基于云計(jì)算的MR移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化交互技術(shù)研究

趙莉,涂雅軒,吳金鳳,張宇軒

(1.信陽農(nóng)林學(xué)院 信息工程學(xué)院,河南 信陽 464000;2.武漢輕工大學(xué) 管理學(xué)院,湖北 武漢 430000)

5G(5th Generation Mobile Communication Technology,第五代移動(dòng)通信技術(shù))的到來,助力信息技術(shù)蓬勃發(fā)展的同時(shí)也顛覆了傳統(tǒng)的教育模式,讓人們的學(xué)習(xí)方式呈現(xiàn)出多元化。其中移動(dòng)學(xué)習(xí)(Mobile Learning,縮寫為M-Learning)的出現(xiàn)滿足了當(dāng)下用戶個(gè)性化學(xué)習(xí)需求,將學(xué)習(xí)者從傳統(tǒng)的課堂藩籬中解放出來,實(shí)現(xiàn)利用碎片化的時(shí)間進(jìn)行隨時(shí)、隨地、隨需的學(xué)習(xí),尤其是近幾年席卷全球的疫情期間更讓移動(dòng)學(xué)習(xí)成為教育技術(shù)領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。但學(xué)習(xí)者通過各種移動(dòng)終端(如手機(jī)或平板電腦等)快速獲取學(xué)習(xí)資源的同時(shí),如何實(shí)現(xiàn)師生間虛實(shí)場(chǎng)景的可視化交互,如何營(yíng)造沉浸式學(xué)習(xí)體驗(yàn)從而增加用戶粘性并提升學(xué)習(xí)實(shí)效,成為移動(dòng)學(xué)習(xí)亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

5G技術(shù)的迅速發(fā)展催生了移動(dòng)終端設(shè)備的日益普及,讓移動(dòng)學(xué)習(xí)成為一種趨勢(shì)。同時(shí),5G網(wǎng)絡(luò)推廣發(fā)展和與時(shí)俱進(jìn)的校園WiFi廣泛覆蓋,更為學(xué)習(xí)者提供了高速、便捷的學(xué)習(xí)環(huán)境。MR(Mixed Reality,即混合現(xiàn)實(shí))是VR(Virtual Reality,虛擬現(xiàn)實(shí))和AR(Augmented Reality,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))的發(fā)展與延伸,通過與空間定位、傳感和人機(jī)交互等多領(lǐng)域技術(shù)聯(lián)動(dòng),融合虛擬世界和現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景而產(chǎn)生的全息影像可視化環(huán)境[1]。MR作為元宇宙的重要入口,能把虛擬信息疊加到真實(shí)場(chǎng)景中并與用戶實(shí)現(xiàn)互動(dòng),為用戶帶來虛實(shí)結(jié)合的沉浸式顯性體驗(yàn)及更加自然的交互氛圍,增強(qiáng)用戶身臨其境的真實(shí)感,對(duì)于實(shí)現(xiàn)移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化交互及增加用戶粘性且提升學(xué)習(xí)實(shí)效具有重要意義。

