基于移动4G智能SAL生态系统模型研究

2018-03-05张志勇张兴海唐永林张志刚

长春师范大学学报 2018年2期

张志勇，张兴海，宋阳，唐永林，张志刚

(1.长春师范大学，吉林长春 130032；2.吉林工程技术师范学院，吉林长春 130052； 3.长春大学旅游学院，吉林长春 130607)

近年来，随着计算机网络和移动4G通讯网络的高速发展，基于移动4G智能SAL(自服式辅助学习)模式逐渐发展壮大起来[1]。作为21世纪的现代人，不仅在学校期间接受教育，还应进行终身教育，通过移动手机APP、移动PAD、计算机网络可以随时访问所需要的教育、教学资源，不断提高、充实自己。

由于目前国内外各种各样的学习网站繁多，其教学方式、教学方法及教学内容无法满足不同层次人群的需要，基于移动4G智能SAL(自服式辅助学习)生态系统能够解决这一问题。建立一个统一的智能SAL模型，可以在企业和学习者之间建立一个智能化的交流平台，更好地为企业和学习者服务。基于移动4G智能SAL(自服式辅助学习)生态系统，能够自动分析访问教学资源学习者的学习状态及其年龄、工作性质、学历等自然信息，以大数据、云计算为依托，为学习者提供一套定制的学习方案。

1 基于移动4G智能SAL生态系统模型

目前，许多互联网在线教育机构如梯子网、那好网等纷纷关闭，这些教育机构没有向淘宝网一样发展壮大，主要是由于其企业发展定位、选择服务对象定位等出现问题，导致企业无法生存下去。建立基于移动4G智能SAL(自服式辅助学习)生态系统可以为企业提供一定的参考。基于移动4G智能SAL生态系统模型如图1所示。

以基于移动4G智能SAL生态系统主要是利用移动4G网络，以基础大数据、云计算为依托的新型互联网学习模式[2]，使学习者不受时间及空间的限制，能够随时随地访问学习资源。SAL生态系统可以自动分析学习进度、学习状态、学习习惯等信息，并及时反馈给学员。基于移动4G智能SAL生态系统主要包括移动4G网络策略(Mobile 4G network strategy)、大数据服务策略(Large data service strategy)、移动4G终端策略(Mobile 4G terminal strategy)、UI界面策略(UI interface strategy)。

2 移动4G网络策略

移动4G网络策略是“基于移动4G智能SAL生态系统模型”的重要基础支持，主要包括移动4G网络硬件平台和移动4G网络软件平台建设。

2.1 移动4G网络硬件平台构建

目前，我国移动4G网络硬件平台建设得到高速发展，这也为智能SAL(自服式辅助学习)平台的推广使用提供了可靠的硬件保障。4G是第四代移动通信技术[3]，它集3G和WLAN于一体，能够传输高质量的视频图像,与高清晰度的电视不相上下。通俗一点说就是,用手机上网速度更快，理论速度能够达到100Mbps，约为12.5MB/s。它的速度比拨号上网快2000倍，比我们现在使用的3G快3～5倍，速度媲美WiFi。具体移动4G网络硬件系统模型如图2所示。

图2 移动4G网络硬件系统模型

硬件系统主要包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式。(严格意义上来讲，LTE只是3.9G，尽管被宣传为4G无线标准，但它其实并未被3GPP认可为国际电信联盟所描述的下一代无线通讯标准IMT-Advanced，因此在严格意义上其还未达到4G的标准。只有升级版的LTE Advanced才满足国际电信联盟对4G的要求)。通过4G能够以100Mbps以上的速度下载，比目前的家用宽带ADSL(4兆)快25倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。

2.2 移动4G网络结构层次构建

4G软件系统针对各种不同业务，通过多媒体接入连接到基于IP的核心网中。基于IP技术的网络结构使用户可实现在3G、4G、WLAN及固定网间无缝漫游。具体移动4G网络结构层次模型如图3所示。

