基于移动云计算架构的移动学习系统构建研究

摘 要：随着移动互联网与云计算技术的发展，移动学习逐步成为教育研究的热点，移动云计算技术应用与移动学习结合是教育信息化的发展趋势。文章在分析移动云计算的特点、与移动学习的关系、对教育带来的变革后，提出了一种在移动云计算架构下的学习系统的设计，以期为移动学习的研究提供新的思路。

关键词：云计算；移动云计算；移动学习；学习系统

中图分类号：TP391 文献标识码： A 文章编号：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

随着无线移动通信技术、移动智能终端的发展、4G时代的到来，如何借助于现代先进的通讯技术和设备、同时基于现代移动网络，让学习不再受地域、时间、人、学习形式的限制，开展“Anywhere、Anytime、Anyone、Anystyle”的学习是教育信息化的一个研究热点[1]。

时下，学习者主要是运用手中的移动智能终端开展移动学习，而且随着技术的进步，智能终端的配置越来越高，八核CPU已经比较常见，并且支持多种音频、视频的播放格式，其内部还嵌有高清摄像头，同时则自带GPS模块、重力感应、光线感应、电子罗盘、陀螺仪等感应器。至此，移动智能终端的快速、高精发展，即已对人们的生活、学习、包括思维方式都产生了广泛而重要的深远影响。但是，遇到需要复杂运算、强大服务、高容量存储的场合，目前的移动智能终端却也表现了其性能指标有限性的欠缺[2]。通过研究表明，引入移动云计算可以有效解决移动智能终端的不足，同时提升其现有优势，本文即针对这一课题展开系统论述和全面研究。

1移动云计算与移动学习概述

1.1移动云计算概述

云计算（Cloud Computing）是一种基于互联网的超级计算模式，能把存储于PC、移动终端等设备上的大量信息和处理器资源集中在一起实现调度整合与协同工作[3]。移动云计算是云计算与移动互联网的结合，在移动云计算模式下，所有运算和处理都在云端完成，用户通过移动互联网提供需求，快速获得所需要的处理结果，而无需考虑这一过程需要调配的基础设施、平台、软件或应用。移动云计算突破了传统模式下应用程序必须依赖终端设备的限制，实现了与移动终端设备的无关性。基于移动云计算的移动学习，集中了移动云计算与移动学习的优点，为自主学习、协作学习带来了广阔的发展空间。

1.2基于移动云计算的个性化自主学习

自主学习是学习个体、个体行为和学习环境三者交互作用的非独立相关过程，指学习者充分发挥学习的积极性，独立自主地完成相关学习任务。自主学习强调学习者的主导地位、学习动机的自我驱动和学习的独立性。移动智能终端的便携性可以让学习者自主选择学习环境（Anywhere），快速交互性则让学习者可以在任何时间（Anytime）与教育者、学习同伴快速交互（Anyone），获得别人的帮助，并提高学习效率。同时云端强大的资源存储和运算能力，即使学习者可以选择自己喜欢的方式、适合的学习策略（Anystyle）进行学习，并完成学习成果检验。而且，移动学习中，学习者与教育者的分离，将进一步有助于学习者学习独立性的培养和建立。

1.3基于移动云计算的协作学习

协作学习是学习者组成学习小组，通过小组成员的共同努力、合作互助实现共同的学习目标。关于云计算下的协作学习，上海师范大学周黎的定义是：用云计算辅助教学和支持协作学习的技术方法，在云端建立“云”环境，以使学生和教师各角色间进行协作交流，是计算机支持的协作学习的延伸和发展[4]。

在移动云计算下的协作学习，学习者将可借助移动终端，能够在任何时间、任何地点进行主动的知识建构，或者是以学习小组组织者的身份，也或者就是参与者的身份，与教育者和同伴进行交互，与此同时，这种方式也将在更大程度上有利于培养学习者的个性和团队精神。

2移动云计算为教育带来的改变

2.1教育资源访问方式的变化

学习者可以在任何时间、任何地点，根据某一时段、甚至某一时刻的任何需求来灵活访问教育资源，并产生学习行为。教师通过对海量的学习资源进行归类、管理，进而制定相应云资源的访问规则。其中的教育资源既可以通过教育者，也可以通过学习者进行有关的补充、修改、完善、访问、共享。

2.2教与学方式的变化

移动云计算下的学习，强调以学习者为中心的自主学习和协作学习，不仅突破了时空限制，实现了课程学习和社会实际需求的有效链接，而且提供了学生间、校际、校企共同参与教与学过程的良好契机，进而从中提升了学生知识迁移、终身学习和解决实际问题的能力。

教育者的使命职责也将随之而转换为：构建个性化的移动学习环境、整合教育资源、优化教学过程、组织学习活动、提供适合学生个人特点与发展需求的学习策略，并给予学习上的帮助和鼓励。学习者则可以根据个人的需要和进展程度，自主选择学习策略、学习方式和学习内容[4]。

