移动技术在数字校园中的应用研究

廖 丽，杜 林，伍绍佳

（肇庆广播电视大学，广东 肇庆 526060）

移动技术在数字校园中的应用研究

廖 丽，杜 林，伍绍佳

（肇庆广播电视大学，广东 肇庆 526060）

随着当今移动互联技术的快速发展，智能便携式设备已经成为人们日常生活的必备品。在此背景下，利用无线移动通信网络技术以及无线移动通信设备（如移动电话、PAD等）获取教育信息、教育资源和教育服务正在发展成为一种新型的教育学习模式，利用移动设备获取网络学习资源已经越来越受到人们的关注。与传统课堂学习或者电脑E-Learning相比，移动学习（M—Learning）可以随时随地为学习者提供便利的途径，并且可以利用碎片化的时间来帮助学生提高学习效率。尤其是近些年，伴随手机等移动学习设备的普及以及网络功能的完善，使得移动学习逐渐成为一种新的学习趋势[1]。

移动学习；移动互联网技术；碎片化时间；趋势

0 前言

目前移动学习在国外发展较为迅速，尤其欧洲和北美率先展开了对移动学习的相关研究，并通过一系列移动教育项目得到了一些实践经验。在系统构建方面，如芬兰的Tampere大学XTask踢动学习系统、欧洲的 mGBL项目和新加坡的 Mobiskoolz系统等都具有相应的参考价值。

在国内，相关研究侧重于理论研究和发展现状。仅2006至2011年期间移动学习基础理论研究的论文数量达66篇，比重高达23.0%[2]。但由于国内移动学习的研究重点集中于理论研究与支持性技术研究方面，对于移动学习应用和开发方面的研究较少[3]，对移动学习的系统开发实践还相对滞后。这在一定程度上阻碍了移动学习的发展。

针对国内目前存在的问题，本文试图利用最新的移动互联网技术架构实现一个完整的移动学习系统，将互联网技术和移动技术结合，极大增加了系统的应用性和可扩展性。同时为移动学习提供一种最新的技术实现方案。

2 系统设计

2.1 应用场景

本系统为了更好的支持移动学习的任何设备或者技术的实现，需要明确该系统的应用场景。如图1所示。

图1 系统应用场景

本系统整合校内及校外优质学习资源，通过查询某一类课程进行资源定位，进而查看视频系列课程或者阅读相关的期刊文章。

2.2 技术架构

为了使本系统支持移动学习中的任何设备，并具有良好的页面渲染效果，前端采用Bootstrap框架进行页面开发，作为资源数据的展示层。Bootstrap框架是一种响应式框架，能够自适应手机、PAD和PC，既能满足用户移动端的学习需求又可以兼顾PC端原有功能的实现及正常使用。

服务端开发模式采用 SpringMVC框架进行业务功能的开发，数据库连接服务采用轻量级的MyBatis框架与免费的MySql数据库进行通信，既能满足本系统的需求，又可以高效快速的对数据库进行操作维护。整体框架设计如图2所示。

图2 系统框架设计图

在表现层，为用户提供信息展示，无论是 PC端用户还是移动端用户浏览页面时，会得到 Bootstrap框架自动解析生成的HTML页面。当用户进行相关请求操作时，会向后端服务器程序发送Request请求，所有的 Request请求都会到达业务层；在业务层，采用SpringMVC框架支撑，负责用户的具体业务逻辑处理，SpringMVC中的 DispatcherServlet类作为前端控制器，为用户请求提供了统一的接收入口，当请求到达后会被分发到不同的 Controller中执行相应的业务操作；在数据层，采用 MyBatis技术框架进行数据的访问，为业务层的数据交互提供支持，MyBatis框架通过配置 Xml文件完成与MySql数据库数据表的映射，即可提供增删改查的功能，并将处理后的结果返回给业务层。

2.3 功能设计

本系统具有用户模块、课程模块、期刊模块、公告模块、联系模块五大部分组成，如图3所示。

（1）用户模块提供了登录和修改功能。用户无需注册，只需将校内公共信息库与本系统数据库进行同步即可登录。同时用户可以对自身账户信息修改和保存，数据同步至本系统数据库。

