移动学习在现代远程教育中的应用实践

羌晓梅

摘 要：伴隨着3G、4G移动通信网络的广泛建设和智能手机的应用，移动学习正成为人们利用移动信息技术及碎片时间展开学习活动的一种重要方式。本文以北京语言大学远程教育为例，就如何利用移动设备的特点及移动互联网优势开展高等学校现代远程教育，提供实用性和先进性并存的技术产品为目的进行研究，通过对比移动学习和传统网络教育证明了移动学习管理系统存在的必要性和其价值，将设计模型转化为实际的移动应用并进行了推广实践。

关键词：远程学历教育；移动学习；移动学习平台

中图分类号：G726 文献标识码：A

随着近年来移动数据基础网络建设在国内的快速发展，互联网和移动数据网络的连通变得越来越简单，移动互联应用在人们的生活的各个方面形成越来越多的影响。在这个过程中，移动学习成为人们利用移动信息技术及碎片时间展开学习活动的一种重要方式。

2014年5月下旬发布的《中国互联网发展报告（2014）》称，中国网民接近总人口一半，突破6亿。手机网民规模达5.006亿，中国网民的人均每周上网时长达25小时。

虽然传统的网络教育在历史发展中带来了学习模式的创新，但是不可否认，其自身还存在一些明显的不足。一是互动性不够好。课件本身更多的只是进行授课内容的精品化剪辑和制作。即使有一些逼真的模拟，但师生交互还是不够方便。离真正的随时随地进行学习还有明显差距。二是教学模式相对单一。远程教育所采用的技术手段还是网页浏览、文字答疑、定点的音、视频交流为主。而受限于学习时的PC限制，同步影音在移动中教学等方式很难满足。

随着移动互联网络建设取得重大突破，移动互联网络基础设施铺设成型，智能移动设备日益普及，尤其是智能手机的普及，使得利用移动互联网络和移动智能设备辅助学习变得更为现实。

近年来，随着移动技术和应用服务的发展，以及信息社会学习需要的变化，国内教育技术、成人教育、计算机、信息技术等领域开始关注和研究移动学习，各大企业（移动设备生产商、通信公司）和学校纷纷开始探索移动学习的实践形式。

从我国移动学习的应用来看，近几年来，在教育主管部门的推动下，北京大学、清华大学、北京师范大学、南京大学等高校在移动学习资源建设方面都进行了有益的尝试。而新东方教育集团、网梯公司、诺亚舟的“掌上英语”项目和广东移动公司与广东增城区政府建立的“手机课堂”都对移动学习模式进行了很好的实践。

如何实现移动学习和现代远程学历教育的无缝对接已成为众多远程教育机构研究的热点问题。

一、移动学习平台需求分析

以北京语言大学网络教育学院的移动学习平台为例。经过十三年的发展，学院已经有一套成熟稳定的传统网络教育平台，但还是希望开发出一套辅助网络教育平台的移动学习管理系统，满足下列主要的移动学习（M-Learning）目标：

（一）移动学习

系统地提供精致学习内容（移动课程、微课等），帮助学习者在碎片化的时间里，经过系统引领，完成学习有意义的精细化学习。

（二）资讯传递

能及时将学院、中心、教师的重要通知、资讯传递给学习者，支持任务驱动学习模型。

（三）交流互动

系统支持学习者之间的信息互通，交流与分享。

在此课题中，重点是解决资讯的传递问题、碎片化学习和系统学习指引结合的问题、移动学习和传统互联网学习数据同步的问题。

二、系统设计

（一）总体设计原则

北京语言大学移动学习管理系统强调“以学习者为中心”，基于社会化学习、泛在学习，通过系统的教学设计，为学员提供一个能在任意联网的上网终端，利用碎片化的时间，进行系统化、持续性学习的有效学习工具。

1.关注学习过程

北京语言大学移动学习管理系统关注学习过程，关注学员在学习过程中的各项功能需求，针对移动学习的特点，为学员的交流、互动以及自主学习提供多种学习工具；同时，北京语言大学移动学习管理系统还为教务管理者提供丰富的Web管理工具，帮助管理者了解学生学习进度，学习反馈以及教与学之间的良好互动，助力教学效果的改善、教育质量的提升。

2.强调前瞻性

一方面体现目前国内远程教育办学的主流思想和功能，考虑到学员有可能出现的各类学习需求，同时也要兼顾未来的各种可能性，包括学习者未来可能需要的功能，课程内容可能会用到的格式规范，以及未来可能的工作流程等等。

