云計算下移動學習平臺的開發與應用探索——基于大連市沙河口區教育局PAD試點教學

☆劉洋

（大連市沙河口區教育局，遼寧大連116021）

一、引言

移動學習就是利用終端移動設備和無線網絡進行教學相關的活動，并且在我國已經初具規模。隨著計算機技術的發展，云計算因其廉價、便捷、可靠性等特點使其比其它新技術更容易進入學校，同時，云計算對用戶端的設備要求很低，這就為云技術下移動學習平臺的開發與應用奠定了基礎。大連市沙河口區教育局率先在省內利用云技術共享資源平臺，打造配套資源，進行了個性化教學系統的試點。

二、云計算下移動學習平臺

（一）平臺的設計目標

該項目的一期目標為：

（1）依托個性化教學系統解決課堂分層次教學的問題，教師利用教師機的終端將實驗學生群體按照不同層級進行教學劃分，在統一授課內容的同時，針對不同的學生群體進行有針對性的分類訓練，實現一對一數字化教學，從根本上解決目前同課異習的困難，達到有效的因材施教，實現教育的個性化、精致化。

（2）利用個性化教學系統的電子課業批處理的功能，進行課后作業的批量批改與出錯率的統計，在高效處理隨堂練習與課后作業的基礎上，更加有針對性地發現教學中學生普遍存在的問題，從而加以強化訓練。

該項目的二期目標設想為：

（1）基于云技術，開發適應移動平臺的個性化學習資源，完成由創建教學資源到創建學習資源的轉變，解決學生自主學習資源缺乏問題，實現教育的自主化、精細化。

（2）利用沙河口區教育網虛擬化存儲系統，完善移動學習平臺的功能設計，針對個性化教學所要達到的預期目標，將移動學習平臺打造為模塊化、多接口、開放式的平臺。

（二）平臺的開發與應用

安卓系統開源且應用程序豐富，因此，采用安卓系統移動終端設備作為基礎設備。該平臺開發流程圖如圖1所示。

圖1 云計算下移動學習平臺開發流程圖

1.移動終端系統的開發與應用

移動終端系統的實現以敏捷開發為主要形式：即依次取系統模塊功能分析，分析、設計、修改直至功能最佳，各部分功能設計成型后進行組合，最終實現移動終端系統的運行與操作。在設計階段到試點校聽取一線教師需求，在設計過程中征求試驗教師意見，教學程序功能以模塊化形式添加，并將移動終端程序制作為APP程序；在運行和操作階段，將APP程序安裝到平板電腦中，在試點班級搭建班級微云服務器及無線環境，課上教師機與學生機通過Wi-Fi網絡接入局域網，即可訪問服務器互聯實現課堂教學。移動終端系統是平板教學模塊的載體，課堂教學的完成是通過模塊程序運行完成的，微云服務器是承載移動終端主程序，教師機與學生機是通過服務器和無線網絡進行數據交換。舉例來說，分層練習是通過試題練習模塊完成的，課堂練習環節會由教師在題庫模塊中抽選已有試題或現場編題，通過服務器分發到學生的移動終端程序，教師通過觀察服務器中反饋到教師機端的試題完成統計，決定第二批次的發題難度，再次通過服務器將不同難度的試題發到對應學生移動終端程序中，實現分層練習。

在終端設備上，設計為教師機與學生機兩套系統，教師可以利用教師終端控制學生終端、分發試題、查看學生作業、批改課業等，學生可以利用終端自主學習、回答問題、分組討論等。

2.移動學習平臺的開發與應用

移動學習平臺的實現分為兩個階段：（1）移動學習平臺的設計；（2）移動學習平臺的運行與操作。在運行與操作前以敏捷開發進行系統功能的完善。在設計階段，考慮到該平臺主要面對學生，對學生情況進行了問卷調查和實地征詢，根據學生年齡結構與知識水平技能，還有平臺要滿足平板電腦、手機等多種移動終端連接的特點，移動學習平臺功能實現主要是以開放式的模塊化方式設計添加；移動學習平臺的運行與操作在測試階段已經實現了學校局域網絡連接，學校管理員通過預置用戶并開放用戶，管理移動學習平臺。學生、教師通過局域網訪問學校服務器上的移動學習平臺，進行自主學習與教學參考。移動學習平臺支持離線的需求限定，平板教學平臺所開發的模塊全部支持離線應用，平臺在沒有網絡的支持下也能工作，無論課上課下、線上線下學生都可以隨時使用。未來的開發方向是在互聯網發布平臺后，實現隨時隨地互聯，并且可以通過安裝APP的方式，在任意移動終端上安裝應用。接入平臺即接入相應的個人學習空間，實現學生學習空間人人通。

