構建基于移動云計算的微課教學資源平臺

摘 要： 移動云計算是指移動終端通過移動網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的基礎設施、平臺、軟件或應用的一種信息資源服務的交付與使用模式，具有高效的數據存儲和計算能力，對微課教學資源平臺建設產生了積極的作用。基于目前微課教學資源平臺建設的背景，結合移動云計算和微課的特點，分析了教學資源平臺總體結構并對其進行了構建。

關鍵詞： 移動云計算； 微課； 教學資源平臺； 建設

中圖分類號：TP311.5 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2015）10-75-03

Abstract： Mobile cloud computing is a kind of information resource service delivery and usage mode， in which the mobile terminals gain the required infrastructure， platform， software or application through mobile network in an on-demand， scalable way. With efficient data storage and computing power， it has a positive effect on the construction of micro-lecture teaching resources platform. In the background of current micro-lecture teaching resource platform construction， according to the characteristics of mobile cloud computing and micro-lecture， this paper analyzes the architecture of the teaching resource platform and makes it constructed.

Key words： mobile cloud computing； micro-lecture； teaching resource platform； construction

0 引言

21世紀是智慧經濟時代，其重要特征逐漸趨于全民教育、優質教育、個性化學習和終身學習。隨著移動云計算技術、網絡技術和無線傳感技術的發展，微課快速成為社會的熱點，受到了廣泛的關注。微課是指按照新課程標準及教學實踐要求，以教學視頻為主要載體，反映教師在課堂教學過程中針對某個知識點或教學環節而開展教與學活動的各種教學資源有機組合[1]。但移動終端本身的不足限制了微課的順利進展，如設備存儲容量小、計算處理能力低、屏幕分辨率低、很多軟件不能運行在移動終端等。而移動云計算的出現，可以幫助解決移動終端自身的不足，為微課教學資源平臺的建設提供了新的思路和解決方案。

1 微課教學資源平臺建設背景

在“微”時代，隨著教學資源的多元化、主題化、微型化等趨勢的發展，以及移動通訊技術的快速發展，使個性化學習盛行?！拔⒄n”是區別于傳統教學資源而逐步發展起來的新型教學資源應用模式，其特點主要有六點。①資源容量小。容量僅幾十M，便于存儲攜帶，便于實現“微學習”，有利于知識的分享及傳播。②資源多樣。包括了多種資源，如教學素材和課件、教學設計、學生反饋意見、教師教學反思及教師之間的評價等。③教學時間短。教學視頻或其他媒體的形式，時間較短，一般在5-10分鐘。④便捷傳播和學習。學習者可以隨時隨地通過移動終端進行學習。⑤相對獨立性。視頻格式一般為支持網絡傳輸的流媒體格式（如rm、wmv、flv等）。⑥半結構化，易于擴展。微課是將教學主題或某個教學知識點相關的教學資源以網頁的形式作半結構化的組合[2]，伴隨著資源應用領域的不同和學習者需求的變化而不斷地延伸和充實，動態更新。根據數字技術的普適性和現代學習的泛在性，學習者可以通過手機、iPad等智能設備隨時隨地進行學習。“微課”的上述特征正適應了當前移動云計算的發展。

移動云計算是移動互聯網、移動計算與云計算技術的融合，它通過手機、計算機等智能終端來共享數據、信息等資源，云計算以公開的標準和服務為基礎，基于網絡組織管理廣域分散的資源，提供快速、便捷的海量數據計算和信息處理等服務[3]。在移動云計算環境下，通過移動無線網絡，網絡學習者不再受時空限制，而是可以隨時隨地根據不同的需求訪問云端微課教學資源或服務。為了降低對移動終端性能的要求，我們通過移動云計算技術，實現在云端計算、存儲和處理各種來自于移動終端上的數據；同時，為了提高移動終端設備的各個性能，把大量的微課教學資源、高計算能力和強大的處理能力以及多形式的教學服務轉移到了云端。

移動云計算與微課教學資源的無縫連接，使得移動云計算技術在微課教學資源平臺建設過程中起到了十分重要的作用。

2 微課教學資源平臺建設思想

在進行微課教學資源平臺建設時，以“學習者為中心，教學為目標”的原則，突出開放式的學習理念，結合微課“短小精悍、交互性好、應用面廣”等特點，在開放式可移動的視頻中實現復雜的課堂教學內容，根據不同的需求，運用移動云計算技術，提供了各種如移動學習、移動引擎等各種服務給學習者。根據移動云計算的服務模型，我們提出了基于移動云計算的微課教學資源平臺模型架構，如圖1所示。

3 基于移動云計算的微課教學資源平臺總體結構設計

以微課教學資源存儲和不同的應用服務為中心，此微課教學資源平臺的構建采用了移動云計算技術，在云端放置微課平臺的應用模塊、維護模塊和數據庫服務器等，通過無線網絡，學習者利用移動終端設備訪問各種微課教學資源服務。該平臺主要有微課學習層、事件處理核心層、基礎設施架構層三個部分組成，平臺架構如圖2所示。

