基于云計(jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)

黃佳倩 何明昌* 盛麗芬 張笑欽

(溫州大學(xué)數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院，浙江 溫州 325035)

基于云計(jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)

黃佳倩 何明昌* 盛麗芬 張笑欽

(溫州大學(xué)數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院，浙江 溫州 325035)

分析了智能手機(jī)在高校的應(yīng)用情況，通過云計(jì)算優(yōu)勢及移動(dòng)學(xué)習(xí)的便捷性，構(gòu)建了一個(gè)基于云計(jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，平臺(tái)使用Silverlight及JAVA技術(shù)，開發(fā)平臺(tái)采用.NET，數(shù)據(jù)庫使用SQL SERVER，平臺(tái)中的資源包括硬件資源和軟件資源，可根據(jù)用戶所需提供服務(wù)，以方便用戶合理使用資源，隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)。

云計(jì)算；移動(dòng)學(xué)習(xí)；碎片化；平臺(tái)

1 引言

大學(xué)生活豐富多彩，時(shí)間既緊張又自由，學(xué)生自己支配的時(shí)間相當(dāng)多，但隨著智能手機(jī)的普及，玩手機(jī)也已經(jīng)成為大學(xué)生活中必不可少的一部分，很多大學(xué)生在眾多的空閑時(shí)間中迷失了自己，手中的智能手機(jī)除了基本的通話功能外，大部分用于娛樂和游戲，相當(dāng)一部分同學(xué)成了實(shí)實(shí)在在的手機(jī)控，不僅下課玩，上課也玩，浪費(fèi)了自己寶貴的學(xué)習(xí)時(shí)間，他們很難在休閑與學(xué)習(xí)中找到平衡，變得很難控制自己。因此，如何有效地挖掘智能手機(jī)的學(xué)習(xí)功能，如何充分利用智能手機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)，成了當(dāng)前高校領(lǐng)導(dǎo)者和教師們面前的一道難題。

近年來隨著無線技術(shù)和智能移動(dòng)設(shè)備的快速發(fā)展，移動(dòng)學(xué)習(xí)軟件開發(fā)越來越豐富，同時(shí)云計(jì)算的廣泛應(yīng)用，使得移動(dòng)學(xué)習(xí)變得更加容易，移動(dòng)學(xué)習(xí)領(lǐng)域成為了最熱門的研究領(lǐng)域。通過云計(jì)算的虛擬化技術(shù)，能夠?qū)⑵脚_(tái)中的硬件資源和軟件資源按照用戶所需提供服務(wù)，幫助學(xué)習(xí)者不受空間限制,使他們進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)。所以，開發(fā)一款基于云計(jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，不僅經(jīng)濟(jì)效益可觀，而且社會(huì)效益也非常明顯。

2 云計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)

云計(jì)算是基于互聯(lián)網(wǎng)的超級(jí)計(jì)算模式，它能提供便利快捷的網(wǎng)絡(luò)訪問。作為分布式計(jì)算、并行計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、虛擬化等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物，云計(jì)算提供了三個(gè)層次的服務(wù)[1]：基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)（IaaS），平臺(tái)服務(wù)（PaaS）和軟件服務(wù)（SaaS）。通過虛擬化技術(shù)，云計(jì)算將平臺(tái)中硬件以及軟件資源充分利用[2]，使用戶們各取所需，能夠選取自己感興趣的知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，既方便又經(jīng)濟(jì)。

3 Silverlight技術(shù)

Silverlight是微軟的一個(gè)跨瀏覽器、跨客戶平臺(tái)的技術(shù)[3]，它提供了一個(gè)強(qiáng)大的平臺(tái)，在其中能夠開發(fā)出具有專業(yè)圖形、音頻和視頻的Web應(yīng)用程序，用戶可在瀏覽器中直接對其進(jìn)行控制，可以拖動(dòng)、翻轉(zhuǎn)、放大的圖片，對開發(fā)人員而言使用Asp.net、AJAX等Web開發(fā)環(huán)境將實(shí)現(xiàn)無縫連接，還可以用它來做手機(jī)開發(fā)。在Window Phone 7操作系統(tǒng)支持下可以很好地支持SilverLight和XNA。