4G网络结构可分为三层：(1)物理网络层，提供接入和路由选择功能；(2)中间环境层，主要是网络服务质量映射、地址变换和完全性管理等；(3)应用网络层，对物理网络层与中间环境层及其应用环境之间接口是开放的，使发展和提供新服务变得更容易。提供无缝高数据率无线服务，并运行于多个频带，这一服务能自适应于多个无线标准及多模式终端，跨越多个运营商和服务商，扩大服务范围。

4G网络有如下特点：(1)支持现有的系统和将来系统通用接入的基础结构；(2)与Internet集成统一，移动通信网仅作为一个无线接入网；(3)具有开放、灵活的结构，易于扩展；(4)是一个可重构的自组织的自适应网络；(5)智能化的环境，个人通信、信息系统、广播、娱乐等业务无缝连接为一个整体，满足用户的各种需求；(6)用户在高速移动中能够按需接入系统，并在不同系统无缝切换，传送高速多媒体业务数据；(7)支持接入技术和网络技术各自独立发展。

图3 移动4G网络结构层次模型

3 大数据服务策略

移动4G网络策略是“基于移动4G智能SAL生态系统模型”的核心组成部分，主要包括：建立关系型的大数据框架、建立精准营销服务平台、定向推送服务信息。

3.1 建立关系型的大数据框架

对于关系型的大数据，用EMC的greenplum，这个数据库属于MPP。OLAP类型的大数据分析运算运用于很多的项目。建立大数据框架关系结构如表1所示。

表1 大数据框架关系

通过对基础大数据的id(序号)、gender(性别)、name(姓名)、age(年龄)、course(课程)、Education(教育程度)等数据单元、数据块和数据链的数据收集，针对不同的学习人员可提供不同的学习方案。以嵌入式系统开发课程为例，首先建立课程数据库结构，如表2所示。

表2 课程数据库结构表

依据学习程度的不同，可以将智能SAL(自服式辅助学习)基础大数据分成四个层次：优秀SAL(Excellent SAL)、良好SAL(Good SAL)、一般生态系统(General SAL)、较差SAL(Poor SAL)。评判这四个层次的标准主要是依据对其嵌入式开发平台使用情况的数据收集及分析。主要评判标准是：理论及实验视频、实验制作完成情况的效率。

通过对基础大数据的id(序号)、gender(性别)、name(姓名)、age(年龄)、course(课程)、Education(教育程度)、ContentID(课程序号)、SortID(章节目录)、Title(节标题)、Content(课程内容)等基础大数的分析，得出以下四个层次结论：

优秀SAL：如果学生能够连续完成教学内容，并完成相关实验测试成绩为优秀，则为优秀SAL。

良好SAL：如果学生能够连续完成教学内容，并完成相关实验测试成绩为良好，则为良好SAL。

一般SAL：如果学生不能够连续完成教学内容，完成相关实验测试成绩为一般，则为一般SAL。

较差SAL：如果学生不能够连续完成教学内容，完成相关实验测试成绩为较差，则为较差SAL。

3.2 建立精准课程“云”服务平台

在国内，目前以“网易云课程”为主的多媒体教学平台正在建设中，有部分功能已经投入使用。主要课程包括：IT/互联网模块、设计创作模块、职场/金融模块、兴趣生活模块、语言/留学模块、中小学课程模块、考试认证模块、思想政治课程模块等。

现以思想政治课程为例详细说明如何建立精准课程云平台。思想政治课是培养中国特色社会主义事业接班人的必修课程，在小学、初中、高中、大学和研究生各个阶段均开设相关的课程。思想政治课程云平台课程开发流程如图4所示。

图4 思想政治课程云平台课程开发流程

首先，课程开发人员与思想政治教师取得联系，由学校的专业思想政治老师根据学生的实际情况，提出专业的课程设置方案。然后，由课程开发人员根据教师提供的课程方案，制作相应的多媒体课件。课件内容应该丰富多彩，包括动画课件、多媒体视频、在线答疑、习题自测、考试自测、在线点名等多个平台，以丰富教学内容。学生通过对以上内容的学习，将课程掌握情况反馈给教师，教师再与开发人员交流,逐渐完善课程。经过几轮修改之后，才能建立起精准的思想政治云课程服务平台。

