基于云计算的O2O移动学习系统研究与设计

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/