基于云計算的O2O移動學習系統研究與設計

滕瑋　劉鎮　王浩

摘 要 本文主要探討了云計算在移動學習中的應用，建立了基于百度云的移動學習平臺架構，能提供高效，擴展性好的在線或離線移動學習。本文設計的基于云計算的移動學習系統能夠為實現O2O學習模式的線上功能提供可行的解決方案。

關鍵詞 移動學習 云計算 O2O學習模式

中圖分類號：G40-057 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2016.02.025

0引言

隨著計算機技術、無線通信技術及移動終端設備的飛速發展，人們的學習方式和思維習慣發生了重大變革。信息技術環境下的學習方式從早期的函授發展到遠程網絡學習（E-Learning）再到移動學習（M-Learning），①學習不再受時間和場地的限制，變得更具便捷、靈活和個性化。在我國移動學習已經初具規模，但由于移動終端的功能限制，移動學習的資源稀缺等問題限制了移動學習的深遠發展和推廣。云計算技術的出現為這些問題提供了可行的解決方案。云計算平臺可以實現資源的整合和海量的存儲，提供強大的計算能力，使學習者能通過移動應用隨時隨地地學習。

當今教育理念提倡以學生為中心，倡導因人因材施教。基于O2O（Online To Offline，線上/線下）理念的移動學習模式，將傳統的線下師生交流和基于云計算的線上移動學習形式相結合，以線上學習為主，線下輔助為輔，指導學生的整個學習過程，幫助學生獲得最佳的學習效果。本文研究了云計算環境下，“以學生為中心”的O2O移動學習系統，并以物聯網工程專業實踐教學體系為例，設計了云計算移動學習系統。

1基于云計算的O2O移動學習系統

基于云計算的O2O移動學習系統設計首先需要在理解O2O學習模式的基礎上，明確移動學習平臺的開發目的和基本功能；然后需要考慮平臺的軟件功能和實際功能，研究基于云計算的移動學習平臺的解決方案。

1.1 O2O學習模式

O2O這個概念最早起源于美國， Alex Rampell將該模式定義為Online to Offline ，即O2O。②O2O模式原意是指將線下的商務機會與互聯網結合，讓互聯網成為線下交易的平臺。 廣義上只要同時涉及到線上和線下的都可稱為O2O，不再局限于從“線上到線下”。根據實踐教學體系的特點，又順應云平臺的技術發展趨勢，我們提出了一個V型的O2O學習模式，即在移動互聯網、云計算、物聯網等環境中，將豐富的網絡資源及在線交流方式和課堂教學有效融合與互補，形成以線上學習為主，線下輔助為輔的新型混合教學模式。其組成如圖1所示：

V型學習模式符合人們對基本事物的認識過程，通過認識—實踐—再認識—再實踐的過程，更好地幫助學習者增加理性認識。

1.2 移動學習系統總體架構

移動學習系統以學生為中心，借助云端服務整合資源，實現學習資源的云存儲，構建開放的移動學習環境，滿足O2O學習模式的線上學習需求。其總體架構如圖 2所示：

訪問終端（包括傳統PC端和移動客戶端）首先通過訪問接口層，將訪問請求發送至學習資源服務層。學習資源服務層實現對學習資源的整合和維護，來響應終端的資源請求。云服務層可以為學習平臺提供云存儲及實時管理等服務。用戶（包括教師、學生）可通過4G/ 3G網絡實現遠程訪問、通過WLAN本地訪問或Internet遠程訪問移動學習平臺提供的線上服務。

