Мобильные устройства

Версия 12:12, 22 июля 2007

К мобильным устройствам относятся наладонные или карманные компьютеры (КПК), сотовые телефоны, видеокамеры, цифровые фотоаппараты и другие системы, которые объединяют в себе все перечисленные функции. Палм (Palm) – это только один из производителей наладонных компьютеров. Для обозначения всего класса устройств в английском языке используется словосочетание Personal Digital Assistant, PDA, что на русский можно перевести как «цифровой секретарь». Обычно КПК и мобильные телефоны живут отдельно, но последнее время между ними все чаще образуются гибриды - смартфон - smartphone совмещающие функции мобильного телефона и КПК

Как мобильные устройства могут быть включены в сеть?

При помощи разных технологий – WAP, GPRS, UMTS, Bluetooth, WiFi

1. GSM Global system for mobile communications. Наиболее популярный и повсеместно используемый стандрт для мобильных телефонов, которым пользуется более полутора биллионов людей во всем мире. Только скорость передачи данных в этом стандарте очень низкая и пакетной передачи, необходимой для поддержки Интернет протоколов в GSM нет. GSM поддержимает возможность обмена короткими сообщениями SMS (до 160 знаков латиницей) между пользователями мобильных телефонов. Следующее поколение сообщений – мультимедийные сообщения – MMS – включают не только текст, но и голос и картинку.
2. GPRS (General Packet Radio Service) надстройка над технологией мобильной связи GSM, позволяющая осуществлять пакетную передачу данных. GPRS поддерживает протоколы IP и PPP и позволяет пользователю мобильного телефона работать в Интернете и пересылать сообщения электронной почты .Для того, чтобы установить соединение пользователю необходимо указать имя точки доступа, свое сетевое имя и пароль.
3. Универсальные Мобильные Телекоммуникационные Системы - пример технологии третьего поколения мобильных систем. Иногда UMTS позиционируют как 3GSM - ступень в развитии GSM технологии. использует пару радиоканалов. Один на вход, а другой на выход. Тут скорость обмена информацией значительно выше – до 2х мегабит в секунду.
4. (WAP) Wireless Application Protocol – открытый стандарт для приложений, которые используют беспроводные коммуникации для доступа к Всемирной Паутине. Сам стандарт создавался для того, чтобы поддерживать навигацию по WWW с мобильных телефонов и наладонных компьютеров.
5. Голубой зуб Bluetooth обеспечивает обмен информацией между такими устройствами как карманные и обычные персональные компьютеры, мобильные телефоны, ноутбуки, принтеры и цифровые фотоаппараты на надёжной, недорогой, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи. Если эти устройства находятся друг от друга на достаточно близком расстоянии, даже в разных комнатах, то они могут находить друг друга и обмениваться информацией. В каждом голубозубом устройстве присутствует микрочип, который обеспечивает прием и передачу данных. Такими данными могут быть музыкальные mp3 файлы, фотографии, видеофайлы.
6. Вай-фай - Wi-Fi Wireless Fidelity (IEEE 802.11) — протокол для организации локальных беспроводных сетей WirelessLAN. Пользователи могут перемещаться по территории покрытия сети Wi-Fi без разрыва соединения.

Мобильные устройства (КПК и ноутбуки), оснащённые клиентскими Wi-Fi приёмно-передающими устройствами, могут подключаться к локальной сети и получать доступ в интернет через так называемые точки доступа. По данным наиболее крупной базы данных http://wigle.net/ этих точек доступа к сети в январе 2006 года насчитывалось 4,855,580 – в университетах, WiFi клубах, Интернет-кафе и т.п.

Мобильная учеба

M-learning - естественное развитие концепции электронного обучения

В электронном обучении (e-learning) самые неожиданные события и открытия происходят в среде мобильного обучения - учебного процесса, который происходит в любое время в любом месте с использованием мобильных устройств - планшетных компьютеров, мобильных телефонов или их гибридов.

В концепции электронного обучения было место, в котором стоит персональный компьютер, который подключен к сети Интернет. И этот персональный компьютер, благодаря сети Интернет обеспечивал ученику получение основных материалов учебных курсов, дополнительные консультации от преподавателей, поиск дополнительных материалов в сети Всемирной Паутины, общение студентов между собой. А теперь все идет к тому, что все эти виды деятельности будут поддерживаться мобильными устройствами.

Мобильным учебным устройством может быть любой мобильный аппарат, способный принимать, хранить и передавать информацию - камера, смартфон, наладонный компьютер. Устройство должно обеспечить предоставление учебного содержания и двустороннее общение между учителями и учениками. Наладонное (карманное) беспроводное устройство, позволяющее перемещаться по веб-страницам.

Совсем недавно учебная внешкольная деятельность на природе и деятельность в компьютерных лабораториях существовали отдельно. Школьники отправлялись на экскурсии и собирали там данные. Затем эти данные приносились в класс и использовались для построения компьютерных моделей или создания презентаций. А завтра мы отправимся в зоологический музей, а когда вернемся вы напишите сочинение о том, что вы там видели.

