基于EyeOs+M00dle的個人學習云環境的構建研究

[摘要]個人學習環境以學習者為中心的個性化特點有益于學習者的個性化的自主學習，云計算技術是學習者構建個人學習環境的捷徑。文章在個人學習環境和云計算的基礎上提出了個人學習云環境，設計了其系統結構和服務模式，結合云操作系統EyeOs和課程管理系統Moodle的技術和應用特點，構建了個人學習云環境，并在教學實踐中進行了應用。

[關鍵詞]云操作系統；云計算；Moodle；個人學習環境

[中圖分類號]G40-057 [文獻標識碼]A [論文編號]1009-8097(2012)05-0093-04引言

技術的發展特別是計算機網絡技術的發展大大促進了教育載體的多樣化，網絡應用于教育、數字化學習環境的建立使教育對象和組織形式日趨多元化，遠程教育與終身教育呈現出蓬勃的發展態勢。然而，當前數字化網絡學習系統多以內容為中心，建設者僅僅把構建的系統發布到網絡上，而忽視了學習者的知識背景、學習方式等因素；另一方面數字化學習系統的大規模重復建設給學校和教育機構帶來了龐大的軟硬件開支和人力物力消耗。這些都已經制約了網絡學習與遠程教育的發展。因此怎樣能避免資源重復建設，提高資源利用率，尊重學習者個體差異，為學習者提供個性化學習服務就成為人們關注的問題。云計算的出現為這一問題的解決提供了嶄新的思路和解決方案。一 EyeOs+Moodle

“云計算”是當今IT領域最炙手可熱的詞匯之一。一般認為，云計算是“網格計算、分布式計算、虛擬化和網絡存儲等傳統計算機和網絡技術發展融合的產物”。通過這些技術的融合，形成了新的方法，改變了現有的服務方式。云計算操作系統(又稱云操作系統、云OS)整合了云計算、云存儲的一些尖端應用，是基于云計算和云存儲的網絡操作系統。它是構架于服務器、存儲、網絡等基礎硬件資源和單機操作系統、中間件、數據庫等基礎軟件資源之上的云平臺綜合管理系統。盡管云操作系統不能稱為嚴格意義上的操作系統(必須借助瀏覽器)，但它將大型基礎架構集合(CPU、存儲、網絡)作為一個無縫、靈活和動態的操作環境進行管理，為我們提供了一個可以隨時隨地、跨系統、跨平臺、跨瀏覽器使用它來存取個人文件、在線處理文檔表格、影音娛樂、在線交流、收發郵件、閱讀RSS的個人環境。

EyeOs是一款由IBM力推，基于AGPLV3開源協議開發，運行于Apache+PHP5+MySQL環境上的云操作系統。EyeOs提供的桌面環境能很好地顯示、組織、管理用戶的數據、文件及應用。在EyeOs環境中，用戶可以掌控自己的數據，并且能夠實現同步自動更新與備份。EyeOs默認自帶了日歷，計算器，地址本，RSS閱讀器，文字處理程序，FTP客戶端，瀏覽器，服務器內部消息，聊天室以及其它若干程序，用戶還可以安裝插件拓展其功能。

Moodle是基于建構主義學習理論開發的開源軟件，具有極強的兼容性、易用性和廣泛的插件支持。作為一款基于Web的學習管理系統(LMS)，它可以幫助教育者建立有效的在線學習社區，因此受到越來越多學習者的青睞。在2010年世界學習工具和教育軟件的排序中，Moodle在教育軟件類排名第十，在課程管理類排名第一，顯示出極強的教育教學能力。目前，Moodle官網已有超過二百個國家和地區的教師和學生參與。筆者在中國知網搜索到的自2008年1月到2012年2月的相關文獻共706篇，Moodle之“魔力”可見一斑。

在本研究中，通過調用Moodle的API來獲得其WebService，把EyeOs與Moodle整合為一個系統平臺EyeOs+Moodle。由于Moodle是一個可以用來構建基于Web的網絡教學平臺的軟件包，用以實現網絡課程管理的系統。無論學習者在何處，EyreOs都能提供統一的桌面環境，且EyeOs和Moodle都是基于PHP的免費開源軟件，同時Moodle提供的應用程序接口API可以被EyeOs調用，所以實現EyeOs和Moodle的整合不僅具有技術上的可行性而且在教育應用實踐上也具備一定的需求。有了這樣的整合，學習者無論何時何地只需一臺聯網的終端就能登錄到EyeOs+Moodle系統中，進入到自己的個人環境中，實現個性化學習。二 個人學習云環境

