基于移動互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用研究

王懷宇　李景麗

摘要：本文通過分析現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)存在的問題，提出基于移動互聯(lián)網(wǎng)、智能終端和云計(jì)算平臺環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的基本架構(gòu)，并有針對性的從用戶訪問安全性、信息交流多樣性和智能化資源推送等方面對功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，為多平臺網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：移動互聯(lián)網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）001-000-02

一、引言

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)與智能終端的普及以及云計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展，移動學(xué)習(xí)進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代，如何基于移動學(xué)習(xí)的泛在性[1]、及時(shí)性、情景性的特征，提供個(gè)性化、智能化的移動學(xué)習(xí)環(huán)境，提升移動學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣與用戶體驗(yàn)，提高移動學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)效率，是基于移動互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)要關(guān)注的主要內(nèi)容。

二、基于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)存在的問題

1.數(shù)據(jù)存放集中，平均響應(yīng)時(shí)間較長

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，多采用C/S或B/S架構(gòu)，數(shù)據(jù)資源多集中存放在一臺服務(wù)器上，當(dāng)有大量訪問請求到達(dá)時(shí)，尤其是視頻資源點(diǎn)播，系統(tǒng)的平均響應(yīng)時(shí)間會大大延長。

2.學(xué)習(xí)時(shí)間地點(diǎn)相對固定，學(xué)習(xí)方式不夠靈活

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，大多基于傳統(tǒng)的PC平臺，雖然PC機(jī)擁有配置高、顯示面積大、內(nèi)容多等優(yōu)點(diǎn)，但是可移動性差，只能在相對固定的地點(diǎn)和相對固定的時(shí)間（如公共機(jī)房等）使用，不能根據(jù)學(xué)生的個(gè)人特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)，靈活性不足。

3.通信方式單一，信息傳遞不及時(shí)

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)主要是在局域網(wǎng)環(huán)境下應(yīng)用，包括LAN和WLAN，即使采用了便攜式移動終端，也主要面向的是wifi環(huán)境，消息的傳遞主要基于互聯(lián)網(wǎng)的通信方式，一旦無法接入互聯(lián)網(wǎng)則無法獲取即時(shí)信息。

4.學(xué)習(xí)者身份的真實(shí)性難以驗(yàn)證

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)用戶身份驗(yàn)證大多采用用戶名+密碼方式，這種方式很難驗(yàn)證學(xué)習(xí)者身份的真實(shí)性，在這種情況下，系統(tǒng)后續(xù)的工作將產(chǎn)生很大的偏差，如數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析、個(gè)性化推薦等。

5.資源推送不靈活，用戶體驗(yàn)差

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)在為用戶提供資源（如音視頻）推送服務(wù)時(shí)，大多是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬進(jìn)行推送，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較好，推送的資源質(zhì)量就高，一方面沒有顧及學(xué)習(xí)者由此而產(chǎn)生的流量費(fèi)用，另一方面也沒有可替代資源，致使學(xué)習(xí)者不得不放棄某些資源的訪問，從而導(dǎo)致學(xué)習(xí)中斷。

三、基于移動互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)架構(gòu)

隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，以云計(jì)算作為系統(tǒng)服務(wù)平臺，以平板電腦和智能手機(jī)等移動終端為應(yīng)用終端的架構(gòu)逐漸成為基于移動互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢[2]。在云計(jì)算環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源依托虛擬機(jī)和網(wǎng)絡(luò)對外提供服務(wù)，云計(jì)算虛擬化環(huán)境資源的動態(tài)優(yōu)化調(diào)度能夠?yàn)橐苿訉W(xué)習(xí)規(guī)模和質(zhì)量提供強(qiáng)有力的保障。由于云計(jì)算平臺數(shù)據(jù)采用分布式存儲技術(shù)，數(shù)據(jù)資源的訪問不是集中在一臺服務(wù)器上，而是分布在云網(wǎng)絡(luò)中，并且能夠通過調(diào)度均衡負(fù)載，從而可以從容地應(yīng)對數(shù)據(jù)的密集訪問。

