基于智能手機(jī)的移動(dòng)互動(dòng)學(xué)習(xí)與成果展示平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉曉林　牛德雄

摘 要：隨著4G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與智能手機(jī)的迅速普及，全民進(jìn)入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，教育培訓(xùn)市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，互動(dòng)學(xué)習(xí)需求也不斷提高。在國(guó)內(nèi)，這方面做得比較大的就是校訊通，特點(diǎn)還是以短信作為溝通方式為主，缺少互動(dòng)豐富性，缺少成果展示。開發(fā)基于智能手機(jī)的移動(dòng)互動(dòng)學(xué)習(xí)與成果展示平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)在互動(dòng)學(xué)習(xí)智能手機(jī)上，用戶自己產(chǎn)生內(nèi)容、互動(dòng)與分享，可以明顯提高互動(dòng)學(xué)習(xí)效果，讓用戶、教師和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)多方受益。

關(guān)鍵詞：H5；互動(dòng)學(xué)習(xí)；SAAS；基于智能手機(jī)

中圖分類號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：With the rapid popularization of 4G network service and smart phones，people enter an era of mobile Internet.While the scale of education and training market expands，the demand for interactive learning has been increasing.In China，one of the most successful platforms in this area is School Communication，which is characterized by text messages as the main means of communication，in lack of interaction，richness，and results display.The paper develops a mobile interactive learning and achievement exhibition platform based on smart phones，on which users can produce their own contents，interact and share with each other.The new platform can significantly improve the interactive learning effect，highly beneficial to users，teachers and training institutions together.

Keywords：H5；interactive learning；SAAS；smart phone

1 引言（Introduction）

智能手機(jī)迅速普及，中國(guó)的智能手機(jī)普及率已達(dá)到90%，連內(nèi)陸地區(qū)的山區(qū)和農(nóng)村也都如此。手機(jī)性能也得到提升，手機(jī)應(yīng)用非常豐富。同時(shí)更快的4G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)迅速普及，全民進(jìn)入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，移動(dòng)流量大幅增長(zhǎng)，據(jù)工信部公布的《2017年通信運(yùn)營(yíng)業(yè)統(tǒng)計(jì)公報(bào)》統(tǒng)計(jì)，22017年數(shù)據(jù)流量呈爆炸式增長(zhǎng)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入流量消費(fèi)達(dá)246億GB，比上年增長(zhǎng)162.7%，增速較上年提高38.7個(gè)百分點(diǎn)，全年月戶均移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入流量是上年的2.3倍。

教育培訓(xùn)市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大。教育培訓(xùn)市場(chǎng)火爆，無(wú)論是大人還是小孩都是需求個(gè)體，組成了一個(gè)龐大的教育培訓(xùn)市場(chǎng)也不足為奇?！敖逃嘤?xùn)業(yè)是21世紀(jì)最朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)之一”的觀點(diǎn)，已成為越來(lái)越多人的共識(shí)。截至目前，全國(guó)大中型培訓(xùn)機(jī)構(gòu)2萬(wàn)余家，中國(guó)教育培訓(xùn)的潛在市場(chǎng)規(guī)模巨大，并保持著迅猛的發(fā)展態(tài)勢(shì)。目前，我國(guó)教育培訓(xùn)市場(chǎng)消費(fèi)規(guī)模達(dá)到5000億元，其中不包括潛在消費(fèi)的數(shù)量，照這樣的態(tài)勢(shì)發(fā)展下去，到2020年，加上素質(zhì)教育的深入，中小學(xué)教育市場(chǎng)的課外培訓(xùn)輔導(dǎo)將更受青睞，潛力大，市場(chǎng)規(guī)模突破1萬(wàn)億！

所以，建設(shè)基于智能手機(jī)的移動(dòng)學(xué)習(xí)與互動(dòng)展示平臺(tái)，有著巨大的市場(chǎng)需求?？梢赃B接學(xué)員、學(xué)員家長(zhǎng)、教師、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，以及潛在的培訓(xùn)用戶。

2 需求分析（Requirement analysis）

通過對(duì)多家培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的調(diào)研，按系統(tǒng)相關(guān)的學(xué)員家長(zhǎng)、教師、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、平臺(tái)管理員四種角色進(jìn)行分析，基于智能手機(jī)的移動(dòng)學(xué)習(xí)與互動(dòng)展示平臺(tái)學(xué)員家長(zhǎng)、教師、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、平臺(tái)管理員四個(gè)角色的色用例如圖1—圖4所示。

