基于移動(dòng)云技術(shù)的建筑設(shè)計(jì)教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)①

趙立恒

(黑龍江東方學(xué)院建筑工程學(xué)部，黑龍江 哈爾濱 150086)

0 引 言

5G時(shí)代的到來(lái)，將貯存于“云”端的海量信息經(jīng)過(guò)計(jì)算和篩選，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的按需分配的移動(dòng)云技術(shù)，已經(jīng)成為當(dāng)前各行業(yè)學(xué)習(xí)、研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)[1]。

移動(dòng)云技術(shù)的應(yīng)用可以更加淋漓盡致地表現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)，特別是對(duì)像建筑設(shè)計(jì)這門課程的教學(xué)，這主要是因?yàn)榻ㄖO(shè)計(jì)所要依賴的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、建筑風(fēng)格、規(guī)模樣式、功能用途、環(huán)境地貌及資金預(yù)算等信息龐大蕪雜，只能移動(dòng)云技術(shù)才可能實(shí)現(xiàn)交互式的知識(shí)獲取和推送，實(shí)現(xiàn)師生之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的交流。

建筑設(shè)計(jì)專業(yè)應(yīng)用性很強(qiáng),學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐應(yīng)用能力的系統(tǒng)化培養(yǎng)，特別需要建立一個(gè)適宜的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。移動(dòng)云技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)中，可以更好地整合教育資源、節(jié)約教育成本，創(chuàng)設(shè)更加理想的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。設(shè)計(jì)一個(gè)基于移動(dòng)云技術(shù)的建筑設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)時(shí)交互教學(xué)平臺(tái)就可以突破時(shí)空維度的限制，滿足學(xué)生的實(shí)踐需求，提升學(xué)生的感性認(rèn)知能力，實(shí)現(xiàn)教學(xué)水平上的一大跨越[2]。

1 基于移動(dòng)云技術(shù)的建筑設(shè)計(jì)平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.1 相關(guān)研究

在早期的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中，有代表性的有Coursera、ed XedX 、Udacity和MOOC等[3]。我國(guó)的早期網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中國(guó)大學(xué)MOOC、智學(xué)網(wǎng)、優(yōu)課網(wǎng)、微課網(wǎng)、愛(ài)課程等。但這引起教學(xué)平臺(tái)都是比較單一的數(shù)據(jù)庫(kù)檢索系統(tǒng)，缺少對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和知識(shí)水平的判斷，也缺少教師與學(xué)生之間的互動(dòng)與交流。移動(dòng)云技術(shù)的應(yīng)用則很好的解決了這一問(wèn)題，不僅可以通過(guò)對(duì)學(xué)生答題的分析來(lái)為學(xué)生布置作用，而可以對(duì)作業(yè)的對(duì)錯(cuò)加以評(píng)判，降低了教師的勞動(dòng)強(qiáng)度，使之能夠?qū)⒏嗟木τ糜诟轮R(shí)和提高教學(xué)質(zhì)量上[4]。

1.2 云技術(shù)下的教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)主要涉及以下內(nèi)容[5]：

(1)對(duì)平臺(tái)提供支持的虛擬主機(jī)、云存儲(chǔ)和SaaS(Software as a Service)。

(2)提供可以定制、擴(kuò)展、計(jì)量、及多租戶應(yīng)用支撐的PaaS(Platform as a Service)平臺(tái)。

(3)形成對(duì)用戶開(kāi)放的IaaS(Infrastructure as a Service)服務(wù)(見(jiàn)圖1)。

(4)教學(xué)資源的云存儲(chǔ)與云計(jì)算及云共享。

2 建筑教學(xué)平臺(tái)移動(dòng)云模式設(shè)計(jì)

2.1 移動(dòng)云計(jì)算支持下的云服務(wù)系統(tǒng)