3.开放性和扩展性

基于系统未来发展的考虑，在系统设计时，需要考虑未来可能有其它机构的教学内容放置在平台上，还需要考虑到系统未来可能需要的功能，包括对于学习者学习行为的跟踪，以及对于学习者学习行为的褒奖和告诫等等，这就要求当前开放的技术平台，要允许未来对系统进行相关功能的拓展，以满足未来学习功能越来越完善的需求。

4.稳定性和安全性

系统的技术实现业务逻辑准确，工作流程清晰，各项数据可信，重要统计功能完备，系统操作简捷，运行稳健高效。简洁明了的操作界面，实用的功能操作指导，有良好的用户体验。

在系统的设计方面，需要考虑到系统的稳定性和安全性，充分考虑系统上数据的安全以及系统数据交换的安全，为此在技术方案的设计中，一方面硬件平台方面会有考虑，系统设计的各个环节也需符合稳定性和安全性的要求，同时备份机制方面也会做出安排。

5.易操作性

对于学习者而言，在客户端的设计中，需要使界面尽可能简单，功能示意尽可能清晰明了，学习过程尽可能方便易用。

对于管理者而言，除使用手机客户端外，需要使用Web方式对资讯、内容、学习进程等诸多方面进行管理，需要对资源进行分配，需要对学习情况进行跟踪分析，需要对学习结果进行统计等等。所以，后台管理界面同样要清晰易用，要拥有管理者在运营管理过程中所需要的各类功能，并能够解决管理者可能遇到的各类问题。界面要清晰，使用要方便。

（二）系统架构设计（如图1）

1.前端安全控制

通过对防火墙群集系统设置合理的安全策略，严格控制和审查网络访问行为。根据网络实际情况，划分外部、DMZ、内部网络等等，设置各个网络区域。对外部地址和服务器地址进行分组，方便进行地址选择，精确控制到一组或单个地址。对所有外部访问用户开放Web服务访问，关闭其他网络端口和服务。对特定网络和托管机房网络开放远程管理和FTP访问服务，禁止其他网络地址进行连接。设置托管机房和内部管理系统之间的VPN通道，进行服务器间的数据通信，只有特定的服务器可以通过VPN通道进行通信，确保数据安全。

设定系统自动防护，按时进行磁盘数据扫描。通过备份系统设定作业计划，按时对数据进行备份，数据定期备份到磁带当中，根据数据性质不同设定保存周期，定期进行数据存档，存档数据進行异地保存。

2.服务可靠性和扩展性

通过在系统中部署微软的S C O M（M i c r o s o f t System Center Operations Manager ）监控系统可以实现对I T环境有效监控和故障处理， 它利用Management Server 来实现对指定设备或系统的监控，管理员可以利用SCOM执行有效的管理工作。

防火墙、Web服务器、应用服务器、课件存储服务器、数据库服务器等关键核心服务均提供硬件级集群和多机热备服务，确保服务可靠性及服务便于扩展。当集群某个节点出现故障时，备用节点或其他负载节点可快速接替故障节点持续提供服务。

3.存储备份系统

采用国际一线厂商的企业级存储设备，通过数据快照、镜像复制、双校验等多重机制结合保障数据的备份可靠性；通过RAID、NVRAM、SNAPSHOT等技术提供完备的数据保护能力；通过冗余电源、冗余风扇、冗余热插拔电源，并支持Autosupport功能确保存储设备自身的服务稳定。

（四）高并发下的平台安全运行及扩展服务

当平台使用的用户数达到或超过设定标准70%时，北京语言大学移动学习管理系统可以根据实际情况考虑下面三种扩展方式，来实现高并发支持的平滑扩展。

1.Web负载

如果压力主要表现为Web服务器性能瓶颈，则考虑Web服务器集群的负载均衡扩展。如果是应用程序服务器性能瓶颈，则可以考虑应用程序服务器的横向扩展。如果是数据库性能瓶颈，除了优化数据检索效率和执行效率外，还可以通过扩大Web服务器的请求队列支持来实现负载分担。在本课题设计之初，就已经设定了良好的体系结构，使得Web服务横向扩展能力极强，并且不需要过高的纵向支持，就可以轻松解决负载、高可用性和高可靠性目标。

