开放教育移动教学平台分析|开放教育学生登录平台

开放教育移动教学平台分析

一、开放教育移动教学平台的功能特性 移动教学平台需要满足学习者各种不同的学习需求，并 且需要具有高可靠性和扩展性。借助于移动互联网技术和智 能移动终端，教师通过移动教学平台完成课程的教学、课程 资源的共享以及课下互动等教学活动。学习者通过移动教学 平台获取学习资源，实现“无处不在”的、自主的、碎片化 的学习。平台根据学习者的学习行为和习惯，可为学习者进 行推荐学习。为了满足以上用户需求，教学平台应该具备以 下功能特性：1.学习的移动化。为学习者构建开放、立体的 “教+学+资源提供“的移动教学平台，利用移动智能终端接 入到平台，学习者的学习不再受地域空间、时间的限制，他 们可以通过移动互联网络在任何地域、任何时间、访问平台 的学习资源、参与教学活动以及进行教学互动。2.知识的碎 片化。随着人们生活节奏的加快，利用排队等待、乘坐公共 地铁、睡觉前等碎片化时间进行学习成为了一种新的趋势。

碎片化知识具有内容结构松散、呈现方式多元化、内容多样 化等特征[5]。平台支持学习内容以文字、图片、视频以碎 片化知识结构的形式呈现，让学习者利用碎片化的时间，在 短时间内迅速获取课程知识，满足用户移动学习的需要。3. 学习的个性化和定制化。由于学习者知识水平和学习能力的差异，不同的学习者对学习知识的要求、理解程度以及达到 的目标都有所不同。学习者可以根据自身情况订阅自己关注 的内容和订制个性化的服务，真正实现个性化和自主化学习。

4.高效的互动交流。平台需要解决传统课堂和网络教学中缺 乏有效沟通与交流的问题，实现课堂上和课堂下顺畅与便捷 的沟通和交流，提高学习者的学习效率。5.在线课堂。平台 可以支持在线课堂教学，教师利用客户端创建空中教室，学 习者通过邀请码加入到空中教室中，实现课堂文字互动、课 堂语音互动、课堂文档和桌面共享等功能。6.推荐学习。平 台通过学习者以往的学习历史记录，利用大数据进行分析， 为学习者推荐学习内容和课堂，为学习者进行推荐学习，使 学习更具智能化。

二、开放教育移动教学平台设计 （一）移动教学平台的框架设计 根据移动教学平台的功能需求定位，平台需要具有高可 靠性和扩展性，因此在平台的架构设计上采用微服务架构设 计理念。微服务架构设计的核心思想是把复杂的应用系统拆 解成多个独立业务单元的具体服务，各个业务采用最适合的 技术实现并独立运行，从而生成适用于移动端的的易扩展、 可伸缩的、低耦合的应用系统[6]。在微服务的应用系统中， 各个服务实现完整的应用，独立开发、独立部署和独立运行， 各服务之间采用REST/JSON机制进行通信，具有良好的扩展 性和灵活性。移动教学平台的架构如图1所示，由系统用户、移动终能终端、服务代理和微服务层组成。（1）系统用户：
移动教学平台主要由管理员、教师、学习者等三种类型用户 组成，每种类型登录系统后具有不同的功能权限，教师主要 进行资源的分享和教学互动，学生端主要的功能有课程和课 堂学习、资源的获取和学习互动以及定制化学习等，管理员 负责后台基础数据的维护。（2）移动智能终端：实现用户 的访问控制，根据不同的用户类型呈现不同的功能于用户界 面。（3）服务代理：实现移动智能终端访问用户的身份验 证，对用户的请求处理进行转发控制，根据不同的请求需要 提供服务发现功能，并且针对高并发的用户请求进行负载均 衡处理。（4）微服务层：由多个相互独立的微服务构成， 主要包括用户服务、资源服务、课堂服务、课程服务、数据 服务，每个微服务采用独立的数据库存储。微服务之间利用 Docker容器进行隔离运行，每个微服务采用RESTfulAPI进行 设计。

（二）移动教学平台的功能设计 移动教学平台主要由移动智能终端和后台服务器两部 分组成，功能结构如图2。客户端主要有学习者和教师两种 角色，分别通过平台完成不同的功能。学习者通过客户端可 以进行相关的课程学习、访问平台的学习资源、在线学习、 对个人资料进行修改。教师通过平台实现课程教学、学习资 料的分享、在线教学、教师信息的修改。服务端有教师和管 理员两个角色，教师通过后台服务器进行资源管理、课堂管理、课程管理，管理员通过后台服务器实现用户管理、资源 使用情况统计等功能。具体功能实现如下：课程学习：教师 可以通过此模块创建多门学习课程，开展教学活动，如布置 作业/任务、答疑/讨论、投票/问卷、头脑风暴、测试等；

