基于移動云計算架構的移動學習系統構建研究

摘 要：隨著移動互聯網與云計算技術的發展，移動學習逐步成為教育研究的熱點，移動云計算技術應用與移動學習結合是教育信息化的發展趨勢。文章在分析移動云計算的特點、與移動學習的關系、對教育帶來的變革后，提出了一種在移動云計算架構下的學習系統的設計，以期為移動學習的研究提供新的思路。

關鍵詞：云計算；移動云計算；移動學習；學習系統

中圖分類號：TP391 文獻標識碼： A 文章編號：2095-2163（2015）04-

Innovation of Vocational Educational Courses with Mobile Internet Thinking

LU Yuanrong

（Guangdong Engineering Polytechnic， Guangzhou 510520，China）

Abstract： With the development of mobile Internet and cloud computing technology， mobile-learning has gradually become the hot spot of educational research. The combination of Mobile cloud computing technology and mobile learning is the development trend of Education Informationization. This paper analyzes the characteristics of mobile cloud computing， the relationship between mobile learning and the change of education， and provides the design of a learning system based on mobile cloud computing architecture， which provides a new way for the research of mobile-learning.

Keywords： Cloud Computing； Mobile Cloud Computing； Mobile-learning； Learning System

0引 言

隨著無線移動通信技術、移動智能終端的發展、4G時代的到來，如何借助于現代先進的通訊技術和設備、同時基于現代移動網絡，讓學習不再受地域、時間、人、學習形式的限制，開展“Anywhere、Anytime、Anyone、Anystyle”的學習是教育信息化的一個研究熱點[1]。

時下，學習者主要是運用手中的移動智能終端開展移動學習，而且隨著技術的進步，智能終端的配置越來越高，八核CPU已經比較常見，并且支持多種音頻、視頻的播放格式，其內部還嵌有高清攝像頭，同時則自帶GPS模塊、重力感應、光線感應、電子羅盤、陀螺儀等感應器。至此，移動智能終端的快速、高精發展，即已對人們的生活、學習、包括思維方式都產生了廣泛而重要的深遠影響。但是，遇到需要復雜運算、強大服務、高容量存儲的場合，目前的移動智能終端卻也表現了其性能指標有限性的欠缺[2]。通過研究表明，引入移動云計算可以有效解決移動智能終端的不足，同時提升其現有優勢，本文即針對這一課題展開系統論述和全面研究。

1移動云計算與移動學習概述

1.1移動云計算概述

云計算（Cloud Computing）是一種基于互聯網的超級計算模式，能把存儲于PC、移動終端等設備上的大量信息和處理器資源集中在一起實現調度整合與協同工作[3]。移動云計算是云計算與移動互聯網的結合，在移動云計算模式下，所有運算和處理都在云端完成，用戶通過移動互聯網提供需求，快速獲得所需要的處理結果，而無需考慮這一過程需要調配的基礎設施、平臺、軟件或應用。移動云計算突破了傳統模式下應用程序必須依賴終端設備的限制，實現了與移動終端設備的無關性。基于移動云計算的移動學習，集中了移動云計算與移動學習的優點，為自主學習、協作學習帶來了廣闊的發展空間。

1.2基于移動云計算的個性化自主學習

自主學習是學習個體、個體行為和學習環境三者交互作用的非獨立相關過程，指學習者充分發揮學習的積極性，獨立自主地完成相關學習任務。自主學習強調學習者的主導地位、學習動機的自我驅動和學習的獨立性。移動智能終端的便攜性可以讓學習者自主選擇學習環境（Anywhere），快速交互性則讓學習者可以在任何時間（Anytime）與教育者、學習同伴快速交互（Anyone），獲得別人的幫助，并提高學習效率。同時云端強大的資源存儲和運算能力，即使學習者可以選擇自己喜歡的方式、適合的學習策略（Anystyle）進行學習，并完成學習成果檢驗。而且，移動學習中，學習者與教育者的分離，將進一步有助于學習者學習獨立性的培養和建立。

1.3基于移動云計算的協作學習

協作學習是學習者組成學習小組，通過小組成員的共同努力、合作互助實現共同的學習目標。關于云計算下的協作學習，上海師范大學周黎的定義是：用云計算輔助教學和支持協作學習的技術方法，在云端建立“云”環境，以使學生和教師各角色間進行協作交流，是計算機支持的協作學習的延伸和發展[4]。

在移動云計算下的協作學習，學習者將可借助移動終端，能夠在任何時間、任何地點進行主動的知識建構，或者是以學習小組組織者的身份，也或者就是參與者的身份，與教育者和同伴進行交互，與此同時，這種方式也將在更大程度上有利于培養學習者的個性和團隊精神。