2.线路扩展

当压力主要是并发带来的数据流量过大的问题，可以简单的通过扩大服务通道的带宽来解决问题，此时只是涉及到简单的带宽费用或流量费用问题。

3.应用层扩展

应用层在集群模式下提供服务，在业务模块升级导致的应用层升级、变更的同时，备用服务器面向终端客户提供服务，而能保证服务不中断。对于部署在应用层的Web Service服务接口，由于Web Service服务的特性，可以实现分散部署，不仅可以通过访问负载均衡策略缓解服务器压力，还可以通过将高并发压力的服务独立部署的方式分担应用访问压力。

三、系统实现

本系统的业务需求的重点有两个方面：一是让重要的消息能够及时送达；二是拓展学习的时空限制，让网络教育的各方参与者能够利用现代化移动互联网络更好的为教学过程提供服务。

四、移动学习管理系统实践效果

北京语言大学移动学习管理系统与2013年6月投入使用，在经过了暑假试用和1个完整学期的使用后，得到了各类管理人员、教师、学生的一致好评。尤其是在重要信息的传递和重要问题的答复即时率上有了明显改善和提升。当然，经过实践及反馈意见收集整理，发现目前的设计存在一些不足，并随着实践的推进，移动学习系统做了进一步完善。

北京语言大学移动学习管理系统通过设置系统接口层理论上可以方便的和不同的E-Learning平台对接，只要基础平台提供基础数据信息，就可以很便捷的使用北语移动学习管理系统扩展现代远程教育的学习，因此，相信在今后的市场应用上，具有很大的潜力。不过要形成产品，北京语言大学移动学习管理系统除了做一下产品化的包装外，还需要继续完善下面三个重要的功能设计：

（一）离线信息的安全保障。

离线信息极大方便了在无网络场景下的学习发生，但是，一些重要的信息受到版权保护，学院并不希望轻易的流传出去，因此，离线信息的安全保障显然是要解决的必要问题之一。尤其是Android系统，访问任何离线信息都是很容易的事情，因此设计一套简单易用的离线信息安全保障机制，是产品化要考虑的重点之一。

（二）网络不稳定情况下的在线功能使用问题

针对在线自测、在线考试、在线调查等一些强调在线使用的应用，如果网络不稳定（例如在地铁里），很容易出现频繁断线的情况，导致此类功能的使用体验很差。而既然移动应用本身具备较高的系统权限获取能力，又能够解决离线信息的安全存储问题，那么解决这个问题就简单了。可以通过在线获取必要信息、离线使用数据、离线存储结果和联网结果回传的设计，轻松解决这个问题。

（三）充分利用移动设备的特性解决交互的问题

在移动学习管理系统的一期实践中，我们仅仅是利用了移动设备便携和离线的特性，针对其本身通常都具备的听（麦克风）、说（扬声器）、读（摄像头）能力的功能设计还属空白，因此，下一步的重点方向就是按照移动设备的特点及移动数据网络的特点进行深入的技术方案设计，使移动学习功能和移动设备以及移动数据网络三者达到最优的结合状态，探索出一条实用、好用的现代远程教育移动学习技术应用之路。

（四）移动课件的制作问题

目前使用的很多课件还是原始的适用于传统互联网和在台式电脑上学习的课件，不单课件资源很大，而且一段视频持续时间太长，并且没有为手机上观看做出优化。如果要想让移动学习的视频学习质量有较大的提升，改造课件、开发适合于移动学习的课件也非常必要。

五、结论

本文系统投入试运行时，国内高等学校的网络教育移动化学习还处于摸索阶段，虽然也提出了一些不同的思路和出现了一些实践产品，但是在移动学习的角色功能覆蓋上、在技术的前瞻性和扩展性上，北京语言大学移动学习管理系统都是非常有特点的。系统开创性的采用了全服务性接口模式，将技术重心用于服务安全性和服务效率提升上，开放的接口设置保证了系统架构的开发性、可扩展性、易维护性和异构友好。在业务级别上，北京语言大学移动学习管理系统针对全部角色均提供了支持，围绕着远程教育的参与者提供全面的支持，让网络教育能够更有效、更方便、更有针对性的开展。

随着这种开放式技术服务架构在北京语言大学移动学习管理系统的实践成功，使得本系统不仅仅只是能够让北京语言大学一家使用，国内其他有类似需求的网络教育院校/机构都可以通过简单的适配，使用这一套经过实际检验的系统。如果本系统更近一步，完善功能并让更多的高校能够使用上，从而确定出国内高校移动学习的相关规范，也不是不可能的事情。

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