基于Mashup的個(gè)性化移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)

張鴻洋，陳 健，翟 梅

(陜西師范大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院,陜西 西安 710062)

基于Mashup的個(gè)性化移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)

張鴻洋，陳 健，翟 梅

(陜西師范大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院,陜西 西安 710062)

在學(xué)習(xí)者進(jìn)行移動(dòng)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，學(xué)習(xí)資源是核心，而Mashup能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)上現(xiàn)有學(xué)習(xí)資源進(jìn)行整合，可以很好地解決學(xué)習(xí)資源、服務(wù)的分散問(wèn)題。將Mashup的方式應(yīng)用到移動(dòng)學(xué)習(xí)的領(lǐng)域可以更好地幫助學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)。因此，文中在移動(dòng)學(xué)習(xí)中引入Mashup技術(shù)，構(gòu)建了一個(gè)學(xué)習(xí)平臺(tái)。利用該平臺(tái)聚合廣義分布的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)資源的自動(dòng)抓取、解析，同時(shí)提供可視化編輯器，可以方便地對(duì)平臺(tái)的數(shù)據(jù)源進(jìn)行擴(kuò)充，使該平臺(tái)具有高度的靈活性和擴(kuò)展性。此外，平臺(tái)可以有效地與移動(dòng)終端結(jié)合，學(xué)習(xí)者可以隨時(shí)隨地對(duì)平臺(tái)中的資源進(jìn)行訂閱和訪問(wèn)。重點(diǎn)描述了平臺(tái)的整體架構(gòu)、組成模塊、對(duì)移動(dòng)設(shè)備的支持以及數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)；基于原型系統(tǒng)的案例分析驗(yàn)證了平臺(tái)的可用性。結(jié)果表明，該平臺(tái)可以極大地提高學(xué)習(xí)者對(duì)于資源獲取的效率，滿足學(xué)習(xí)者個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求，有效提升了學(xué)習(xí)者的積極性和自主學(xué)習(xí)能力。

移動(dòng)學(xué)習(xí)；聚合；個(gè)性化；移動(dòng)應(yīng)用

0 引 言

伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、移動(dòng)通訊技術(shù)的發(fā)展，“隨時(shí)隨地、無(wú)處不在”的學(xué)習(xí)方式正在為人們所重視。移動(dòng)學(xué)習(xí)模式[1]為學(xué)習(xí)者提供了開(kāi)放的、不受時(shí)空限制的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，使得自主學(xué)習(xí)成為可能。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的今天，全民學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)型社會(huì)已經(jīng)形成，人們的學(xué)習(xí)活動(dòng)已經(jīng)不再局限于學(xué)校學(xué)習(xí)，人們開(kāi)始關(guān)注如何更好地利用自己工作、生活中的零碎時(shí)間進(jìn)行知識(shí)和技能的補(bǔ)充和提高。

但是由于網(wǎng)絡(luò)資源、服務(wù)的分散分布以及增長(zhǎng)速度的迅猛，學(xué)習(xí)者很難輕松地根據(jù)自己的需求去個(gè)性化定制自己所需的學(xué)習(xí)資源[2]。Mashup技術(shù)的出現(xiàn)能夠很好地解決資源、服務(wù)的分散問(wèn)題。

Mashup，計(jì)算機(jī)中的意思為聚合，其應(yīng)用是指聚合多種多樣的外部數(shù)據(jù)源格式(如公開(kāi)的API、XML/RSS/Atom、Web服務(wù)和HTML等)，形成具有統(tǒng)一體驗(yàn)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用或者網(wǎng)站[3]。它使得人們獲取數(shù)據(jù)和服務(wù)的途徑變得簡(jiǎn)單易行。近年來(lái)，各大廠商紛紛開(kāi)放各自的數(shù)據(jù)API，根據(jù)世界上最大的API庫(kù)ProgrammableWeb.com的統(tǒng)計(jì)，API的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了13 194個(gè)，而且這個(gè)數(shù)字每日都在增長(zhǎng)。