4 移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)

移動(dòng)教育作為一種新興的教育模式，在全世界范圍內(nèi)廣為應(yīng)用。它不僅突破了空間，也突破了時(shí)間，任何用戶都能利用現(xiàn)代科技通訊終端尤其是智能手機(jī)，進(jìn)行自由的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)并能便捷交流[4]。這種不受時(shí)間空間限制，建立在移動(dòng)計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)上的學(xué)習(xí)模式，可以讓知識(shí)的傳播更為迅速，學(xué)習(xí)者可以很快地交流經(jīng)驗(yàn)，師生之間能隨處對疑點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行討論。

一個(gè)好的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，不僅基于云計(jì)算，面向個(gè)人，還應(yīng)該面向企業(yè)。借助現(xiàn)代國際先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)技術(shù),要構(gòu)建一套電子學(xué)習(xí)的完整解決方案，以能夠完全滿足學(xué)習(xí)者的需求，就必須整合相關(guān)課程資源，還要能夠借助微課件、微視頻，通過碎片化來學(xué)習(xí)，具體模式如圖1所示：

圖1 基于云計(jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)

5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)運(yùn)用Web技術(shù)與移動(dòng)開發(fā)技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)包括課程學(xué)習(xí)、教育訓(xùn)練、實(shí)時(shí)問題求助等模塊的系統(tǒng)，應(yīng)用云技術(shù)把多個(gè)不同地域的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及應(yīng)用服務(wù)器的學(xué)習(xí)資源聯(lián)為一體。系統(tǒng)以VS.NET為主要開發(fā)平臺(tái)，在此平臺(tái)上用ASP.NET開發(fā)WEB應(yīng)用程序，用Silverlight for Windows Phone開發(fā)智能客戶端應(yīng)用程序，除了滿足個(gè)人學(xué)習(xí)需求外，還能滿足企業(yè)級(jí)用戶的學(xué)習(xí)需要。

5.1 數(shù)據(jù)庫文件

系統(tǒng)平臺(tái)中數(shù)據(jù)庫所涉及表很多，其中三個(gè)主要表分別是用戶表、課程表以及交流反饋表。用戶表主要記錄教師、系統(tǒng)管理員、學(xué)生的一些基本信息，具體字段如表1所示：

表1 用戶表

課程表主要涉及課程介紹，學(xué)習(xí)視頻鏈接等課程信息，具體字段如表2所示：

表2 課程信息表

交流反饋表主要描述學(xué)生在平臺(tái)學(xué)習(xí)后的體會(huì)、建議的留言以及教師對其進(jìn)行相應(yīng)的回復(fù)信息，具體字段如表3所示：

表3 交流反饋表

除了上述三個(gè)主要關(guān)鍵表外，系統(tǒng)還包括課程練習(xí)表、課程概要表等多個(gè)表，這里不一一描述。

5.2 系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)框架

本移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)服務(wù)器主要功能是教師（管理員）制作完學(xué)習(xí)資源后，通過管理后臺(tái)將各章節(jié)的教學(xué)資源上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器指定的路徑中，以便迅速地在用戶的手機(jī)等移動(dòng)智能設(shè)備上播放學(xué)習(xí)。在此需要注意的是，教學(xué)視頻必須轉(zhuǎn)換成FLV流媒體格式。學(xué)習(xí)者可以通過電腦使用瀏覽器瀏覽或智能手機(jī)等移動(dòng)客戶端進(jìn)行學(xué)習(xí)，還可以通過目錄檢索自己感興趣的學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時(shí)提出自己的看法，與教師同學(xué)交流等[5]。