3.個性化學習資源開發與應用

個性化學習資源的開發分為兩個階段：（1）資源設計與制作；（2）資源在線運行與操作。通過與教師進行交流，并調查不同年齡階段學生的特點，發現學生對動畫形式的學習資源比較感興趣，因此，確定個性化資源以Flash交互動畫的形式呈現，利用ActionScript2.0語言進行編譯程序，知識點由教師提供并穿插在所有動畫中；所有動畫按學科分類排布在虛擬服務器中，由移動學習平臺的題庫模塊抽取不同學科動畫資源組成個性化資源庫，通過登陸移動學習平臺，即可以訪問題庫進行自主學習。另外，還制作了200課的微課資源，供學生自主選擇使用。

小學部分主要集中在數學加減乘除法類、圖形類、常見量類等學習資源，初中部分主要集中在化學、物理實驗類學習資源，總計近300余項3大類的個性化學習資源。所有個性化學習資源都可以在網絡平臺、本地、PPT擴展中運行，以Flash交互動畫的形式展現學件，形象直觀、富有動感，人機交互的方式增強學習資源的趣味性。學生可以通過登陸移動學習平臺，訪問題庫模塊中的資源進行自主學習，也可以將其下載到本地留存練習。

下一階段還將開發不同學科的特色資源，豐富微課資源，滿足學生自主學習的需求。

（三）開發與應用中遇到的問題與解決方法

（1）移動終端在應用中出現的問題：只能做客觀題以及穿插注釋；電子課本上的勾畫、批注切換到電視屏幕時模糊不清；圖形不能隨意拖拽和自由組合、分解等，課本與屏幕未能同時顯示影響教學的實效性；學生提交的答案在教師講解后不能修改，教師不能在截圖的答案上進行圈畫講解。這幾種情況將在未來平臺開發過程中，經過對教師的需求進行分析后，重新編譯軟件實現改善。

（2）平臺資源內容不夠豐富，如：語文電子課本，學生不能隨時隨地地查字音字義、筆順等；英語單詞教學不能隨時隨地聽發音、了解詞義等，資源庫需要更豐富些。資源的豐富同樣需要教師在實地教學與學生自學過程中形成需求，并在對這些需求分析的基礎上，開發出更多合理資源。

（3）移動學習平臺應盡快上線。在移動學習平臺完成測試后，將向有關部門申請域名，將平臺在線上發布。

三、云計算下移動學習平臺發展方向

學習平臺在云技術的支持下，通過以學習支持服務的視角所研發的移動學習平臺，已經基本實現師生教學所需的功能運行，在實際應用中取得了一定效果。教學目標的達成度在各個環節通過平臺功能支持得到了提高。通過模塊交互性使學生參與教學的積極性提高，教學效果表現良好。課堂練習通過題庫模塊的分層題庫、分層練習，檢測效果良好，達到了分層教學的目的。還需要完善之處：

（1）信息技術與教學融合為移動學習平臺的開發提供一種新的探索途徑，下一步需要云資源平臺應具備成型的組織架構模式和完善的管理功能。

（2）大數據應用于課堂教學，最大的影響是它有能力去關注每一個學生的微觀表現。運用大數據技術，可以獲得學生上課過程的全息數據，對學生學習過程中的各種行為表現、情緒態度等進行全方位分析，需要建立學業檔案與相關分析模型完善課業評價。

（3）雙向融合：將云技術與移動學習技術和傳統課堂教學相融合，互相促進互相補充，提高教學效果、提高作業有效性等。

移動學習平臺在設計和運用過程中，不斷使教師的教學經驗與教學需求在平臺三大功能模塊中得以實現。現已完成圍繞校內微云的移動學習平臺的測試，累計開發了300余項個性化資源、200余課微課資源。沙河口區將在未來2-3年內，探索開發與系統相適應的個性化教學資源，繼續創建基于云技術的個性化教學資源庫，開發基于個性化教學系統的家校互聯及移動學習平臺，實現基于學生個性特點的教學和學習支持，滿足不同學生的需求。

[1]何克抗,林君芬,張文蘭.教學系統設計[M].北京:高等教育出版社,2006,5.

[2]姜強,趙蔚等.基于用戶模型的個性化本體學習資源推薦研究[J].中國電化教育,2010,(5):106-111.

[3]任宇.E-Learning個性化系統的推薦策略研究——來自電子商務推薦系統的啟示[D].長春:東北師范大學,2010.

[4]余延冬,趙蔚,黃伯平.Web2.0理念與數字化教育資源庫的深層次整合研究[J].中國電化教育,2009,(264):51-56.

[5]Drachsler H,Hummel H G K,Koper R.Personal recommender systemsforlearnersin lifelong learning networks:the requirements,techniques and model[J].International Journal of Learning Technology,2008,3(4):404-423.

[6]余勝泉.推進技術與教育的雙向融合——《教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）》解讀[J].山西電教,2012,(03).

[7]祝智庭,楊志和.云技術給中國教育信息化帶來的機遇與挑戰[J].教育基本理論,2012,101.