Sakai和二維碼結合的移動學習技術研究

王緯武

（鄭州大學西亞斯國際學院網絡管理中心，河南 鄭州 451150）

Sakai和二維碼結合的移動學習技術研究

王緯武

（鄭州大學西亞斯國際學院網絡管理中心，河南 鄭州 451150）

本文介紹了Sakai的背景，并根據鄭州大學西亞斯國際學院對Sakai中的移動學習的使用，分析了Sakai功能，通過對Android移動終端和Sakai的結合，探討了其在移動學習中的應用。

Sakai；二維碼；Android；移動學習

鄭州大學西亞斯國際學院于2012年引入Sakai系統用于教學，通過半年的小規模運行，在2013年2月進入全校大規模試運行階段。Sakai系統是高校系統軟件中非常難得的一個開源課程與教學管理軟件。起源于美國斯坦福大學、麻省理工學院、密西根大學和印第安納大學在2004年進行的一項開放源代碼的課程與教學管理系統（CMS）開發計劃。本文嘗試研究利用Sakai系統和二維碼和Google公司目前如日中天的Android系統，配合配合完成電子教學資源的建設，對移動學習中的應用進行了初步的研究。

1 Sakai系統在教學中的功能

1.1 Sakai的體系結構。Sakai2.4-2.5體系結構變化不大，構建工具從Maven1.x升級到Maven2.x，Sakai2.6開始引進了Kernel的概念，將基礎性服務放入kernel，簡化定制應用的開發。Sakai2.6+基于kernel1.x，Sakai3基于kernel2.x。

表示層可采用多種View技術，與Tomcat5.5緊密集成，不能在Tomcat6.x上正常運行。

定制過的Spring實現IoC，Hibernate實現跨數據庫，目前只能運行在JDK5，與JDK6有沖突。

Sakai各層所用技術：

表示層：JSF、Velocity、RSF、Ajax（GWT）。

業務邏輯層：Spring（Sakai的components服務本身即一個修改過的Spring版本）。

數據存取層：Hibernate，泛型Dao。

實際運營時一般考慮集群、緩存等方法。

Sakai的發展趨勢。集成眾多社會計算應用；內容聚合器（Widgets），復合頁面；一切皆內容（Sling，jackrabbit）；構建在OSGI之上，功能增減熱插拔（Felix）；發展趨勢Web2.0化；支持多租戶（談論中），E-learning SaaS；Sakai3.x變化相當激進[1]。

1.2 Sakai的教學功能。Sakai是一個繁雜而龐大的開源教學系統，其提供很好的教學支撐平臺，利用其平臺可以在構建一個教師的完整教學內容。其初始界面如下所示：

在Sakai中提供了一系列用于課程和項目站點的功能，包括：通知發布當前和瀏覽近期的信息的功能，作業功能，完成在線獲取和提交作業以及作業評分。聊天室提供給教學是解決疑難問題是師生進行實時討論。投遞箱功能完成教師與學生之間私下共享文件，成績冊功能計算和記錄成績，鏈接工具：鏈接到外部工具，播客功能：查看播客中的內容，調查工具創建基于站點的調查和投票，資源：向站點添加教學文檔和教學有關的鏈接，花名冊查看站點的參與者列表，日程在站點日程上跟蹤重要的日期和最后期限，搜索：提供Sakai的內容搜索功能，分組信息：在站點中管理分組，站點信息查看站點信息和參與者列表，站點統計查看站點使用情況，練習與測驗在線創建、管理、批改練習與測驗，并可以自動反饋結果到成績冊，網站內容向您的站點中包含外部的站點信息，Wiki協作編輯簡單的頁面，站點設置創建。

2 Android系統的特性

2.1 Android特性。Android是一個非常優秀的系統，其能在Windows Mobile、IOS、Symbian等優秀系統的包圍中脫穎而出，占據移動系統市場占有率第一，和其優秀特性是分不開的，Android系統具有以下特性：

? 應用程序框架支持組件的重用與替換

? Dalvik虛擬機專為移動設備優化

? 集成的瀏覽器基于開源的WebKit引擎

? 優化的圖形庫包括定制的2D圖形庫，基于OpenGL ES 1.0的3D圖形庫

? SQLite用作結構化的數據存儲

? 多媒體支持包括常見的音頻、視頻和靜態圖像格式（如MPEG4，H.264，MP3，AAC，AMR，JPG，PNG，GIF）

? GSM 電話技術（依賴于硬件）

? 藍牙Bluetooth，EDGE，3G，和WiFi（依賴于硬件）

? 照相機，GPS，指南針，和加速度計（accelerometer）（依賴于硬件）

? 豐富的開發環境包括設備模擬器，調試工具，內存及性能分析圖表，和Eclipse集成開發環境插件[2]。

2.2 Android的系統總體架構。Android是一個設計出色的分層模塊化架構，總體分為四層：最上面是應用層，第二層是應用框架層，第三層是基礎庫和運行環境層，第四層是Linux核心層。

應用程序層這一層中的應用程序是同Android系統一起發布的核心應用程序，如email、電話、短消息程序，瀏覽器，這一層都是用Java編寫完成的。

安卓系統的分層架構--類庫層是一些C/C++編寫的核心庫，提供給開發者進行應用時進行調用。

Linux內核層，由于Android是基于Linux的一個系統，Linux內核被用來作為硬件和軟件聯系層。Linux的最核心的部分：內存管理、安全機制、進程、硬件驅動、網絡都被包含進來，并且根據移動設備的特點進行了裁剪。