Парки, площади и улицы городов теперь становятся такими же учебными аудиториями. Мы и раньше знали, что учеба происходит во всех этих местах, но теперь мы можем объединить, интегрировать их в общий учебный контекст. Сегодня мобильные устройства позволяют получить исходный цифровой материал непосредственно на улицах городов. Координаты точки, цифровая фотография, аудио и видео запись – все это может быть записано при помощи мобильных устройств непосредственно на улицах города.

Главное отличие мобильной учебы в том, что весь обмен информацией, все коммуникации между учениками и учителями происходят в беспроводной сети, которая может дополнить и обогатить коммуникацию и совместную деятельность за счет дополнительной информации, связанной с данным местом. Контекст места не просто имеет значение, он определяет содержание.

Прежде всего в этих сценариях можно использовать местоположение учеников. Это не просто "где угодно", а "и в этом месте тоже для вас возможно обучение" или, если хотите - "это место может быть расширено дополнительными учебными возможностями".

• Например, Вы идете по лесу, встречаете растение и тут же получаете о нем дополнительные сведения.
• Или Вы идете по городу, встречаете интересное здание и хотите получить об этом здании дополнительную информацию.
• Третий случай – Вы попадаете в незнакомый город и хотите за ограниченное время узнать о нем самое интересное. Теперь достаточно сообщить электронным советникам свое местоположение и время и они в свою очередь предложат Вам варианты расписания.

Мобильное обучение - обучение в условиях, когда ученик имеет мобильный доступ к образовательным ресурсам, может взаимодействовать с преподавателем и другими учениками. Близкие понятия: повсеместное обучение, модель 1:1

Первые попытки организовать среду, в которой ученик не зависел бы от стационарного компьютера, а мог перемещаться с ним как внутри школы, так и за ее пределами, начались практически в то же время, когда стали доступны портативные компьютеры. Основные направления использования мобильных компьютеров в обучении были намечены еще Аланом Кеем. По его замыслу "дайнабуки" должны были стать основными инструментами учебного процесса. С их помощью дети смогли бы составлять собственные программы, читать электронные книги и общаться – как в школе, так и за ее пределами.

В 1972 году Алан Кей представил ультрапортативный компьютер, который дети смогут использовать не только в школе, но и за ее пределами и который будет пригоден для того, чтобы читать с его помощью книги, создавать компьютерные программы, играть, следить за новостями. В течение почти сорока лет идея Кея оставалась "концептом" – идеалом, направлением движения для многих педагогов и исследователей. Уже в то время Кей предупреждал, что детские мобильные компьютеры предназначены не для того, чтобы намертво прикрепить их к парте, а для того, чтобы предоставить учащемуся инструмент, который он сможет использовать и в школе, и дома, и во дворе, и в походе. Близкие идеи были представлены Пейпертом см. Платформа Катертона-Пейперта.

Современные исследования показывают, что внедрение мобильных устройств в образование ведут к 6 важным качественным изменениям образовательной практики. Так, Клопфер (Klopfer 2002) отмечает:

• Мобильность. Границы класса "растягиваются" до пределов досягаемости беспроводной сети.
• Социальное взаимодействие. К традиционному устному и письменному взаимодействию добавляется обмен данными, создание общих ресурсов, телекоммуникационных проектов и т.д.
• Индивидуализация учебной траектории, темпа, интенсивности обучения.
• Чувствительность к образовательному контексту.
• Коннективность, создающая универсальную среду сетевого взаимодействия.
• Создание интерфейсов между физическим и цифровым мирами с помощью сенсоров, датчиков, GIS и т.д.

Все эти факторы в совокупности позволяют создать среду, допускающую многообразие образовательных сценариев для обучения учащегося самостоятельно, вместе с другим учащимся, в малой группе или в большом сообществе. Агентами этого образовательного пространства могут являться учителя, наставники, родители, библиотекари и профессионалы. Местами, в котором разворачивается бесшовное образовательное пространство, может быть школа, пришкольный участок, дом, рабочее место, парк, улица, библиотека и т.д.

Литература

1. Rensing C., Tittel S., Steinmetz R. Location-Based services for technology enhanced learning and teaching // Software Service and Application Engineering / под ред. M. Heisel. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2012. С. 165–179.
   • В статье обсуждается мобильное приложение, которое позволяет участникам участвовать в создании учебных ресурсов, создавая создавая вики статьи и выбирая содержание из semantic MediaWiki с использованием в качестве одного из параметром поиска текущее местоположение.
2. Clough G. Geolearners: Location-Based Informal Learning with Mobile and Social Technologies // IEEE Trans. Learn. Technol. 2010. Т. 3. № 1. С. 33–44.
   • Общий тренд - возможности сервисов 2.0 + службы, основанные на местоположении - + термин location awareness - обучение в связи с сообществом обмена знаниями. В качестве примера сообщество геокешинга.

Во многом идеи мобильных устройств были представлены еще в середине 20 века. Буш в "Как бы мы могли мыслить" рисует образ исследователя будущего - со свободными руками и камерой, которая фиксирует окружающие события.