基于智能手機(jī)的互動(dòng)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)[1，2]與成果展示平臺(tái)，面向教育培訓(xùn)行業(yè)打造一款基于智能手機(jī)的學(xué)校、教師與學(xué)員家長(zhǎng)（學(xué)員）互動(dòng)、營(yíng)銷、分析的SAAS平臺(tái)。支持用戶自己產(chǎn)生內(nèi)容，支持豐富的互動(dòng)形式，社交分享，并且以時(shí)間軸方式展示學(xué)生成長(zhǎng)的歷程。提高學(xué)生校長(zhǎng)對(duì)教育服務(wù)的參與度、滿意度，幫助學(xué)校進(jìn)行宣傳與展示，利用大數(shù)據(jù)分析提升教育服務(wù)與銷售。平臺(tái)分為學(xué)生、教師、機(jī)構(gòu)各自主要用戶場(chǎng)景如下：

（1）學(xué)生（家長(zhǎng)）端功能：注冊(cè)登錄、首頁(yè)、學(xué)校及課程介紹、學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)圈、時(shí)間軸展示、分享、報(bào)名、師生互動(dòng)、教師信息、個(gè)人中心。

（2）教師端功能：注冊(cè)登錄、首頁(yè)、學(xué)校及課程介紹、動(dòng)態(tài)圈、師生互動(dòng)、個(gè)人中心、我的學(xué)員。

（3）機(jī)構(gòu)管理端功能：報(bào)名管理、資訊管理、教學(xué)信息管理、用戶管理、系統(tǒng)管理端：報(bào)名管理、資訊管理、教學(xué)信息管理、用戶管理、學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)分析、營(yíng)銷管理。

3 系統(tǒng)架構(gòu)（System architecture）

3.1 體系架構(gòu)

設(shè)計(jì)智能手機(jī)基于微信公眾號(hào)的互動(dòng)學(xué)習(xí)與展果展示平臺(tái)的主要目的之一就是要方便教師與學(xué)生家長(zhǎng)交流與互動(dòng)，平臺(tái)軟件架構(gòu)模式的選擇顯得尤為重要。系統(tǒng)軟件架構(gòu)模式既要安全、穩(wěn)定、可靠又要簡(jiǎn)單、易用、易于配置和管理，根據(jù)需求分析研究，決定都采用移動(dòng)B/S體系架構(gòu)法，通過SAAS服務(wù)向多個(gè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)提供服務(wù)。平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖5所示。

3.2 技術(shù)架構(gòu)

用戶產(chǎn)生內(nèi)容的高IO并發(fā)問題，技術(shù)架構(gòu)使用MEAN（MongoDB、ExpressJS、AngularJS和Node.js[3]）架構(gòu)[4]，更好地支持高IO的并發(fā)移動(dòng)web應(yīng)用，并且利用其開發(fā)的靈活性和易用性提高開發(fā)效率，如圖6所示。

4 系統(tǒng)功能（System function）

4.1 功能設(shè)計(jì)

基于智能手機(jī)的互動(dòng)學(xué)習(xí)與成果展示云平臺(tái)，面向教育培訓(xùn)行業(yè)打造一款基于智能手機(jī)的學(xué)校、教師與學(xué)員家長(zhǎng)（學(xué)員）互動(dòng)、營(yíng)銷、分析的云平臺(tái)。支持用戶自己產(chǎn)生內(nèi)容，支持豐富的互動(dòng)形式，社交分享，并且以時(shí)間軸方式展示學(xué)生成長(zhǎng)的歷程。提高學(xué)生校長(zhǎng)對(duì)教育服務(wù)的參與度、滿意度，幫助學(xué)校進(jìn)行宣傳與展示，利用大數(shù)據(jù)分析提升教育服務(wù)與銷售。本平臺(tái)分為學(xué)生（家長(zhǎng)）端、教師端、家長(zhǎng)端、平臺(tái)管理端，如圖7所示。

平臺(tái)分為學(xué)生（家長(zhǎng)）端、教師端、機(jī)構(gòu)端和系統(tǒng)管理端。

（1）學(xué)生（家長(zhǎng)）端功能：注冊(cè)登錄、首頁(yè)、學(xué)校及課程介紹、學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)圈、時(shí)間軸展示、分享、報(bào)名、師生互動(dòng)、教師信息、個(gè)人中心。