1.3 移動學習系統設計

移動學習系統的設計需要根據實際教學的需求，有針對性地進行設計。還要滿足各類智能移動終端設備的連接，實現有效的移動學習。

1.3.1 移動學習系統主要功能

移動學習系統主要針對學生用戶和教師用戶提供一個線上學習平臺，同時又能提供克服數據流量限制的離線操作功能，使用戶在有/無網絡的情況下都可以進行學習，系統靈活性更強。移動學習系統功能組成以模塊化形式實現，更具擴展性、可維護性和開放性。主要功能包括：（1）學生子模塊可以實現查看、下載、修改及提交課外作業；發表留言，師生互動；實踐課程體系的各課程信息及資料（包括：課程大綱、授課計劃、實驗/實踐指導書、課件、教學視頻等）線上學習等功能。（2）教師子模塊可以實現查看、下載/上傳及刪除課程資料；發布、查看、批改及刪除作業等功能。（3）此外，還設置管理員用戶實現對教師與學生賬號的維護。

1.3.2 移動學習系統設計關鍵技術

本文的移動學習系統服務器端基于JavaEE的struts2框架開發，能實現傳統PC端的在線學習；移動客戶端基于Android平臺開發，能廣泛應用于大多數手機與平板電腦，實現移動學習；云計算平臺采用百度云平臺實現學習資源的存儲、發布、服務部署與管理。

（1）云端交互。本系統基于百度云平臺開發，所有與云端相關的數據操作均需由云端交互技術實現。系統開發主要運用百度對象存儲BOS（Baidu Object Storage）③對文本、多媒體、二進制等任意類型的數據進行存儲，實現數據多地域跨集群存儲與資源統一利用，提高工作效率。圖3是教學資料的云端托管界面。此外，系統還基于百度開放云的數字媒體解決方案，通過百度云的播放引擎提供的多種播放功能，實現教學視頻的存儲、轉碼、播放等功能。

（2）教學資源管理。教學資源管理是系統的核心，整個系統的各類教學文件都存儲在百度BOS云存儲平臺。主要存儲的文件有各類教學文檔（txt、PDF、word及PPT等格式）和教學視頻（.mp3、AVI等格式）。通過與基于百度云的服務器端交換，客戶端（包括移動端和PC端）可以實現教學資源的瀏覽、上傳及下載。

教學資源管理的云端交互主要用到BOS中的兩個重要接口，即用戶操作的基本數據單元Object和命名空間Bucket。通過創建、查看、刪除Bucket實現對資源空間的管理，通過上傳、查看、刪除Object實現對資源文件的管理。

（3）移動客戶端設計。移動客戶端為用戶提供操作方便的UI界面，通過json數據傳輸技術和百度云平臺的數字媒體解決方案，實現對各類教學資源的訪問、下載，支持多種格式的教學資源。當用戶需要讀取某個教學文檔或打開教學視頻文件時，首先會判斷文件是否已在移動端的存儲卡上存在，如果存在則直接調用閱讀或播放引擎進行文件閱讀或視頻播放；否則將文件或視頻下載到存儲卡的指定空間，再通過閱讀或播放引擎打開教學資源進行移動學習。圖4是移動客戶端主界面， 圖5～6實現了讀取存儲在云端的PDF文件（即圖3中云端托管文件）并在移動客戶端進行在線/離線閱讀。

2 結束語

基于云計算的O2O移動學習系統為實現線上學習、線下輔導的新型學習模式提供了便捷、靈活的線上學習的平臺，能夠實現輔助教學、提高教學質量和培養學生自學能力、創新思維的目的。本文提出的基于云計算的移動學習方案，采用開放云平臺和開源移動平臺開放，為更成熟的基于云計算技術的移動學習解決方案提供借鑒。本文的研究也是信息化條件下深化教育教學改革，推進高校實踐課程體系數字化資源建設的重要組成部分，有利于培養具有創新精神的工程應用型人才。

注釋

① Luo Zhong，Qingji Xue，Wei Xie，Jingling Yuan.Cloud Computing Research in Mobile Learning， 2011 International conferemce on Intelligent Computation and Industrial Application，2011.

② 池蓮.談電子商務O2O模式面臨的機遇與挑戰[J].商業時代，2014（25）：63-64.

③ 百度開放云：對象存儲 BOS.http：//bce.baidu.com/product/bos.html教育部陽光高考招生平臺，http：//gaokao.chsi.com.cn/