第二章 文獻探討
第一節 行動學習
為了突破時間與空間的限制，遠距教學不斷的隨著科技演變，從郵寄函授、
無線廣播教學、電視教學到使用網路多媒體教學，教育機構與學習者間的學習活 動一直試著克服時間與地點的限制，讓學習者能夠依照自己的需要進行不同方式 的學習。行動通訊技術的出現使行動學習應運而生，並代表著一種新的學習環境 的出現，利用行動通訊技術，讓學習者可以使用如 PDA（Personal Digital
Assistant）、行動電話、電子書包等便於攜帶的行動載具，隨時隨地進行學習。
綜合上述，遠距教學具有五大特徵：1.教 師 與 學 習 者 時 間 與 地 點 可 以 分 離 、
2. 除 了 課 堂 及 教 室 中 的 學 習 之 外 還 包 含 了 在 家 的 個 人 學 習、3.技術與媒 體的運用、4.師生雙向交流、5.學習群體的喪失（學生以獨立學習為主）（Keegan,
2002）。行動學習除了具備遠距教學的特徵之外，還具備了學習者不再限制在電 腦桌前，可以自由自在、隨時隨地進行不同目的、不同方式的學習的特性。學習 環境是行動的，教師、學生和技術人員也都是行動的，只要透過具備行動通訊功 能的行動載具，無論何時何地皆可以進行學習。
Keegan（2002）曾預言：無線行動技術在 90 年代的迅速發展，在 21 世紀初 必定會出現學生透過行動學習而獲得大學學位的實際例子。學生將可以透過他們 的電話或行動電話，利用語音技術以及無線網際網路技術，學習遠距學習大學所
提供的學習資源，並獲得遠距學習大學的學位課程。Keegan 並指出，由遠距教學 和行動電話技術相結合產生的行動學習將為我們展現學習的未來。
目前許多研究者分別從不同角度去詮釋行動學習。Quinn（2000）從技術的 觀點將行動學習定義為：透過資訊家電（information appliance；IA）進行數位學 習，這些資訊家電包含了PDA以及行動電話。Harris（2001）給行動學習的定義 是：行動學習是行動技術與數位學習的結合，讓學習者能透過行動電話或PDA隨 時隨地接受教育。Dye（2003）將行動學習定義為：行動學習是一種藉由行動設 備的幫助，讓學習者能夠在任何時間與任何地點進行學習，行動學習所使用的設 備必須能夠有效呈現學習的內容，並能夠提供教師與學習者雙向交流。
行動學習建立在遠距教學與數位學習的基礎上，將遠距教學與數位學習做更 進一步的擴充（Keegan, 2002），行動學習實現的技術建立在行動技術與網際網 路技術，藉著行動載具做為實現行動學習的工具。實現行動學習的工具具備了可 攜帶性（portability）、無線（wireless）、移動性（mobility）（Sariola, 2001）。
可攜帶性指的是行動學習工具外型小、重量輕，讓使用者可以很方便的隨身攜 帶。無線指的是行動學習工具連線時不需要實體的線材，方便使用者隨時連線。
移動性是指行動學習工具讓使用者在移動中也可以很方便的使用。
Franklin、Brad 與 David（2000）在美國的卡內基大學（Carnegie Mellon University）發展了 Handheld Andrew 以及 Pittsburgh pebbles PDA project，目的在 於改進工作流程和通信環境以及以行動載具幫助學習。系統包含了可以隨時隨地
以行動載具高速存取的電子郵件、日曆管理、事件通報子系統，將 PDA 與老師 個人電腦連線，讓學生在 PDA 上回答問題，老師可以使用個人電腦將統計圖表 結果呈現，並且讓學生可以用 PDA 來觀看上課投影片。
挪威Kristiansen（2001）在Telenor mLearning Wap project研究報告中將行動 學習定義為：「行動技術在學習中得到運用，而社會生活的逐漸行動化以及對彈 性學習需求的增大又促進了行動技術的發展。 」其計畫目標是要使用一些簡單 的WAP通訊設備，來輔助一般的課堂教學。研究報告中的課程為「 3G應用導論」，
