移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建

林 興

（閩南理工學(xué)院信息管理學(xué)院，福建 石獅 362700）

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)正在成為人們連接網(wǎng)絡(luò)的主要方式。智能手機(jī)和各類(lèi)社交網(wǎng)站中涌現(xiàn)出大量的音頻、視頻、圖片等數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)如何進(jìn)行獲取和管理成為目前眾多學(xué)者研究的主要內(nèi)容。移動(dòng)多媒體是指將計(jì)算機(jī)和視頻技術(shù)和媒體結(jié)合起來(lái)，用于與兩種媒體或以上媒體進(jìn)行人機(jī)交互的信息傳播和移動(dòng)的便攜式移動(dòng)設(shè)備。移動(dòng)多媒體技術(shù)成為其中一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，它支持更加完善的多媒體信息處理的功能，包括視頻電話(huà)、VoIP系統(tǒng)和無(wú)線多媒體監(jiān)控等。移動(dòng)多媒體通信系統(tǒng)對(duì)多媒體信息能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、傳輸和處理。在移動(dòng)終端設(shè)備的發(fā)展過(guò)程中，Zenith的最新研究報(bào)告預(yù)測(cè)，到2018年，全世界的智能手機(jī)用戶(hù)將持續(xù)增長(zhǎng)，其中排名第一的為中國(guó)，達(dá)到13億，印度排名第二，為5.3億，美國(guó)排名第三，為2.29億。隨著移動(dòng)通信技術(shù)尤其是3g技術(shù)的成熟和普及，以及4G的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的教育工作者和學(xué)習(xí)者開(kāi)始使用移動(dòng)終端。由于智能設(shè)備的便攜性使得學(xué)習(xí)者可以很容易地利用零碎時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)智能手機(jī)和平板電腦[1]。此外，移動(dòng)終端和各種傳感器（如GPS）的多媒體性能可以幫助開(kāi)發(fā)者進(jìn)行各種交互式應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。本文結(jié)合當(dāng)前教育和信息技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，研究如何將移動(dòng)多媒體技術(shù)應(yīng)用在教育中，使學(xué)習(xí)者可以很容易地獲得優(yōu)質(zhì)教育資源，為終身學(xué)習(xí)提供簡(jiǎn)便。

1 研究現(xiàn)狀

隨著移動(dòng)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和遠(yuǎn)程教育的基礎(chǔ)上逐步形成。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在移動(dòng)終端平臺(tái)中的應(yīng)用為教育改革提供了平臺(tái)和基礎(chǔ)。在美國(guó)，斯坦福、哈佛和其他一些高校已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用MOOC移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)。Viana等人提出了使用移動(dòng)多媒體技術(shù)建立移動(dòng)文件，結(jié)合元數(shù)據(jù)提取和濃縮的方法自動(dòng)從用戶(hù)的上下文注釋中由用戶(hù)和注釋?xiě)?yīng)用自定義規(guī)則來(lái)推斷上下文的特征。中國(guó)在探索教學(xué)資源共享方面的研究較早，例如早期的網(wǎng)絡(luò)精品課程。蘇等人利用Flash XML構(gòu)建全面、具體的教學(xué)信息和強(qiáng)大的交互功能，構(gòu)建出符合學(xué)生的認(rèn)知的地理教學(xué)多媒體電子教學(xué)地圖，并研究了電子地圖的放大、縮小、移動(dòng)、標(biāo)簽、查詢(xún)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，在地理教學(xué)中取得了良好的應(yīng)用效果。一些研究者通過(guò)多媒體教學(xué)、遠(yuǎn)程教學(xué)和移動(dòng)媒體技術(shù)，結(jié)合移動(dòng)多媒體和大學(xué)圖書(shū)館的資源管理，構(gòu)建數(shù)字圖書(shū)館，以提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，增加閱讀時(shí)間[2]。