1 MR移動(dòng)學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)外的移動(dòng)學(xué)習(xí)研究起步較早,它起源于美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的Wireless Andrew項(xiàng)目,吸引了許多國(guó)外學(xué)者對(duì)其進(jìn)行研究[2]。最早移動(dòng)學(xué)習(xí)的研究主要集中分布在歐洲和北美的部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、科技發(fā)展迅速的國(guó)家,其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)全面開展,他們的研究方向主要應(yīng)用于企業(yè)培訓(xùn)和學(xué)校教育領(lǐng)域,如挪威互聯(lián)網(wǎng)學(xué)院、德國(guó)的開放大學(xué)等諸多國(guó)家都在進(jìn)行移動(dòng)學(xué)習(xí)的探討,并以“終身學(xué)習(xí)”為目標(biāo),為后期的移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化交互研究增添了寶貴的經(jīng)驗(yàn)[3]。MR是在VR與AR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的混合技術(shù),是由Intel在2016年舊金山IDF16開發(fā)者大會(huì)上首次推出,會(huì)上Intel亮出了多項(xiàng)新技術(shù)。MR最早進(jìn)入大眾視野的是一段網(wǎng)上瘋傳的視覺盛宴“谷歌黑科技全息投影裸眼3D”視頻,MR有別于傳統(tǒng)的虛擬包裝,其數(shù)字模擬技術(shù)生成逼真的集視覺、聽覺、觸覺為一體的虛擬仿真環(huán)境,讓可視化環(huán)境里物理和數(shù)字對(duì)象共存,并實(shí)時(shí)互動(dòng)。MR技術(shù)與傳統(tǒng)行業(yè)的結(jié)合,比如:MR+教育、MR+金融等,已擁有諸多成功的垂直落地場(chǎng)景,其代表性的是微軟的Hololens[4]。云計(jì)算概念從2007年首次提出到至今,云計(jì)算早已滲透到各個(gè)研究領(lǐng)域,亞馬遜已經(jīng)開始賦能元宇宙的運(yùn)行,利用云計(jì)算輔助教學(xué)研究的項(xiàng)目更是層出不窮,比如蘋果公司的iCloud手機(jī)移動(dòng)云服務(wù)、微軟公司的Window Phone移動(dòng)云計(jì)算平臺(tái)等[5]。

國(guó)內(nèi)移動(dòng)學(xué)習(xí)的先河是從2001年教育部授權(quán)北京大學(xué)的移動(dòng)教育項(xiàng)目開始,正式將移動(dòng)學(xué)習(xí)的概念引入中國(guó)[6]。隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來,尤其是近兩年5G技術(shù)的飛速發(fā)展催生了智能移動(dòng)終端設(shè)備的日益普及,為移動(dòng)學(xué)習(xí)創(chuàng)造了可靠的硬件環(huán)境,國(guó)內(nèi)對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)的研究正在由理論研究逐步轉(zhuǎn)向應(yīng)用研究,開展了各種基于移動(dòng)設(shè)備和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué),使移動(dòng)學(xué)習(xí)應(yīng)用研究越來越廣泛。與此同時(shí),國(guó)內(nèi)的MR產(chǎn)業(yè)經(jīng)過近十年的發(fā)展已經(jīng)日趨成熟,形成了五大MR核心產(chǎn)業(yè)聚集區(qū),產(chǎn)業(yè)生態(tài)初步形成。目前,全國(guó)共有VR/AR/MR企業(yè)3000余家,由清華大學(xué)、北京大學(xué)、北京師范大學(xué)合力聯(lián)建的移動(dòng)教育研究中心,為全國(guó)學(xué)生建立全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)平臺(tái),且實(shí)行手機(jī)用戶享受優(yōu)惠政策,助力實(shí)現(xiàn)教育資源的均衡化,使每位學(xué)生都能享受到優(yōu)秀均衡的教育資源[7]。再加上與時(shí)俱進(jìn)的校園WiFi迅速覆蓋以及5G+MR的發(fā)展,為移動(dòng)學(xué)習(xí)者提供了高速、便捷的可視化交互學(xué)習(xí)環(huán)境,使移動(dòng)學(xué)習(xí)成為智能經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的強(qiáng)大引擎。

2 5G賦能云計(jì)算MR移動(dòng)學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)

云計(jì)算(Cloud Computing)是網(wǎng)絡(luò)分布式計(jì)算的一種,分布式計(jì)算和大規(guī)模異構(gòu)系統(tǒng)資源共享是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵技術(shù)[8]。它通過互聯(lián)網(wǎng)搭建資源池,將學(xué)習(xí)資源布置到云端,實(shí)現(xiàn)資源的統(tǒng)一管理和調(diào)度,為用戶提供實(shí)時(shí)更新、靈活擴(kuò)展和虛擬化的資源(CPU、內(nèi)存,網(wǎng)絡(luò),存儲(chǔ)),使移動(dòng)學(xué)習(xí)資源得到最大整合。另外,云計(jì)算依托5G網(wǎng)絡(luò)低時(shí)延、高寬帶、廣連接的優(yōu)勢(shì),將復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)與海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)投放到云端完成,使移動(dòng)終端的計(jì)算與存儲(chǔ)脫離本機(jī),通過云服務(wù)按需定制,極大降低了終端設(shè)備的配置要求。同時(shí),5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)萬物互通互聯(lián),加之云計(jì)算推進(jìn)元宇宙的運(yùn)行,借助MR融合移動(dòng)終端的小程序協(xié)同工作,讓學(xué)習(xí)突破課堂延伸至戶外,輕松實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式遠(yuǎn)程教育的教與學(xué),這也為移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化交互的發(fā)展帶來了更多的契機(jī)與挑戰(zhàn)。

