基于云计算的移动学习平台建设研析

白胜楠，李 岩

（1.河北广播电视大学，河北 石家庄 050071；2.河北工业职业技术学院，河北 石家庄 050091）

一、云计算和移动学习

2011年被视为云计算的“落地”年，如今，越来越多的落地后的云应用进入我们的生活，我们的备忘录可以随时传入云笔记，重要的数据可以备份到云存储，与好友在云空间中互动分享自己生活的点滴。据预测，2010-2013年，中国云计算服务市场规模年均复合增长率将达到91.5%。［1］

云计算作为新互联网时代的一种交付和使用计算模式，它将大量的计算任务分解布置给海量计算机构成的资源池中，各种实际应用按照程序模型获取所需的资源，如：计算内存、存储空间和信息服务等。云计算的服务形式包括以下几个层次：（1）基础设施即服务（IaaS），该层通过网络向用户提供计算机（物理机和虚拟机）、存储空间、网络连接、负载均衡等资源，用户在此基础上部署和运行各种应用；（2）平台即服务（PaaS），构建在云基础设施上，提供包括操作系统、编程语言环境、数据库等的开发平台；（3）软件即服务（SaaS），SaaS其实是一种通过互联网提供的软件交付模式，软件安装和运行在云端，用户只需通过客户端访问和使用即可。

移动学习是一种在移动计算设备帮助下能够在任何时间、任何地点发生的学习，移动学习所使用的移动计算机设备必须能够有效地呈现学习内容并且提供教师和学习者之间的双向交流。［2］移动学习是现代远程教育发展的新阶段，移动学习给学习者提供真正的随时随地的个性化学习、开放式学习，使得学习者能够在任何时间、任何地点通过移动互联网获取学习资源，与师生交流学习，实现学习目标。［3］

二、移动云学习平台建设的意义和作用

云计算的应用和发展对推动社会生产方式变化有重要意义。我国已将云计算作为培养和发展战略新兴产业的重要领域之一。云计算可能对技术和经济产生重要变革的原因可归纳为以下三方面：（1）云计算提供近乎无限的计算资源，其终端用户无需再为计算能力花费精力；（2）云用户可以根据需要，逐步追加计算资源，而不需要给出预先承诺；（3）云计算提供用户短期使用资源的灵活性，当不再需要这些资源的时候，用户可以方便地释放这些资源。［4］

当今社会知识日新月异的变化对学习者快速学习的能力提出了更大的挑战。在此情境下，移动学习的效用逐渐凸显，如何设计小片段学习，为学习者提供一个平台供其高效及时地进行学习成了目前亟待解决的问题。随着云计算技术的成熟和发展，改变原有Web模式，依托云计算技术建立一个移动学习云服务平台，可以显著降低成本投入，获得比原有服务器更快的响应速度、更大的存储空间，且云端数据无需用户容灾、备份，安全性得到保障。此外，依托云计算技术可以在具体应用中获得高度的灵活性，从而使大范围、可互动的定制学习服务得以实现。

根据学习资源整合与集中服务的理念，系统以社会化网络应用作为基础平台，用户除了可以注册发表微博，分享好友日志、链接，通过RSS订阅学习计划、内容，发表一个话题进行群组讨论外，基于云计算的移动学习平台拟解决以下四方面问题。

1.为移动学习者提供个性化的学习环境

学习者在此功能模块可以选择课程进行在线阅读，或者是下载相应微课程进行离线学习，同时平台针对学习者的需要设计或引入各种移动学习工具，如云聊天工具、云记事本、云书签、云下载工具等，利用云平台的高速计算性能和海量存储空间为学习者提供任何时间环境下的学习支持服务，从而提高学习者的学习效率。

2.移动学习资源库建设

建立以微课程为主的学习内容资源库。可以通过直接添加微型信息和对信息进行微型化设计两种方式进行知识库的扩充，且用户之间可以分享、交流信息。微课程学习资源“片段化、松散链接、动态重组”的特点使其对数据存储有着特殊的要求。云计算存储技术的出现为移动学习资源存储提供了新的解决途径——以云计算服务器为核心，动态部署虚拟化服务器，用户访问云存储系统来获取数据访问服务。［5］云存储具有海量存储、逻辑虚拟化管理和多链路冗余等特点，这些都将为移动学习资源库建设提供有力支持。

3.提供开展及时协作的学习平台

学习者是整个学习系统的中心，是课程的获取者，学习者可以随时随地使用移动设备接入学习系统，获取课程内容。同时，学习者也是其他学习者的协作者，通过微型论坛、微博和一些云聊天工具进行交流讨论。［6］借助云计算的优势，学习者之间可以很方便地共享学习资源、学习方法与经验，相互讨论，提高学习成效。依托云技术，用户可在具体应用中获得高度的灵活性，从而使大范围、可互动的定制学习服务得以实现。在云端提供的各种学习工具，如微博、云聊天、云书签等不需要用户安装和升级，只要用户将自己的移动终端设备登录平台即可。