（2）教師端功能：注冊(cè)登錄、首頁(yè)、學(xué)校及課程介紹、動(dòng)態(tài)圈、師生互動(dòng)、個(gè)人中心、我的學(xué)員。

（3）機(jī)構(gòu)管理端功能：報(bào)名管理、資訊管理、教學(xué)信息管理、用戶管理。

（4）系統(tǒng)管理端：報(bào)名管理、資訊管理、教學(xué)信息管理、用戶管理、學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)分析、營(yíng)銷管理。

4.2 處理流程設(shè)計(jì)

培訓(xùn)機(jī)構(gòu)可以借助平臺(tái)招生，學(xué)校先發(fā)布教師與課程信息，發(fā)起報(bào)名活動(dòng)，學(xué)生家長(zhǎng)，可以在平臺(tái)上直接報(bào)名，并且可以分享給更多家長(zhǎng)報(bào)名，如果接收?qǐng)?bào)名，就會(huì)通知手機(jī)微信公眾號(hào)服務(wù)通知，通知報(bào)名者。成為學(xué)員后，學(xué)員家長(zhǎng)會(huì)去分享內(nèi)容進(jìn)行展示與傳播。如圖8所示。

4.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)

結(jié)合實(shí)際需求，本移動(dòng)微課學(xué)習(xí)平臺(tái)需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)主要有兩類：一類是服務(wù)器端網(wǎng)站管理系統(tǒng)采用MySql進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；另一類是手機(jī)端H5緩存機(jī)制，緩存常用數(shù)據(jù)，提高用戶體驗(yàn)。

H5，即HTML5，是新一代的HTML標(biāo)準(zhǔn)，加入很多新的特性。離線存儲(chǔ)（也可稱為緩存機(jī)制）是其中一個(gè)非常重要的特性。H5引入的離線存儲(chǔ)，這意味著web應(yīng)用可進(jìn)行緩存，并可在沒有因特網(wǎng)連接時(shí)進(jìn)行訪問。H5應(yīng)用程序緩存為應(yīng)用帶來(lái)三個(gè)優(yōu)勢(shì)：

（1）離線瀏覽用戶可在應(yīng)用離線時(shí)使用它們。

（2）速度已緩存資源加載得更快。

（3）減少服務(wù)器負(fù)載瀏覽器將只從服務(wù)器下載更新過或更改過的資源。

MySql是一款開源的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。MySql使用C和C++語(yǔ)言編寫，支持所有的主流操作系統(tǒng)，例如Windows、Linux、Mac OS等。MySql支持多線程編程，提供多種數(shù)據(jù)庫(kù)連接途徑。

5 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)（System implementation）

5.1 手機(jī)端UI實(shí)現(xiàn)

移動(dòng)端通過手機(jī)客戶端實(shí)現(xiàn)注冊(cè)登錄、查看學(xué)校與課程介紹、發(fā)動(dòng)態(tài)圈、評(píng)論、分享、報(bào)名等操作。

學(xué)校與課程介紹如圖9所示。

發(fā)布動(dòng)態(tài)到圈子—藝術(shù)培訓(xùn)的專業(yè)朋友圈如圖10所示。

詳情頁(yè)、報(bào)名如圖11（a）和圖11（b）所示。

5.2 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

為了提高移動(dòng)端用戶體驗(yàn)，使用簡(jiǎn)潔高效的適用于高IO并發(fā)的系統(tǒng)架構(gòu)。移動(dòng)手機(jī)端使用簡(jiǎn)潔高效的適用于高IO并發(fā)的web app開發(fā)架構(gòu)，MEAN[5]（MongoDB[6]、ExpressJS、AngularJS和Node.js）架構(gòu)，更好地支持高IO的并發(fā)應(yīng)用，其開發(fā)的靈活性和易用性可加快開發(fā)效率。SAAS[7，8]方面的技術(shù)。

