基于移動4G智能SAL生態系統模型研究

張志勇，張興海，宋 陽，唐永林，張志剛

(1.長春師范大學，吉林長春 130032；2.吉林工程技術師范學院，吉林長春 130052； 3.長春大學旅游學院，吉林長春 130607)

近年來，隨著計算機網絡和移動4G通訊網絡的高速發展，基于移動4G智能SAL(自服式輔助學習)模式逐漸發展壯大起來[1]。作為21世紀的現代人，不僅在學校期間接受教育，還應進行終身教育，通過移動手機APP、移動PAD、計算機網絡可以隨時訪問所需要的教育、教學資源，不斷提高、充實自己。

由于目前國內外各種各樣的學習網站繁多，其教學方式、教學方法及教學內容無法滿足不同層次人群的需要，基于移動4G智能SAL(自服式輔助學習)生態系統能夠解決這一問題。建立一個統一的智能SAL模型，可以在企業和學習者之間建立一個智能化的交流平臺，更好地為企業和學習者服務。基于移動4G智能SAL(自服式輔助學習)生態系統，能夠自動分析訪問教學資源學習者的學習狀態及其年齡、工作性質、學歷等自然信息，以大數據、云計算為依托，為學習者提供一套定制的學習方案。

1 基于移動4G智能SAL生態系統模型

目前，許多互聯網在線教育機構如梯子網、那好網等紛紛關閉，這些教育機構沒有向淘寶網一樣發展壯大，主要是由于其企業發展定位、選擇服務對象定位等出現問題，導致企業無法生存下去。建立基于移動4G智能SAL(自服式輔助學習)生態系統可以為企業提供一定的參考。基于移動4G智能SAL生態系統模型如圖1所示。

以基于移動4G智能SAL生態系統主要是利用移動4G網絡，以基礎大數據、云計算為依托的新型互聯網學習模式[2]，使學習者不受時間及空間的限制，能夠隨時隨地訪問學習資源。SAL生態系統可以自動分析學習進度、學習狀態、學習習慣等信息，并及時反饋給學員。基于移動4G智能SAL生態系統主要包括移動4G網絡策略(Mobile 4G network strategy)、大數據服務策略(Large data service strategy)、移動4G終端策略(Mobile 4G terminal strategy)、UI界面策略(UI interface strategy)。

2 移動4G網絡策略

移動4G網絡策略是“基于移動4G智能SAL生態系統模型”的重要基礎支持，主要包括移動4G網絡硬件平臺和移動4G網絡軟件平臺建設。

2.1 移動4G網絡硬件平臺構建

目前，我國移動4G網絡硬件平臺建設得到高速發展，這也為智能SAL(自服式輔助學習)平臺的推廣使用提供了可靠的硬件保障。4G是第四代移動通信技術[3]，它集3G和WLAN于一體，能夠傳輸高質量的視頻圖像,與高清晰度的電視不相上下。通俗一點說就是,用手機上網速度更快，理論速度能夠達到100Mbps，約為12.5MB/s。它的速度比撥號上網快2000倍，比我們現在使用的3G快3～5倍，速度媲美WiFi。具體移動4G網絡硬件系統模型如圖2所示。

圖2 移動4G網絡硬件系統模型

硬件系統主要包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式。(嚴格意義上來講，LTE只是3.9G，盡管被宣傳為4G無線標準，但它其實并未被3GPP認可為國際電信聯盟所描述的下一代無線通訊標準IMT-Advanced，因此在嚴格意義上其還未達到4G的標準。只有升級版的LTE Advanced才滿足國際電信聯盟對4G的要求)。通過4G能夠以100Mbps以上的速度下載，比目前的家用寬帶ADSL(4兆)快25倍，并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。此外，4G可以在DSL和有線電視調制解調器沒有覆蓋的地方部署，然后再擴展到整個地區。很明顯，4G有著不可比擬的優越性。

2.2 移動4G網絡結構層次構建

4G軟件系統針對各種不同業務，通過多媒體接入連接到基于IP的核心網中。基于IP技術的網絡結構使用戶可實現在3G、4G、WLAN及固定網間無縫漫游。具體移動4G網絡結構層次模型如圖3所示。

4G網絡結構可分為三層：(1)物理網絡層，提供接入和路由選擇功能；(2)中間環境層，主要是網絡服務質量映射、地址變換和完全性管理等；(3)應用網絡層，對物理網絡層與中間環境層及其應用環境之間接口是開放的，使發展和提供新服務變得更容易。提供無縫高數據率無線服務，并運行于多個頻帶，這一服務能自適應于多個無線標準及多模式終端，跨越多個運營商和服務商，擴大服務范圍。