基于Mashup的開(kāi)發(fā)方式，相對(duì)于傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用而言，對(duì)于開(kāi)發(fā)者的編程技能和經(jīng)驗(yàn)要求較低。而且，許多公司都推出了Mashup應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)[4]，例如Yahoo Pipes、IBM Mashup Center等。Yahoo Pipes提供拖拽的方式，將不同網(wǎng)站的XML格式的輸出內(nèi)容作為數(shù)據(jù)源，利用Pipes提供的模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的加工，最終構(gòu)建出用戶想要的Mashup應(yīng)用。IBM Mashup Center是針對(duì)企業(yè)的Mashup平臺(tái)，包含信息加工組件InfoSphere MashupHub，和信息組裝、使用組件Lotus Mashups。前者實(shí)現(xiàn)根據(jù)企業(yè)信息創(chuàng)建Feeds，后者基于瀏覽器的使用方式，并提供大量的Widgets用于組建Mashup應(yīng)用。

然而，現(xiàn)有的Mashup應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)并不能滿足普通學(xué)習(xí)者的使用，它需要學(xué)習(xí)者有一定的計(jì)算機(jī)背景，需要用戶自己去挖掘可用的API、Feeds等，甚至需要了解Feeds文檔的格式。面對(duì)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的API、資源等，使用者無(wú)法輕松地找到合適的資源。此外，現(xiàn)有的大多數(shù)Mashup應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)創(chuàng)建出的Mashup應(yīng)用，都是以網(wǎng)頁(yè)的形式作為應(yīng)用，沒(méi)有對(duì)移動(dòng)設(shè)備做適當(dāng)?shù)膬?yōu)化處理，并不能很好地適用于手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備[5]，而隨著移動(dòng)終端的普及，越來(lái)越多的學(xué)習(xí)者開(kāi)始通過(guò)移動(dòng)終端進(jìn)行學(xué)習(xí)。

根據(jù)以上的分析，文中搭建了一個(gè)學(xué)習(xí)平臺(tái)，利用Mashup技術(shù)聚合網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源、服務(wù)等作為數(shù)據(jù)源，考慮到移動(dòng)設(shè)備訂閱與良好的展現(xiàn)資源，需要合理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)展示模型。同時(shí)考慮到網(wǎng)絡(luò)資源增長(zhǎng)的迅速，需要提供非常良好的擴(kuò)展性對(duì)新增加的API提供支持。

根據(jù)以上的需求，文中將Mashup技術(shù)應(yīng)用到移動(dòng)學(xué)習(xí)的領(lǐng)域，提出一個(gè)基于Mashup的個(gè)性化移動(dòng)學(xué)習(xí)的基本架構(gòu)。基于此架構(gòu)，可大大簡(jiǎn)化學(xué)習(xí)者對(duì)于海量網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源和服務(wù)的獲取。同時(shí)結(jié)合移動(dòng)設(shè)備使用，學(xué)習(xí)者可以對(duì)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行定制，更好地滿足學(xué)習(xí)者的個(gè)性化需求。

1 關(guān)鍵技術(shù)研究

1.1 Mashup體系結(jié)構(gòu)

Mashup的應(yīng)用模型是一個(gè)三元模型，包括：資源/服務(wù)提供者、Mashup服務(wù)器和Mashup客戶端，如圖1所示。

圖1 Mashup體系結(jié)構(gòu)

其中資源/服務(wù)提供者可以是開(kāi)放API的網(wǎng)站或者任何提供用戶所需數(shù)據(jù)的網(wǎng)站，它的作用是向Mashup服務(wù)器提供Mashup集成所需要的信息內(nèi)容；Mashup服務(wù)器將獲得的資源/服務(wù)封裝成標(biāo)準(zhǔn)的組件，同時(shí)對(duì)Mashup客戶端開(kāi)放對(duì)于資源/服務(wù)的調(diào)用；Mashup客戶端則選擇相關(guān)資源/服務(wù)將其聚合到自己的網(wǎng)站或者應(yīng)用系統(tǒng)中，并最終通過(guò)圖形化的方式呈現(xiàn)出Mashup應(yīng)用結(jié)果。