（2）课程模块包括资源上传、下载功能、播放功能、关注功能、分享和查询功能。其中教师可以上传自己的系列课程，学生用户可以进行本地下载或直接在线播放，针对与自身专业相符的课程进行课程关注，关注后的课程会同步到个人信息列表中，方便进行下次学习。同时学生用户可以模糊查询或者精确查找到所需课程资源，并通过分享至其他社区进行互动交流。

图3 功能设计图

（3）期刊模块主要包括分类查找和模糊匹配两大功能，可以通过本系统提供的大类别进行不同领域期刊资源的划分浏览，或者利用模糊查找功能定位到所有相似的期刊文章包括校内或者校外的优秀文章资源。

（4）公告模块主要用于最新视频课程或近期期刊文章的推送，系统默认按照最近时间进行排序。

（5）联系人模块能够满足学生和教师在内所有用户的意见反馈，通过邮件的方式进行问题的征集与处理。

3 关键技术实现

针对本系统实现过程有两大技术难点。一是前端页面的开发，如何省时高效的开发出一套自适应PC端和移动端的页面是一大挑战。二是服务器程序如何能简单高效的运行并保证系统的可维护性和扩展性。针对以上问题，通过技术调研后决定采用Bootstrap框架作为前端页面开发的主要框架，以JQuery库来辅助简化HTML页面与JavaScript之间的操作；而服务器端采用最新的技术设计 Spring MVC + MyBatis框架进行开发，保证服务器程序的高可用性。

3.1 Bootstrap响应式框架应用

Bootstrap以LESS项目为基础，为Web应用程序UI提供了一致的框架，是基于HTML标签语言、JavaScript脚本语言、CSS样式而开发的开源前端框架[4]。通过提供的UI组件能够迅速搭建前端页面。

（1）HTML页面自适应策略

Bootstrap最重要的一个优势在于内置了一套响应式、移动设备优先的流式栅格系统，随着屏幕设备或视口尺寸的增加，系统会自动分为最多12列。在程序中有四种栅格选项，他们分别是col-xs、colsm、col-md、col-lg，分别代表了有小到大不同级别的屏幕尺寸。其中col-xs类，用法是

。此处星号代表1--12的数字，在这里使用数字代表着该 div占用列的宽度。这样就满足了我们对HTML页面布局的设计需求，仅需组合使用四种栅格系统类即可开发出一套样式丰富的自适应程序。对PC端和移动端都能够自动解析，无缝衔接。对于后期的系统维护、新功能的添加都有很好的扩展性。

（2）HTML页面多样式支持

Booststrap框架提供了非常多的表现样式，通过设置不同的样式类来展现不一样的效果，如其自带的 bootstrap.css样式表中有默认标签：label-default深灰色、主要标签label-primary深蓝色、成功标签label-success绿色、信息标签label-info浅蓝色、警告标签 label-warning橙色、错误标签 label-danger红色等可直接引入的class类中使用。方便简洁，无需再次手动设置颜色表。同时Bootstrap引入了徽章用来做一些提示信息使用。常用在一些系统发出的消息，比如系统会提示有多少未读信息，要达到徽章效果，只需在 span标签中加入“badge”样式类即可Inbox，除此之外button按钮、nav-pills胶囊形导航等不同的样式也为HTML页面渲染提供了丰富的支持。

本系统利用 Bootstrap框架包含的 CSS和JQuery插件，可以快速的搭建一个漂亮、功能完备的网站。并且可以对 Bootstrap中所有的 CSS变量进行修改，为前端HTML页面提供了丰富的样式支持，引用Bootstrap框架后页面代码结构如下：

3.2 SpringMVC框架应用

（1）MVC设计模式

MVC是一种使用MVC（Model View Controller模型-视图-控制器）设计创建Web应用程序的模式，把软件系统分为三个基本部分：模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller），如图4所示。