4G網絡有如下特點：(1)支持現有的系統和將來系統通用接入的基礎結構；(2)與Internet集成統一，移動通信網僅作為一個無線接入網；(3)具有開放、靈活的結構，易于擴展；(4)是一個可重構的自組織的自適應網絡；(5)智能化的環境，個人通信、信息系統、廣播、娛樂等業務無縫連接為一個整體，滿足用戶的各種需求；(6)用戶在高速移動中能夠按需接入系統，并在不同系統無縫切換，傳送高速多媒體業務數據；(7)支持接入技術和網絡技術各自獨立發展。

圖3 移動4G網絡結構層次模型

3 大數據服務策略

移動4G網絡策略是“基于移動4G智能SAL生態系統模型”的核心組成部分，主要包括：建立關系型的大數據框架、建立精準營銷服務平臺、定向推送服務信息。

3.1 建立關系型的大數據框架

對于關系型的大數據，用EMC的greenplum，這個數據庫屬于MPP。OLAP類型的大數據分析運算運用于很多的項目。建立大數據框架關系結構如表1所示。

表1 大數據框架關系

通過對基礎大數據的id(序號)、gender(性別)、name(姓名)、age(年齡)、course(課程)、Education(教育程度)等數據單元、數據塊和數據鏈的數據收集，針對不同的學習人員可提供不同的學習方案。以嵌入式系統開發課程為例，首先建立課程數據庫結構，如表2所示。

表2 課程數據庫結構表

依據學習程度的不同，可以將智能SAL(自服式輔助學習)基礎大數據分成四個層次：優秀SAL(Excellent SAL)、良好SAL(Good SAL)、一般生態系統(General SAL)、較差SAL(Poor SAL)。評判這四個層次的標準主要是依據對其嵌入式開發平臺使用情況的數據收集及分析。主要評判標準是：理論及實驗視頻、實驗制作完成情況的效率。

通過對基礎大數據的id(序號)、gender(性別)、name(姓名)、age(年齡)、course(課程)、Education(教育程度)、ContentID(課程序號)、SortID(章節目錄)、Title(節標題)、Content(課程內容)等基礎大數的分析，得出以下四個層次結論：

優秀SAL：如果學生能夠連續完成教學內容，并完成相關實驗測試成績為優秀，則為優秀SAL。

良好SAL：如果學生能夠連續完成教學內容，并完成相關實驗測試成績為良好，則為良好SAL。

一般SAL：如果學生不能夠連續完成教學內容，完成相關實驗測試成績為一般，則為一般SAL。

較差SAL：如果學生不能夠連續完成教學內容，完成相關實驗測試成績為較差，則為較差SAL。

3.2 建立精準課程“云”服務平臺

在國內，目前以“網易云課程”為主的多媒體教學平臺正在建設中，有部分功能已經投入使用。主要課程包括：IT/互聯網模塊、設計創作模塊、職場/金融模塊、興趣生活模塊、語言/留學模塊、中小學課程模塊、考試認證模塊、思想政治課程模塊等。

現以思想政治課程為例詳細說明如何建立精準課程云平臺。思想政治課是培養中國特色社會主義事業接班人的必修課程，在小學、初中、高中、大學和研究生各個階段均開設相關的課程。思想政治課程云平臺課程開發流程如圖4所示。

圖4 思想政治課程云平臺課程開發流程

首先，課程開發人員與思想政治教師取得聯系，由學校的專業思想政治老師根據學生的實際情況，提出專業的課程設置方案。然后，由課程開發人員根據教師提供的課程方案，制作相應的多媒體課件。課件內容應該豐富多彩，包括動畫課件、多媒體視頻、在線答疑、習題自測、考試自測、在線點名等多個平臺，以豐富教學內容。學生通過對以上內容的學習，將課程掌握情況反饋給教師，教師再與開發人員交流,逐漸完善課程。經過幾輪修改之后，才能建立起精準的思想政治云課程服務平臺。

3.3 定向推送課程“云”服務信息

課程云平臺建立完善之后[4]，就需要定向推送課程。我們的課程建設得再好，如果無人訪問，也只能是僵尸網站，以前有很多網站只是曇花一現，之后便關門倒閉了。所以定向推送課程是至關重要的。現在通訊設備及手段已經非常豐富，可以通過大數據、云計算分析出相關的人群，并將相關的課程自動推廣發送過去。

首先，教學內容和教學方法推送。對學習者的gender(性別)、name(姓名)、age(年齡)、course(課程)、Education(教育程度)這些內容進行分析。同樣以思想政治課程為例，分析學習者的年齡、教育程度，再根據實際情況推送相應課程，根據學習者的年齡、教育程度等自身特點，制定不同的教學方案。針對小學生思想政治課程，應該以動畫、視頻、電影教學為主要教學方式，讓學生在玩中學。針對大學生的思想政治課程，應該指導學生以多接觸社會、歷史的角度來了解、學習思想政治課程。