系統(tǒng)平臺(tái)主要分四大模塊：信息管理模塊、視頻學(xué)習(xí)模塊、交流反饋模塊、題目練習(xí)模塊。其中視頻學(xué)習(xí)模塊包括視頻檢索及視頻播放功能；交流反饋模塊包括學(xué)生觀看學(xué)習(xí)資源后提出的一些問題、教師的相關(guān)回答以及學(xué)生之間的互相交流等功能；信息管理模塊包括網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)用戶信息的增、刪、改、查功能，視頻資源的增、刪、改功能，還有用戶交流反饋內(nèi)容管理等；題目練習(xí)模塊主要提供學(xué)生在線測試及評判，以便于鞏固知識(shí)，具體功能如圖2所示：

圖2 云計(jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)功能圖

通過瀏覽器運(yùn)行，系統(tǒng)平臺(tái)主頁的效果圖如圖3所示：

圖3 系統(tǒng)平臺(tái)主頁

5.3 智能手機(jī)移動(dòng)端設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

雖然目前智能手機(jī)可以直接通過瀏覽器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)與交流，但考慮到手機(jī)屏幕尺寸及手機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通訊質(zhì)量，以及用戶使用手機(jī)的習(xí)慣等問題，在智能手機(jī)上使用客戶端學(xué)習(xí)效果會(huì)更好。在客戶端設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮手機(jī)操作系統(tǒng)的不同，當(dāng)前智能手機(jī)的操作系統(tǒng)主要為谷歌公司的Android系統(tǒng)，蘋果的公司ios系統(tǒng)以及微軟公司的Windows Phone。谷歌公司的Android系統(tǒng)以及蘋果的公司ios開發(fā)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，而且已經(jīng)有很多文獻(xiàn)介紹過，而作為微軟公司的Windows Phone，由于其推出比較晚，目前正在處于起步階段，但發(fā)展?jié)摿Ψ浅４?，尤其是微軟公司近期將要推出的Windows10以及Visual Studio2015，更是引起業(yè)界的廣泛關(guān)注，因此，本系統(tǒng)平臺(tái)采用基于ASP.NET開發(fā)，手機(jī)客戶端使用Windows Phone技術(shù)開發(fā)。

(1)服務(wù)器端建立基于Silverlight的Web服務(wù)

由于平臺(tái)上的數(shù)據(jù)量很大及手機(jī)通訊流量限制，所以Windows Phone不提倡直接與SQL數(shù)據(jù)相連接，而是通過Web服務(wù)的方式進(jìn)行，在服務(wù)器端先建立Silverlight應(yīng)用程序項(xiàng)目，然后再建立Silverlight WebService1服務(wù)，編寫相關(guān)數(shù)據(jù)通信代碼后，就可以生成web服務(wù)，建立Silverlight應(yīng)用程序如圖4所示：

圖4 建立Silverlight項(xiàng)目

在服務(wù)端由于要連接到SQL服務(wù)器進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)，因此，必須引入相關(guān)的命名空間System.Data和System.Data. SqlClient，然后與數(shù)據(jù)庫連接，再進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，下面代碼能夠?qū)崿F(xiàn)手機(jī)上能夠根據(jù)用戶名和課程名查詢其測試成績的web服務(wù)：

[WebMethod(Description="通過用戶名和課程名獲得用戶單科成績")]

public string GetScoreByNameAndLesson(string name,string lesson)

{

string constr= "Data Source=.;Initial Catalog= Chengji;User ID=sa;Password=11111111";

SqlConnection con=new SqlConnection(constr);//數(shù)據(jù)庫連接

string score="";

string sql="select"+lesson+"from Scores where stname='"+name+"'";

SqlCommand cmd=new SqlCommand(sql,con);//查詢數(shù)據(jù)

con.Open();

SqlDataReader dr=cmd.ExecuteReader();

if(dr.Read())//讀取數(shù)據(jù)

{

score=dr[lesson].ToString();

}

con.Close();

return score;//返回所需要的數(shù)據(jù)

}

(2)手機(jī)客戶端接收Web服務(wù)