云計(jì)算是IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物,利用云計(jì)算原理突破終端硬件和時(shí)間地域的限制,為師生更好地開展移動(dòng)學(xué)習(xí)提供廉價(jià)便捷的服務(wù)和支持。本文充分利用5G賦能云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)特征與MR移動(dòng)學(xué)習(xí)深度融合,結(jié)合API(Application Programming Interface,應(yīng)用程序接口)訪問控制及MySQL數(shù)據(jù)庫(kù),搭建面向高校移動(dòng)學(xué)習(xí)交互平臺(tái)的彈性服務(wù)器端架構(gòu),實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端與云端之間的數(shù)據(jù)通信[9],打破信息壁壘,實(shí)現(xiàn)全國(guó)各地教學(xué)資源的共享;并設(shè)計(jì)開發(fā)移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化交互的總體架構(gòu)及教學(xué)平臺(tái)、學(xué)習(xí)平臺(tái)、交互平臺(tái)、資源平臺(tái)、個(gè)人中心、管理平臺(tái)等主要功能模塊,實(shí)現(xiàn)云計(jì)算虛擬技術(shù)與交互平臺(tái)的資源按需分配無縫銜接;另外,利用“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式設(shè)計(jì)基于5G賦能云計(jì)算的MR移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化交互仿真流程;最后,借助移動(dòng)終端的小程序,依托此平臺(tái)通過整合高校網(wǎng)絡(luò)課程為開發(fā)基點(diǎn)展開論證。

3 MR移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化交互的關(guān)鍵技術(shù)

利用5G賦能云計(jì)算技術(shù)+MR技術(shù)+Vue+小程序+ SpringCloud +MyBatis技術(shù)棧進(jìn)行業(yè)務(wù)開發(fā)面向高校的移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化交互平臺(tái),前端采用終端小程序自定義組件和樣式,后臺(tái)使用SpringCloud和MyBatis框架搭建,前后端交互部分使用小程序定義的API。MR可視化交互平臺(tái)構(gòu)建三步走的技術(shù)關(guān)鍵,如圖1所示。

圖1 MR移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化交互平臺(tái)技術(shù)關(guān)鍵

MR深度融合現(xiàn)實(shí)和虛擬場(chǎng)景而產(chǎn)生立體可視化環(huán)境,通過混合疊加的呈現(xiàn)方式讓用戶真實(shí)地感受到身臨其境的交互和體驗(yàn)。搭建移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化交互平臺(tái)的功能模塊,如:教學(xué)平臺(tái)、學(xué)習(xí)平臺(tái)、交互平臺(tái)、資源平臺(tái)、個(gè)人中心、管理平臺(tái)等功能結(jié)構(gòu);同時(shí)建立移動(dòng)學(xué)習(xí)個(gè)性化模型,實(shí)現(xiàn)資源個(gè)性化定制,并利用“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式以課前、課中、課后三者并重的方式,設(shè)計(jì)基于5G賦能云計(jì)算MR移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化交互仿真流程。

3.1 基于5G賦能云計(jì)算移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的分層結(jié)構(gòu)部署

基于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中存在的問題,以構(gòu)建主義學(xué)習(xí)理論及人本主義學(xué)習(xí)理論為支點(diǎn),探討5G賦能云計(jì)算進(jìn)行移動(dòng)學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)及可行性,構(gòu)建移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)。前端采用終端小程序自定義組件和樣式,后端使用SpringCloud和MyBatis框架搭建,前后端交互部分使用小程序定義的API,構(gòu)建5G視域下云計(jì)算技術(shù)+Vue+小程序+SpringCloud+MyBatis技術(shù)棧進(jìn)行業(yè)務(wù)開發(fā)面向高校的移動(dòng)學(xué)習(xí)交互平臺(tái)。