其次，課程云平臺的推送。可以利用目前先進的技術手段,依據政府、企業及個人所承擔的社會責任，分不同角度推送。

從社會承擔角度推送，可從以下三個方面進行：(1)政府推送的課程平臺主要以公益性課程為主，例如馬克思主義教育課程，政府將服務外包給企業，由企業承擔服務主體，之后由政府進行推廣；(2)企業推送的課程主要以技術開發為主，以盈利為目標，一般由企業與學校合作推廣平臺的使用。例如“C程序設計開發”“JAVA程序設計開發”和“Android嵌入式程序設計”軟件工程師課程的推廣；(3)個人推送課程,主要是以個人的興趣、愛好為主，將自己喜歡的課程推薦給朋友、親屬等。這種推廣方式范圍雖小，但效果非常好。

從技術角度推送可以按下面方式進行：(1)網絡推送,主要依靠互聯網，通過網站、微博、QQ等網絡平臺進行推廣課程。通過對大數據的分析，將不同的課程推送至用戶；(2)移動通訊推送,主要是利用移動4G網絡，通過微信、移動4G網絡APP等進行定向的課程推廣。這種方式更加靈活方便，使學習者訪問課程資源更加快捷；(3)數字媒體推送,主要是依靠電視、廣播、報紙等宣傳工具，將具有公益性質的課程進行大力推送。這種方式宣傳效果最為顯著，中國人口數量巨大，通過這種方式推廣云課程效果最佳。

4 移動4G終端和UI界面策略

4.1 移動4G終端策略

目前，國內的移動4G運營商主要包括聯通、電信和移動三大運營商，移動4G網絡已經推廣到全國的主要城市，為推廣使用移動教育終端提供了堅實的物質基礎保障。

移動終端設備目前使用的主流操作系統是安卓操作系統和IOS操作系統。針對這兩種操作系統制作相關的移動終端UI操作界面，可以極大提高教學終端的使用效率。

移動4G終端使用者主要包括學生用戶和教師用戶。

(1)教師功能區：主要功能有通知、問答、聊天、收藏等。

(2)我的課程：在這個功能區可以直觀地查看例如馬克思主義課程的章節設置，可以觀看相關章節的在線視頻課程。

(3)在校課程：在這個功能區可以搜索本校發布的所有課程信息，找到自己要選擇學習的課程，之后進行學習。

(4)院系設置：在此功能區可以選擇相關的院系課程，由于目前高校采用院系管理體制，開設的課程很多，如果不加以區分,管理和查找起來則非常繁瑣。院系設置可以將課程管理區分到系，管理和查找非常方便。

(5)發現模塊：在此功能區中主要包括精品課程、公開課程聯盟、直播課程、服務、海報和院系新聞等功能。

(6)我的模塊：主要包括訂單、下載、收藏、作業、考試、問答等輔助功能。還有我的授課、我的課程、我的班級、我的服務、我的錢包、我的海報和我的話題等主要功能區。

其中，“我的授課”模塊是教師專用的，教師可以依據已經發布課程，在此功能區中找到例如“Android嵌入式程序設計”這門課程之后，進入相應的授課班級，之后進行作業、考試、學員、簽到等操作；“我的課程”模塊是為學生訪問設計的，學生通過這個模塊選擇自己學習的在線課程，通過移動4G終端的APP軟件登錄系統,隨時訪問教學資源，看教學視頻、實驗視頻，完成作業、提問、考試等操作；在“我的班級”模塊中，教師可以進行班級內部的話題管理、課程表的管理、班級相冊管理、文件的發布，以此拉近老師與學生的距離，隨時隨地進行班級管理；“我的服務”模塊主要是針對本校課程或公開課聯盟課程進行的技術服務，未來可以使公開課程或本校相關院系的課程形成聯盟，實現學分的互認，給學生更多的選擇空間；“我的錢包”模塊通過MOOC平臺可以有效地整合現有的在線網絡多媒體課程[5]，有的課程可以收費觀看，通過“我的錢包”進行充值，滿足師生的各自需求，實現雙贏的目標；通過“我的海報”模塊，可以發布相關的學術交流信息和課程的授課信息，提示有需求的教師和學生及時關注，達到實時信息傳輸的效果。根據訪問者的愛好和興趣自動查尋相關的話題，及時推薦給學生；通過“我的話題”模塊，根據用戶對在線課程的學習內容提出自己的觀點作為討論的話題，激發學生的學習熱情和學習的動力。