在手機(jī)端建立Silverlight for Windows Phone應(yīng)用程序后，要引用相應(yīng)的Silverlight WebService1服務(wù),才能接收服務(wù)器端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，接著可以編寫相應(yīng)的接收數(shù)據(jù)代碼，以查詢單科成績?yōu)槔?，接收的部分代碼如下：

private void button1_Click(object sender,RoutedEventArgs e)

{

ServiceReference1.WebService1SoapClientmyNB = new ServiceReference1.WebService1SoapClient();

myNB.GetScoreByNameAndLessonAsync(textBox1. Text.Trim(),textBox2.Text.Trim());

myNB.GetScoreByNameAndLessonCompleted+=new EventHandler＜ServiceReference1.GetScoreByNameAnd -LessonCompletedEventArgs＞(client_SentMessageComplete);

}

protected void client_SentMessageComplete(object sender, ServiceReference1.GetScoreByNameAndLessonCompletedEventArgs e)

{

textBlock1.Text="成績："+e.Result.ToString();

}

在手機(jī)上接收成績的運(yùn)行效果如圖5所示：

圖5 手機(jī)查詢單科成績效果圖

6 結(jié)束語

基于云計(jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，為學(xué)生提供了個(gè)性化移動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者可以利用手中的移動(dòng)智能設(shè)備，隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，不僅便捷，而且方便，更主要的是學(xué)習(xí)者能夠進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)，極大地提高了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率[6]，這種學(xué)習(xí)方式很快成為了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的有效補(bǔ)充。但考慮到手機(jī)的網(wǎng)絡(luò)速度及存儲(chǔ)容量的局限性，以及碎片化學(xué)習(xí)的特性，在學(xué)習(xí)資源的制作上，應(yīng)盡可能地把課程資源進(jìn)行微課化處理，習(xí)題測試方面也盡可能短而精，否則會(huì)造成學(xué)習(xí)者因內(nèi)容太多而無法消化，從而達(dá)不到掌握知識(shí)的目的。

[1]曾垂鑫,王加俊,申麗萍,申瑞民．基于IOS的移動(dòng)學(xué)習(xí)直播互動(dòng)平臺(tái)[J]．計(jì)算機(jī)工程,2013,(7):314-315．

[2]李瑋瑩．云計(jì)算架構(gòu)下的移動(dòng)學(xué)習(xí)[J]．實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2013,(2): 236-237．

[3]李洋．基于Silverlight+Websites的管理技術(shù)方案研究[J]．中國新通信,2014,(20):109-110．

[4]陳星．移動(dòng)學(xué)習(xí)模式在遠(yuǎn)程開放教育中的應(yīng)用[J]．遼寧廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào),2013,(1):45-46．

[5]陳志偉．淺析FLV格式在視頻點(diǎn)播網(wǎng)站中的應(yīng)用[J]．福建電腦, 2010,(3):152-153．

[6]黃成云,左明章,榮先海．基于云計(jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．現(xiàn)代教育技術(shù),2010(8):104-105．

Design of Mobile Learning Platform Based on Cloud Computing

Huang Jiaqian He Mingchang* Sheng Lifen Zhang Xiaoqin
(College of Mathematics&Information Science,Wenzhou University,Wenzhou 325035,Zhejiang)

act】This paper analyzes the application of smart phone in the university,and constructs a learning-platform by the advantages of cloud computing as well as the convenience of mobile learning.Using the Silverlight,JAVA and.NET technology together with SQL SERVER database,the platform including hardware and software resources serves for users according to their demand. With the platform,users can use resources reasonably,and learn whenever and wherever possible.

cloud computing;mobile learning;fragmentation;platform

TP311

A

1008-6609(2015)03-0040-04

黃佳倩，女，浙江杭州人，本科，研究方向：信息與計(jì)算科學(xué)。

*通訊作者：何明昌，男，廣西人，碩士，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

浙江省大學(xué)生新苗計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：2014R424012；溫州大學(xué)創(chuàng)業(yè)教改項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：14cyjg12A；溫州大學(xué)“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：201433。