数字校园中基于云计算的移动学习平台研究

王慧+陈建

摘要：随着智能手机、平板电脑等智能手持终端的普及，高校校园数字化建设的逐步推进，通过移动设备的学习已经成为高校学生学习的一种重要途径。该文针对高校移动学习平台进行需求分析，依托数字校园和云计算技术，提供了移动学习平台的总体设计，并明确了移动学习平台的主要功能模块，为构建与高校传统课堂教学相补充相融合的移动学习平台，提供了一种解决方案。

关键词：移动学习；数字校园；云计算

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）26-0088-03

Research of M-Learning Platform Based on Cloud Computing in Digital Campus

WANG Hui1， CHEN Jian2

（1.College of information technology， Hubei University of Chinese Medicine， Wuhan 430065， China； 2. Information Center of Wuhan Textile University， Wuhan 430074， China）

Abstract：With the popularity of smart phones， tablet PCs and other smart handheld terminals， the university campus digital construction is gradually advancing， through the study of mobile devices has become an important way for college students to learn. In this paper， based on the demand analysis of the University mobile learning platform， based on the digital campus and cloud computing technology， the overall design of the mobile learning platform is provided.

Key words：mobile learning； digitalcampus； cloud computing

移动学习，在我国也称作移动教育，英文表述为M-Learning或者Mobile Learning。移动学习因其可以随时随地开展任何内容学习地便捷性，悄然改变着人们的学习习惯。

麦克劳希尔教育根据对美国约1700名高校学生的调查，在2015年3月公布的《科技对高校学生学习习惯的影响》报告中指出：81%的学生使用移动设备（如智能手机和平板电脑）学习，66%的学生表示，在移动设备上学习对他们相当重要或非常重要，移动设备成为必需品。高校数字校园通过移动设备学习的增长，不仅仅因为智能手机和平板电脑在校园的普及，而是移动设备适合学生的学习。

在我国的高校课堂中，手机“低头族”已然是一个广泛存在的群体。针对学生上课使用手机的现象，高校采取的方法有堵有疏，都在尝试摸索意图找到恰当的解决方案。手机有着丰富资讯和即时沟通的特性，高校需要创新教育模式，充分利用现有的网络资源，想办法在课程中结合移动学习，使借助手机的学习成为课堂教学的有效补充。

1 移动学习平台的需求分析

高校学生进行移动学习的学习环境可大致分为两类：正式环境（Formal Context）和自由环境（Free Context）[1]。正式环境，是移动学习与传统学习方式的结合，其教学仍然是在学校安排的固定教室或实验室中教师一对多的既定课程内容的教学。正式环境中，通过移动学习平台，教师和学生可以在线互动实现上课出勤记录实时统计、学习资料在线分发以及实验报告和课堂作业的在线提交，学生还可以通过个人手持移动设备在无线校园的支持下实现课堂在线随堂测验、知识点教学统计、游戏互动比赛等活动，教师可通过平台实时得到一份学生回答生成的统计报表或者是图表，从而快速了解学生的学习情况，并基于统计结果及时对教学内容做出调整，或者向学生展示结果并进行协作讨论。在正式环境中，师生处于实时互动中，要求大家能够实时访问教学平台并且对平台访问速度有较高的要求。

自由环境中学习基本上与环境无关，只需要学生能够对自己所需要的内容在任何时间任何地点进行访问。自由环境中的移动学习常常通过两种方式来实现：第一种方式为自由访问下载。学生通过移动终端浏览器或者App访问学习平台，在线浏览学习内容与资源，学生在线学习情况实时反馈到平台供教师查阅；或者学生将课程资源下载到设备本地，供离线时学习使用，平台亦可以将学生学习情况保存在设备本地，联网时再自动上传到学习平台。第二种方式是内容推送下发。教师通过学习平台布置学习内容、测试或作业等，系统按照课程学生名单为每位同学自动生成相关内容，然后以推送方式下发到学习者的移动设备上。