1 個人學習環境的現狀

學習環境是“學習活動展開的過程中賴以持續的情況和條件”。傳統上的學習環境一般是指課堂環境。近年來，隨著計算機技術和網絡技術的飛速發展及IT廣泛應用于教學，數字化學習環境應運而生。數字化學習環境不僅是對現實的課堂學習環境的有益補充，而且正成為當前知識經濟時代學習者的自主學習活動開展的“主戰場”。它以擬人或擬物的方式克服了現實學習環境在時間和空間上的局限，為學習者的學習和成長發揮了積極作用。然而目前存在的數字化學習環境大都是以教師為中心而非以學生為中心，側重于教而非側重于學，使它們變成了課堂學習環境的拷貝。當前，Web 2．0的發展和社會化軟件的興起使得創造、協作和共享變得便捷。因此，有關構建個人學習環境的研究正成為學術界研究的熱點之一。

所謂“個人學習環境”，Stephen認為它是“一種工具、服務、人和資源的松散集合體，是利用網絡力量的一種新方式”。還有人認為它是“各種應用和服務的混合體”。實際上，目前學術界對個人學習環境尚未給出確切的定義，但可以確定的是：個人學習環境是基于社會計算網絡、以學習者為中心，聚合一系列工具、服務、學習者、學習資源的數字化學習環境。它趨向于使用“小塊松散組合”的方式，把看似獨立卻能相輔相成的工具和網絡服務聯合起來支持學習。其特征如下：①個性化：可以讓學習者根據自己的性格特點、智能優勢、基礎知識水平、學習風格來選擇工具和服務以規劃自己的學習。②社會性：它包含的社會化網絡工具為學習者的創作、協作和共享知識提供了工具。使得學習者能夠創造和分享資源和服務，促進個人知識和公共知識之間的轉化。③可伸縮性：它不是一個完整的單個應用程序，而是一個個獨立的、有利于學習的資源集中在一個操作平臺上，以方便學習者管理和使用。

2 個人學習云環境的提出

正如傳播學大師Mcluhan提出的：“任何技術都傾向于創造一個新的人類環境”。云計算自提出以來就受到教育界的廣泛關注?！霸朴嬎爿o助教學”、“云學習”等概念相繼被提出，人們普遍認為“云計算模式將為教育領域拓展出一個嶄新的學習空間，也為信息共享、信息協作和學習創造了一個全新的環境”。云計算應用于教育所帶來的“云學習時代”以“資源整合、集中服務”為核心，以學習者為中心而整合所需的資源于一個平臺之上，實現統一管理和調配，再以服務的方式提供給學習者。這與個人學習環境所倡導的“以學習者為中心、共享服務”的思想有很大的契合之處，因此我們把這種架設于“云端”的個人學習環境稱為“個人學習云環境”。在這樣的環境中，學習者只需通過聯網終端的Web瀏覽器就能方便地獲取構建自己的學習環境所需要的資源和服務。三 基于Eyeos+M00dle的個人學習云環境的設計與實現

1 服務模式

系統通過調用Moodle的API來獲得其Web Service，把EyeOs與Moodle整合為一個系統平臺EyeOs+Moodle，構建一個處于云端的應用平臺為學習者提供個性化服務。這樣，學習者只需要一臺聯網的終端設備就能方便地連接到系統，構建自己的個人學習環境，而無需考慮這些技術的實現細節。圖1給出了其服務模式：

2 功能結構設計

Michle Martin認為個人學習環境的設計主要考慮以下三個方面：①收集信息的工具；②處理信息的工具；③支持學習行動的工具。本系統中，EyeOs提供的Web 2．0工具如：RSS、網摘、搜索引擎、FTP等作為收集信息的工具；Blog、Wiki、知識圖片、便簽、即時通信等作為處理信息的工具；Moodle作為知識管理和支持學習行動的工具。在此基礎上，EyeOs+Moodle的結構設計如圖2所示。

(1)用戶接口層：用戶接口層是學習者與系統進行交互的接口，學習者只需一臺聯網的設備即可通過瀏覽器接入到自己的個人學習云環境中。

(2)系統結構層：系統結構層是本系統的核心，是向學習者提供服務的中樞。本系統提供三種學習支持工具用以幫助學習者構建自己的個人學習環境。首先是支持學習行動的工具Moodle，Moodle是促進學習者進行知識管理和系統化學習的工具。其次是收集整合信息的工具包括RSS等，學習者有選擇性的收集和整合與自己學習目的相關的信息以支持學習。最后是整合處理信息的工具包括Blog等，學習者可以對自己的學習行為進行反思，與同伴交流協作，共享自己的學習心得等。