內容是以UMTS技術及其未來的應用與服務為主。學習此課程的18位學員每人擁 有一部WAP行動電話供學習之用，行動電話具有預訂服務、測驗、課程評估等功 能，並且設計了意見箱的功能。進行課程後，學習者深切感受到，WAP行動電話 是他們學習該課程的一種積極有效的輔助手段。最令他們讚賞的是晚上回到家也 可以繼續進行有效的複習，測驗的結果可以即時回饋，可以讓學習者隨時隨地隨 心所欲進行學習。在報告的結尾，Kristiansen特別指出，若干年後，當寬頻多媒 體普及與行動載具擁有更大的螢幕之後，提供學習內容的種類將不再受到限制。
那時，行動學習更進一步發展所面臨的挑戰不再是技術上的，而是教育及管理 上。行動學習可以為員工、觀光旅遊者、家庭成員、試圖改變學歷者四個代表性 群體提供最大可能的學習機會。
美國史丹佛學習實驗室（Stanford Learning Lab）（2002）試圖將行動電話用 於史丹佛大學的語言教學中，希望能夠使用行動電話來輔助學習者以實現隨時隨
地都可以練習語言學習的聽、說、讀、寫能力。並且假設，移動通訊設備可以為 學習者在安全、真實、個性化、滿足需要的環境中進行複習和聽說訓練提供良好 的機會。在研究過程，史丹佛學習實驗室實驗人員進行了三次不同的研究。所得 到的結果分析如下：
一、以連接行動網路的行動電話進行辭彙測驗
（一）優點：很方便學習者在零碎的時間內檢測對知識的掌握。
（二）缺點：不容易集中注意力 ；行動網路昂貴與不穩定。
二、用行動電話傳遞輔導教師現場說話的聲音
（一）優點：直接與專家對話是進行語言練習最理想的方式。
（二）缺點：由於缺少了肢體與表情輔助，有時理解是個大問題。
三、自動控制的語音辭彙測試
（一）優點：這種自動控制的語音辭彙測試系統可提供個性化、受資料 庫控制的聽說訓練。
（二）缺點：聲音識別技術差、行動網路昂貴與不穩定、語音介面設計 的複雜性等。
實驗結果表示，隨時隨地可以讓使用者登錄，使學習者每天更加關注語言的 學習，並提高學習者的學習積極性。然而，在進行行動學習時，學習者的注意力 很容易被外在事物分散。在發展行動學習環境的過程，濫用技術只會破壞學習的 環境，反而不利於學習，發展的學習環境應該要越簡單越好。開發學習內容的過
程中，應注重開發最適合於零碎時間、不易受外界干擾的內容。在進行行動學習 時，要鼓勵學習者學習個性化，以便與自己的學習風格和背景需要相吻合。
Rekkedal（2002）以打造一個適合以 PDA 為載具行動學習課程為目的，進行 了 EU Leonardo projects。計畫中讓學習者從行動載具下載包括所有課程材料的學 習內容，並且可以參加線上課程論壇的討論，進行論壇中的即時閱讀和寫作，利 用電子郵件與輔導教師或同學進行交流或提交作業。計畫的結論是：行動學習最 大的優點是增加靈活度，所有參與者對技術和功能通常滿意。但是在他們的接受 度則是有所不同。某些人非常熱情，部份是持保留態度。為了滿足所有使用者。
多種方式的學習環境是必須的。
德國的 University of Regensburg，在 2002 年進行了 Welcome-system 計畫，
提供上課內容以及教師授課的影像，可供學生利用 PC、PDA 以及 WAP 行動電 話線上瀏覽。並在計畫報告後提出了幾項建議：1.必須要有技術人員支持、2.需 要考慮所有人的需求、3.硬體設施須配合、4.行動學習系統需穩定、5. 行動學習 系統必須是安全的（Lehner、Nosekabel & Lehmann, 2002）。
第二節 練習式電腦輔助教學
要強化學生所學的知識或技能，需要透過練習的歷程。教學若缺少練習將會
無法進行，練習的目的在於使學生對已學習過的教材內容達到熟練的程度，是教 學歷程中不可或缺的一環。
圖 2-1：教學流程圖
練習式電腦輔助教學是以行為主義（Behaviorism）為基礎，其主要觀點為「刺 激」（stimulus）與「反應」(response) 的聯結關係。學習若要成功，教學者必須 提供足夠的刺激，進而激發學習者提供某種回饋(Chambers & Sprecher,1983）。