然而，目前移動(dòng)媒體技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)還存在一些不足之處。多媒體技術(shù)在教學(xué)中使用的是最傳統(tǒng)和簡(jiǎn)單的多媒體技術(shù)，沒(méi)有良好的基于移動(dòng)終端的教育平臺(tái)。傳統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)在線考試方法存在群體問(wèn)題不靈活、功能單一、應(yīng)用范圍窄、穩(wěn)定性差、不能擴(kuò)展等。本文提出在課程教學(xué)中運(yùn)用移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)，根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)設(shè)計(jì)和構(gòu)建移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)。此外，為移動(dòng)媒體教學(xué)平臺(tái)添加在線考試模塊，這是一個(gè)自主學(xué)習(xí)的在線考試系統(tǒng)，以在線學(xué)習(xí)和在線考試，幫助學(xué)校提高管理水平，降低成本，提升價(jià)值，幫助教師通過(guò)考試系統(tǒng)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)[3]。

2 移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 Ruby on Rail框架

Ruby是一種腳本語(yǔ)言，具有完全面向?qū)ο蟮奶匦?。ORM是對(duì)象關(guān)系映射的縮寫(xiě)，它是一種將關(guān)系數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言的編程技術(shù)。Rails中的ORM是活動(dòng)記錄，它可以直接使用面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)法操作數(shù)據(jù)庫(kù)。Rest架構(gòu)是網(wǎng)頁(yè)應(yīng)用程序的一種軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格，采用一種只對(duì)應(yīng)用程序的性能進(jìn)行測(cè)試，而不注意具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程的方法，稱(chēng)為行為驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)。Ruby on Rail框架的結(jié)構(gòu)原理是一組基于重寫(xiě)和動(dòng)態(tài)編程語(yǔ)言的假設(shè)建立的框架，非常適合解決項(xiàng)目中的問(wèn)題，其中的各種工具可以使用框架不需要太多的整合實(shí)現(xiàn)更多的功能。動(dòng)態(tài)語(yǔ)言為經(jīng)驗(yàn)豐富的開(kāi)發(fā)人員提供更多的功能和靈活性，用更少的代碼表達(dá)更廣泛的含義[4]。

圖1 移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)的功能結(jié)構(gòu)

2.2 HTML5

HTML5是Internet標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展到一定階段的必然需求，HTML5的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)需要較少的瀏覽器插件。HTML5支持許多技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如呈現(xiàn)數(shù)學(xué)公式、使用畫(huà)布標(biāo)簽動(dòng)態(tài)圖形呈現(xiàn)、使用視頻標(biāo)簽進(jìn)行視頻播放、離線資源緩存、在線資源監(jiān)視和本地存儲(chǔ)。通過(guò)HTML5可以很好地展示教學(xué)資源，解決移動(dòng)多媒體終端資源的兼容性問(wèn)題，而且HTML5可以生成一些復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式[5]。

3 移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)的功能和性能需求

移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)具有登錄管理、用戶(hù)管理、課程管理、考試管理、反饋管理、學(xué)習(xí)管理、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)管理、課程資源管理等功能（如圖1所示）。由于使用移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)的對(duì)象是教師和學(xué)習(xí)者，需要教師對(duì)教學(xué)資源和教學(xué)過(guò)程進(jìn)行方便管理，學(xué)習(xí)者可以隨時(shí)隨地使用移動(dòng)終端學(xué)習(xí)。

移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)對(duì)性能有一定的要求，移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)的正常頁(yè)面和稿件的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)控制在5秒內(nèi)。系統(tǒng)的并發(fā)性是指請(qǐng)求系統(tǒng)每秒可處理的，這需要通過(guò)估計(jì)用戶(hù)規(guī)模計(jì)算。

移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)對(duì)性能有一定的要求，移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)的正常頁(yè)面的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)控制在3秒內(nèi)。并發(fā)性指的是系統(tǒng)每秒可以處理的請(qǐng)求，這需要通過(guò)估計(jì)用戶(hù)的規(guī)模來(lái)計(jì)算。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)每天在70%的訪問(wèn)請(qǐng)求發(fā)生在40%的時(shí)間內(nèi)時(shí)，每個(gè)服務(wù)器每秒能夠處理的請(qǐng)求的數(shù)量的計(jì)算公式如（1）所示。在公式（1）中，n代表系統(tǒng)每個(gè)服務(wù)器每秒能夠處理的請(qǐng)求的數(shù)量，L代表服務(wù)器的數(shù)量。