还可以进行课程资源的发布，可以支持图片资源、视频资源、 网页连接，PDF、PPT及World文档等资源发布；
同时支持课 程相关通知的发布和私信给学习成员；
支持对本课程的学习 成员进行管理。学习者可以通过此模块完成课程的在线学习， 加入到相关的课程学习中，参加相关的教学活动，下载和查 看相关的课程资源，了解课程的信息，私信给相关的学习成 员和老师。学习资源：教师可以通过该模块分享短视频、课 件、文字、图片、网页等教学资源，学习者可以在线浏览视 频、课件、文字、图片、网页等教学资源。在线课堂：实现 在线实时学习的功能，教师可以创建基于局域网和互联网的 虚拟教室，学生可以根据教室编号加入到教室中。通过虚拟 教室，教师和学生之间可以实现一对一和一对多的屏幕共享、 语音传送等功能。个人中心：实现个人资料的查看、更新操 作。用户管理：系统管理员对系统用户进行管理，主要对系 统中教师、学习者进行查找、增加、删除、修改等操作。资 源管理：实现对视频、图片、网页、文档等资源的上传、查 找、删除、修改等操作。课程管理：实现对课程查找、修改、 删除、添加等操作。教室管理：实现对虚拟教室查找、修改、 删除、添加等操作，可以查看虚拟教室的连接状态等信息。资源推荐：根据学习者学习的历史记录，通过大数据分析学 习者的行为模式、学习偏好等，向学习者推荐可能想要学习 的课程以及想要访问的资源。分析统计：对学习者的学习情 况和学习资源使用情况以图表的形式给予呈现，通过分析学 习历史记录和资源的使用情况，为课程和资源的优化提供可 靠的依据。

三、开放教育移动教学平台的关键技术 根据移动教学平台功能的设计，对其进行编码实现与测 试，本文主要从网络通信和在线课堂两个核心功能模块阐述 功能实现。

（一）网络通信技术 移动教学平台整个应用中，核心是App与后台服务之间 的数据通信。Android客户端与后台服务进行通信的方式有 很多种，有Android自身提供的URLConnection，开源框架的 OkHttp、Volley等。由于后台程序采用具有RESTfulAPI风格 的微服务，因此本项目采用与微服务结合得比较好的开源框 架Retrofit进行网络通信处理。Retrofit框架是一个基于 OkHttp的网络请求框架，并且遵循RestfulAPI设计风格。

Retrofit网络请求过程为：APP应用程序通过Retrofit请求 网络，Retrofit接口层将请求参数、Header、Url等信息封 装起来转交给底层的OKHttp，OKHttp将请求信息提交给服务 器，并将服务器返回的响应信息转交给Retrofit框架， Retrofit根据用户的需求对结果进行解析并将响应信息返回给App应用程序。Retrofit在本应用中具有如下优势：支 持同步、异步请求；
可以解析多种数据和序列格式；
通过注 解配置网络请求参数，并且采用大量设计模式可以简化使 用；
功能模块高度封装，解耦程度高，可以自定义Converters 等，主要应用于后台API遵循RestfulAPI设计风格的网络请 求。,Retrofit核心请求代码如下：
Retrofitrft=newRetrofit.Builder()//获得Retrofit对象 （二）在线课堂 在线课堂主要提供移动终端桌面共享、图片、文档、语 音和视频传送等功能的实时在线教学，可以以WLAN热点的方 式进行局域网的在线同步，也可以通过互联网络进行在线同 步，在线课堂的效果图如图3所示。在线课堂的在线同步主 要采用Android的Wifi通信来实现，其中主要的接口有三类， 分别是WiFiMager、WifiService和WifiWatchdoService。其 中WiFiMager为WiFi与外界的接口，通过它可以访问WiFi的 核心功能。WifiService处理实际的WiFi的扫描、断开、链 接等功能以及底层上报的事件处理。WifiWatchdoService的 作用是用来监控同一网络内的接入点，如果当前接入点的 DNS无法探测通，则自动切换到下一个接入点。WiFi热点数 据传输采用Socket，创建了ConnectThread和 ListenerThread两个线程分别去处理数据传输和监听连接。

在线课堂支持大图片、语音、视频的传输，对大数据采用压 缩后转换成字符串的方式进行传输，在接收端再将字符串转换成相应的图片和视频。此种方式处理后传输的速率较快， 实时性强，用户体验好。

（三）资源推荐 在移动教学平台中，可使用基于内容的推荐技术为学习 者进行推荐学习。首先构建一个学习资料的详细属性，如学 习资料的名称、学习资料的类型、学习资料的摘要、学习资 料的内容等；
同时为每个学习者根据其历史信息，如评价、 分享、收藏和学习过的课程和资料等构造一个学习者的偏好 文档；
最后计算学习者的偏好与学习资料属性资料的相似度， 相似度高意味着用户可能喜欢这个学习资料，相似度低意味 着用户不喜欢这个学习资料；
选出相似度最高的学习资料， 将其推荐给学习者。技术的核心是利用余弦相似度的公式来 计算给定的学习者“U”和给定的学习资料（Item）“I”之 间的距离，余弦相似度的值越大说明U越有可能喜欢I。余弦 相似度的具体计算方法如下：其中Ua表示学习者U对学习资 料属性a的喜好值，Ia表示学习资料I是否包含属性a。在“互 联网+教育”的时代，大数据的发展为移动教育的个性化和 定制化创造了有利的条件，也促使开放教育变得更加智能与 高效。本研究构建的基于Android系统的移动教学平台为学 习者提供了一个便捷的学习方式，提高了学习者的学习效率。

本研究的建立的移动教学平台经过实际应用的检验，取得预 期效果，但也存在一些不足，需要进一步对平台进行修改和 完善。【参考文献】 [1]王承博.大数据时代碎片化学习研究[J].电化教育 研究,2015,(10):26-30. [2]温剑锋.基于移动互联技术的智能在线教学平台的 设计[J].高教论坛,2017,(5):77-79. [3]余胜泉.移动学习――当代E-Learning的新领域[J] 中国远程教育，2003,（22）：76-78. [4]鲍日勤.开放教育学习者移动学习使用意愿影响因 素研究[J].远程教育杂志，2007,(03):102-111. [5]王觅.面向碎片化学习时代微视频课程的内容设计 [D].上海:华东师范大学,2013. [6]张向祺.基于微服务的企业移动办公平台规划设计 [J].信息技术与标准化,2016,(3):71-74.