Fitts 與 Posner (1967)從現代認知學習理論(cognitive learning theory)看知識或技能 的學習，學習者必須先從認知階段(cognitive stage)，進入聯結階段(associative
stage)，再達到自發階段(autonomous stage)。任何形式之練習，其目的皆是要達到 自發階段，以使所獲得之知識或技能能隨心所欲的用到其他方面的學習，或應付 日常生活之所需(何榮桂，1995)。
練習式電腦輔助教學首要目的係選擇合適的題目給學生練習以強化已學過 的題材。題目係根據教學第一個階段所呈現的內容而來。題目須經過選擇，意味 著並非把所有教過的內容均再直接呈現給學生做練習。練習式電腦輔助教學中題 目的選擇大抵須把握兩個原則：1.教材內容的重要部分、2.教學過程中須重覆呈
呈現學習內容 引導學生學習 練習 評鑑學習成效
回饋
現的部分。一般來說，提供給學生做練習的題目不要太難，同一個練習裡，盡量 採用難度相等或相當的題目，如果題目間的難度有很大的差距，宜把簡易的安排 在前，較難的放後面(何榮桂，1995）。
練習的目的是要使學生對已學過的教材內容，達到熟練的程度。在 練習式電 腦輔助教學中，練習題之選題策略影響練習的效果。以下為幾種常用的策略(何榮 桂，1995 ；何榮桂、顏龍源，1998）。
一、串列選題：以事先安排好的順序與練習次數將題庫中的題目一題接著一 題依序取出來作為練習的題目。
二、隨機選題：將題庫中的題目隨機挑選出來作為練習的題目，這種方式是 一種最常用的選題策略，用起來簡單而快速。
三、依法則選題：依某種演算法則來產生題目，只適用於類型與性質相同的 題目，通常是數學類的練習題。
四、閃爍卡式佇列選題策略：利用閃爍卡的原理來呈現題目，在開始練習之 前，教材設計者應先將題目的順序安排妥當（例如由易至難排列），呈現第一題 給學習者，根據學生的反應來判斷下一題，如果反應錯誤，則此題被放置於佇列 的最後繼續重做，如果反應正確，則將此題從佇列中去除，學習者如果要結束練 習，則必須全部答對。
五、變數式題距表現佇列選題策略：此種策略改良於閃爍卡佇列選題策略，
運作方式為當學習者做錯了一個題目之後，則將此一題目重新安排在佇列的多個
新位置加強練習，以達到強化學習、精熟學習的目標。透過這種選題策略，學習 者愈感困難的題目出現的次數將會愈頻繁，反之，若學習者對某一個題目的表現 愈佳，則該題目出現的次數將會愈少，詳細流程如圖 2-2。
圖 2-2: 變數式題距表現佇列選題策略流程 練習開始
呈現佇列第一題
學生反應
是否正確
去除佇列中相同的題目
決定新位置
插入題目
插入下一個題目 是否插入
更多題目
去除 通過 的題 目
是否尚有 練習題目
結束 是
否
是
否
否
是
反覆練習是練習式電腦輔助教學的主要特色。然而，練習式電腦輔助教學若 僅呈現題目給學生做練習，則容易流於古板的機械反應，降低學生使用的動機，
同時也將削弱練習式電腦輔助教學的功能。為了讓練習式電腦輔助教學能收到練 習的效果，在設計時，應同時考慮到回饋（feedback）與改正（correction or remediation）的效果（Hannafin & Peck, 1988）。
一個理想的練習式電腦輔助教學之設計，當學生對一個練習題做反應之後，
應能夠得到即時的回饋（ immediate feedback），此即時的回饋告訴學生完成反應 的結果。如果學生做了一個正確的反應，則回饋有增強正確反應的效果；倘若學 生做了一個錯誤的反應，回饋的動作除了告訴學生這是一個錯誤的反應之外，尚 可適度的給予提示，否則，將使學生重覆錯誤的反應。
圖 2-3：練習的流程
第三節 無線應用協定
無線應用協定（Wireless Application Protocol；WAP）旨在讓使用者可以透過 無線裝置（譬如行動電話、PDA 等）連接網際網路，再把網際網路上的資料內容，