自由环境中的学习常常是个体行为，移动学习平台可以通过自由环境下的资源共享或者创建学习组，促进个体学习转向协作学习，加强学生之间、师生之间的联系，也有利于促进移动学习共同体的形成。

移动学习平台还可以对学生提供日常学习的提醒和帮助等，譬如向学生发送课程表、课堂知识点归纳、考试复习提示等信息，发送作业或者测试，并将作业或者测试的结果进行反馈。

2 移动学习平台的层次结构

移动学习平台可分为从下往上四个逻辑层次，分别是基础平台支撑体系层、课程资源层、系统服务层和移动接入层，上层通过调用其下层的服务来实现本层的功能和服务。图1为移动学习平台整体层次结构。

图1 移动学习平台的四层结构

基础支撑体系层由数字校园数据服务平台、云计算数据中心、无线校园组成，它们为移动学习平台提供重要的基础支撑服务体系。云计算数据中心为整个平台运行提供服务器计算资源和存储空间，保障整个体系的稳定运行；无线校园为学生在线学习提供快速稳定的无线接入，用户访问平台系统快速，互动畅通；数字校园数据服务平台通过数字校园统一身份认证平台和统一数据库平台为学习平台系统提供身份认证服务和各项数据服务，既免除了基础数据管理问题，同时也保障了数字校园范围内数据的一致性。

课程资源层包括课程设计、知识点、教学大纲、各种形式的讲义内容（文本、音频、图片、动画、视频等）以及作业测试题库和学习知识库等，它们共同构成了移动学习的基石。课程资源不能简单地将传统内容搬移到移动学习平台，它们必须根据移动学习平台的特点重新组织，形成具有特点有吸引力的资源库。

系统服务层是直接为学生和教师提供具体的服务应用，它涵盖学习、管理、分析各方面功能。系统运行在云数据中心虚拟机上，是教学各角色之间的纽带。

学生通过自己的手持移动终端，向移动学习平台发起学习的请求，移动学习平台做出不同响应，从而完成移动学习过程，是教学资源与过程的呈现载体。

3 移动学习平台的模块设计

3.1 移动学习平台的功能模块结构

根据移动学习平台的总体设计，对其功能模块设计如图2所示。模块结构主要分4个大的部分，包括基础服务功能模块、课程资源管理模块、移动教学管理系统和查询与分析服务模块。

图2 移动学习平台功能模块结构

3.3 基础服务

基础服务部分主要为系统提供基础数据管理，包括用户管理、权限管理、系统基础数据管理。在数字校园环境下，用户登录采取统一身份认证系统接口；用户信息和课程信息与数字校园公共数据库对接同步；移动学习平台系统自身基础数据的定义要注重各种数据及属性定义的标准规范，以保证系统后期运行过程中数据的一致性和高可用性。

3.4课程资源管理

课程资源管理部分主要实现课程资源的上传、审核发布以及存储和访问管理。

课程资源主要来源于教材和讲义，但老师和学生的互动、学生之间的交流中产生的信息，凡是能促进学生专业学习的经验、感受等等，都可以成为课程资源。移动学习平台允许学生共同参与课程资源建设，系统对资源上传者（学生）和资源均采取评分标记，根据审核以及用户浏览评价，调整资源上传者和资源积分。所上传资源获得的好评越多，用户和资源的评分均可提高。用户评分越高，权限就越高；资源评分越高，将获得更多的推荐机会；反之，用户权限将消减，资源也可能由平台自动清除。

3.3 课程管理

课程管理主要包括课程设置、课程注册、资源推送和评教评学等具体功能。

课程设置是在教学过程之初就设置课程基本信息，包括课程简介、教学大纲、教学团队、课程表、考核标准等信息；在教学之中不断更新课程进度和讲义等课程资源，作业管理、课堂测试分析等。

