滕玮 刘镇 王浩
摘 要 本文主要探讨了云计算在移动学习中的应用,建立了基于百度云的移动学习平台架构,能提供高效,扩展性好的在线或离线移动学习。本文设计的基于云计算的移动学习系统能够为实现O2O学习模式的线上功能提供可行的解决方案。
关键词 移动学习 云计算 O2O学习模式
中图分类号:G40-057 文献标识码:A DOI:10.16400/j.cnki.kjdks.2016.02.025
0引言
随着计算机技术、无线通信技术及移动终端设备的飞速发展,人们的学习方式和思维习惯发生了重大变革。信息技术环境下的学习方式从早期的函授发展到远程网络学习(E-Learning)再到移动学习(M-Learning),①学习不再受时间和场地的限制,变得更具便捷、灵活和个性化。在我国移动学习已经初具规模,但由于移动终端的功能限制,移动学习的资源稀缺等问题限制了移动学习的深远发展和推广。云计算技术的出现为这些问题提供了可行的解决方案。云计算平台可以实现资源的整合和海量的存储,提供强大的计算能力,使学习者能通过移动应用随时随地地学习。
当今教育理念提倡以学生为中心,倡导因人因材施教。基于O2O(Online To Offline,线上/线下)理念的移动学习模式,将传统的线下师生交流和基于云计算的线上移动学习形式相结合,以线上学习为主,线下辅助为辅,指导学生的整个学习过程,帮助学生获得最佳的学习效果。本文研究了云计算环境下,“以学生为中心”的O2O移动学习系统,并以物联网工程专业实践教学体系为例,设计了云计算移动学习系统。
1基于云计算的O2O移动学习系统
基于云计算的O2O移动学习系统设计首先需要在理解O2O学习模式的基础上,明确移动学习平台的开发目的和基本功能;然后需要考虑平台的软件功能和实际功能,研究基于云计算的移动学习平台的解决方案。
1.1 O2O学习模式
O2O这个概念最早起源于美国, Alex Rampell将该模式定义为Online to Offline ,即O2O。②O2O模式原意是指将线下的商务机会与互联网结合,让互联网成为线下交易的平台。 广义上只要同时涉及到线上和线下的都可称为O2O,不再局限于从“线上到线下”。根据实践教学体系的特点,又顺应云平台的技术发展趋势,我们提出了一个V型的O2O学习模式,即在移动互联网、云计算、物联网等环境中,将丰富的网络资源及在线交流方式和课堂教学有效融合与互补,形成以线上学习为主,线下辅助为辅的新型混合教学模式。其组成如图1所示:
V型学习模式符合人们对基本事物的认识过程,通过认识—实践—再认识—再实践的过程,更好地帮助学习者增加理性认识。
1.2 移动学习系统总体架构
移动学习系统以学生为中心,借助云端服务整合资源,实现学习资源的云存储,构建开放的移动学习环境,满足O2O学习模式的线上学习需求。其总体架构如图 2所示:
访问终端(包括传统PC端和移动客户端)首先通过访问接口层,将访问请求发送至学习资源服务层。学习资源服务层实现对学习资源的整合和维护,来响应终端的资源请求。云服务层可以为学习平台提供云存储及实时管理等服务。用户(包括教师、学生)可通过4G/ 3G网络实现远程访问、通过WLAN本地访问或Internet远程访问移动学习平台提供的线上服务。
1.3 移动学习系统设计
移动学习系统的设计需要根据实际教学的需求,有针对性地进行设计。还要满足各类智能移动终端设备的连接,实现有效的移动学习。
1.3.1 移动学习系统主要功能
移动学习系统主要针对学生用户和教师用户提供一个线上学习平台,同时又能提供克服数据流量限制的离线操作功能,使用户在有/无网络的情况下都可以进行学习,系统灵活性更强。移动学习系统功能组成以模块化形式实现,更具扩展性、可维护性和开放性。主要功能包括:(1)学生子模块可以实现查看、下载、修改及提交课外作业;发表留言,师生互动;实践课程体系的各课程信息及资料(包括:课程大纲、授课计划、实验/实践指导书、课件、教学视频等)线上学习等功能。(2)教师子模块可以实现查看、下载/上传及删除课程资料;发布、查看、批改及删除作业等功能。(3)此外,还设置管理员用户实现对教师与学生账号的维护。
1.3.2 移动学习系统设计关键技术
本文的移动学习系统服务器端基于JavaEE的struts2框架开发,能实现传统PC端的在线学习;移动客户端基于Android平台开发,能广泛应用于大多数手机与平板电脑,实现移动学习;云计算平台采用百度云平台实现学习资源的存储、发布、服务部署与管理。
(1)云端交互。本系统基于百度云平台开发,所有与云端相关的数据操作均需由云端交互技术实现。系统开发主要运用百度对象存储BOS(Baidu Object Storage)③对文本、多媒体、二进制等任意类型的数据进行存储,实现数据多地域跨集群存储与资源统一利用,提高工作效率。图3是教学资料的云端托管界面。此外,系统还基于百度开放云的数字媒体解决方案,通过百度云的播放引擎提供的多种播放功能,实现教学视频的存储、转码、播放等功能。
(2)教学资源管理。教学资源管理是系统的核心,整个系统的各类教学文件都存储在百度BOS云存储平台。主要存储的文件有各类教学文档(txt、PDF、word及PPT等格式)和教学视频(.mp3、AVI等格式)。通过与基于百度云的服务器端交换,客户端(包括移动端和PC端)可以实现教学资源的浏览、上传及下载。
教学资源管理的云端交互主要用到BOS中的两个重要接口,即用户操作的基本数据单元Object和命名空间Bucket。通过创建、查看、删除Bucket实现对资源空间的管理,通过上传、查看、删除Object实现对资源文件的管理。
(3)移动客户端设计。移动客户端为用户提供操作方便的UI界面,通过json数据传输技术和百度云平台的数字媒体解决方案,实现对各类教学资源的访问、下载,支持多种格式的教学资源。当用户需要读取某个教学文档或打开教学视频文件时,首先会判断文件是否已在移动端的存储卡上存在,如果存在则直接调用阅读或播放引擎进行文件阅读或视频播放;否则将文件或视频下载到存储卡的指定空间,再通过阅读或播放引擎打开教学资源进行移动学习。图4是移动客户端主界面, 图5~6实现了读取存储在云端的PDF文件(即图3中云端托管文件)并在移动客户端进行在线/离线阅读。
2 结束语
基于云计算的O2O移动学习系统为实现线上学习、线下辅导的新型学习模式提供了便捷、灵活的线上学习的平台,能够实现辅助教学、提高教学质量和培养学生自学能力、创新思维的目的。本文提出的基于云计算的移动学习方案,采用开放云平台和开源移动平台开放,为更成熟的基于云计算技术的移动学习解决方案提供借鉴。本文的研究也是信息化条件下深化教育教学改革,推进高校实践课程体系数字化资源建设的重要组成部分,有利于培养具有创新精神的工程应用型人才。
注释
① Luo Zhong,Qingji Xue,Wei Xie,Jingling Yuan.Cloud Computing Research in Mobile Learning, 2011 International conferemce on Intelligent Computation and Industrial Application,2011.
② 池莲.谈电子商务O2O模式面临的机遇与挑战[J].商业时代,2014(25):63-64.
③ 百度开放云:对象存储 BOS.http://bce.baidu.com/product/bos.html教育部阳光高考招生平台,http://gaokao.chsi.com.cn/