图4 MVC设计模式

其目的是实现一种动态的程序设计，使后续对程序的修改和扩展简化，并且使程序某一部分的重复利用成为可能。此模式通过对复杂度的简化，使程序结构更加直观。除此之外，该模式更具有低耦合性、高重用性和可适用性、可维护性等优点。

（2）Spring MVC框架优势

MVC分层开发模式有助于管理复杂的应用程序，尽可能提高系统的开发效率[5]。而Spring MVC作为当前最优秀的MVC框架，使用Java语言编写的轻量级Web框架，并以控制反转原则和面向方面编程思想为基础，提供管理业务对象服务[6]。其核心是以Dispatcher Servlet类接受用户Request请求，拦截的请求通过控制器映射(HanddlerMapping)发送给相应的JavaBean进行处理，最后通过视图转换器返回解析后的结果。其框架本身更具有以下优势。

◆方便解耦，简化开发

通过Spring提供的IoC容器，我们可以将对象之间的依赖关系交由Spring进行控制，避免硬编码所造成的过度程序耦合。有了 Spring，用户不必再为单实例模式类、属性文件解析等这些很底层的需求编写代码，可以更专注于上层的应用。

◆AOP编程的支持

通过Spring提供的AOP（面向切面编程）功能，通过Xml的相应配置即可方便地进行面向切面的编程，许多不容易用传统面向对象编程实现的功能可以通过AOP轻松应付。

◆声明式事务的支持

在Spring中，我们可以从单调的事务管理代码中解脱出来，通过声明式方式灵活地进行事务的管理，提高开发效率和质量。

（3）Spring MVC框架在系统中应用

在本系统中用户模块、课程模块、期刊模块、公告模块、联系人模块共五大平台模块的开发均与Spring MVC框架密切相关，系统逻辑业务流程图如图5所示。

图5 系统逻辑业务流程图

每个模块下的功能子模块发送的用户请求都会被Spring MVC框架中的DispatcherSer vlet类接收并分发到下一级的业务层，经过Controller控制器进行业务逻辑处理，处理后的业务模型将会由 SpringMVC框架转发到数据层进行具体的DAO操作，数据层对MySql中相应的表数据进行访问并做本地持久化操作。在整个系统运行过程中，SpringMVC框架起到一个承上启下的作用，作为业务层的逻辑控制单元将页面表现层和数据处理层连接起来。通过Spring MVC框架最后得到的结果有两种方式，一种是以视图的模式返回指定的HTML页面，直接展示给用户；另一种是以 Json字符串的方式通过Response流返回到HTML页面，用于页面的其他逻辑运算。

结合SpringMVC框架的强大优势，我们可以将HTML页面开发和服务程序开发相分离，得到系统程序最大程度上的解耦。整个业务逻辑流程清晰，同时具有可维护性。框架的单例模式保证了系统程序的运行效率，能够满足更多用户同时访问。

3.3 MyBatis框架连接数据库

MyBatis是一个支持普通Sql查询，存储过程和高级映射的优秀持久层框架。MyBatis消除了几乎所有的 JDBC代码和参数的手工设置以及对结果集的检索封装，使用简单的Xml或注解用于配置和原始映射[7]，将接口和Java的POJO映射成数据库中的记录。它提供了非常简便的数据库访问操作，只需要简单配置Xml映射文件，保证数据的增删改查语句所使用的字段与数据库表结构中的字段一致即可，使用MyBatis框架可以轻松完成数据库的事务管理和本地的持久化操作，系统数据库的表结构如图6所示。

图6 系统数据表结构

使用MyBatis框架可以尽可能减少本系统手动编码的工作量，使用框架提供的接口即可完成复杂的数据库增删改查操作，方便修改、优化和统一浏览。既能满足系统的关键需求，又可以高效快速的对数据库进行操作维护。