題目呈現及 答題反應 選題
判斷答題反應 回饋
結束 介紹練習單元
傳遞到行動電話或其他無線裝置的一種開放式標準協定；簡單來說，WAP 簡化 了 Internet 的標準，配合行動通訊與無線網路的特性，以 WML(Wireless Markup Language)的語言格式，將訊息傳遞到移動式裝置上。WAP 是由 Erisson、Nokia、
Motorola 以及 Phone.com 等業者所組成的 WAP Forum 所提出的標準，可以與大 部分的通訊網路相容，包括 GSM、PDC、CDPD、CDMA、DECT 等通訊技術(Wap Forum, 2000)。
WAP 的主要架構包括 WAP 通訊協定、WAP 閘道器、WAP 裝置和無線標記 語言（WML）四個部分，如圖 2-4 所示，其概念略述如下(何建曉，2001，p4)。
圖 2-4：WAP 架構圖 一、WAP 通訊協定
WAP 是屬於通訊協定的一種，它可以讓使用者在具備 WAP 規格的裝置上，
傳送一筆筆的封包資料給 WAP gateway。如同每一個網路通訊協定般，WAP 的 通訊協定分成六個層次，如圖 2-5 所示：
應用 程式 伺服器 網際網路
WAP 閘道器 WAP
裝置 無線網路
其他服務與應用 Wireless Application Environment
（WAE）
Wireless Session Protocol（WSP）
Wireless Transaction Protocol（WTP）
Wireless Transport Layer Security Protocol（WTLS）
Wireless Datagram Protocol（WDP）
Bearers
圖 2-5：WAP 通訊協定層次圖（Wap Forum, 2000, p10）
第一層：WAE 除了定義瀏覽器的環境外，並定義出 WML、WML Script、
WTA 與內容格式（如影像、文字、聲音、圖形等），以建立一個開放的互通環 境，讓各類服務能有效率地執行。
第二層：WSP 是針對無線通訊環境中網頁瀏覽的應用而設計，提供與 WTP 及 WDP 之間兩層通訊協定應用程式統一的介面。
第三層：WTP 的作用如同 WEB 網站所使用的 HTTP 協定，主要是記錄連線 之後的請求以及伺服端的回應動作等。
第四層；WTLS 其作用類似全球資訊網站所使用的 SSL 加密傳輸技術，WTLS 可以確保資料在傳輸的過程中經過編碼、加密處理，以避免一些惡意的駭客在資 料傳輸過程中竊取敏感的資料。
第五層：WDP 的通訊協定與 TCP/IP 類似，在符合 WAP 規格的裝置上，它 可以使用 SMS、USSD 和 GPRS 傳送封包資料（ mobile data）到 WAP gateway 上。
第六層：Bearers 的角色類似網際網路協定的 network 層，允許使用不同的傳
輸介質，並提供一定的服務品質保證。
二、WAP 閘道器
WAP 閘道器是屬於無線傳輸網路和網際網路之間的一道閘門，它可以讓使用 者所要求讀取的資訊內容傳送到支援 WAP 規格的裝置上。它負責在行動電話業 者所使用的網路系統和以 TCP/IP 架構為主的網際網路之間進行溝通、轉換的協 調工作。
三、WAP 裝置
行動電話必須具備 WAP 規格以及 WML 瀏覽器才能夠使用 WAP。除了行動 電話之外，一些行動載具也可以藉由安裝 WML 的瀏覽器軟體來具備 WAP 網站 瀏覽的能力。
四、無線標記語言
無線標記語言（Wireless Markup Language；WML）是用來描述顯示在 WAP 裝置上的內容的一種標記式語言。WML 類似 HTML 的標記語言，也是利用許多
tag 表示內容的顯示方式。對具備 WAP 規格的裝置來說，最重要的莫過於 WML 瀏覽器，透過 WML 瀏覽器，才能如同 IE 或 Netscape 般「解譯」原先 HTML 文 件的內容。