Ссылки:

• http://www.pervasive-gaming.org
• http://www.equtor.ac.uk

Программное обеспечение

• AvantGo - обеспечит нам доступ к сетевым ресурсам через беспроводную связь. Мы указываем в настройкой системы сайты, с которых мы хотим получать последние новости и программный агент настраивает для нас новостные каналы. В тот момент, когда мы проводим синхронизацию нашего мобильного устройства, новостные сообщения поступают на наш наладонный компьютер.

Мобильные игры

Игры, которые окружают вас повсеместно и постоянно. Когда вы идете по улице, то вам на встречу могут идти люди - персонажи, участвующие в этой же игре. Игра основывается на трех технологических компонентах: мобильных устройствах (телефоны и смартфоны); беспроводных коммуникациях (WiFi, BlueTooth); и датчиках, которые определяют локальный контекст, внутри которого действуют игроки (GPS, WiFi, RFID) Перечень мобильных игр - http://www.in-duce.net/archives/locationbased_mobile_phone_games.php - где используются мобильные телефоны и определители географических координат. На ноябрь 2005 года - 42 игры. Некоторые по описанию - обычный геокешинг - мы загадываем задачи, вы на местности их решаете.

Новые гибридные игры

Мир гибридных игр, в которых мешанина из реальных и виртуальных объектов - http://www.itsalive.com Примеры:

1. Охота на Снарка - http://www.informatics.sussex.ac.uk/research/groups/interact/previousSite/projects/Equator/snark.htm

"Охота на Снарка" - И в игре детишки кормят Снарка разными припасами с RFID и смотрят как он себя ведет, что он любит этот мифический Снарк. 12 школьников 7 - 9 лет в парах внутри помещения пытались узнать как можно больше о виртуальном Снарке. Этот самый Снарк скрывался в виртуальном мире, но его образ можно было проследить в различных физических средах - на земле, в воде, в воздухе. Участники могли взаимодействовать со Снарком подкармливая его в водоеме, где он плавал, прогуливаясь вокруг пещеры, где он спал. - Специальная шпионская комната, где они могли искать виртуальные подсказки, используя для этого специальное снаряжение. Виртуальный водоем, в котором они кормили Снарка пищей с RFID метками и понимали что именно Снарк предпочитает в пищу; Пещера, в которой Снарк спал и реагировал на перемещение детей издавая звуки.

1. "Волшебный Лес" - Ambient Wood

• https://www.hcibook.com/e3/text/casestudy/ambient-wood/

Разработчики насытили лес датчиками. В качестве сети была использована беспроводная сеть WiFi. Сначала думали использовать голубой зуб - BlueTooth, но территория леса слишком велика. А WiFi сеть позволила устойчиво работать на расстояниях 100 метров. Конечно, пришлось предпринимать дополнительные меры осторожности - прятать датчики в пластиковые емкости, чтобы уберечь их от дождя и механических повреждений. В лесу были расставлены "перископы", на экранах которых появлялась дополнительная информация. Вот эта информация и дополняла лес картинами из его прошлого или будущего, видео и аудиозаписями птиц и зверей, которые обычно живут в этих местах; изображениями организмов, которых невооруженным глазом не увидишь.

1. Mystery at the museum, by MIT Teacher Education Program. Нам нужно узнать, что именно эта банда жуликов стырила в Музее и задержать. Приключение в музее - http://education.mit.edu/ar/matm.html
2. Human Pacman http://mixedreality.nus.edu.sg/research-HP-infor.htm

Нужно избегать привидений и собирать плюшки. Все как в обычном аркадном пекмане. Только здесь все в живую - с компьютерами за спиной и очками на глазах. Привидение салит пакмана со спины прикладывая руку к его щитку на ранце.

1. Детективы-экологи - http://cms.mit.edu/games/education/Handheld/Intro.htm

Школьникам на местности предстояло выяснить источник заражения окружающей среды соединениями ртути.

Пока это в основном сфера развлечений и экспериментов, но уже сейчас виден огромный педагогичекий потенциал этого направления. Это такие игры, которые окружают вас повсеместно и постоянно. Когда вы идете по улице, то вам на встречу могут идти люди - персонажи, участвующие в этой же игре. Игра основывается на трех технологических компонентах: мобильных устройствах (телефоны и смартфоны); беспроводных коммуникациях (WiFi, BlueTooth); и датчиках, которые определяют локальный контекст, внутри которого действуют игроки (GPS, WiFi, RFID)

Обогащенные настольные игры

Партнеры сидят за одним столом, видят друг друга и общаются между собой. Никаких мышек. Играем руками на поверхности. Наши кубики и фигурки с RFID (или инфракрасный свет или ультразвук), и как-то с них считывается нужная информация - т.е., нужно, чтобы ридер идентифицировал фигуру и ее местоположение. Чувствительный дисплей расположен горизонтально,и по нему перемещаются фигурки. А под этим прозрачным дисплеем игроки наблюдают картину расширения боя. KnightMage - пещеры и монстры. Игроки объединяют усилия против монстров, но при этом каждый стремиться и себе очков понабрать.