在Mashup的三元模型之上去建立一個(gè)平臺(tái)需要：首先，Mashup服務(wù)器對(duì)資源/服務(wù)提供者提供的各種資源/服務(wù)進(jìn)行獲取、解析成平臺(tái)可用數(shù)據(jù)；其次，平臺(tái)將可用數(shù)據(jù)封裝成標(biāo)準(zhǔn)化的組件，并對(duì)Mashup客戶端提供開(kāi)放的調(diào)用接口；最后，Mashup客戶端通過(guò)訂閱/自定義的方式對(duì)Mashup服務(wù)器上的組件進(jìn)行獲取，最終以圖形化的方式展示供用戶使用。

1.2 Mashup資源獲取的方式

Mashup資源獲取方式是指對(duì)Mashup內(nèi)容提供者公開(kāi)的資源/服務(wù)通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行獲取。當(dāng)前主要的Mashup資源獲取的方式有Web Feed、Open API、REST協(xié)議、屏幕抓取等方式。

1.2.1 Web Feed方式

Web Feed基于XML，可以用于用戶在不添加任何表現(xiàn)層內(nèi)容的情況下在Web上發(fā)布內(nèi)容。Web Feed是一種非常高效的信息分發(fā)的方式，典型代表包括RSS和Atom，凡是通過(guò)Feed方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取的程序都可以叫做聚合器或者Feed閱讀器。

在Mashup中，F(xiàn)eed的使用非常廣泛，例如Yahoo公司的Yahoo Pipes就是利用一個(gè)可視化的編輯器對(duì)Feed數(shù)據(jù)進(jìn)行混合來(lái)創(chuàng)建Mashup頁(yè)面。這個(gè)可視化編輯器，可以讓非程序員用戶輕松使用該服務(wù)，完成數(shù)據(jù)的聚合。

1.2.2 Open API方式

這種Mashup資源獲取技術(shù)是指內(nèi)容/服務(wù)提供者發(fā)布自己的公共接口API。Mashup服務(wù)器需要某個(gè)內(nèi)容提供者的數(shù)據(jù)/服務(wù)時(shí)，一般通過(guò)SOAP協(xié)議來(lái)請(qǐng)求數(shù)據(jù)/服務(wù)。Mashup內(nèi)容/服務(wù)提供者在收到Mashup服務(wù)器的數(shù)據(jù)請(qǐng)求以后，就會(huì)把對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)返回。每個(gè)API都會(huì)包含一定的調(diào)用格式以及參數(shù)規(guī)范說(shuō)明，調(diào)用者只需要根據(jù)對(duì)應(yīng)的規(guī)范，就可以獲得相應(yīng)的資源或者服務(wù)。不過(guò)，因?yàn)檎{(diào)用API需要通過(guò)SOAP協(xié)議，而這一協(xié)議需要調(diào)用者熟悉WSDL等服務(wù)描述與發(fā)現(xiàn)機(jī)制，因此使用具有一定的復(fù)雜性。

1.2.3 REST協(xié)議方式

由于Open API方式使用的復(fù)雜性，以REST協(xié)議獲取資源的方式逐漸興起。REST協(xié)議提供了一種更加簡(jiǎn)單的方式來(lái)獲取資源，它不需要內(nèi)容/服務(wù)提供者提供公共接口的API，而是以資源的角度來(lái)看待互聯(lián)網(wǎng)，在基于REST的Web Service中，每個(gè)資源都是由一個(gè)唯一的URI進(jìn)行標(biāo)示，當(dāng)接收到Mashup服務(wù)器發(fā)送的請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)該URI決定如何響應(yīng)。

由于REST協(xié)議的簡(jiǎn)單、可伸縮性等特點(diǎn)，越來(lái)越多的服務(wù)提供商開(kāi)始提供對(duì)REST的支持，例如Google、Yahoo、Amazon等。

1.2.4 屏幕抓取方式

由于還有很多的公共數(shù)據(jù)并沒(méi)有提供開(kāi)放的方式對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，此時(shí)Mashup服務(wù)器可能需要通過(guò)屏幕抓取技術(shù)解析網(wǎng)頁(yè)中相關(guān)HTML頁(yè)面的結(jié)構(gòu)，以編程的方式從中提取需要的數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)的聚合。

