基于JXTA的移动学习支撑平台的研究与实现

【摘要】移动学习作为一种新的学习模式,改变了传统E-learning的局限性,逐步受到国内外学者的重视。文章则基于移动学习的特点,结合JXTA平台所具有的相似性,提出了基于JXTA的移动学习支撑平台,通过JXTA平台的优势来达到无处不在的学习。

【关键词】移动学习;JXTA;服务组合

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2010)10―0118―03

引言

移动学习[1]是指通过移动设备来传送学习内容,这些设备包括PDAs、CellPhones、Pocket PCs、Web Pad及其他手持设备。在这一学习方式支持下,学习能够紧随着学习者的需要而发生,从而促进人们工作绩效的提高,满足按需、随时、随地学习的需要。移动学习是一种新型的学习方式,学习者可以通过无线移动设备来获取所需要的教学资源和服务,并参与到学习活动中来,它是传统学习方式的一种有益补充。

JXTA [2]是一个基于P2P[3]网络架构的应用开发平台,它能屏蔽底层通信机制的不同,达到异构网络的互联,进而确保平台上的所有用户都能随意地实现资源的共享、协作、交互。而移动学习是能够在任何时间、任何地点、以任何方式进行交流和沟通的学习模式,两者的特点具有很大的相似性,因此本文提出基于JXTA的移动学习支撑平台。

一 移动学习支撑平台JXTA体系架构

1 支撑平台特色

移动学习能不受时间、地点、设备的限制,进行自主性的学习,而且在学习的过程中是以人为中心,所以作为移动学习的支撑平台必须能够满足这些条件。本文所提出的JXTA支撑平台是基于对等网络的网络应用平台,它的虚拟网络结构如图1所示,任何的设备,比如PC,PDA,移动电话都能通过相应的有线或者无线协议连入这个网络,一旦设备连入这个网络中,即被映射成虚拟网中的一个节点。基于P2P网络架构的JXTA平台具有以下特点:

网络具有极强的自组织性,节点可以随意地加入或者离开这个网络,也可以根据个人的兴趣爱好进行相应的分组。

平台能够屏蔽底层通信机制的不同,实现异构网络互联。

网络内的所有节点之间都是平等的关系,既对其他的节点提供相应的资源,也可以从其他节点中调用它所需要的资源。即每一个节点既是服务端,又是客户端。

网络中节点之间可以根据需求进行相应的信息交互,同时也可以通过节点之间的协作来完成某一项复杂的任务。

从这些特点可以得出,JXTA平台和移动学习的特点具有很大的相似性,因此可以把JXTA平台作为移动学习的支撑平台。但实际上JXTA平台只是一个对等的通信环境,如果要使用它来进行移动学习,则必须在这个应用环境之上来架设相应的学习场景,具体体现为移动学习服务(Web Service)。

JXTA支撑平台中节点也可以根据各自的喜好来加入到不同的组中,从而获取组内的共享服务,如图2所示,学习者想要获取远程教学服务,则它可以加入到这个远程教学服务组内,然后就可以获取所有跟远程教学相关的服务;如果他要获取全球的GPS卫星定位信息,则它只需加入到卫星定位服务组。JXTA网络平台上的用户也可以根据各自的兴趣爱好来组建新的组,并邀请其他用户加入到这个新组中。JXTA网络平台的这种机制完全体现了移动学习中以人为本的理念。

经过上面的分析,JXTA平台的特性和移动学习的特色具有极大的相似性,因此JXTA适合作为移动学习的支撑平台。

2 JXTA体系结构

JXTA支撑平台可以划分为三个结构,从下至上依次是:核心层(JXTA Core)、服务层(JXTA Service)和应用层(JXTA Application),其体系结构如图3所示。

核心层为移动学习服务和应用提供了最本质的核心支持;服务层扩展了核心层的功能,为移动学习服务的应用开发提供了相应的网络服务;应用层则是具体实现适合移动学习的应用服务。

二 JXTA架构上的移动学习系统

移动学习模式重在移动性,因此移动学习系统必须是用户能够通过移动通信设备来进行在线学习的交互平台。JXTA架构上的移动学习系统采用JXTA协议来屏蔽底层通信协议之间的区别,通过该协议,用户也能实现在线学习。JXTA架构下的移动学习系统也涉及到移动学习服务的开发,部署,和应用。