3 二維碼

二維碼，又稱二維條碼，二維條形碼最早發明于日本，它是用某種特定的幾何圖形按一定規律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數據符號信息的，在代碼編制上巧妙地利用構成計算機內部邏輯基礎的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字數值信息，通過圖像輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現信息自動處理。它具有條碼技術的一些共性：每種碼制有其特定的字符集；每個字符占有一定的寬度；具有一定的校驗功能等。同時還具有對不同行的信息自動識別功能、及處理圖形旋轉變化等特點[3]。

圖1 二維碼圖片

從1980年后，二維碼的研究就已經進入起步階段，出現了多種不同種類的二維碼，目前全球現有的一維碼和二維碼多達250種以上，其中重要的碼制有20多種。

二維碼的信息密度比一維碼要高得多，比如PDF417中的信息密度是一維碼EAN13的20多倍，目前使用較多的QRCede二維碼已經是一個國際標準，由日本Denso公司在 1994年9月研制成功。國際標準化組織JTCI（國際電工委員會第1聯合委員會）的SC31（第31分委員會），制定了QRcode的國際標準（ISO/ IEc18004：2000）。

在國內，二維碼的發展是比較滯后的，從2004年后國內才相繼出現二維碼應用的服務企業，但是，這幾年二維碼在國內迅猛發發展，南航在2007年開通了二維碼航班，從那以后，國內多個航空公司都開通了二維碼航線。在通信領域中，無論是中國移動、中國聯通還是中國電信，目前在其多數營銷中都使用了二維碼作為向導，給用戶的帶來了前所未有方便。

下面2張圖是把二維碼做得更藝術化，一張是采用顏色變化的二維碼，另外一張是將歷時二維碼保留在墻上的作品。

圖2 變化的二維碼

4 基于Sakai的二維碼教學資源的建設

4.1 公開課便捷入口。目前，在鄭州大學西亞斯國際學院的有大量的基于Sakai的課程，這些課程加以時間的打磨，很多都可以形成不錯的公開課，讓學生選擇，豐富學生的知識面，彌補傳統課堂的不足，但是在Sakai中，選擇這些課程是極為不方便地，要經歷至少登錄-所屬站點-可加入的網站-輸入課程名字-搜索-加入等六步操作才能完成一門公開課程的添加，不方便，不利于學生快速選擇該課程。

利用二維碼可以提供一個很好的便捷入口，在每門課的首頁中增加二維碼入口地址，在優秀公開課宣傳頁面中增加二維碼，當學生看到宣傳和這門課的頁面中，無論是否在電腦旁邊，可以利用手機直接掃描，利用接口技術將該課程加入到學生的課程中，從而使學生可以方便地使用該課程的資源。

圖3 課程資源

4.2 構建移動學習平臺入口。構建移動學習平臺入口，在每門課中都有大量關鍵的知識點，這部分知識點索引都加入二維碼，學生通過平板或智能手機掃描之后，可以進入完成相應的學習和做布置的作業。

圖 4 公開課二維碼入口流程

這種方式對于許多非計算機的學生來說，可能更為合適，因為筆記本不是所有學生都會有的，但手機確實是每個學生的必備，隨著智能手機的普及，性能不斷的提高，價格持續的走低，移動學習，電子作業，這種方式有可能會形成一種新的學習方式。

綜上所述，隨著數字化校園的不斷深入，配合教學的軟件應用發揮著越來越重要的作用，基于Sakai和二維碼結合的移動學習教學隨著高校教學方式的發展，一定能發揮更重要的作用，形成一個逐漸成熟和完善的學生學習系統。

[1]http：//www.mobiletrain.org/lecture/doc/android/2012-05/ 973.htm l.

[2]http：//baike.meadin.com/history/?hid=26041.

[3]王赫.中國移動手機二維碼業務發展策略研究[D].北京：北京郵電大學碩士論文，2008.

[4]陳荊花.淺析手機二維碼在物聯網中的應用及發展[J].電信科學，2010.

G434

A

1671-0037（2014）10-68-2

王緯武（1980.1-），男，碩士研究生，實驗師，研究方向：網絡。