本平臺(tái)采用分層架構(gòu)設(shè)計(jì),主要包括用戶層、視圖層、控制層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)持久化層及基礎(chǔ)設(shè)施層,具體如圖2所示。通過分層部署,使得每一層只需專注本層工作,遵從開閉原則,便于后期的修改與擴(kuò)展。

圖2 5G云計(jì)算服務(wù)下移動(dòng)學(xué)習(xí)技術(shù)架構(gòu)

(1)用戶層:該平臺(tái)主要有兩種角色,即普通用戶和管理員用戶,普通用戶又包含教師與學(xué)習(xí)者。

(2)視圖層:即系統(tǒng)的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)。本層使用Vue和小程序進(jìn)行開發(fā),其中Vue開發(fā)的前端面向教師和管理員,通過瀏覽器直接對(duì)前端進(jìn)行訪問,學(xué)習(xí)者通過移動(dòng)終端小程序掃一掃即可對(duì)前端進(jìn)行訪問,它們通過AJAX請(qǐng)求信號(hào)將請(qǐng)求數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂茖印?/p>

(3)控制層:該層主要使用Spring MVC對(duì)用戶的請(qǐng)求進(jìn)行攔截,進(jìn)而獲得用戶的訪問請(qǐng)求,然后調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層的業(yè)務(wù)邏輯對(duì)前端(Vue+小程序)傳過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,最后將處理后的結(jié)果傳遞給相應(yīng)的視圖層用于視覺呈現(xiàn)。

(4)業(yè)務(wù)邏輯層:該層主要使用Spring處理用戶的訪問請(qǐng)求,并通過調(diào)用數(shù)據(jù)持久層的接口與映射XML文件與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互,完成各個(gè)模塊之間的數(shù)據(jù)處理。

(5)數(shù)據(jù)持久層:該層主要為業(yè)務(wù)邏輯層的數(shù)據(jù)存取提供方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的增、刪、改、查等操作。本平臺(tái)使用目前主流的ORM中的MyBatis 框架,它支持定制化SQL、存儲(chǔ)過程,并消除了幾乎所有JDBC代碼和參數(shù)的手工設(shè)置以及結(jié)果集的檢索,極大方便了開發(fā)人員對(duì)于數(shù)據(jù)的管理。

(6)基礎(chǔ)設(shè)施層:主要提供計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等IT硬件資源。基礎(chǔ)設(shè)施資源可根據(jù)任務(wù)需求動(dòng)態(tài)擴(kuò)展,采用MySQL進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

3.2 構(gòu)建MR移動(dòng)學(xué)習(xí)交互平臺(tái)的總體架構(gòu)

根據(jù)云用戶對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)偏好需求的調(diào)研分析,建立移動(dòng)學(xué)習(xí)個(gè)性化建模,實(shí)現(xiàn)資源個(gè)性化定制。遵循MR應(yīng)用的構(gòu)建,采用MR技術(shù)+Vue+小程序,云技術(shù)深度融合MR,設(shè)計(jì)可視化交互平臺(tái)總體架構(gòu)為4層,分別為終端層、數(shù)據(jù)層、計(jì)算層和資源層,架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3所示。該4層相互配合、協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互。終端層依據(jù)任務(wù)的需求來調(diào)用數(shù)據(jù)層與計(jì)算層的負(fù)載均衡、集群管理等功能;計(jì)算層根據(jù)數(shù)據(jù)層的要求來動(dòng)態(tài)地調(diào)整資源層的使用,這樣既能滿足大規(guī)模的并發(fā)需求,又能適時(shí)地釋放資源。同時(shí),構(gòu)建后臺(tái)管理功能結(jié)構(gòu)、移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)界面、平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)、業(yè)務(wù)交互平臺(tái)(包括教學(xué)平臺(tái)、學(xué)習(xí)平臺(tái)、互動(dòng)平臺(tái)、資源平臺(tái)、個(gè)人中心、管理平臺(tái))等主要功能結(jié)構(gòu)。