Nokia 行動電話亞太區加值服務業的開發經理 Minna Haataja 曾經做過一個比 喻，她把網際網路比喻為一個貨物豐富的雜貨店，行動電話使用者則是想要向雜 貨店訂貨的顧客；WAP 閘道器則是雜貨店的售貨員，售貨員接收到顧客的訂貨
後，把網際網路上的貨物抓下來傳送到顧客的行動電話上。它們之間的溝通語言 便是 WML，透過 WML 把資訊解讀出來，顯示在行動電話螢幕上。
WAP 技術可以廣泛的在 GSM、CDMA、3G 等多種網路上應用，隨著 3G 時 代來臨，WAP 技術傳輸速度與品質也將會變得更優異。
第四節 Java 2 微型版
Java 2 微型版（Java 2 Micro Edition；J2ME）是 SUN 公司把 Java 特性移植 到有限記憶體和有限處理器的設備，所得到的一種 JAVA 應用程式運行環境，特 別適合在行動電話、PDA 等行動設備中使用，同時也保留了 Java 的傳統特性，
即任何時間、任何地點的原始碼可移植性、部署靈活性、安全的網路傳送以及執 行穩定性。行動電話廠商如果在自己的行動電話中實現了 J2ME 規範，就可以經 由網路或其他直接連接的方式下載使用 J2ME 程式，進而大大擴展了行動電話的 功能（Sun Microsystems, 2002）。
J2ME 的架構主要分為四層，如圖 2-6 所示，略述如下（Ghosh, 2002）：
圖 2-6：J2ME 架構圖（Ghosh, 2002, p3）
一、Java 虛擬機器層（Java Virtual Machine Layer）︰此層是 Java 虛擬 機器的一個實作，為特定設備的主機作業系統定製，而且支援一個特定的 J2ME 組態。
二、組態層（Configuration Layer）︰此層定義了 Java 虛擬機器功能和特定 類別設備上可用的 Java 類別庫的最小集合。一個組態定義了 Java 平台功能部件 和類別庫的共同性，開發者可以假設這些功能部件和類別庫在屬於某一特定類別 的所有設備上都是可用的。
三、框架層（Profile Layer）︰此層定義了特定系列設備上可用的應用程式程 式化介面的最小集合。框架將會在一個特定的組態上實作。而應用程式是針對特 定的框架編寫的，因此可以移植到支援該框架的任何設備上。一個設備可以支援 多個框架。使用者和應用程式供應商看到最多者即此層。
四、MIDP 層︰行動資訊裝置平台（Mobile Information Device Profile；MIDP）
是一個 Java API 集合，負責處理如使用者界面、持久儲存和網路的問題。
Mobile Information Device Profile（MIDP）
Profile Layer Configuration Layer Java Virtual Machine Layer
CLDC
Java 虛擬機器層、組態層和框架層構成了連線限制裝置組態（Connected Limited Device Configuration；CLDC），MID 框架（MID Profile）和 CLDC 提供 了一個標準的執行環境，此環境允許把新的應用程式和服務動態部署在終端設備 使用者設備上。
CLDC 和 MIDP 組合起來為建立移動電話和簡易雙向呼叫器上的應用程式提 供了完整的環境。MID 框架的核心是一個 MIDlet 應用程式。這個應用程式繼承 了 MIDlet 類別，以容許應用程式管理軟體對 MIDlet 進行控制、從應用程式描述 符合檢索屬性以及對狀態變化進行通知和請求。所有 MIDlet 都繼承 MIDlet 類別 執行環境（應用程式管理員）和 MIDlet 應用程式代碼之間的介面。MIDlet 類別 提供了用於呼叫、暫停、重新啟動和終止 MIDlet 應用程式的 API。
應用程式管理軟體可以在執行環境內管理多個 MIDlet 的活動。此外，MIDlet 可以自己發起一些狀態變化，並把這些變化通知給應用程式管理軟體。
