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基于移动互联网的网络教学系统应用研究

作者:核心期刊目录查询 发布时间:2019-08-01

本文通过分析现有网络教学系统存在的问题,提出基于移动互联网、智能终端和云计算平台环境下的网络教学系统的基本架构,并有针对性的从用户访问安全性、信息交流多样性和智能化资源推送等方面对功能模块进行设计,为多平台网络教学系统的实现提供借鉴。 《

  本文通过分析现有网络教学系统存在的问题,提出基于移动互联网、智能终端和云计算平台环境下的网络教学系统的基本架构,并有针对性的从用户访问安全性、信息交流多样性和智能化资源推送等方面对功能模块进行设计,为多平台网络教学系统的实现提供借鉴。

教学与研究

  《教学与研究》为推动马克思主义理论的教学与研究发挥了积极的促进作用,深受广大读者的喜爱和好评。全国中文核心期刊及中国人文社会科学核心期刊。读者对象:高校、各级党校、各类成人院校的理论课教师,理论研究和理论宣传工作者,以及有关学科的大学生、研究生。

  一、引言

  随着移动互联网与智能终端的普及以及云计算技术的快速发展,移动学习进入了一个全新的时代,如何基于移动学习的泛在性[1]、及时性、情景性的特征,提供个性化、智能化的移动学习环境,提升移动学习者的学习兴趣与用户体验,提高移动学习的学习效率,是基于移动互联网的网络教学系统在设计时要关注的主要内容。

  二、基于传统互联网的网络教学系统存在的问题

  1.数据存放集中,平均响应时间较长

  传统的网络教学系统,多采用C/S或B/S架构,数据资源多集中存放在一台服务器上,当有大量访问请求到达时,尤其是视频资源点播,系统的平均响应时间会大大延长。

  2.学习时间地点相对固定,学习方式不够灵活

  传统的网络教学系统,大多基于传统的PC平台,虽然PC机拥有配置高、显示面积大、内容多等优点,但是可移动性差,只能在相对固定的地点和相对固定的时间(如公共机房等)使用,不能根据学生的个人特点实现随时随地的学习,灵活性不足。

  3.通信方式单一,信息传递不及时

  传统的网络教学系统主要是在局域网环境下应用,包括LAN和WLAN,即使采用了便携式移动终端,也主要面向的是wifi环境,消息的传递主要基于互联网的通信方式,一旦无法接入互联网则无法获取即时信息。

  4.学习者身份的真实性难以验证

  传统的网络教学系统用户身份验证大多采用用户名,密码方式,这种方式很难验证学习者身份的真实性,在这种情况下,系统后续的工作将产生很大的偏差,如数据统计和分析、个性化推荐等。

  5.资源推送不灵活,用户体验差

  传统的网络教学系统在为用户提供资源(如音视频)推送服务时,大多是根据网络带宽进行推送,网络环境较好,推送的资源质量就高,一方面没有顾及学习者由此而产生的流量费用,另一方面也没有可替代资源,致使学习者不得不放弃某些资源的访问,从而导致学习中断。

  三、基于移动互联网的网络教学系统设计

  1.系统架构

  随着云计算技术的发展,以云计算作为系统服务平台,以平板电脑和智能手机等移动终端为应用终端的架构逐渐成为基于移动互联网的网络教学系统体系结构的发展趋势[2]。在云计算环境下,网络教学资源依托虚拟机和网络对外提供服务,云计算虚拟化环境资源的动态优化调度能够为移动学习规模和质量提供强有力的保障。由于云计算平台数据采用分布式存储技术,数据资源的访问不是集中在一台服务器上,而是分布在云网络中,并且能够通过调度均衡负载,从而可以从容地应对数据的密集访问。

  云计算平台分为公用云和私有云两种。公用云属于公共服务平台,通过购买服务使用,它的特点是访问快捷,兼容性好;私有云多为单位自建网络云平台,位于防火墙之后,对资源的访问有着严格的限制,安全性高。由于网络教学系统中既有面向公众的公共信息,也有针对学习者的个性化资源,因此,兼顾以上云平台特点的混合云是最佳的选择,其中公共信息放在公用云的空间里,确保公众能够方便地浏览基本信息和访问公众服务,而内部资源和用户信息放在私有云空间,从而保证信息安全。系统架构如图1所示。

  图1 基于移动互联的网络教学系统架构

  2.功能模块设计

  针对传统网络教学系统存在的问题,对网络教学系统的各组成模块进行优化设计,使之符合移动互联环境。

  (1)资源管理模块

  资源管理模块主要是对学习资源的加工和管理,包括资源的上传、下载、加工和管理。学习资源的类型主要有文本、图像、音频和视频。其中广泛应用于微课教学的短视频是实现网络自主学习的主要资源,对于视频资源除了系统管理员可以对其加工处理外,也允许学习者上转自己的视频作业或实时录制的视频,因此,资源管理模块还要具备将学习者视频根据系统要求进行适于网络传播的流媒体格式转换的功能,以解决缺乏媒体编辑技能的学习者的后顾之忧,从而实现学习者优质资源的分享。