1 移动学习服务的开发

目前大部分移动通信设备上的服务应用都是基于JAVA来开发的应用程序,而JXTA支撑平台的内核也是基于JAVA的,所以开发的基于JAVA标准的移动学习服务是能够直接打包成JAR软件包,并可以直接在移动通信设备上安装运行,还能直接与JXTA支撑平台进行无缝的信息交互。由于移动通信设备(包括PDAs、CellPhones、Pocket PCs、Web Pad及其他手持设备)体积相对较小,导致它们具有可视屏幕面积小,操作上不灵活等缺点,也因此要求适合移动学习的服务应用中呈现出来的知识点必须考虑结合微内容[4]的设计方案。微内容可以是一个最小的独立的内容数据,比如一个简单的链接,一篇日志,一张图片,音频,视频,一个关于作者、标题的元数据,Email 的主题,RSS 的内容列表等等,也可以说互联网用户所生产的任何数据, 都可以被称作微内容。同时还要结合Heinich 等人(1989年)提出的ASSURE教学设计模式[5]来开发完善适合移动学习的服务应用[6]。

2 移动学习服务的部署[7]

开发完基于JAVA的适合移动学习的服务应用程序,则需要把该程序移植到JXTA支撑平台上来完成服务的部署。同时支撑平台中不同的节点都可以根据各自的能力来构建相应的服务,然后把这些服务部署到JXTA支撑平台中实际存在的节点上,实现两者的绑定。

3 移动学习服务的应用

当用户通过移动设备来访问移动学习平台的时候,用户会映射成支撑平台上的一个节点,如果它需要使用某个移动学习服务,则只需根据各自的需求来调用JXTA支撑平台上的查询模块,即可定位到提供该服务的对应节点上,然后支撑平台会自动地让用户按照相应的标准要求来进行服务的调用,即可实现某个学习场景的回放。通过这个支撑平台,我们可以在任何时间,任何地点,通过任何方式来访问我们所需要的服务,以进行针对性的学习。

三 移动学习服务组合[8]案例

移动学习服务开发过程中往往只注重单方面的需求,比如“我爱记单词”服务。用户要进行相应的记单词学习,则只需要调用该学习服务即可实现。而在实际的学习过程中,我们往往会把两个或者几个学习服务叠加在一起调用,比如在学习法律条文的过程中,通过播放相关的法律案件视频来加深对于法条的理解。

而实际上JXTA协议本身就是Web上的一个应用协议,因此Web上的服务组合BPEL[9]技术也可以应用在JXTA支撑平台上,用来实现移动学习服务的组合操作。如图4所示,在实际的支撑平台JXTA之上,用户A将会通过移动通信设备,登录JXTA支撑平台来选择他所需要进行的多个移动学习服务,此时JXTA支撑平台上的BPEL工作流引擎将会记录这个用户A的服务选择情况,并通过用户A选择的需要在这两个或者几个服务之间进行相应的交互组合,进而完成在学习法律条文的过程中,又能通过相应的法律案件视频来加深对于法律条文知识点的理解。

四 结论

作为一种新的学习模式,移动学习由于其自身的特点,在商业领域和教育领域中受到了广泛的重视,逐渐成为一个新的研究热点。本论文在研究当前移动学习的基础之上,考虑到它和JXTA平台的相似性,提出基于JXTA的移动学习支撑平台,并探讨了在该支撑平台上进行移动学习服务组合的可行性。基于JXTA的移动学习支撑平台将更加有利于移动学习的应用推广,但是JXTA平台上移动学习服务之间的交互多样性还需要进一步的深入研究。

参考文献

[1] 刘建设,李青,刘金梅.移动学习研究现状综述[J].电化教育研究,2007,(7): 21-25.

[2] L. Gong. JXTA: A Network Programming Environment[J]. IEEE Internet Computing, 2001, 5(3):88-95.

[3] Eng Keong Lua, Crowcroft, J. A survey and comparison of peer-to-peer overlay network schemes[J].Communications Surveys & Tutorials,IEEE Volume7,Issue 2,Second Quarter 2005:72-93

[4] 夏有根,黄晓英.基于微内容的信息服务构建[J].情报科学.2009,(3):374-378

[5] Robert Heinich.Instructional Media and Technologies for Learning(第七版,影印版)[M].北京:高等教育出版社,2002,52-83.

[6] Jay Foster,Mick Porter.应用Java API开发Web Services[M].北京:中国水利水电出版社, 2004:76-89.省略, UDDI Version 3.0.省略/pubs/uddi-v3.0.2-20041019.htm.>

[8] Xiaochuan Yi, Krys J Kochut. Process Composition of Web Services with Complex Conversation Protocols: A Colored Petri Nets Based Approach[A].Proceedings of ISEC2004[C], 2004,(5):62-68.

[9] Business Process Execution Language for Web Services, Version1.0.