云計(jì)算架構(gòu)下的移動(dòng)學(xué)習(xí)

李瑋瑩

（上海建橋?qū)W院數(shù)字媒體藝術(shù)系，上海 201319）

0 引言

移動(dòng)學(xué)習(xí)，即 M-learning，是由 E-learning延續(xù)發(fā)展而來(lái)，借助于網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)代先進(jìn)的通訊設(shè)備，使學(xué)習(xí)不再受時(shí)間、地域或者教師的限制，這是移動(dòng)學(xué)習(xí)最大的優(yōu)點(diǎn)。但作為一種全新的學(xué)習(xí)方式，對(duì)于移動(dòng)學(xué)習(xí)的概念界定，目前仍沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。一般認(rèn)為國(guó)外學(xué)者Alexzander Dye等對(duì)M-learning的定義較為具體：移動(dòng)學(xué)習(xí)是一種在移動(dòng)計(jì)算設(shè)備幫助下，能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)發(fā)生的學(xué)習(xí)。移動(dòng)學(xué)習(xí)所使用的移動(dòng)計(jì)算設(shè)備必須能夠有效地呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容并且提供教師與學(xué)習(xí)者之間的雙向交流。

移動(dòng)學(xué)習(xí)利用無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及無(wú)線移動(dòng)通信設(shè)備，如移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理PDA、Pocket PC等獲取教育信息、教育資源和教育服務(wù)。由于移動(dòng)學(xué)習(xí)理論的不完善和移動(dòng)技術(shù)的限制，國(guó)內(nèi)外有關(guān)移動(dòng)學(xué)習(xí)應(yīng)用模式的研究還處在發(fā)展期。

云計(jì)算（Cloud Computing）是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的超級(jí)計(jì)算模式，即把存儲(chǔ)于個(gè)人電腦、移動(dòng)電話和其他設(shè)備上的大量信息和處理器資源集中在一起，協(xié)同工作。它將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和各種軟件服務(wù)。云計(jì)算憑借它的優(yōu)點(diǎn)和各項(xiàng)服務(wù)已經(jīng)勢(shì)不可擋地來(lái)到我們身邊，隨著它的發(fā)展和普及，教育機(jī)構(gòu)、教育者和學(xué)習(xí)者的信息都將逐步遷移到“云”上，這對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)的發(fā)展，無(wú)疑是一個(gè)很好的契機(jī)。

在云計(jì)算環(huán)境下，需要構(gòu)建支持網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的“云”服務(wù)。云服務(wù)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)是未來(lái)教學(xué)信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者要掌握的技術(shù)。學(xué)習(xí)者通過(guò)Web瀏覽器或手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備，獲得互動(dòng)性、體驗(yàn)性、移動(dòng)性和存儲(chǔ)服務(wù)。E-Learning服務(wù)和數(shù)據(jù)可以在最大范圍內(nèi)共享，避免了教育信息系統(tǒng)的重復(fù)開(kāi)發(fā)［1］。

1 云計(jì)算的應(yīng)用環(huán)境及其特點(diǎn)

云計(jì)算的應(yīng)用環(huán)境是建立在大規(guī)模的服務(wù)器集群上的。例如：Google云計(jì)算服務(wù)器到目前為止已經(jīng)有100多萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，其他IT巨頭的云計(jì)算服務(wù)器少的也有幾十萬(wàn)臺(tái)?？梢?jiàn)云計(jì)算的規(guī)模是十分龐大的。云計(jì)算通過(guò)一定的虛擬化技術(shù)，將平臺(tái)中的資源包括硬件資源和軟件資源等資源化，供用戶(hù)按需獲得服務(wù)。用戶(hù)可根據(jù)自己的需要，彈性地使用資源，同時(shí)還可擴(kuò)展處理能力。

從用戶(hù)角度上看，云計(jì)算具有以下特點(diǎn)：

（1）使用方便。用戶(hù)可以不需要依賴(lài)特定的一些設(shè)備，只需一臺(tái)電腦和一根網(wǎng)線，不受地域的限制，就可以得到云計(jì)算所提供的服務(wù)。

（2）成本低。云計(jì)算提供了強(qiáng)大的硬件資源和軟件資源，并有專(zhuān)業(yè)的維護(hù)團(tuán)隊(duì)，為廣大用戶(hù)省卻了高昂的專(zhuān)業(yè)設(shè)備和軟件的購(gòu)置以及維護(hù)費(fèi)用，用戶(hù)只需支付價(jià)格低廉的云計(jì)算服務(wù)使用費(fèi)用，而該費(fèi)用也可根據(jù)用戶(hù)的需求來(lái)進(jìn)行消費(fèi)。