屏幕抓取技術(shù)適用的范圍非常廣，但是也存在一些內(nèi)在的缺點(diǎn)。首先，與使用開(kāi)放API不同，抓取并不是建立在與內(nèi)容發(fā)布者的合作機(jī)制上，且還會(huì)對(duì)目標(biāo)的網(wǎng)頁(yè)結(jié)構(gòu)形成依賴。當(dāng)內(nèi)容提供者周期性地修改目標(biāo)網(wǎng)頁(yè)的結(jié)構(gòu)時(shí)，抓取的代碼很可能失效，給抓取者帶來(lái)一定的維護(hù)任務(wù)。此外，并沒(méi)有成熟的屏幕抓取工具，因?yàn)榫W(wǎng)頁(yè)信息及其結(jié)構(gòu)的差異性，機(jī)器并不能做到完全的自動(dòng)處理，因此對(duì)于不同的頁(yè)面需要去設(shè)計(jì)不同的抓取規(guī)范。

2 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)形式

在該平臺(tái)構(gòu)建的過(guò)程中，根據(jù)Mashup構(gòu)建技術(shù)的特點(diǎn)，可以劃分為不同的層次[6]，分為資源層的Mashup、集成層的Mashup以及展示層的Mashup[7]。

2.1 資源層Mashup

資源層的Mashup，即通過(guò)RSS、Atom、WebService[8]、爬蟲(chóng)、屏幕抓取[9]等技術(shù)將異構(gòu)的數(shù)據(jù)源進(jìn)行獲取。該平臺(tái)中的數(shù)據(jù)源包含Wiki、Blog、精品課程、詞典庫(kù)、Open API等，由于網(wǎng)絡(luò)資源增長(zhǎng)的迅速，平臺(tái)也會(huì)提供方便的擴(kuò)展接口，用于擴(kuò)展數(shù)據(jù)源。資源層Mashup如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)層Mashup

2.2 集成層Mashup

集成層的Mashup，即將獲取到的異構(gòu)數(shù)據(jù)，進(jìn)行解析、提取、篩選、組合入庫(kù)，然后根據(jù)此流程形成的數(shù)據(jù)進(jìn)行平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。

2.3 展示層Mashup

對(duì)于移動(dòng)設(shè)備的顯示，比如Android設(shè)備，展示層Mashup由多個(gè)控件拼合而成。每個(gè)控件代表一個(gè)欄目，比如Blog、Wiki等，控件的形狀一般為矩形區(qū)域，類似手機(jī)桌面的launcher。該平臺(tái)中，展示層Mashup頁(yè)面，可以根據(jù)學(xué)習(xí)者的興趣自行訂閱，應(yīng)用程序會(huì)根據(jù)學(xué)習(xí)者的訂閱情況自動(dòng)生成Mashup頁(yè)面，從而滿足每個(gè)學(xué)習(xí)者不同的需求。展示層Mashup如圖3所示。

圖3 展示層Mashup

3 基于Mashup的個(gè)性化移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)設(shè)計(jì)

3.1 總體設(shè)計(jì)

首先，通過(guò)Mashup編輯器錄入數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)模型包含數(shù)據(jù)抓取、數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)展示所需要的schema。該數(shù)據(jù)模型包含了數(shù)據(jù)源的位置、抓取需要的參數(shù)以及抓取的深度等，包括了解析的方式、規(guī)則，以及數(shù)據(jù)最終在移動(dòng)設(shè)備上展示的規(guī)則。模型建立完成以后，系統(tǒng)將自動(dòng)根據(jù)該模型去抓取、解析數(shù)據(jù)，最終將異構(gòu)數(shù)據(jù)源轉(zhuǎn)化為可用數(shù)據(jù)存到平臺(tái)中。接下來(lái)，用戶下載平臺(tái)提供的移動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用程序，該程序支持欄目訂閱，自行定制Mashup應(yīng)用。在日常的使用過(guò)程中，平臺(tái)接收并解析移動(dòng)設(shè)備發(fā)出的請(qǐng)求，根據(jù)請(qǐng)求進(jìn)行發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)，一般返回?cái)?shù)據(jù)包含用戶請(qǐng)求的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)模型中的展示schema。移動(dòng)端，會(huì)根據(jù)展示schema控制數(shù)據(jù)的顯示以適用于移動(dòng)設(shè)備。在用戶使用過(guò)程中，會(huì)記錄用戶的使用習(xí)慣、興趣等，在平臺(tái)為用戶建立興趣模型，最終通過(guò)興趣模型，實(shí)現(xiàn)為用戶進(jìn)行智能推送[10]。平臺(tái)架構(gòu)圖如圖4所示。