云計(jì)算平臺分為公用云和私有云兩種。公用云屬于公共服務(wù)平臺，通過購買服務(wù)使用，它的特點(diǎn)是訪問快捷，兼容性好；私有云多為單位自建網(wǎng)絡(luò)云平臺，位于防火墻之后，對資源的訪問有著嚴(yán)格的限制，安全性高。由于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)中既有面向公眾的公共信息，也有針對學(xué)習(xí)者的個(gè)性化資源，因此，兼顧以上云平臺特點(diǎn)的混合云是最佳的選擇，其中公共信息放在公用云的空間里，確保公眾能夠方便地瀏覽基本信息和訪問公眾服務(wù)，而內(nèi)部資源和用戶信息放在私有云空間，從而保證信息安全。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 基于移動互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)架構(gòu)

2.功能模塊設(shè)計(jì)

針對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)存在的問題，對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的各組成模塊進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使之符合移動互聯(lián)環(huán)境。

（1）資源管理模塊

資源管理模塊主要是對學(xué)習(xí)資源的加工和管理，包括資源的上傳、下載、加工和管理。學(xué)習(xí)資源的類型主要有文本、圖像、音頻和視頻。其中廣泛應(yīng)用于微課教學(xué)的短視頻是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)的主要資源，對于視頻資源除了系統(tǒng)管理員可以對其加工處理外，也允許學(xué)習(xí)者上轉(zhuǎn)自己的視頻作業(yè)或?qū)崟r(shí)錄制的視頻，因此，資源管理模塊還要具備將學(xué)習(xí)者視頻根據(jù)系統(tǒng)要求進(jìn)行適于網(wǎng)絡(luò)傳播的流媒體格式轉(zhuǎn)換的功能，以解決缺乏媒體編輯技能的學(xué)習(xí)者的后顧之憂，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者優(yōu)質(zhì)資源的分享。

（2）用戶管理模塊

用戶管理模塊主要是對學(xué)習(xí)者身份的確認(rèn)和學(xué)習(xí)過程的追蹤記錄。有別于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)通過用戶名和密碼進(jìn)行管理的方式，加入手機(jī)驗(yàn)證可以確認(rèn)學(xué)習(xí)者的身份。如果是移動學(xué)習(xí)者登錄，則采用手機(jī)號碼作為登錄名?；谝苿訉W(xué)習(xí)特點(diǎn)，系統(tǒng)應(yīng)能夠隨時(shí)為學(xué)習(xí)者提供學(xué)習(xí)方面的服務(wù)，包括定時(shí)提醒和信息推送，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)個(gè)人實(shí)際選擇哪些信息通過Wifi獲取，哪些信息通過移動網(wǎng)絡(luò)獲取，從而平衡時(shí)間和費(fèi)用。同時(shí)，根據(jù)學(xué)習(xí)者的時(shí)間和每次學(xué)習(xí)的時(shí)長為學(xué)習(xí)者推薦最適合的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)步驟。

（3）信息發(fā)布模塊

信息發(fā)布模塊主要是為學(xué)習(xí)者提供學(xué)習(xí)資訊和學(xué)習(xí)資源。根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)度，推薦學(xué)習(xí)內(nèi)容，根據(jù)學(xué)習(xí)者所處的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，選擇最適合的學(xué)習(xí)資源。如果網(wǎng)絡(luò)環(huán)境好就推送高質(zhì)量視頻資源，如果網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較好就推送標(biāo)清的視頻資源，如果網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較差就推送文本信息，如果沒有wifi，只有通信網(wǎng)絡(luò)，則根據(jù)用戶設(shè)置決定推薦學(xué)習(xí)資源或推送短信提醒。