3.3 定向推送课程“云”服务信息

课程云平台建立完善之后[4]，就需要定向推送课程。我们的课程建设得再好，如果无人访问，也只能是僵尸网站，以前有很多网站只是昙花一现，之后便关门倒闭了。所以定向推送课程是至关重要的。现在通讯设备及手段已经非常丰富，可以通过大数据、云计算分析出相关的人群，并将相关的课程自动推广发送过去。

首先，教学内容和教学方法推送。对学习者的gender(性别)、name(姓名)、age(年龄)、course(课程)、Education(教育程度)这些内容进行分析。同样以思想政治课程为例，分析学习者的年龄、教育程度，再根据实际情况推送相应课程，根据学习者的年龄、教育程度等自身特点，制定不同的教学方案。针对小学生思想政治课程，应该以动画、视频、电影教学为主要教学方式，让学生在玩中学。针对大学生的思想政治课程，应该指导学生以多接触社会、历史的角度来了解、学习思想政治课程。

其次，课程云平台的推送。可以利用目前先进的技术手段,依据政府、企业及个人所承担的社会责任，分不同角度推送。

从社会承担角度推送，可从以下三个方面进行：(1)政府推送的课程平台主要以公益性课程为主，例如马克思主义教育课程，政府将服务外包给企业，由企业承担服务主体，之后由政府进行推广；(2)企业推送的课程主要以技术开发为主，以盈利为目标，一般由企业与学校合作推广平台的使用。例如“C程序设计开发”“JAVA程序设计开发”和“Android嵌入式程序设计”软件工程师课程的推广；(3)个人推送课程,主要是以个人的兴趣、爱好为主，将自己喜欢的课程推荐给朋友、亲属等。这种推广方式范围虽小，但效果非常好。

从技术角度推送可以按下面方式进行：(1)网络推送,主要依靠互联网，通过网站、微博、QQ等网络平台进行推广课程。通过对大数据的分析，将不同的课程推送至用户；(2)移动通讯推送,主要是利用移动4G网络，通过微信、移动4G网络APP等进行定向的课程推广。这种方式更加灵活方便，使学习者访问课程资源更加快捷；(3)数字媒体推送,主要是依靠电视、广播、报纸等宣传工具，将具有公益性质的课程进行大力推送。这种方式宣传效果最为显著，中国人口数量巨大，通过这种方式推广云课程效果最佳。

4 移动4G终端和UI界面策略

4.1 移动4G终端策略

目前，国内的移动4G运营商主要包括联通、电信和移动三大运营商，移动4G网络已经推广到全国的主要城市，为推广使用移动教育终端提供了坚实的物质基础保障。

移动终端设备目前使用的主流操作系统是安卓操作系统和IOS操作系统。针对这两种操作系统制作相关的移动终端UI操作界面，可以极大提高教学终端的使用效率。

移动4G终端使用者主要包括学生用户和教师用户。

(1)教师功能区：主要功能有通知、问答、聊天、收藏等。

(2)我的课程：在这个功能区可以直观地查看例如马克思主义课程的章节设置，可以观看相关章节的在线视频课程。

(3)在校课程：在这个功能区可以搜索本校发布的所有课程信息，找到自己要选择学习的课程，之后进行学习。

(4)院系设置：在此功能区可以选择相关的院系课程，由于目前高校采用院系管理体制，开设的课程很多，如果不加以区分,管理和查找起来则非常繁琐。院系设置可以将课程管理区分到系，管理和查找非常方便。