圖4 平臺(tái)架構(gòu)圖

平臺(tái)能夠根據(jù)數(shù)據(jù)模型，自動(dòng)通過(guò)不同的方式，獲取異構(gòu)的數(shù)據(jù)源，最后解析成本系統(tǒng)可用的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。并且能夠供移動(dòng)設(shè)備使用，而移動(dòng)設(shè)備友好的展示數(shù)據(jù)，也需要數(shù)據(jù)模型的支持。

3.2 數(shù)據(jù)模型

Mashup將不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合使用，這些數(shù)據(jù)通常有著不同的結(jié)構(gòu)，不同的獲取方式。如何將這些異構(gòu)數(shù)據(jù)整合入系統(tǒng)，如何解決將數(shù)據(jù)在移動(dòng)設(shè)備的app上友好展示。對(duì)于異構(gòu)數(shù)據(jù)的獲取[11]，需要通過(guò)不同的獲取技術(shù)以及使用不同的方式進(jìn)行解析。而對(duì)于將數(shù)據(jù)在用戶的移動(dòng)設(shè)備的app中友好的展示，需要通過(guò)一定的描述文件對(duì)其組件的顯示進(jìn)行控制。對(duì)于以上兩個(gè)問(wèn)題，定義了數(shù)據(jù)schema來(lái)控制整個(gè)平臺(tái)數(shù)據(jù)的獲取、解析、展示。

3.2.1 數(shù)據(jù)獲取

對(duì)于Mashup獲取數(shù)據(jù)的來(lái)源，主要有Open API、RSS、Atom、屏幕抓取、爬蟲(chóng)、WebService等。針對(duì)不同的數(shù)據(jù)源，需要不同的schema控制其抓取的過(guò)程。抓取的schema定義如下：

{url，parameters，deep}

抓取的schema為一個(gè)三元組，url定位獲取數(shù)據(jù)的位置，parameters提供數(shù)據(jù)獲取時(shí)所需的參數(shù)，deep則控制數(shù)據(jù)獲取的深度。

3.2.2 數(shù)據(jù)解析

Mashup所使用的數(shù)據(jù)交換格式，一般情況下為兩種：相似的基于XML的文檔格式和JSON。比如RSS、Atom返回的數(shù)據(jù)基于XML的文檔格式；屏幕抓取，爬蟲(chóng)返回的數(shù)據(jù)一般為HTML，而HTML的基本數(shù)據(jù)格式與XML類似，也能夠輕松轉(zhuǎn)化為XML的格式；Open API、WebService返回的數(shù)據(jù)則一般為XML、JSON。

針對(duì)不同的數(shù)據(jù)交換格式，需要通過(guò)不同的解析器將其解析成平臺(tái)中的可用數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)解析的schema定義如下：

{method,nodes,node-relation}

解析的schema為一個(gè)三元組，method決定解析所選擇的方式，nodes為所需要解析得到的節(jié)點(diǎn)，node-relation為節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系。

3.2.3 數(shù)據(jù)展示

為了將平臺(tái)中的數(shù)據(jù)可以友好地在移動(dòng)設(shè)備中進(jìn)行展示，并且可以提供動(dòng)態(tài)擴(kuò)充欄目的支持，對(duì)于每種類型的欄目，移動(dòng)設(shè)備上展示方式都需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先在移動(dòng)設(shè)備的app布局中預(yù)設(shè)盡可能多的組件供數(shù)據(jù)顯示，默認(rèn)為隱藏狀態(tài)。根據(jù)服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行控制顯示。數(shù)據(jù)展示的schema定義如下：

{keys,properties,elements}

數(shù)據(jù)展示的schema為一個(gè)三元組，keys包含了app端布局文件中組件的唯一的標(biāo)識(shí)符集合，elements為返回的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的集合，properties為返回的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的屬性集合，與keys集合一一對(duì)應(yīng)，控制app端布局中的組件的顯示。

3.3 模塊設(shè)計(jì)