2移動云計算為教育帶來的改變

2.1教育資源訪問方式的變化

學習者可以在任何時間、任何地點，根據某一時段、甚至某一時刻的任何需求來靈活訪問教育資源，并產生學習行為。教師通過對海量的學習資源進行歸類、管理，進而制定相應云資源的訪問規則。其中的教育資源既可以通過教育者，也可以通過學習者進行有關的補充、修改、完善、訪問、共享。

2.2教與學方式的變化

移動云計算下的學習，強調以學習者為中心的自主學習和協作學習，不僅突破了時空限制，實現了課程學習和社會實際需求的有效鏈接，而且提供了學生間、校際、校企共同參與教與學過程的良好契機，進而從中提升了學生知識遷移、終身學習和解決實際問題的能力。

教育者的使命職責也將隨之而轉換為：構建個性化的移動學習環境、整合教育資源、優化教學過程、組織學習活動、提供適合學生個人特點與發展需求的學習策略，并給予學習上的幫助和鼓勵。學習者則可以根據個人的需要和進展程度，自主選擇學習策略、學習方式和學習內容[4]。

2.3師生交互方式的變化

在移動云計算下，師生之間的交互不再只是局限于課堂上交流，而是通過移動終端外延至移動學習系統平臺上，并且教育者的角色也不一定局限于教師，更可以是進行協作學習的學生。借助移動終端和云計算技術，教育者和學習者將可以在真實的學習情境中，真正實現在任何時間、任何地點的雙向交流，如此將可迅速提升學習者解決實際問題的職業能力。不言而喻，教育質量也將得到顯著提高。

綜上可知，教學過程中，在學習者方面，通過彼此之間的信息交互、互助協作實現教學目標，而在教師方面的即時性、有針對性的指引效果產生，就使得這種快捷便利交互方式的設計建立，即對學習者的知識重構必將具有重大的現實意義和綜合應用價值。

3云計算下移動學習的系統設計

3.1移動學習系統的業務用例

在進行移動云計算架構下的學習系統設計時，即需要以學習系統作為研究對象，通過業務用例圖，針對與移動學習系統相關的業務執行者預期通過系統交互而達到的需求目標展開目標[5-6]。分析可得，移動學習系統業務用例圖如圖1所示。

圖1 移動學習系統業務用例圖

Fig.1 Business use case of mobile learning system

3.2學習系統總體架構圖

基于移動云計算的學習系統把計算、功能存儲、服務器、應用程序等放置于云端，同時提供統一的接口以供訪問。把教學資源等學習內容作為學習系統的應用層，提供在線的學習服務。作為學生和教師的用戶通過智能終端、PC，借助網絡訪問應用層的資源。基于移動云計算的學習系統的總體架構如圖2所示[7-9]。

圖2 移動學習系統架構圖

Fig.2 Mobile learning system architecture diagram

3.3教學內容框架設計

結合移動終端的特點設計學習系統的內容框架如圖3所示，具體包括三大模塊：教學資源模塊、互動教學模塊、教學測試模塊。在此，對每一組成模塊的功能實現進行如下綜述。

（1）教學資源模塊，為學習者提供基于云端的課內、課外和導學教學資源。課內學習資源包括：課程專題學習內容、教學大綱、課件、作業等。導學資源包括：案例分析、輔助教學工具下載、學習流程推薦、作業分析與評價、學習策略等。課外拓展資源則可為學有余力者提供深入學習的資源，同時也通過實際的案例吸引學習困難者，幫助其建立和提高學習信心。

（2）互動教學模塊通過在線答疑、練習、討論區，為學習者提供與學習同伴、教育者交流互動的機會，消除學習中的障礙，同時也為學習者提供作業、作品的展示區域，激發學生的學習主動性和熱情。

（3）教學測試模塊為學習者提供在完成相應的課程之后的學習效果測試，這些測試除了包括教育者預先設定的、與當前學習內容配套的固定測試，也可以是學習者自主選擇不同的學習主題實行隨機出題的自選測試，或者是幾個學習者為實現學習效果比拼的組隊測試。在各類相應的測試之后，學習系統將會為學習者提供總結評價，以利于學習者分析、并反思學習過程。

圖3 移動學習系統教學內容設計框架

Fig.3 Teaching content design framework for mobile learning system

4結束語

隨著移動互聯網技術的高速發展，高數據傳輸速率的4G時代的來臨，云計算技術的日趨成熟，構建基于云計算的移動學習系統已然成為日后學習型社會的必然發展趨勢。21世紀的教學理念即是“以學生為中心”，而移動學習、個性化學習和協作學習則是未來教育體系的重要組成。移動云計算架構下學習系統的設計實現必將具有廣闊的應用拓展空間，其研究成果值得教育工作者們做深入的研究與探索，對于解決當前教育信息化過程中的問題、構建個性化的移動學習環境，并提高教育教學質量將具有全面且積極的現實優勢意義。

參考文獻：

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