(5)发现模块：在此功能区中主要包括精品课程、公开课程联盟、直播课程、服务、海报和院系新闻等功能。

(6)我的模块：主要包括订单、下载、收藏、作业、考试、问答等辅助功能。还有我的授课、我的课程、我的班级、我的服务、我的钱包、我的海报和我的话题等主要功能区。

其中，“我的授课”模块是教师专用的，教师可以依据已经发布课程，在此功能区中找到例如“Android嵌入式程序设计”这门课程之后，进入相应的授课班级，之后进行作业、考试、学员、签到等操作；“我的课程”模块是为学生访问设计的，学生通过这个模块选择自己学习的在线课程，通过移动4G终端的APP软件登录系统,随时访问教学资源，看教学视频、实验视频，完成作业、提问、考试等操作；在“我的班级”模块中，教师可以进行班级内部的话题管理、课程表的管理、班级相册管理、文件的发布，以此拉近老师与学生的距离，随时随地进行班级管理；“我的服务”模块主要是针对本校课程或公开课联盟课程进行的技术服务，未来可以使公开课程或本校相关院系的课程形成联盟，实现学分的互认，给学生更多的选择空间；“我的钱包”模块通过MOOC平台可以有效地整合现有的在线网络多媒体课程[5]，有的课程可以收费观看，通过“我的钱包”进行充值，满足师生的各自需求，实现双赢的目标；通过“我的海报”模块，可以发布相关的学术交流信息和课程的授课信息，提示有需求的教师和学生及时关注，达到实时信息传输的效果。根据访问者的爱好和兴趣自动查寻相关的话题，及时推荐给学生；通过“我的话题”模块，根据用户对在线课程的学习内容提出自己的观点作为讨论的话题，激发学生的学习热情和学习的动力。

(7)帮助和反馈模块：学生或老师将自己在学习过程中所遇到的问题填写到在这个模块中，并留下自己的手机号码。当后台的服务人员看到信息后，将解决方案及时发送到手机上，更好地满足客户需求。

(8)关于我们模块：在此模块中主要显示了移动4G教学平台的扫描二维码信息、官方网站和高校云平台共享网络信息及网络安全信息等[6]。

4.2 UI界面策略

一个好的用户界面应具有较高的转化率和易用性。换句话说，它既能满足商业用途，也便于用户使用。UI界面设计是移动4G教学终端的门面，设计合理的UI界面可以提高用户的使用效率。在此项移动4G教学终端的UI设计中主要采用了以下的交互设计法则。

4.2.1 尝试使用一列布局代替多列

一列布局会让用户对全局有更好的掌控，也能让用户预先对整体内容从上到下有一个大致的了解。然而多列布局则会让用户从页面的核心内容上分散注意力，从而增加额外的风险。最好的方法是用一个有逻辑的叙述然后在文末加上一个行动的口号来引导用户。例如，在移动4G教学终端的主页面采用的就是这种设计法则。

4.2.2 尝试合并相似的功能，而不是支离破碎的UI

在移动4G教学终端开发期间，我们很容易在无意中创建多个功能一样的模块、元素及专题。随着时间的推移，界面变得支离破碎。应留意相同的功能以多种方式展示，因为它容易给客户带来压力。通常情况下，UI碎片越多，客户的学习成本就越高。因此，应该偶尔考虑通过合并相似的功能来重构UI，例如，在移动4G教学终端的院系课程设置中采用的就是这种设计法则。

4.2.3 尝试多次重复，而不是只展示一次

重复是一种更适用于长页面的策略，或者是在多个页面进行重复。当然也不能让同样的信息在同一屏幕里重复次数较多，这会让客户很沮丧。然而，长页面越来越普遍，将所有东西都展现“在一屏”上的想法也过时了。所以将一个不太显眼的行动列表放在顶部，另一个突出的行动口号放在底部并没有什么不妥。例如，在移动4G教学终端的“联系我们”模块中，采用的就是这种设计法则。

4.2.4 尝试将可点击/可选择的样式区分开来，而不是将其模糊

视觉上的样式，例如颜色、层次和对比，可以用来帮助用户理解最基础的界面导航语言，实现与用户的清楚沟通。然后，在这一套界面中保持一致性。例如，选择蓝色标识作为被点击的元素，黑色标识作为已被选中的元素或表明当前所在的位置。正确运用这些标记，便于用户根据这些线索来进行界面导航。在移动4G教学终端的作业和考试设置模块中，采用的就是这种设计法则。

4.2.5 尝试保持焦点而不是滥用链接

有时，为了尽可能地满足更多客户的需求，很容易在一个页面上创建多个链接,其它任何链接都有可能使用户离开页面。应注意页面上链接的数量，尽可能地平衡导航页面上的风格。删除无关的链接,更有可能让用户点击那个最重要按钮。移动4G教学终端的授课视频页面采用的就是这种设计法则。