（1）數(shù)據(jù)透明隔離

SaaS系統(tǒng)說(shuō)起來(lái)很簡(jiǎn)單，任何系統(tǒng)似乎加個(gè)tenant_id（租戶id）就變成SaaS系統(tǒng)了，但非常容易出錯(cuò)。比較好做法是在數(shù)據(jù)庫(kù)訪問層對(duì)SQL進(jìn)行改寫。在連接池根據(jù)TenatnContext改寫Sql.這樣做好處是，一來(lái)程序員最多把系統(tǒng)搞down了，也不至于信息串了互相泄露。二來(lái)將來(lái)做分表分庫(kù)也很方便，上層應(yīng)用不用修改。

（2）租戶識(shí)別

比較好做法是通過url識(shí)別租戶。系統(tǒng)是給租戶生成一個(gè)隨機(jī)的三級(jí)域名，比如yh.xieyuexiu.com。如果客戶想使用自己的域名，可以在cname到我們生成的三級(jí)域名，并在管理系統(tǒng)里面做綁定。

（3）滿足個(gè)性化需求

SaaS的優(yōu)勢(shì)在于一套系統(tǒng)多人使用，似乎和定制化開發(fā)有沖突。比如A客戶想要A功能，B客戶不想要。但定制化開發(fā)是無(wú)法避免的，比如這樣復(fù)雜的系統(tǒng)，不可能一套系統(tǒng)滿足所有公司的要求。定制化開發(fā)盡可能分系統(tǒng)，分模塊去做。然后通過控制臺(tái)中配置不同租戶訂購(gòu)不同模塊，那些模塊可以在前端頁(yè)面上顯示。不同的子系統(tǒng)需要分開部署。前端通過nginx根據(jù)url分發(fā)，比如abc.crm.baidu.com/bi/xxx/xx這個(gè)地址，就分發(fā)到BI子系統(tǒng)。

（4）灰度升級(jí)

SaaS付費(fèi)企業(yè)客戶對(duì)系統(tǒng)問題都特別敏感。為了減少升級(jí)可能出現(xiàn)問題的影響范圍，一般都采用灰度升級(jí)策略。如果使用了url來(lái)區(qū)分不同租戶，灰度升級(jí)配置就會(huì)很方便?？梢耘渲胣ginx來(lái)根據(jù)域名做分發(fā)，比如租戶A（aaa.com）到實(shí)例1（版本1.0），租戶B（bbb.com）到實(shí)例2（版本）。當(dāng)需要域名配置非常多的時(shí)候，nginx配置文檔會(huì)亂。這塊時(shí)候可以使用nignx_lua來(lái)寫一些擴(kuò)展模塊。

6 結(jié)論（Conclusion）

基于智能手機(jī)移動(dòng)互動(dòng)學(xué)習(xí)與成果展示平臺(tái)。對(duì)于學(xué)校，可以讓家長(zhǎng)參與教學(xué)互動(dòng)過程來(lái)看，提高參與感；能將學(xué)習(xí)成果以時(shí)間軸的方式顯示給家長(zhǎng)，提升學(xué)校的形象，提高學(xué)生家長(zhǎng)對(duì)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)教學(xué)的認(rèn)可，家長(zhǎng)的分享也有助于學(xué)校的宣傳的，提升銷售。對(duì)于學(xué)生的家長(zhǎng)，除了可以了解學(xué)校，教師的基本信息，以及課程信息，還查看學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)與評(píng)價(jià)，以及時(shí)間軸的方式查看學(xué)生的成長(zhǎng)歷程；也可以參與到學(xué)生的學(xué)習(xí)展示過程中，家長(zhǎng)在帶小孩培訓(xùn)過程中，可以實(shí)時(shí)發(fā)布自己拍的照片，視頻發(fā)布平臺(tái)與家長(zhǎng)們交流，并且學(xué)習(xí)情況與成果以分享傳播。

平臺(tái)前期針對(duì)兒童藝術(shù)類培訓(xùn)為主，之后可擴(kuò)展到廣泛用于為廣大學(xué)校，培訓(xùn)機(jī)構(gòu)提高一站式云服務(wù)。后續(xù)根據(jù)累積運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，開發(fā)大數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)，幫助培訓(xùn)機(jī)構(gòu)優(yōu)化教育服務(wù)，提升銷售。

參考文獻(xiàn)（References）

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作者簡(jiǎn)介：

劉曉林（1978-），男，碩士，高級(jí)工程師.研究領(lǐng)域：移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)，軟件工程，IT項(xiàng)目管理.

牛德雄（1965-），男，碩士，副教授.研究領(lǐng)域：Web開發(fā)，軟件工程，需求工程.