(1)數(shù)據(jù)處理模塊：負(fù)責(zé)根據(jù)上述的數(shù)據(jù)模型，將異構(gòu)的數(shù)據(jù)源通過(guò)不同方式進(jìn)行獲取以及解析成系統(tǒng)可用的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

(2)用戶模型：對(duì)于基于Mashup組成的數(shù)據(jù)源，其數(shù)據(jù)種類繁多，最基本的要求必須滿足用戶訂閱。所以用戶模型除了基本信息以外，包含訂閱的相關(guān)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)中引入興趣Tag[12]，可以很好地用于智能推送，以及計(jì)算用戶間的興趣相似度，進(jìn)而根據(jù)相互相似度匹配推送。

(3)分發(fā)處理模塊：分發(fā)處理模塊中包含解析請(qǐng)求、數(shù)據(jù)分發(fā)和智能推送。一方面解析用戶發(fā)來(lái)的請(qǐng)求，并實(shí)時(shí)給予反饋，與移動(dòng)設(shè)備端協(xié)作[13]；另一方面根據(jù)用戶的興趣、瀏覽信息等，對(duì)用戶的興趣進(jìn)行挖掘，從而實(shí)現(xiàn)智能推送。

(4)可視化編輯模塊：主要用于系統(tǒng)的擴(kuò)展，系統(tǒng)需要增加新的數(shù)據(jù)源，并且希望可以自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)的抓取直至友好的供用戶訂閱。整個(gè)過(guò)程的核心是數(shù)據(jù)模型，而數(shù)據(jù)模型可以在此模塊進(jìn)行可視化的編輯。

與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)相比，基于Mashup的個(gè)性化移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)讓用戶可以隨時(shí)隨地地學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)上現(xiàn)有的學(xué)習(xí)資源，充分體現(xiàn)移動(dòng)學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)。而對(duì)于用戶難以在龐大的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中進(jìn)行篩選學(xué)習(xí)，該系統(tǒng)也通過(guò)欄目訂閱、興趣Tag等進(jìn)行解決。具體的優(yōu)勢(shì)如下：

(1)充分利用網(wǎng)絡(luò)中的學(xué)習(xí)資源。

使用Mashup聚合網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)中種類繁多的異構(gòu)資源進(jìn)行采集、解析和利用，有效提高了學(xué)生對(duì)于資源的獲取能力。

(2)充分發(fā)揮移動(dòng)學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)。

用戶可以通過(guò)手機(jī)隨時(shí)隨地，自主地進(jìn)行學(xué)習(xí)，有效地方便了學(xué)生對(duì)于知識(shí)獲取的途徑。

(3)充分發(fā)揮移動(dòng)設(shè)備的優(yōu)勢(shì)。

對(duì)于移動(dòng)設(shè)備可以很好地對(duì)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行緩存，即使在無(wú)網(wǎng)絡(luò)的情況下，也可以進(jìn)行離線資源的學(xué)習(xí)[14]。

(4)個(gè)性化學(xué)習(xí)環(huán)境。

由于學(xué)生個(gè)體間差異，移動(dòng)終端的私有性可以更好地方便其定制，以及平臺(tái)提供智能推送功能，極大提高了用戶的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

(5)完整學(xué)習(xí)行為的記錄。

學(xué)生在對(duì)應(yīng)用的使用過(guò)程中，該系統(tǒng)可以完整地記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)歷程，甚至獲取學(xué)習(xí)時(shí)間、位置等場(chǎng)景信息。這些數(shù)據(jù)既可以用于調(diào)整用戶學(xué)習(xí)的軌跡，也為學(xué)習(xí)者提供了一個(gè)完整的學(xué)習(xí)檔案。

4 移動(dòng)端的實(shí)現(xiàn)

4.1 數(shù)據(jù)交換格式的選擇

對(duì)于移動(dòng)設(shè)備與服務(wù)器交互，一般選擇的數(shù)據(jù)交換格式為XML或者JSON。

XML(eXtensible Markup Language)用于標(biāo)記電子文件使其具有結(jié)構(gòu)性的標(biāo)記語(yǔ)言，可以用來(lái)標(biāo)記數(shù)據(jù)、定義數(shù)據(jù)類型，是一種允許用戶對(duì)自己的標(biāo)記語(yǔ)言進(jìn)行定義的源語(yǔ)言。