(3)數據接口層：數據接口層由服務器集群和公有云組成，是系統的服務集，保證系統的可用性和安全性，并支持系統的擴展性。

3 實現過程

(1)開發環境：Apache+PHP+MySql

(2)開發工具：Myeclipse

(3)配置過程：首先安裝EyeOs+Moodle的核心EycOs：從官網下載EyeOs源代碼，解壓上傳文件夾到支持Apache+PHP+Mysql的服務器。在瀏覽器中輸入http：//localhost/install進入安裝頁面，EyeOs底層數據庫采用Mysql，需要在SQLBuddy頁創建數據庫并設置字符集為UTF-8。EyecOs安裝系統只帶有兩個文件夾和一些文檔，安裝過程中會解壓eyeos．eyepackage檔案，并建立系統整體結構。

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然后安裝Moodle．上傳Moodle源文件到服務器上的EyeOs文件夾下，下載Moodle的中文語言包到lang文件夾下，然后install頁安裝，正常情況下，按提示即可一步一步安裝完成。

最后整合Eyeos和Moodle：正確安裝完EyeOs和Moodle之后需要調用Moodle的Web service模塊。下載Moodle的WSDL文件并上傳到…/moodle/wspp文件夾下，并確保wsdl_pp．php文件能在瀏覽器中被訪問。WSDL是WebServices Description Language的縮寫，是一個用來描述Web服務和說明如何與Web服務通信的XML語言，用以為用戶提供詳細的接口說明書。最后根據提供的WSDL文件的描述信息修改moodle/client/classes/mdl soapserver．phD和moodle/client/classes/MoodleWS．php等文件即可完成。

當學習者登錄到系統后，進行課程學習和知識管理時還需要使用Moodle賬戶登錄，這就給學習者帶來了不便。為此，本系統采用了Shibboleth技術進行單點登錄。即學習者只需一次登錄就能在各個學習工具間進行切換。Shibboleth是一個針對SSO的項目，主要應用在網內的Web資源共享和網間的應用系統的用戶身份聯合認證。其聯合認證模式如圖3所示：

4 EyeOs+Moodle個人學習云環境系統特點與應用

(1)系統特點：①連接便捷：筆記本電腦、平板電腦、智能手機的普遍應用，網絡寬帶、WiFi熱點的覆蓋極大方便了學習者連接到EyeOs+Moodle系統。學習者只需要一臺具有瀏覽器的終端聯網設備就能快捷地連接登錄到系統，構建屬于自己的個人學習環境。其登錄界面如圖4所示。②投入低廉、簡單易用：在EyeOs+Moodle系統中，學習資源數據的存儲和處理都在云端進行，學習者無需考慮其實現技術和手段，降低了對學習設備的要求，滿足了學習者隨時隨地移動學習的需要。③模塊化：系統中每個子功能都是一個獨立的模塊，學習者可以根據自己的學習情況和學習目標選擇使用其中幾個或多個功能模塊，學習過程中還可移除其中“不合時宜”的模塊，而不會影響其他模塊的功能和易用性。

(2)系統應用：學習者通過注冊或系統分配的賬號使用聯網的計算機、智能手機等設備登錄到系統中，首先在Moodle里進行水平測試，認清自己的位置，在老師的引導下設立學習目標、制定學習計劃，然后根據自己感興趣的學習主題運用收集信息工具如：RSS、網摘、搜索引擎、FTP等收集自己所需要的信息和學習資源。使用處理信息工具如：Blog、Wiki、便簽、IM等來建構自己的知識，并與其他學習者分享自己的經驗，便于有共同學習主題的學習者看到自己的成果，并加以評論。圖5展示了學習者上傳學習資料時的界面：

應用調查結果表明大多數使用者認為該系統改變了教學資源的主體構成及匯聚組合方式，拓展了應用的空間范圍，有利于師生和生生之間的經驗交流，對提升自己的自主學習、協作學習和利用資源的能力等方面都有很大幫助。四 結束語

云計算技術的核心思想是資源的集中共享。它將資源集中于一個平臺上，統一調配然后以服務的形式提供給用戶。從云計算到云學習再到個人學習云環境的進程，為我們展示了一幅技術與教育融合的畫卷。正所謂“技術是構建個人學習環境和實施個性化學習的護照”。云計算在構建個人學習環境上具備先天的優勢。本文正是在此基礎上構建了一個基于Eyeos+Moodle個人學習云環境，使得學習者能夠在此平臺上自由靈活地獲取學習資源，更好地利用信息資源和服務來管理自己的學習。可以預見云計算技術應用于教育將會加快方興未艾的教育信息化的發展進程，促進教育資源的合理配置和學習者的個性化發展。