Sakai和二维码结合的移动学习技术研究

王纬武

（郑州大学西亚斯国际学院网络管理中心，河南 郑州 451150）

Sakai和二维码结合的移动学习技术研究

王纬武

（郑州大学西亚斯国际学院网络管理中心，河南 郑州 451150）

本文介绍了Sakai的背景，并根据郑州大学西亚斯国际学院对Sakai中的移动学习的使用，分析了Sakai功能，通过对Android移动终端和Sakai的结合，探讨了其在移动学习中的应用。

Sakai；二维码；Android；移动学习

郑州大学西亚斯国际学院于2012年引入Sakai系统用于教学，通过半年的小规模运行，在2013年2月进入全校大规模试运行阶段。Sakai系统是高校系统软件中非常难得的一个开源课程与教学管理软件。起源于美国斯坦福大学、麻省理工学院、密西根大学和印第安纳大学在2004年进行的一项开放源代码的课程与教学管理系统（CMS）开发计划。本文尝试研究利用Sakai系统和二维码和Google公司目前如日中天的Android系统，配合配合完成电子教学资源的建设，对移动学习中的应用进行了初步的研究。

1 Sakai系统在教学中的功能

1.1 Sakai的体系结构。Sakai2.4-2.5体系结构变化不大，构建工具从Maven1.x升级到Maven2.x，Sakai2.6开始引进了Kernel的概念，将基础性服务放入kernel，简化定制应用的开发。Sakai2.6+基于kernel1.x，Sakai3基于kernel2.x。

表示层可采用多种View技术，与Tomcat5.5紧密集成，不能在Tomcat6.x上正常运行。

定制过的Spring实现IoC，Hibernate实现跨数据库，目前只能运行在JDK5，与JDK6有冲突。

Sakai各层所用技术：

表示层：JSF、Velocity、RSF、Ajax（GWT）。

业务逻辑层：Spring（Sakai的components服务本身即一个修改过的Spring版本）。

数据存取层：Hibernate，泛型Dao。

实际运营时一般考虑集群、缓存等方法。

Sakai的发展趋势。集成众多社会计算应用；内容聚合器（Widgets），复合页面；一切皆内容（Sling，jackrabbit）；构建在OSGI之上，功能增减热插拔（Felix）；发展趋势Web2.0化；支持多租户（谈论中），E-learning SaaS；Sakai3.x变化相当激进[1]。

1.2 Sakai的教学功能。Sakai是一个繁杂而庞大的开源教学系统，其提供很好的教学支撑平台，利用其平台可以在构建一个教师的完整教学内容。其初始界面如下所示：

在Sakai中提供了一系列用于课程和项目站点的功能，包括：通知发布当前和浏览近期的信息的功能，作业功能，完成在线获取和提交作业以及作业评分。聊天室提供给教学是解决疑难问题是师生进行实时讨论。投递箱功能完成教师与学生之间私下共享文件，成绩册功能计算和记录成绩，链接工具：链接到外部工具，播客功能：查看播客中的内容，调查工具创建基于站点的调查和投票，资源：向站点添加教学文档和教学有关的链接，花名册查看站点的参与者列表，日程在站点日程上跟踪重要的日期和最后期限，搜索：提供Sakai的内容搜索功能，分组信息：在站点中管理分组，站点信息查看站点信息和参与者列表，站点统计查看站点使用情况，练习与测验在线创建、管理、批改练习与测验，并可以自动反馈结果到成绩册，网站内容向您的站点中包含外部的站点信息，Wiki协作编辑简单的页面，站点设置创建。