（3）靈活性。用戶(hù)可以根據(jù)自己的需求來(lái)購(gòu)買(mǎi)服務(wù)，而且云計(jì)算也是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的，根據(jù)用戶(hù)規(guī)模的變化而自動(dòng)調(diào)整，這樣也不至浪費(fèi)資源［2］。

目前，移動(dòng)學(xué)習(xí)設(shè)備存在的問(wèn)題是制約移動(dòng)學(xué)習(xí)發(fā)展和普及的重要因素。主要存在問(wèn)題有：數(shù)據(jù)處理能力低，內(nèi)置軟件有限，多媒體資源的傳輸受限制。云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)，為這些問(wèn)題提供了一個(gè)可行的解決途徑。云計(jì)算下，所有的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理都將在“云”端的計(jì)算機(jī)群進(jìn)行，其強(qiáng)大的計(jì)算能力使它能完成很多個(gè)人計(jì)算機(jī)無(wú)法應(yīng)付的數(shù)據(jù)處理任務(wù)。由于所有的數(shù)據(jù)處理都在“云”端進(jìn)行，學(xué)習(xí)者只需通過(guò)瀏覽器便可進(jìn)行類(lèi)似于在個(gè)人計(jì)算機(jī)上的常用操作，因此移動(dòng)設(shè)備只要能夠運(yùn)行瀏覽器就可以了［3］。

2 云計(jì)算搭建的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)的形式

2.1 搭建在云計(jì)算上的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)

Moodle是一套網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)，憑借著開(kāi)源、信息集成等優(yōu)點(diǎn)，自發(fā)布以來(lái)，得到眾多教育專(zhuān)家的認(rèn)可。Moodle愛(ài)好者們進(jìn)一步發(fā)展了Moodle的相關(guān)模塊和活動(dòng)，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者的有效學(xué)習(xí)。但是Moodle運(yùn)行的開(kāi)銷(xiāo)非常之大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)器內(nèi)存容量在2 GB，CPU2.0的服務(wù)器最多能夠負(fù)載30～50臺(tái)機(jī)器同時(shí)在線，要配置區(qū)域性的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)所需要的計(jì)算機(jī)資源將是非常巨大的。在這種情況下，移動(dòng)設(shè)備的接入網(wǎng)速更慢，想通過(guò)這種方式來(lái)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)是不行的。如果把Moodle搭建在云上，完全可以避免這種情況。它可以大幅度地提高移動(dòng)設(shè)備訪問(wèn)學(xué)習(xí)平臺(tái)的速度。建構(gòu)這樣的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)將是對(duì)學(xué)習(xí)模式的一種創(chuàng)新，徹底打破學(xué)習(xí)的時(shí)空局限，真正做到隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)。

2.2 搭建在云計(jì)算上的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)作平臺(tái)

WebEx是Cisco網(wǎng)絡(luò)的一款重要的網(wǎng)絡(luò)協(xié)作軟件，多媒體通訊專(zhuān)網(wǎng)WebEx交互網(wǎng)絡(luò)是一張覆蓋全球的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，它由包括服務(wù)器、高速網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)設(shè)備、數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)管理中心在內(nèi)的各種網(wǎng)絡(luò)元素組成，提供了良好的冗余性、可靠性和可管理性。通過(guò)各個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)的高速連接，為客戶(hù)實(shí)時(shí)互動(dòng)地交流信息傳輸提供可靠的、可預(yù)見(jiàn)的性能，通過(guò)服務(wù)器的路由交換，會(huì)議數(shù)據(jù)流可以選擇最近的傳輸路徑，保證會(huì)議實(shí)時(shí)交流效果，它可以面向眾多的網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)，但是它也是基于網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的。也就是說(shuō)如果交互的數(shù)目越多，將要產(chǎn)生的流量成指數(shù)增長(zhǎng)，這樣一來(lái)，服務(wù)器將會(huì)耗竭，客戶(hù)端的需求響應(yīng)將無(wú)法得到及時(shí)反應(yīng)，嚴(yán)重影響服務(wù)的質(zhì)量，又加之移動(dòng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)流量有其固有的局限，在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下移動(dòng)設(shè)備只能接收到一些斷斷續(xù)續(xù)的信息，根本無(wú)法保障移動(dòng)學(xué)習(xí)的效率。