(7)幫助和反饋模塊：學生或老師將自己在學習過程中所遇到的問題填寫到在這個模塊中，并留下自己的手機號碼。當后臺的服務人員看到信息后，將解決方案及時發送到手機上，更好地滿足客戶需求。

(8)關于我們模塊：在此模塊中主要顯示了移動4G教學平臺的掃描二維碼信息、官方網站和高校云平臺共享網絡信息及網絡安全信息等[6]。

4.2 UI界面策略

一個好的用戶界面應具有較高的轉化率和易用性。換句話說，它既能滿足商業用途，也便于用戶使用。UI界面設計是移動4G教學終端的門面，設計合理的UI界面可以提高用戶的使用效率。在此項移動4G教學終端的UI設計中主要采用了以下的交互設計法則。

4.2.1 嘗試使用一列布局代替多列

一列布局會讓用戶對全局有更好的掌控，也能讓用戶預先對整體內容從上到下有一個大致的了解。然而多列布局則會讓用戶從頁面的核心內容上分散注意力，從而增加額外的風險。最好的方法是用一個有邏輯的敘述然后在文末加上一個行動的口號來引導用戶。例如，在移動4G教學終端的主頁面采用的就是這種設計法則。

4.2.2 嘗試合并相似的功能，而不是支離破碎的UI

在移動4G教學終端開發期間，我們很容易在無意中創建多個功能一樣的模塊、元素及專題。隨著時間的推移，界面變得支離破碎。應留意相同的功能以多種方式展示，因為它容易給客戶帶來壓力。通常情況下，UI碎片越多，客戶的學習成本就越高。因此，應該偶爾考慮通過合并相似的功能來重構UI，例如，在移動4G教學終端的院系課程設置中采用的就是這種設計法則。

4.2.3 嘗試多次重復，而不是只展示一次

重復是一種更適用于長頁面的策略，或者是在多個頁面進行重復。當然也不能讓同樣的信息在同一屏幕里重復次數較多，這會讓客戶很沮喪。然而，長頁面越來越普遍，將所有東西都展現“在一屏”上的想法也過時了。所以將一個不太顯眼的行動列表放在頂部，另一個突出的行動口號放在底部并沒有什么不妥。例如，在移動4G教學終端的“聯系我們”模塊中，采用的就是這種設計法則。

4.2.4 嘗試將可點擊/可選擇的樣式區分開來，而不是將其模糊

視覺上的樣式，例如顏色、層次和對比，可以用來幫助用戶理解最基礎的界面導航語言，實現與用戶的清楚溝通。然后，在這一套界面中保持一致性。例如，選擇藍色標識作為被點擊的元素，黑色標識作為已被選中的元素或表明當前所在的位置。正確運用這些標記，便于用戶根據這些線索來進行界面導航。在移動4G教學終端的作業和考試設置模塊中，采用的就是這種設計法則。

4.2.5 嘗試保持焦點而不是濫用鏈接

有時，為了盡可能地滿足更多客戶的需求，很容易在一個頁面上創建多個鏈接,其它任何鏈接都有可能使用戶離開頁面。應注意頁面上鏈接的數量，盡可能地平衡導航頁面上的風格。刪除無關的鏈接,更有可能讓用戶點擊那個最重要按鈕。移動4G教學終端的授課視頻頁面采用的就是這種設計法則。

5 結語

基于移動4G智能SAL(自服式輔助學習)生態系統模型[7]，是以后臺大數據模塊、移動4G終端UI模塊、4G通訊網絡為依據的新型智能化SAL模式。本文分析了移動4G網絡策略、大數據服務策略、移動4G終端策略、UI界面策略，建立一個完整的移動4G智能SAL生態系統模型。

[1]邊建軍.基于3G/4G的移動學習在遠程教育中的應用[J].福建廣播電視大學學報,2014(1):70-73.

[2]王玥.云課程平臺聚合社會化媒體的網絡教學研究[D].南京:南京郵電大學,2014.

[3]卜遠芳.基于專利信息分析的我國4G移動通信技術發展研究[D].洛陽:河南科技大學,2015.

[4]尹向東,黃文,李文.校企合作培養成教本科IT人才的“課程云”實踐教學研究[J].現代計算機:專業版,2014(13):23-25.

[5]張志勇.基于網站客戶端多媒體QoS信息模型研究[J].情報科學,2011(3):428-431.

[6]張志勇,李曉寧.基于F2AP網絡安全策略模型研究[J].情報科學,2014(2):35-38,42.

[7]李振亭,王一博.基于云計算的網絡學習生態系統模型[J].河南師范大學學報:自然科學版,2013(2):64-67.