圖3 MR可視化交互平臺(tái)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

3.3 移動(dòng)學(xué)習(xí)個(gè)性化定制

移動(dòng)學(xué)習(xí)面向的對(duì)象各有特色,為滿足用戶的個(gè)性化需求,在云平臺(tái)捕捉并分析用戶的學(xué)習(xí)行為軌跡,挖掘提取用戶偏好性特征量,提供不同觸點(diǎn)的學(xué)習(xí)策略,建立移動(dòng)學(xué)習(xí)個(gè)性化模型,實(shí)現(xiàn)資源個(gè)性化定制。

首先,利用云計(jì)算的存儲(chǔ)和計(jì)算功能定義API,可以方便快捷地實(shí)時(shí)采集、分析云服務(wù)平臺(tái)上用戶的學(xué)習(xí)行為軌跡;然后,依據(jù)用戶偏好性特征量提供相匹配的學(xué)習(xí)方案,精準(zhǔn)推送個(gè)性化定制資源,為進(jìn)一步優(yōu)化資源框架的靈活性和整合性,用戶可根據(jù)自身需求隨時(shí)對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容、進(jìn)度及掌握程度等進(jìn)行自由選擇和調(diào)整,如圖4所示;最后,依托此平臺(tái),借助移動(dòng)終端中的小程序,通過整合高校網(wǎng)絡(luò)課程為開發(fā)基點(diǎn)展開論證,實(shí)現(xiàn)基于5G 賦能云計(jì)算的MR移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化個(gè)性化交互,營(yíng)造沉浸式學(xué)習(xí)體驗(yàn),從而提升用戶的粘性學(xué)習(xí)。

圖4 移動(dòng)學(xué)習(xí)個(gè)性化定制流程示意圖

4 以翻轉(zhuǎn)課堂開展MR移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化交互實(shí)踐教學(xué)

為了有效地保證平臺(tái)開發(fā)的質(zhì)量,整個(gè)平臺(tái)建設(shè)的全過程劃分為前期準(zhǔn)備、平臺(tái)設(shè)計(jì)、平臺(tái)開發(fā)、灰度上線及上線五個(gè)階段,每個(gè)階段完成相應(yīng)的任務(wù),如圖5所示。同時(shí)為推進(jìn)與保障平臺(tái)開發(fā)的質(zhì)量,項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)施劃分為二個(gè)小組進(jìn)行。

圖5 移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化交互平臺(tái)實(shí)施方案

一組為理論研究及平臺(tái)設(shè)計(jì)組。主要包括項(xiàng)目啟動(dòng)準(zhǔn)備、需求調(diào)研分析、平臺(tái)總體設(shè)計(jì)及各功能模塊設(shè)計(jì)。本小組從方案的制定、人員的分工、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能實(shí)現(xiàn)等都經(jīng)過項(xiàng)目組充分討論。從理論上以研究相關(guān)開發(fā)方法為支撐,對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)交互平臺(tái)的總體架構(gòu)及教學(xué)平臺(tái)、學(xué)習(xí)平臺(tái)、交互平臺(tái)、資源平臺(tái)、管理平臺(tái)、個(gè)人中心等設(shè)計(jì)都是項(xiàng)目組成員在深入調(diào)研分析的基礎(chǔ)上確定的。以基礎(chǔ)理論、支撐體系、關(guān)鍵技術(shù)、創(chuàng)新應(yīng)用四個(gè)層面構(gòu)筑知識(shí)群、技術(shù)群和應(yīng)用群的生態(tài)環(huán)境。

二組為開發(fā)實(shí)施及上線推廣組。該組根據(jù)事先設(shè)計(jì)好的技術(shù)路線,按照平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及開發(fā)的技術(shù)方法,在5G視域下利用云計(jì)算技術(shù)+MR技術(shù)+Vue+小程序+ SpringCloud+MyBatis技術(shù)棧進(jìn)行面向高校的移動(dòng)學(xué)習(xí)交互平臺(tái)的搭建與實(shí)施。從搭建移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化互動(dòng)平臺(tái)的總體構(gòu)架、后臺(tái)管理功能結(jié)構(gòu)、移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)界面、網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)及該交互平臺(tái)的各個(gè)主要功能模塊結(jié)構(gòu)等皆要嚴(yán)格規(guī)范地按照標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)施,每個(gè)階段的順利完成是保證下一階段的工作開展的基礎(chǔ)。以5G賦能移動(dòng)學(xué)習(xí)推動(dòng)技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新和與經(jīng)濟(jì)社會(huì)深度融合為主線,按照并跑、領(lǐng)跑兩步走戰(zhàn)術(shù)保障項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

