移动端IPv6 教师教学支持系统的设计与应用

文/刘禹 黄洛颖 刘星晨 李坤

下一代互联网教师教育创新支持系统（简称IPv6 教师教育创新支持系统）于几年前正式推出，现已经在师范生、教育硕士培养、信息技术公共课教学、学前教师教育等领域进行了重点应用，对推进下一代互联网应用、支撑教育改革创新起到了重要的作用。随着智能终端的普及，原有PC 端已经无法满足移动学习的需求，难以更好地支持学习模式的创新。因此，开发IPv6 教师教育创新支持系统的移动学习客户端，是本项目的主要目标。

功能框架

需求分析

通过调研，以及结合IPv6 教师教育创新支持系统在运行过程中用户提供的各种反馈信息，确定了移动端的核心需求包括教学资源、课程学习与交流互动三大部分。此外，还需要在原有PC 版系统基础上，提升视频系统功能，增加视频同步课堂支持实时远程教学，增强视频标注评论功能，开发基于P2P的视频点播功能。

设计框架

一个良好的设计框架是移动端程序稳定高效运行的底层保障，本项目移动端采用B/S 模式进行架构，移动端的体系架构从高到低依次为服务层、网络层、业务逻辑层和数据服务层，如图1 所示。

服务层是输入操作与输出操作的平台，是移动应用的最顶层，主要面向智能移动终端（包括智能手机、平板电脑等）展示信息，用户通过智能终端设备下载客户端程序进行资源浏览、参与互动社区活动等。网络层是支撑移动学习的重要介质，主要有无线通信网、Web 协议等，通过网络层的信息传输，使得用户的学习可以不受时间、地点的限制。业务逻辑层通过各个业务逻辑接口完成有效性验证的工作，以保证程序能够正常顺利地运行，其主要功能有：完成数据添加、修改和查询业务；用户权限合法性判断等。数据服务层位于服务器端，是各类资源和数据的来源，提供给教师和学生各类信息。

图1 移动端体系架构

基于上述体系架构，移动端可以完成对用户学习的全面支持，其主要业务流程是：智能移动终端用户通过无线通信网络向Web 服务器发送请求；Web 服务器接收到用户请求后，把请求提交到数据库服务器；数据库服务器响应提交上来的请求，进而将相应结果反馈给Web 服务器；Web 根据客户端的请求，将响应内容在用户客户端上呈现出来。

功能描述

移动端的建设内容主要分为两大部分：移动客户端的后台部分、移动客户端。其中移动客户端分为四大模块，即教学资源查找与浏览、课程学习、个人中心和互动社区，其中每个大模块中又细分为若干小模块，如图2 所示。

图2 移动端功能框架

关键技术

视频转码与播放

由于移动端的视频资源来自于PC 端IPv6 教师教育创新支持系统，因此需要进行视频转码。FFmpeg项目是一个开源的多媒体播放及转码系统，提供了视音频采集、格式转换、音/视频编码解码等功能，支持AC3、DV、FLV、MPEG、DivX、MP4 等40 多种编码。在本研究中，我们采用以下核心代码进行视频文件的转码：“ffmpeg.exe -i input -vcodec lib264 -y output.mp4”。

在视频播放方面，采用HTML5 技术。HTML5 的video 标签仅仅支持以下三种格式视频，Ogg、MPEG4和WebM。在本研究中，我们采用基于H264 编码的MP4 文件为播放文件。

前端框架

前端框架UI 部分采用FrozenUI 和HUI 相结合的方式进行开发。Frozen UI 是一个开源的、简单易用、轻量快捷的移动端UI框架。HUI移动UI框架，包含了23种主题样式，可以满足各种App 对色彩的需求，只需要简单操作就可以通过通用类组装成丰富的组件和布局效果。

后端服务程序

移动端应用程序需要与PC 端系统的后端服务进行资源和数据的通信交互，以获取和同步相应信息，因此需要对IPv6 教师教育创新支持系统的后端服务程序进行升级，升级后的后台程序Webservice 应该具备如下功能：

一是登录和权限设置，包括编写后台服务程序，实现与PC 端教师教育创新支持系统通信，获得控制用户登录和权限的各种设置数据和信息；二是获取和设置用户信息，包括个人信息获取和设置，如用户的学校和班级信息，用户相关信息获取，如微博、新闻、通知等；三是获取课程信息类，如课程基本信息、课程视频资源、课程作业等，教案信息设置，课堂教学效果获取和设置，作业获取和设置等；四是获取资源信息类，如资源信息（视频数据）等。

本研究基于IPv6 教师教育创新支持系统对移动端进行了设计，使其实现了教学资源、课程学习、互动社区以及个人中心等功能，解决了学习平台从Web 端到移动端的资源转接问题，能够很好地支持移动学习。