4 移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建

移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)可以判斷所使用的移動(dòng)終端的類(lèi)型，并顯示不同智能終端相應(yīng)效果的界面視圖。學(xué)習(xí)者可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)用于課程的教學(xué)上。移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)的架構(gòu)如圖2所示。移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)中包括短消息中心、語(yǔ)音控制機(jī)群等無(wú)線上網(wǎng)功能，成為網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的通信樞紐，該架構(gòu)充分利用現(xiàn)有的軟硬件設(shè)施和短消息技術(shù)進(jìn)行一定多媒體教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)。

本設(shè)計(jì)結(jié)合移動(dòng)多媒體自主學(xué)習(xí)的在線考試技術(shù)，平臺(tái)能夠很方便的導(dǎo)入、導(dǎo)出和編輯測(cè)試題，能滿(mǎn)足學(xué)習(xí)者在線考試的需要。前臺(tái)顯示系統(tǒng)用來(lái)顯示視圖、登錄、注冊(cè)等，學(xué)習(xí)管理和課程管理主要由教師操作，合理規(guī)劃課程，布置作業(yè)。課程資源管理是移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)的重要組成部分，它是用來(lái)管理豐富的教學(xué)資源，是由教師來(lái)添加或修改教學(xué)資源；學(xué)習(xí)管理是用于學(xué)習(xí)；系統(tǒng)和其他系統(tǒng)的管理子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)性能的管理，以及在線考試、評(píng)價(jià)和與用戶(hù)的互動(dòng)。

圖2 移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)架構(gòu)

在Ruby語(yǔ)言中可以用構(gòu)造函數(shù)來(lái)創(chuàng)建對(duì)象，定義實(shí)例方法，每種方法都可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)便于內(nèi)部和外部調(diào)用的函數(shù)。Ruby on Rail框架包含快速網(wǎng)頁(yè)生成模塊，分別為Mina、fragment和layout，fragment中的頁(yè)眉和頁(yè)腳是最常用的編寫(xiě)頁(yè)面的方法。頁(yè)眉和頁(yè)腳顯示在頁(yè)面上，只需要調(diào)整CSS的一部分，因此布局部分就可以使用了，布局部分主要用于編寫(xiě)樣式表。

平臺(tái)的學(xué)生和老師用各自的賬號(hào)和密碼登錄，他們有不同的權(quán)限。教師主要負(fù)責(zé)課程、資源、測(cè)試、互動(dòng)、績(jī)效和評(píng)價(jià)的管理，學(xué)生負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。在登錄界面上，學(xué)生可以根據(jù)需要選擇相應(yīng)的部分學(xué)習(xí)。學(xué)生導(dǎo)航界面主要分為四個(gè)部分：課程學(xué)習(xí)、課后總結(jié)、在線考試和交流反饋。在學(xué)習(xí)模塊中，學(xué)習(xí)者可以充分利用教學(xué)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，多樣化的教材能幫助學(xué)習(xí)者更好地理解理論知識(shí)。課后總結(jié)主要包括知識(shí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)以及學(xué)生的筆記。在在線考試部分的問(wèn)題是豐富多樣的，它可以幫助學(xué)生評(píng)估他們的學(xué)習(xí)效果更好，教師可以根據(jù)考試成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)學(xué)生的整體學(xué)習(xí)，溝通反饋，學(xué)習(xí)者可以與教師或其他學(xué)習(xí)者互動(dòng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，使得越來(lái)越多的教育工作者和學(xué)習(xí)者開(kāi)始使用移動(dòng)終端。本文結(jié)合當(dāng)前教育和信息技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，研究如何將移動(dòng)多媒體技術(shù)應(yīng)用在教育中，使學(xué)習(xí)者可以很容易地獲得優(yōu)質(zhì)教育資源，為終身學(xué)習(xí)提供簡(jiǎn)便。本文分析了移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)的研究現(xiàn)狀，闡述了移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)，包括Ruby on Rail框架和HTML5。在教學(xué)中將移動(dòng)多媒體技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)，設(shè)計(jì)了一個(gè)移動(dòng)多媒體教學(xué)平臺(tái)。在Ruby框架的基礎(chǔ)上，利用HTML5技術(shù)，豐富了教育平臺(tái)的功能，在移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)的在線考試部分采用了在線考試技術(shù)，幫助學(xué)生更好地評(píng)價(jià)自己的學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。