京人，北京市日坛中学，中学二级教师，研究方向为信息技术在基础教育领域的应用；李响（1998—），女，北京人，北京联合大学师范学院学士，研究方向为计算机科学与技术专业。