2.3师生交互方式的变化

在移动云计算下，师生之间的交互不再只是局限于课堂上交流，而是通过移动终端外延至移动学习系统平台上，并且教育者的角色也不一定局限于教师，更可以是进行协作学习的学生。借助移动终端和云计算技术，教育者和学习者将可以在真实的学习情境中，真正实现在任何时间、任何地点的双向交流，如此将可迅速提升学习者解决实际问题的职业能力。不言而喻，教育质量也将得到显著提高。

综上可知，教学过程中，在学习者方面，通过彼此之间的信息交互、互助协作实现教学目标，而在教师方面的即时性、有针对性的指引效果产生，就使得这种快捷便利交互方式的设计建立，即对学习者的知识重构必将具有重大的现实意义和综合应用价值。

3云计算下移动学习的系统设计

3.1移动学习系统的业务用例

在进行移动云计算架构下的学习系统设计时，即需要以学习系统作为研究对象，通过业务用例图，针对与移动学习系统相关的业务执行者预期通过系统交互而达到的需求目标展开目标[5-6]。分析可得，移动学习系统业务用例图如图1所示。

图1 移动学习系统业务用例图

Fig.1 Business use case of mobile learning system

3.2学习系统总体架构图

基于移动云计算的学习系统把计算、功能存储、服务器、应用程序等放置于云端，同时提供统一的接口以供访问。把教学资源等学习内容作为学习系统的应用层，提供在线的学习服务。作为学生和教师的用户通过智能终端、PC，借助网络访问应用层的资源。基于移动云计算的学习系统的总体架构如图2所示[7-9]。

图2 移动学习系统架构图

Fig.2 Mobile learning system architecture diagram

3.3教学内容框架设计

结合移动终端的特点设计学习系统的内容框架如图3所示，具体包括三大模块：教学资源模块、互动教学模块、教学测试模块。在此，对每一组成模块的功能实现进行如下综述。

（1）教学资源模块，为学习者提供基于云端的课内、课外和导学教学资源。课内学习资源包括：课程专题学习内容、教学大纲、课件、作业等。导学资源包括：案例分析、辅助教学工具下载、学习流程推荐、作业分析与评价、学习策略等。课外拓展资源则可为学有余力者提供深入学习的资源，同时也通过实际的案例吸引学习困难者，帮助其建立和提高学习信心。

（2）互动教学模块通过在线答疑、练习、讨论区，为学习者提供与学习同伴、教育者交流互动的机会，消除学习中的障碍，同时也为学习者提供作业、作品的展示区域，激发学生的学习主动性和热情。

（3）教学测试模块为学习者提供在完成相应的课程之后的学习效果测试，这些测试除了包括教育者预先设定的、与当前学习内容配套的固定测试，也可以是学习者自主选择不同的学习主题实行随机出题的自选测试，或者是几个学习者为实现学习效果比拼的组队测试。在各类相应的测试之后，学习系统将会为学习者提供总结评价，以利于学习者分析、并反思学习过程。

图3 移动学习系统教学内容设计框架

Fig.3 Teaching content design framework for mobile learning system

4结束语

随着移动互联网技术的高速发展，高数据传输速率的4G时代的来临，云计算技术的日趋成熟，构建基于云计算的移动学习系统已然成为日后学习型社会的必然发展趋势。21世纪的教学理念即是“以学生为中心”，而移动学习、个性化学习和协作学习则是未来教育体系的重要组成。移动云计算架构下学习系统的设计实现必将具有广阔的应用拓展空间，其研究成果值得教育工作者们做深入的研究与探索，对于解决当前教育信息化过程中的问题、构建个性化的移动学习环境，并提高教育教学质量将具有全面且积极的现实优势意义。

参考文献：

[1]王琴，王军. 基于移动云计算的移动学习研究[J]. 制造业自动化，2013（4下）：6-7.

[2]汤跃明，查宏波. 移动云环境下自主学习系统的构建研究[J]. 中国远程教育，2014（1）：83-88.

[3]李玮莹. 云计算架构下的移动学习[J]. 实验室研究与探索，2013（2）：236-239.

[4]黄琳娜，刘春立，唐丽芳. 基于云服务的大学计算机基础协作学习方案设计与研究[J]. 教育与职业，2013（12下）：160-162.

[5]陆远蓉，许喜斌. 基于手持智能终端的高职教学模式改革探析[J]. 职教论坛，2015（14）：64-68.

[6]潘加宇. 软件方法上册 业务建模和需求[M]. 北京：清华大学出版社， 2013（10）：54-66.

[7]王新鹏，赵剑冬，赵 玉. 基于云计算的智能资源中心设计研究[J].智能计算机与应用，2014（12）：83-86.

[8]曾 静. 建构主义视野下基于云计算的网络教学环境设计[J].智能计算机与应用，2013，3（6）：64-69.

[9]刘建华.基于云计算的 “微课”教学资源共享平台建设[J].中国职业技术教育，2015（11）：70-73.