4 基于移動云計算的微課教學資源平臺實現

為了保證平臺的安全性、穩定性和靈活性，我們采用了基于移動云計算技術的三層體系結構B/S/S（Browser/Webserver/CloudServer）來開發微課教學資源平臺設計模型。即在前臺客戶端直接采用移動設備，中間服務器端運用中間傳輸設備，后臺為云服務器，如圖3所示。采用這種結構，實現了平臺良好的兼容性、可擴展性和可移植性，有效地對海量微課教學資源和分布式資源進行了整合。

5 基于移動云計算的微課教學資源平臺關鍵技術分析

移動云計算是基于手機、ipad等移動終端的云計算服務而產生的。它是虛擬化技術、并行計算技術、存儲技術、安全技術、分布式處理等計算機和移動網絡技術相融合的產物。

5.1 虛擬化技術

云計算的核心是虛擬化技術。為了解決遠程服務器閑置和超載問題，并考慮學習者需求不斷改變的現狀，我們在建設微課教學資源平臺過程中，采用了資源虛擬化技術，學習者不必關心后臺硬件的實現，只需在虛擬層運行自己的軟件，實現了軟硬件的分離。同時可以根據用戶需求，動態地分配資源，實現負載均衡。當一臺服務器處于忙碌狀態時，任務會自動尋找其他空閑的服務器，使其繼續運行，進一步提高了微課教學資源的利用率。

5.2 并行計算技術

移動設備的耗電量比較多，使用時間短，為了提高學習者使用平臺的持久性，以及維持移動設備的電源持續能力，我們采用了并行計算技術解決這一問題。并行計算技術是相對于串行計算而言的，為了提高系統的計算速度和處理能力，在并行計算過程中，在不同的節點上分配相對獨立的進程，由各自獨立的OS調度這些進程，對于同一個問題由多個處理器進行協同求解[4]。系統將計算復雜度較高的運算交給云計算平臺，以此來提高移動設備的電源持續能力。

5.3 存儲技術

根據微課資源類型多樣、存儲容量大、動態更新快、異構性等特點。此平臺的建設實現了資源的有效存儲、管理以及共享。但平臺仍然存在著較低的數據擴展性，較差的異構性和兼容性，大并發訪問量、大數據量與高效的數據存儲速率不相匹配等問題。在移動云計算環境下，為了解決移動存儲問題，我們采用了云存儲技術，有效的提高了各類資源的存儲效率。

同時，利用各高校具有存儲服務的硬件服務器或磁盤陣列等設備，結合云存儲的特點，融合虛擬化等技術，把空間劃分為一定大小的可伸縮的彈性云，按需分配大量的各種類型的微課教學資源，并將其存放在這些可擴展的云上，從而形成獨立于內部架構的微課存儲云。學習者可通過我們提供的接口，利用移動終端獲取放置于存儲云上的微課教學資源，實現與平臺進行交互，提高了數據存儲訪問的可靠性。

5.4 安全技術

在微課教學資源庫建設中，我們不需要再花費大量的時間來管理數據，只需把精力投入到資源庫的建設中。因為在云端，有先進的數據中心來保證資源的安全性，同時也有一支強大的技術管理團隊來管理這個平臺。任何資源的丟失對資源庫的建設都會造成一定的破壞，因此保證這些微課教學資源庫的安全性至關重要。我們采用了云備份策略，合理選擇有效的安全策略和安全保護機制，解決數據的安全備份問題。云備份是針對云存儲數據的破壞、丟失等現象[5]而提出的一個新安全防范技術，保證了相關的微課教學資源的安全性。

6 結束語

本文結合微課的特點，采用移動云計算技術與理念建設微課教學資源平臺，有效地解決了使用移動終端在線微課教學資源時的帶寬和延時問題，提高了移動終端電源持續能力，實現了軟硬件資源、微課教學資源的共享，實現了學習者移動學習、個性化學習，資源不斷更新的微課教學資源平臺建設目的。

參考文獻：

[1] 溫川雪，周洪建.面向智能手機與Web平臺的微課移動教學系統的設計[J].中國遠程教育，2014.12：60-66

[2] 胡鐵生.“微課”：區域教育信息資源發展的新趨勢[J].電化教育研究，2011.10：61-65

[3] 王素貞，杜治娟.基于移動Agent的移動云計算系統構建方法[J].計算機應用，2013.33（5）：1276-1280

[4] 郭華峰，梅成才.基于維信公眾平臺的微課移動學習平臺設計[J].中國教育信息化，2015.1：82-84

[5] 孫群英，胡志遠.云計算安全性探究[J].電信科學，2013.4：100-105