4 结束语

本文为M-Learning提供了一种方便的系统级解决方案。为适应移动学习对网络教学平台的新要求，利用最新的技术框架进行功能实现。通过具体实践证实了该系统架构的可行性，弥补了当前国内在移动学习方面理论多而实践少的不足。本文通过自主设计移动学习开发框架，扩充了移动学习平台的功能，提高了平台的利用率，使移动学习不仅兼容以PC为终端的平台，而且扩充到能支持各种主流的手持设备，提高了学生用户碎片化时间的利用率，不断满足学生日益增加的学习需求，有利于移动学习的普及化，为实现学生随时、随地、自主的学习创造了条件。

同时本系统除了具有整合网络资源、统一操作界面等特点外，系统各种服务模块具有松散耦合性，便于后期快速对系统进行功能升级和改进，进一步增强系统的灵活性和可用性，加速 E-Learning（电子学习）到M-Learning（移动学习）的转变。相信随着互联网技术的不断更新，移动学习的技术也会得到不断的完善，更多的人会加入到移动学习的浪潮中，提升自身的学习效率。

[1]叶成林, 徐福荫, 许骏.移动学习研究综述[J].电化教育研究, 2004.3: 12-19.

[2]李楠, 李盛聪.2006-2011年我国移动学习研究综述[J].职教论坛, 2012(18): 55-58.

[3]汪凤麟, 李望秀, 李华新.对国内移动学习文献的定量分析[J].现代教育技术, 2008, 18(12): 62-65.

[4]洪英汉, 刘竹松, 龙桂和.基于SSH框架的动态表单设计与实现[J].现代计算机: 下半月版, 2009(9): 186-188.

[5]张瑞青, 李铁柱.基于SpringMVC的用户登录系统的设计与实现[J].科技信息, 2012, 10: 246-247.

[6]Shi GAO; XingHeng WANG; Xue DENG Public Computer Education Management System.

[7]Ren Yongchang; Xing Tao; Xing Zhaofeng; Zheng Jianchun Application Research for Integrated SSH Combination Framework to Achieve MVC Mode 2011.

Research on the Application of Mobile Technology in Digital Campus

LIAO Li, DU Lin, WU Shao-jia
(Zhaoqing Radio & Television University, Zhaoqing 526060, Guangdong, China)

Today, with the rapid development of mobile internet technology, intelligent portable devices have become a necessary product of people’s daily life.Under this background, the use of wireless mobile communication network and wireless mobile communication device (such as mobile phone, PAD etc.) access to education information, education service, and education resources is being developed a new educational mode, Using mobile devices to access to the network learning resources has attracted more and more attention.Compared with the traditional classroom learning or computer E-Learning, mobile learning (M-Learning) can provide a convenient way to learn whenever and wherever you want, and can take advantage of the fragmented time to help students improving their learning efficiency.Especially in recent years, with the popularity of mobile devices and the improvement of the network function, mobile learning has gradually become a new learning trend[1].Therefore, in view of the current students’ present situation of waste time and combined with the high efficiency of mobile learning, this paper targeted to develop a set of mobile learning system so that students can make full use of the fragmented time to study.This system combines the latest mobile Internet technology to integrate text, video and other types of learning resources, so that it has a stronger applicability and scalability.

Mobile learning (M-Learning); Mobile internet technology; Fragmentation time; Trend

TP311

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2017.03.014

广东远程开放教育科研基金项目(批准号：YJ1519)

廖丽(1967-)，女，高级讲师，主要研究方向：软件技术应用；杜林(1978-)，男，讲师，主要研究方向为计算机应用技术；伍绍佳(1969-)，男，副教授，主要研究方向为计算机应用与网络技术。

因此，针对目前学生碎片化时间浪费严重现状，并结合移动学习高效性、广泛性等特征优势，本文有针对性的开发出一套移动学习系统。能够满足学生充分利用碎片化时间进行自主、系统的学习。本系统结合最新的移动互联技术实现了对文本、视频等多种类学习资源的整合，使系统具有更强的应用性和可扩展性。

本文著录格式：廖丽，杜林，伍绍佳.移动技术在数字校园中的应用研究[J].软件，2017，38（3）：65-69