移動(dòng)云技術(shù)下的云服務(wù)系統(tǒng)通常由2部分構(gòu)成[6]。這三個(gè)部分可以簡(jiǎn)稱為端、管、云。

“端”就是是學(xué)生手中的通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)調(diào)用云端資源的終端設(shè)備，如智能手機(jī)、平板電腦等；“管”就是通信的管理也就是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)；“云”就是存放學(xué)習(xí)資源的開(kāi)放式的云服務(wù)平臺(tái)。

其中“云”又包含了3個(gè)層次：

圖1 服務(wù)商所提供的服務(wù)范圍

(1)基云 (Laa S)

基云是云端架構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)施層。

(2)平云 (Paa S)

平云是云端架構(gòu)的中間層，這一層提供了系統(tǒng)的集成環(huán)境。

(3)軟云 (Saa S) 。

軟云云端架構(gòu)的頂層，這一層供軟件、數(shù)據(jù)等的應(yīng)用(見(jiàn)圖2)。

圖2 云計(jì)算產(chǎn)業(yè)鏈與生態(tài)系統(tǒng)

2.2 云端服務(wù)

作為移動(dòng)云計(jì)算的一項(xiàng)日臻成熟的技術(shù)，云存儲(chǔ)技術(shù)在移動(dòng)云教育平臺(tái)構(gòu)建中得到了廣泛的應(yīng)用。在此平臺(tái)上，學(xué)生可以通過(guò)終端和管道迅速獲取去存儲(chǔ)中的海量資源[7]。其移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

移動(dòng)云學(xué)習(xí)系統(tǒng)資源人整合要從應(yīng)用層及基礎(chǔ)設(shè)施等角度來(lái)進(jìn)行整體的考量，以避免系統(tǒng)的子模塊的設(shè)計(jì)出現(xiàn)混亂的局面。在實(shí)際操作性的完善上：要強(qiáng)調(diào)落地性，保障系統(tǒng)的搭建方案確實(shí)可行。

2.3 建筑教學(xué)平臺(tái)的搭建

移動(dòng)云建筑教學(xué)平臺(tái)的系統(tǒng)搭建設(shè)計(jì)其中分為幾個(gè)部分[8]，登錄驗(yàn)證身份系統(tǒng)設(shè)計(jì)，建筑教學(xué)平臺(tái)搭建，建筑教學(xué)平臺(tái)云數(shù)據(jù)庫(kù)搭建，學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)監(jiān)督系統(tǒng)(見(jiàn)圖4、5)。

圖3 移動(dòng)云學(xué)習(xí)系統(tǒng)

圖4 云移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)框架

圖5 云移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)原理圖

圖6 建筑教學(xué)平臺(tái)云儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)圖

登錄驗(yàn)證身份系統(tǒng)：此模塊的作用是驗(yàn)證用戶信息，和引導(dǎo)學(xué)生用戶或教師用戶熟悉系統(tǒng)使用流程。

建筑教學(xué)平臺(tái)搭建：建筑教學(xué)平臺(tái)的搭建也是非常重要的這個(gè)系統(tǒng)的最重要的作用就是分類和整合建筑教學(xué)資源[9]，學(xué)生可根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)進(jìn)度來(lái)調(diào)整自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃。

建筑教學(xué)平臺(tái)云數(shù)據(jù)庫(kù)搭建：教學(xué)平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)是該系統(tǒng)的重中之重，這個(gè)儲(chǔ)存系統(tǒng)使用了現(xiàn)在比較流行的云儲(chǔ)存和云分配[10]。云儲(chǔ)存的結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。

學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)監(jiān)督系統(tǒng)：這個(gè)模塊的設(shè)計(jì)主要是為了解決學(xué)生學(xué)習(xí)情況。在這個(gè)模塊中學(xué)生每次學(xué)習(xí)都可以在這個(gè)平臺(tái)匿名評(píng)價(jià)該課程需要改進(jìn)的地方，管理員就可以在后臺(tái)搜集數(shù)據(jù)，聯(lián)系相關(guān)課程教師對(duì)該課程進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。