  (2)用户管理模块

  用户管理模块主要是对学习者身份的确认和学习过程的追踪记录。有别于传统互联网通过用户名和密码进行管理的方式,加入手机验证可以确认学习者的身份。如果是移动学习者登录,则采用手机号码作为登录名。基于移动学习特点,系统应能够随时为学习者提供学习方面的服务,包括定时提醒和信息推送,学习者可以根据个人实际选择哪些信息通过Wifi获取,哪些信息通过移动网络获取,从而平衡时间和费用。同时,根据学习者的时间和每次学习的时长为学习者推荐最适合的学习资源和学习步骤。

  (3)信息发布模块

  信息发布模块主要是为学习者提供学习资讯和学习资源。根据学习者的学习进度,推荐学习内容,根据学习者所处的网络环境,选择最适合的学习资源。如果网络环境好就推送高质量视频资源,如果网络环境较好就推送标清的视频资源,如果网络环境较差就推送文本信息,如果没有wifi,只有通信网络,则根据用户设置决定推荐学习资源或推送短信提醒。

  (4)答疑功能模块

  答疑模块主要实现学习者与教师之间的同步或异步通信。相比传统的网络教学系统,师生的交流更多的是借助于固定的台式机或笔记本终端,由于设备的移动性较差,只能在固定的地点、固定的时间进行讨论和交流。在移动互联网环境中,学习者借助移动通信网络和移动终端可以随时随地的进行交流和通信。学习者和教师可以根据交流内容决定是采用异步方式,还是同步方式,是使用有线网络,还是移动网络,丰富的交流方式可以增强用户的学习体验。

  (5)考核功能模块

  考核模块主要是对学习者的学习效果进行评价,并给出学习者有针对性的学习建议,如学习内容和学习步骤。除此之外,还可以对所有学习者的学习数据进行数据分析和数据挖掘,根据学习者的特征找出不同目标群体的学习习惯,从而为学习者推送与学习目的相关的学习资料,减少学习者搜索资源所花费的时间。

  3.数据库设计

  基于移动互联的网络教学系统的核心是数据库的设计。本系统数据库主要从以下几个方面进行设计:(1)用户信息表。主要对用户进行管理,包括用户名、密码、手机号、年龄、学历、专业等基本信息,其中手机号用于身份认证,年龄、学历等信息用于根据群体特性推送个性化资源。(2)教学资源表。主要用于管理各类学习资源,包括资源编号、资源名称、资源类别、作者、访问次数等。其中同一资源名称可以对应不同类别,从而可以根据学习者特性和网络环境推送不同类别资源;访问次数主要用于分析资源的使用频率和用户偏好;而作者用于区分是管理员提供的资源还是学习者分享的资源,对于学习者分享资源,可以根据资源制作质量和学习者访问频度给以一定的奖励。(3)课程信息表。主要用于管理课程章节知识点以及每个知识点对应的资源编号和知识点之间的前导后继关系,系统根据此表推荐学习路径。(4)试题信息表。主要用于记录试题、答案、所属知识点和使用次数等信息,并依此对考核结果进行分析[3]。(5)问题信息表。主要记录学习者提出的问题及教师或其他学生的解答,包括问题名称、解答、提问者名称、解答者名称、提问时间、解答时间、采用次数。通过问题名称查找是否是重复问题,如果是重复问题则直接按采用次数依次显示各种解答,如果是新问题则等待其他人解答,并记录到信息表中。

  4.系统的实现

  基于移动互联的网络教学系统不是有一个单一的系统构成,而是针对不同终端由多个系统构成,包括PC平台(针对PC机和笔记本)、移动平台(针对智能终端)和微信公众号(针对智能手机)构成。PC平台主要通过HTML5和PHP或JSP开发,移动平台要分别针对Andriod、IOS和Windows平台开发,而微信公众号则通过微信平台开发,其中微信公众号在整个系统中起辅助作用,主要用于教学信息发布和学习者调查等简单应用。

  四、结束语

  本文对基于移动互联的网络教学系统的设计和实现进行了探讨,分析了现有系统存在的问题及产生的原因,并有针对性的对系统功能进行了设计,为改进和完善网络教学系统,提高学习者的学习体验提供了有益的尝试。

  参考文献:

  [1]温川雪,周洪建.面向智能手机与Web平台的微课移动教学系统的设计[J].中国远程教育,2014(12)62-65.

  [2]陆远蓉.基于移动云架构的移动学习系统构建研究[J].智能计算机与应用,2015(8)46-47.

  [3]张一帆,张亚敏.基于web的网络教学系统的设计探讨[J].计算机光盘软件与应用,2013(3)262-263.

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