2 Android系统的特性

2.1 Android特性。Android是一个非常优秀的系统，其能在Windows Mobile、IOS、Symbian等优秀系统的包围中脱颖而出，占据移动系统市场占有率第一，和其优秀特性是分不开的，Android系统具有以下特性：

• 应用程序框架支持组件的重用与替换

• Dalvik虚拟机专为移动设备优化

• 集成的浏览器基于开源的WebKit引擎

• 优化的图形库包括定制的2D图形库，基于OpenGL ES 1.0的3D图形库

• SQLite用作结构化的数据存储

• 多媒体支持包括常见的音频、视频和静态图像格式（如MPEG4，H.264，MP3，AAC，AMR，JPG，PNG，GIF）

• GSM 电话技术（依赖于硬件）

• 蓝牙Bluetooth，EDGE，3G，和WiFi（依赖于硬件）

• 照相机，GPS，指南针，和加速度计（accelerometer）（依赖于硬件）

• 丰富的开发环境包括设备模拟器，调试工具，内存及性能分析图表，和Eclipse集成开发环境插件[2]。

2.2 Android的系统总体架构。Android是一个设计出色的分层模块化架构，总体分为四层：最上面是应用层，第二层是应用框架层，第三层是基础库和运行环境层，第四层是Linux核心层。

应用程序层这一层中的应用程序是同Android系统一起发布的核心应用程序，如email、电话、短消息程序，浏览器，这一层都是用Java编写完成的。

安卓系统的分层架构--类库层是一些C/C++编写的核心库，提供给开发者进行应用时进行调用。

Linux内核层，由于Android是基于Linux的一个系统，Linux内核被用来作为硬件和软件联系层。Linux的最核心的部分：内存管理、安全机制、进程、硬件驱动、网络都被包含进来，并且根据移动设备的特点进行了裁剪。

3 二维码

二维码，又称二维条码，二维条形码最早发明于日本，它是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的，在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点[3]。

图1 二维码图片

从1980年后，二维码的研究就已经进入起步阶段，出现了多种不同种类的二维码，目前全球现有的一维码和二维码多达250种以上，其中重要的码制有20多种。

二维码的信息密度比一维码要高得多，比如PDF417中的信息密度是一维码EAN13的20多倍，目前使用较多的QRCede二维码已经是一个国际标准，由日本Denso公司在 1994年9月研制成功。国际标准化组织JTCI（国际电工委员会第1联合委员会）的SC31（第31分委员会），制定了QRcode的国际标准（ISO/ IEc18004：2000）。

在国内，二维码的发展是比较滞后的，从2004年后国内才相继出现二维码应用的服务企业，但是，这几年二维码在国内迅猛发发展，南航在2007年开通了二维码航班，从那以后，国内多个航空公司都开通了二维码航线。在通信领域中，无论是中国移动、中国联通还是中国电信，目前在其多数营销中都使用了二维码作为向导，给用户的带来了前所未有方便。

下面2张图是把二维码做得更艺术化，一张是采用颜色变化的二维码，另外一张是将历时二维码保留在墙上的作品。

图2 变化的二维码

4 基于Sakai的二维码教学资源的建设

4.1 公开课便捷入口。目前，在郑州大学西亚斯国际学院的有大量的基于Sakai的课程，这些课程加以时间的打磨，很多都可以形成不错的公开课，让学生选择，丰富学生的知识面，弥补传统课堂的不足，但是在Sakai中，选择这些课程是极为不方便地，要经历至少登录-所属站点-可加入的网站-输入课程名字-搜索-加入等六步操作才能完成一门公开课程的添加，不方便，不利于学生快速选择该课程。

利用二维码可以提供一个很好的便捷入口，在每门课的首页中增加二维码入口地址，在优秀公开课宣传页面中增加二维码，当学生看到宣传和这门课的页面中，无论是否在电脑旁边，可以利用手机直接扫描，利用接口技术将该课程加入到学生的课程中，从而使学生可以方便地使用该课程的资源。

图3 课程资源

4.2 构建移动学习平台入口。构建移动学习平台入口，在每门课中都有大量关键的知识点，这部分知识点索引都加入二维码，学生通过平板或智能手机扫描之后，可以进入完成相应的学习和做布置的作业。

图 4 公开课二维码入口流程

这种方式对于许多非计算机的学生来说，可能更为合适，因为笔记本不是所有学生都会有的，但手机确实是每个学生的必备，随着智能手机的普及，性能不断的提高，价格持续的走低，移动学习，电子作业，这种方式有可能会形成一种新的学习方式。

综上所述，随着数字化校园的不断深入，配合教学的软件应用发挥着越来越重要的作用，基于Sakai和二维码结合的移动学习教学随着高校教学方式的发展，一定能发挥更重要的作用，形成一个逐渐成熟和完善的学生学习系统。

[1]http：//www.mobiletrain.org/lecture/doc/android/2012-05/ 973.htm l.

[2]http：//baike.meadin.com/history/?hid=26041.

[3]王赫.中国移动手机二维码业务发展策略研究[D].北京：北京邮电大学硕士论文，2008.

[4]陈荆花.浅析手机二维码在物联网中的应用及发展[J].电信科学，2010.

G434

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1671-0037（2014）10-68-2

王纬武（1980.1-），男，硕士研究生，实验师，研究方向：网络。