JSON(JavaScript Object Notation)是一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)交換格式，具有良好的可讀和便于快速編寫(xiě)的特性，可在不同平臺(tái)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

對(duì)于二者，都易于解析，都可用于客戶端與服務(wù)器的交互。相比較而言，XML雖然從編碼可讀性上來(lái)看，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，該格式更貼近于人類的語(yǔ)言。但是對(duì)于應(yīng)用與服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳遞類型的選擇，考慮到移動(dòng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)帶寬比較低以及流量計(jì)費(fèi)的問(wèn)題，對(duì)于展示相同的數(shù)據(jù)，JSON占據(jù)的體積更小，傳遞的速度更快[15]。畢竟數(shù)據(jù)的解析過(guò)程與用戶無(wú)關(guān)的，所以這里采用JSON作為返回?cái)?shù)據(jù)的格式。

4.2 設(shè)備與平臺(tái)交互流程

當(dāng)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)平臺(tái)中時(shí)，用戶可以通過(guò)手機(jī)或者其他移動(dòng)設(shè)備安裝應(yīng)用程序隨時(shí)隨地訂閱與查看這些數(shù)據(jù)。在移動(dòng)端程序中提供了多種類型的布局，以滿足多種類型的數(shù)據(jù)在設(shè)備上友好的顯示。而對(duì)于數(shù)據(jù)的展示，會(huì)根據(jù)上述數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)展示schema對(duì)組件的顯示進(jìn)行調(diào)節(jié)。

對(duì)于手機(jī)和平臺(tái)的通信流程：

(1)應(yīng)用在首次使用時(shí)，向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，服務(wù)器返回?cái)?shù)據(jù)所有的欄目數(shù)據(jù)。

(2)用戶選擇感興趣的欄目，然后將欄目節(jié)點(diǎn)信息發(fā)送到服務(wù)器對(duì)用戶模型進(jìn)行完善，同時(shí)應(yīng)用程序根據(jù)用戶的選擇生成Mashup主界面，緩存欄目數(shù)據(jù)。

(3)當(dāng)用戶點(diǎn)擊主界面不同的欄目時(shí)，服務(wù)器分頁(yè)返回該欄目下的數(shù)據(jù)以及對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)展示schema，客戶端依據(jù)返回的數(shù)據(jù)和schema調(diào)節(jié)組件進(jìn)行顯示。

(4)平臺(tái)會(huì)根據(jù)用戶的基本信息、欄目訂閱以及瀏覽情況，對(duì)使用數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而為用戶推送興趣相近的欄目或者數(shù)據(jù)。

最終，移動(dòng)設(shè)備Mashup頁(yè)面生成如圖5所示。

圖5 移動(dòng)端Mashup頁(yè)面

5 結(jié)束語(yǔ)

文中介紹了一種基于Mashup的個(gè)性化移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)。利用Mashup將網(wǎng)絡(luò)上分散的學(xué)習(xí)資源聚合起來(lái)，供移動(dòng)設(shè)備使用，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)。該平臺(tái)設(shè)計(jì)了完整的數(shù)據(jù)抓取、數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)展示的數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)抓取、解析以及友好地在移動(dòng)設(shè)備上進(jìn)行展示。同時(shí)提供可視化編輯器，可以方便擴(kuò)展平臺(tái)的數(shù)據(jù)源。對(duì)于學(xué)習(xí)者，可以自由訂閱欄目，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)為其構(gòu)建Mashup頁(yè)面，以滿足學(xué)習(xí)者個(gè)性化的需求。在學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)基于其訂閱情況以及學(xué)習(xí)過(guò)程的記錄，為其構(gòu)建興趣模型，將該興趣模型作為智能推送的基礎(chǔ)。然而由于聚合的資源來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)各處，該平臺(tái)尚未考慮資源間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以及學(xué)習(xí)者在移動(dòng)學(xué)習(xí)的過(guò)程中如何引入情境化，可作為今后的研究方向。

[1] 李曉麗,王曉軍.移動(dòng)學(xué)習(xí)模式探討及系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,2007,9(5):10-13.