4.为学习者制定移动学习档案袋

电子档案袋记录了每位学生的学习情况，其中包括学习计划、内容、进度以及阶段和终结成果。档案袋中还存有学习者定制的学习资源，方便学习者进行历史查看，巩固学习效果。云计算技术使得数据存储中心得以摆脱物理设备的束缚，学习者可以通过网络在任何时间、任何地点以任何一种移动终端形式获取存储在云中的电子档案袋中所记录的内容，查看学习进度，及时了解个人的学习状况。

三、云计算移动学习平台架构分析

云计算环境下的移动学习平台是移动学习资源存储以及应用服务中心，移动学习系统的后台管理模块、应用模块以及数据库服务器都放置在云平台上，移动终端设备通过无线网络登录平台，获取移动学习服务。该移动学习平台主要有基础架构环境、核心层以及移动学习应用层几个部分组成，平台架构如图1所示。

图1 基于云计算的移动学习平台架构

1.基础架构环境

通过将多台计算机虚拟化后组成并行计算机群，增强了计算与存储能力。在基础架构环境中硬件设备位于最底层，是云计算平台的基础，为高层提供计算、数据存储和网络通信等资源。通过VM-ware等虚拟化技术软件，在一个物理服务器上虚拟出多个服务器，在众多虚拟机之间实现全面隔离，这样既能缩减服务器的购买数量和成本，还能降低服务器的运维成本。同时建立关系型数据库以及非关系型数据库，使低层架构适应上层平台的各种应用。

2.核心层

该层主要有分布式文件系统、基础软硬件管理、虚拟计算中心、资源管理、安全管理中心以及事故和问题管理中心几部分构成。其中分布式文件系统通过提供一个标准的共享接入点来集中管理文件共享；基础软硬件管理主要负责云计算中心基础软硬件的实时管控，动态调度所需计算资源与存储空间等；虚拟计算中心主要用户随时添加更多的服务器资源，避免业务繁忙时段的过载；安全管理中心保证多用户共享的数据和信息安全；事故和问题管理中心用于确保基础资源的正常运行；资源管理用来实现系统软硬件分区、系统模块部署、网络管理、存储管理、资源监控、性能安全管理等。

3.开发人员中间件

在核心层和移动学习应用层之间提供了开发环境、公用API和Web Service这样的中间层。这层主要面向开发人员，为开发各类移动云学习应用软件提供平台和支持，即提供PaaS。公用API以Web Service的形式提供给开发人员，从而免去开发者管理和维护系统平台的烦恼，专注于开发项目本身，开发人员可以使用公用API开发自己的Web Service。通过移动学习中间件系统，移动学习应用程序开发用户可以快捷开发出所需的远程教育程序。

4.移动学习应用层

移动学习应用层包括管理模块与应用模块两部分，管理模块主要负责移动学习资源管理、用户信息管理、移动论坛管理、移动学习工具管理以及电子档案袋管理；应用模块主要包含微课程学习、移动资源下载、移动学习工具、移动学习论坛、电子档案袋，在提供学习资源的基础上创设各种有利的条件辅助移动教学。

5.用户接口层

在客户端为用户访问基于云计算的移动学习平台提供用户接口。通过Web2.0技术，云提供的服务主要为A2A架构，利用端到端的服务用户按需登录云中的虚拟机，访问底层的学习资源。

四、结束语

传统的远程教育系统，存在着资源重复建设、系统扩展能力弱、可配置性差、成本昂贵的缺陷。基于云计算的移动学习平台在教育服务能力、资源共享性、可配置和伸缩性方面都有较大的优势，可以保障非正式学习的顺利进行，特别适合终身教育的需求。云学习时代的核心思想是资源的集中共享，即将所有的资源集中在一个先进的平台上，使资源在统一平台的集中管理调配下，具备最大的灵活性和利用效率，最终以服务的形式提供给用户。［7］随着云计算的不断成熟，云学习时代的移动学习平台将在终身学习领域发挥不可小觑的作用。

作为满足学习者需求的一种学习方式，基于云计算的移动学习平台研究才刚刚起步，针对移动学习的课程内容及分类标准，移动学习资源建设，如何利用移动学习平台调动学习者开展活动的积极性与自主性，这些都是需要我们进一步探讨的重要问题。

［1］移动云计算：模式与挑战［EB／OL］.http：／／www.doit.com.cn／article／2012-07-10／4240542.shtml.

［2］叶成林，徐福荫.移动学习及其理论基础［J］.开放教育研究，2004，（3）.

［3］王杰.开放大学移动学习研究［J］.湖北广播电视大学学报，2011，（7）.

［4］陈涛.云计算理论及技术研究［J］.重庆交通大学学报，2009，（4）.

［5］刘越.云计算综述与移动云计算的应用研究［J］.信息通信技术，2010，（2）.

［6］孙剑华.未来计算在“云端”——浅谈云计算和移动学习［J］.现代教育技术，2009，（8）.

［7］黎加厚.走向教育技术“云”服务［J］.远程教育杂志，2008，（3）.