為進(jìn)一步驗(yàn)證基于5G賦能云計(jì)算的MR移動(dòng)學(xué)習(xí)所開展的可視化交互實(shí)踐教學(xué),對(duì)提高師生教與學(xué)綜合能力的有效性,利用“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式設(shè)計(jì)出基于5G賦能云計(jì)算的面向高校移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化交互平臺(tái)仿真流程,如圖6所示。依托此平臺(tái),通過整合高校計(jì)算機(jī)組成原理課程,結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)施方案步驟與該網(wǎng)絡(luò)課程特點(diǎn)需求,并以“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式實(shí)施開展移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化實(shí)踐教學(xué),進(jìn)一步促進(jìn)和優(yōu)化線上線下教學(xué)效能。

學(xué)生通過移動(dòng)終端隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)自主探究、小組合作、師生探討等學(xué)習(xí)方式,歷經(jīng)翻轉(zhuǎn)課堂的課前、課中、課后三大階段對(duì)應(yīng)的“提出疑惑—協(xié)助學(xué)習(xí)—總結(jié)評(píng)價(jià)”的知識(shí)補(bǔ)救,實(shí)現(xiàn)了三次知識(shí)內(nèi)化,內(nèi)化于心、外化于行、實(shí)化于效,在內(nèi)化和外顯中提升專業(yè)知識(shí)素養(yǎng)。最后,師生可以根據(jù)探討、測(cè)驗(yàn)和作業(yè)評(píng)定等量化評(píng)分來反思和總結(jié)學(xué)習(xí)效果,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化交互及增加用戶粘性,提升學(xué)習(xí)實(shí)效。

在教學(xué)過程中,教師倡導(dǎo)課前要預(yù)習(xí)、準(zhǔn)備與積極交流;提升課中時(shí)效、設(shè)計(jì)與實(shí)施;強(qiáng)調(diào)課后及時(shí)鞏固、總結(jié)與評(píng)價(jià)。為了能上好每一堂課,教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)情境,營(yíng)造氣氛,實(shí)現(xiàn)師生間實(shí)時(shí)交互,及時(shí)查缺補(bǔ)漏,且根據(jù)學(xué)生反饋信息調(diào)整教學(xué)。最終,摸索出高效課堂的三個(gè)步驟:功在課前、效在課中、思在課后。教學(xué)期間自然融入課程思政,重點(diǎn)突出教學(xué)要點(diǎn),力保課前、課中、課后三者并重,磨、練、講、評(píng)一個(gè)不能少。這樣,才能提高課堂實(shí)效。

5 總結(jié)

云技術(shù)與MR移動(dòng)學(xué)習(xí)的深度融合,不僅實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)環(huán)境和資源的云化,還立足教育云平臺(tái)的設(shè)計(jì),充分利用MR虛實(shí)疊加、實(shí)時(shí)交互及5G網(wǎng)絡(luò)高速度、低時(shí)延的技術(shù)優(yōu)勢(shì),營(yíng)造出沉浸式學(xué)習(xí)體驗(yàn)從而提升用戶粘性學(xué)習(xí),對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化交互過程進(jìn)行全方位打造并提高學(xué)習(xí)實(shí)效。構(gòu)建云計(jì)算環(huán)境下MR移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化交互平臺(tái),為高校教育云平臺(tái)與移動(dòng)學(xué)習(xí)的無縫銜接提供快速擴(kuò)展和可復(fù)制的實(shí)現(xiàn)方案,拓展基于5G賦能云計(jì)算的MR教育研究視角,為推進(jìn)校園信息化建設(shè)和實(shí)現(xiàn)MR移動(dòng)學(xué)習(xí)可視化交互在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用起到融合創(chuàng)新及示范作用。