MIDP API 可以分為兩個類別（Ghosh, 2002）︰
一、用於使用者界面的類別︰設計這些 API 是為了能以一系列螢幕顯示為基 礎與使用者進行交互作業，每一螢幕顯示把適量的資料顯示給使用者。指令以每 螢幕為基礎提供給使用者。這些 API 容許應用程式決定下一次顯示什麼、執行什 麼計算和使用網路服務的何種請求。
二、用於處理資料庫的類別︰這些 API 負責組織和作業設備資料庫，這個資 料庫由在 MIDlet 的多個呼叫之間跨越時保持持久的訊息組成。
底層的 CLDC API 用於處理字串、物件和整數。還提供了 Java 2 API 的一個 子集，用於處理 I/O 和網路通信。
J2ME 中的事件處理是以一系列螢幕顯示為基礎，此與 Java 平台的桌上型電 腦版本的事件處理有很大不同。每一屏顯示特定的少量資料。指令以每螢幕為基 礎提供給使用者。Command 物件封裝了與動作的語義相關的名稱和訊息。這個物 件主要用於為使用者提供動作選擇。所產生的指令行為定義在與螢幕顯示相關聯 的 CommandListener 中。每一個 Command 包括三塊訊息︰一個 label（標號）、
一個 type（類型）和一個 priority（優先等級）。Label 用於指令的影像表示；type 和 priority 由系統使用，系統用它們來決定 Command 如何映射到具體使用者界面
（Ghosh, 2002）。
MIDP 提供了一組用於組織和作業設備資料庫的類別和介面︰RecordStore、
RecordComparator 和 RecordFilter。RecordStore 由大量的記錄組成，這些記錄在 MIDlet 的多個呼叫之間跨越時保持持久。對 RecordStore 中的記錄進行比較，或 者從 RecordStore 中抽取若干組記錄，都是 RecordComparator 和 RecordFilter 介面 提供的功能（Ghosh, 2002）。
由於 J2ME 平臺建構於 VM 之上，只要不同的作業系統上的 VM 滿足同樣的 規範和標準，對於 VM 以上的層次是平臺無關的。這使得針對某 Configuration 或
者 Profile 的應用可以運行於所有實作了這一 Configuration 或者 Profile 的作業系 統平臺。
表 2-1：WAP 與 J2ME 的比較
WAP J2ME
使用平台 小型顯示介面、低功率、較小記憶 體、運算能力較低之通訊裝置
小型顯示介面、低功率、較小記憶 體、運算能力較低之通訊裝置 運算處理 運算處理是在遠端伺服器上執行 應用程式的運算可在行動電話上
處理
執行 必須要一直與伺服器保持連線 應用程式允許離線執行
J2ME 技術與前一節所討論的 WAP 技術同樣都是針對小型顯示介面、低功 率、較小記憶體、運算能力較低之通訊裝置所發展。WAP 技術是一種線上的瀏 覽技術，像是一個專門為行動電話而設計的簡化版 Web，讓行動電話藉由網路連 線取得伺服器所提供的頁面，並藉著功能選擇或文字輸入將資料傳送到伺服器，
經過伺服器處理之後取得更多的頁面，WAP 行動電話本身只是一個靜態的瀏覽 器，本身幾乎不進行任何的運算處理過程，運算處理是在遠端伺服器上執行。
相較於 WAP 技術，J2ME 技術可以透過無線網路下載能夠直接在行動電話上 執行的應用程式，下載之後應用程式可以在離線時執行，應用程式的運算直接在
行動電話上處理，不需要如 WAP 服務必須要一直與伺服器保持連線才可以運 作。離線時可以執行的特性除了可以免除使用者必須負擔的長時間保持連線費用 之外，更可以減少由於行動通訊網路的延遲時間造成執行效率不佳，也避免了可
能由於網路斷線而造成系統錯誤的問題。
整體來說，J2ME 與 WAP 是兩種不同用途但可以相輔相成的技術，如果是需 要透過連接網路以瀏覽即時的資料，可以使用 WAP 技術來完成。如果是注重執 行效率且允許離線執行的應用程式，就適合使用 J2ME 來完成。