（4）答疑功能模塊

答疑模塊主要實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者與教師之間的同步或異步通信。相比傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，師生的交流更多的是借助于固定的臺式機(jī)或筆記本終端，由于設(shè)備的移動性較差，只能在固定的地點(diǎn)、固定的時(shí)間進(jìn)行討論和交流。在移動互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者借助移動通信網(wǎng)絡(luò)和移動終端可以隨時(shí)隨地的進(jìn)行交流和通信。學(xué)習(xí)者和教師可以根據(jù)交流內(nèi)容決定是采用異步方式，還是同步方式，是使用有線網(wǎng)絡(luò)，還是移動網(wǎng)絡(luò)，豐富的交流方式可以增強(qiáng)用戶的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

（5）考核功能模塊

考核模塊主要是對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評價(jià)，并給出學(xué)習(xí)者有針對性的學(xué)習(xí)建議，如學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)步驟。除此之外，還可以對所有學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘，根據(jù)學(xué)習(xí)者的特征找出不同目標(biāo)群體的學(xué)習(xí)習(xí)慣，從而為學(xué)習(xí)者推送與學(xué)習(xí)目的相關(guān)的學(xué)習(xí)資料，減少學(xué)習(xí)者搜索資源所花費(fèi)的時(shí)間。

3.數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

基于移動互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的核心是數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)：（1）用戶信息表。主要對用戶進(jìn)行管理，包括用戶名、密碼、手機(jī)號、年齡、學(xué)歷、專業(yè)等基本信息，其中手機(jī)號用于身份認(rèn)證，年齡、學(xué)歷等信息用于根據(jù)群體特性推送個(gè)性化資源。（2）教學(xué)資源表。主要用于管理各類學(xué)習(xí)資源，包括資源編號、資源名稱、資源類別、作者、訪問次數(shù)等。其中同一資源名稱可以對應(yīng)不同類別，從而可以根據(jù)學(xué)習(xí)者特性和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境推送不同類別資源；訪問次數(shù)主要用于分析資源的使用頻率和用戶偏好；而作者用于區(qū)分是管理員提供的資源還是學(xué)習(xí)者分享的資源，對于學(xué)習(xí)者分享資源，可以根據(jù)資源制作質(zhì)量和學(xué)習(xí)者訪問頻度給以一定的獎(jiǎng)勵(lì)。（3）課程信息表。主要用于管理課程章節(jié)知識點(diǎn)以及每個(gè)知識點(diǎn)對應(yīng)的資源編號和知識點(diǎn)之間的前導(dǎo)后繼關(guān)系，系統(tǒng)根據(jù)此表推薦學(xué)習(xí)路徑。（4）試題信息表。主要用于記錄試題、答案、所屬知識點(diǎn)和使用次數(shù)等信息，并依此對考核結(jié)果進(jìn)行分析[3]。（5）問題信息表。主要記錄學(xué)習(xí)者提出的問題及教師或其他學(xué)生的解答，包括問題名稱、解答、提問者名稱、解答者名稱、提問時(shí)間、解答時(shí)間、采用次數(shù)。通過問題名稱查找是否是重復(fù)問題，如果是重復(fù)問題則直接按采用次數(shù)依次顯示各種解答，如果是新問題則等待其他人解答，并記錄到信息表中。

4.系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

基于移動互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)不是有一個(gè)單一的系統(tǒng)構(gòu)成，而是針對不同終端由多個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，包括PC平臺（針對PC機(jī)和筆記本）、移動平臺（針對智能終端）和微信公眾號（針對智能手機(jī)）構(gòu)成。PC平臺主要通過HTML5和PHP或JSP開發(fā)，移動平臺要分別針對Andriod、IOS和Windows平臺開發(fā)，而微信公眾號則通過微信平臺開發(fā)，其中微信公眾號在整個(gè)系統(tǒng)中起輔助作用，主要用于教學(xué)信息發(fā)布和學(xué)習(xí)者調(diào)查等簡單應(yīng)用。

四、結(jié)束語

本文對基于移動互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了探討，分析了現(xiàn)有系統(tǒng)存在的問題及產(chǎn)生的原因，并有針對性的對系統(tǒng)功能進(jìn)行了設(shè)計(jì)，為改進(jìn)和完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗(yàn)提供了有益的嘗試。

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