移动学习平台不仅为学校学分课程的教学提供辅助，也为学生自发性的学习要求（非学分课程）提供学习辅助。学分课程，指学校课表所给出的必修课和选修课，课程信息以及对应的学生信息等直接从数字化校园公共数据平台获取，来源为教务系统。自发性学习的课程，由教师向管理部门提出开课申请，审批通过后由管理员在平台系统中添加授权，然后在由授课教师进行课程设置。自发性学习课程的学习由学生通过课程注册提出上课申请，审核通过后开始学习。

资源推送分两种情形：学分课程的资源推送，系统将根据课程实时进度以及班级实际教学情况，由任课教师人工推送，或设置为定时的自动推送；非学分课程的资源推送，需要在课程资源入库时科学分类，并标上明确的信息，譬如所属学科，应用领域等等。移动学习平台采用一定的推荐算法，来实现此类资源的个性推送。能够实施资源推送的是教师和管理员，学生仅仅是推送资源的接收者。

评教模块的设计主要以调查问卷的形式进行，主要为选择题等客观题，既可以规范学生提交的内容，也方便统计分析。对学分课程类的课程评教，课将学生出勤率设为打分权重系数，让评教更公平合理。

3.5 课堂教学

课堂教学主要是考勤签到、课件浏览、课堂测试与课堂互动等方面。

利用移动平台签到可以让学生在签到开启的一段时间内自主签到，可实现考勤记录与分析工作。

课堂测试可方便地实现在线知识点检测，教师及时掌握学生掌握情况。课堂测试题目由教师课前设置，老师还可设置题目供选答案的排列顺序，设置测试有效时间等等。测试完成后，系统根据预设答案自动改卷，形成报表。

课堂互动时，老师推出问题，学生可以通过平台，与老师进行一对一交流，也可以通过平台建立起讨论小组实现分组讨论，或者全班参与的“群聊”。该模块可以充分利用网络上流行的社交平台（如微信）接口来实现。

3.6 自主学习

自主学习模块包括课堂回顾、自定义学习、练习与测试和交流协作等。

自定义学习主要针对非学分类课程，学生注册登记后，根据学习要求和自身计划灵活安排学习方案。学习平台将学生学习痕迹完整保留，并根据课程要求，定时对学生提出事宜提醒，促进学生学习。

自主学习时的学生互相交流，大多发生在课堂之外的讨论，教师多处于离线状态，此时可以考虑部署智能型的代理（Agent ）系统，对讨论过程进行监控，适时引导讨论主题，对学生的讨论进行智能帮助。

3.7 系统管理

系统管理主要对系统各项属性与辅助功能进行管理，包括如通知公告、学习工具、在线帮助和情况反馈等。包含的主要功能如：站内短信、读书笔记、日程安排、通讯录等。

3.8 数据查询分析

系统为使用者（学生、教师、管理员）提供功能全面的查询与统计报表。

移动学习平台详细记录了教与学的全过程，积累了大量日志数据信息。学校或者教师构造相应的数据模型，对日志数据进行分析，可以对学生的行为特征有一个更深层次的了解。

4结束语

利用移动终端的移动学习，已经变成教育的一种不可或缺的学习模式。移动学习与高校课堂教学，互相取长补短，有效融合，将会为高校教育带来翻天覆地的全新景象。

参考文献：

[1] 刘丙利，王利.国外移动学习项目的介绍与启示——基于frohberg的移动项目分析框架[J].中国电化教育，2010（4）：26-31.

[2] 黄成云，左明章，荣先海.基于云计算的移动学习系统设计[J].现代教育技术，2010（8）：102-105.

[3] 李玮莹，云计算架构下的移动学习[J].实验室研究与探索，2013（32）：236-238.

[4] 曹瑛，陈乐，王俊岭，等，基于数字化校园的移动学习系统设计[J].西南师范大学学报：自然科学版，2014（39）：59-61.