[2] 李 春,朱珍民,葉 劍,等.個(gè)性化服務(wù)研究綜述[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2009,26(11):4001-4005.

[3] 祁曉暉，鄭 滔.Mashup研究綜述[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2010,30(S1):203-208.

[4] 紀(jì)姍姍,李 宇,周 強(qiáng).Mashup工具的分析與研究[J].現(xiàn)代圖書(shū)情報(bào)技術(shù),2010(1):41-45.

[5] 路 躍,劉旭東,孫海龍,等.MM:面向最終用戶的Mashup移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)與探索,2012,6(3):237-247.

[6] 汪名森,王 強(qiáng).Mashup系統(tǒng)構(gòu)建研究[J].現(xiàn)代圖書(shū)情報(bào)技術(shù),2009(5):34-38.

[7] Yu Jin,Benatallah B,Casati F,et al.Understanding Mashup development[J].IEEE Internet Computing,2008,12(5):44-52.

[8] 蘇會(huì)杰.基于REST和SOAP的Mashup平臺(tái)Web服務(wù)研究與實(shí)現(xiàn)[D].北京:北京郵電大學(xué),2012.

[9] 李 峰,李春旺.Mashup關(guān)鍵技術(shù)研究[J].現(xiàn)代圖書(shū)情報(bào)技術(shù),2009(1):44-49.

[10] 廖軼宸.基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的混合型信息推送系統(tǒng)的研究[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2012,33(8):3268-3272.

[11] 魏 偉,陳正鳴,呂 嘉.基于Atom的個(gè)性化數(shù)據(jù)重用[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2013,30(12):236-239.

[12] 易 明,曹高輝,毛 進(jìn),等.基于Tag的知識(shí)主題網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與Web知識(shí)推送研究[J].中國(guó)圖書(shū)館學(xué)報(bào),2011,37(4):4-12.

[13] 王 輝,高成英,劉 寧.服務(wù)器端Mashup開(kāi)發(fā)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程,2010,36(10):262-264.

[14] 侯志鑫.移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境下學(xué)習(xí)資源建設(shè)模式的研究[D].北京:北京交通大學(xué),2014.

[15] 高 靜,段會(huì)川.JSON數(shù)據(jù)傳輸效率研究[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2011，32(7):2267-2270.

Personalized Mobile Learning Platform Based on Mashup

ZHANG Hong-yang,CHEN Jian,ZHAI Mei

(Schoolof Computer Science,Shaanxi Normal University,Xi’an 710062,China)

Learning resources are regarded as the critical point for learners in their process of mobile learning.And the Mashup,which is able to integrate the existing learning resources on the network,can solve the problems of dispersion in the aspect of learning resources and services in an efficient way.Also,it can better assist the learners to study whenever it is and wherever they may be when applying the way of Mashup to the field of mobile learning.Hence,the technique of Mashup in mobile learning was introduced in this paper to construct a learning platform,and the automatic crawls as well as analysis for resources can be realized by using the platform to aggregate the web-based learning resources of generalized distribution.Also,it provides a visual editor to extend data sources more convenient,which makes the platform has a high degree of flexibility and scalability.In addition,platform can be effectively combined with the mobile terminal,so that learners can subscribe and access the resources through mobile devices anytime and anywhere.In this paper,the overall architecture,the composition modules,the support for mobile devices,as well as the design of the data model were described in details.Then,it customizes a trial application to verify the availability of the platform.The results show that the platform can greatly improve the efficiency of resource acquisition for learners,and meet the needs of learner individualized learning,effectively improving the learner’s motivation and self-learning ability.

mobile learning;Mashup;personalization;mobile application

2015-04-07

2015-07-09

時(shí)間：2016-01-04

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41271387)；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(GK201503066)；陜西高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目(13BY23)

張鴻洋(1991-),男,碩士研究生,研究方向?yàn)殡娮臃?wù)、電子學(xué)習(xí)；陳 健,博士，副教授,CCF會(huì)員，研究方向?yàn)殡娮臃?wù)、服務(wù)工程、軟件工程。

http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1450.TP.20160104.1453.010.html

TP39

A

1673-629X(2016)01-0027-06

10.3969/j.issn.1673-629X.2016.01.006