如果將WebEx等網(wǎng)絡(luò)協(xié)作軟件搭建在以云計(jì)算為支撐的網(wǎng)絡(luò)協(xié)作平臺(tái)上，其交互的需求就可以通過(guò)龐大的云計(jì)算能力得到很好的解決，服務(wù)器不會(huì)因?yàn)閰⑴c人數(shù)的增多而出現(xiàn)癱瘓之類(lèi)的問(wèn)題。通過(guò)手持設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)的云，就能夠隨時(shí)隨地享受流暢的網(wǎng)絡(luò)協(xié)作、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、課件視頻點(diǎn)播等服務(wù)。

2.3 搭建在云計(jì)算上的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算平臺(tái)

網(wǎng)絡(luò)計(jì)算平臺(tái)是利用計(jì)算機(jī)集群強(qiáng)大的計(jì)算能力進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或者符號(hào)運(yùn)算。用手持設(shè)備（例如Ipad）進(jìn)行復(fù)雜的程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，或者進(jìn)行3D實(shí)物模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于移動(dòng)設(shè)備本身設(shè)計(jì)的局限性，內(nèi)存和CPU等計(jì)算能力不足，必然要延遲很久，甚至死機(jī)或者無(wú)法響應(yīng)。如果移動(dòng)設(shè)備接入云計(jì)算，那么在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)計(jì)算的時(shí)候，只需要借助瀏覽器將網(wǎng)絡(luò)軟件相關(guān)的參數(shù)返回到服務(wù)器上，由服務(wù)器快速計(jì)算，得出最終效果或者給出答案，再傳遞到瀏覽器上，移動(dòng)設(shè)備和計(jì)算云之間只傳遞參數(shù)。在云上計(jì)算的速度很快，而傳遞的參數(shù)所需要的數(shù)據(jù)量很小，傳輸過(guò)程很短，基本類(lèi)似于在本機(jī)上運(yùn)行，這樣借助于云，一個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算平臺(tái)構(gòu)建變得更加容易［4］。

3 云計(jì)算環(huán)境中移動(dòng)學(xué)習(xí)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目前移動(dòng)學(xué)習(xí)的主要模式有兩種：分別是基于點(diǎn)播的短信息服務(wù)（SMS）和基于瀏覽的WAP教育站點(diǎn)。兩種模式都各有其不足：SMS模式下，數(shù)據(jù)通常會(huì)有一定的延遲，學(xué)與教做不到真正的實(shí)時(shí)交互，另外，這種模式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量相當(dāng)有限且一般只能傳輸文本信息，難以滿足用戶(hù)對(duì)多媒體資源的需求。WAP教育站點(diǎn)模式因目前建立的WAP教育站點(diǎn)太少，學(xué)習(xí)資源不足，而難以發(fā)揮其作用。此外，該方式基于WAP協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸速率不高。云計(jì)算的出現(xiàn)，彌補(bǔ)以上兩種移動(dòng)學(xué)習(xí)模式的不足。大量教育資源存儲(chǔ)于云服務(wù)器中，無(wú)需建立專(zhuān)門(mén)的教育站點(diǎn)就可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的移動(dòng)學(xué)習(xí)。云計(jì)算整合了多方計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)，突破了單一WAP協(xié)議的限制，總之，在云計(jì)算背景下，學(xué)習(xí)者只需使用移動(dòng)設(shè)備通過(guò)瀏覽器即可接入“云”服務(wù)器自行選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)時(shí)交互。

移動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)為學(xué)習(xí)者創(chuàng)設(shè)一個(gè)隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)的環(huán)境，讓學(xué)習(xí)者可以自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)，而且學(xué)生之間以及學(xué)生與教師之間可以進(jìn)行實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)的交流討論。因此，在移動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以移動(dòng)學(xué)習(xí)的特點(diǎn)、理論基礎(chǔ)和技術(shù)模式為基礎(chǔ)，結(jié)合遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的特點(diǎn)來(lái)考慮［5］：

（1）系統(tǒng)的定位。建立校園環(huán)境內(nèi)的移動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，服務(wù)于學(xué)生和教師，讓他們可以不受時(shí)間空間的束縛，靈活的根據(jù)自我需求學(xué)習(xí)和工作。

（2）支持多種學(xué)習(xí)模式。移動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)應(yīng)以學(xué)習(xí)者為中心，要能夠支持個(gè)性化學(xué)習(xí)模式、協(xié)作學(xué)習(xí)模式和討論式學(xué)習(xí)模式等多種學(xué)習(xí)模式的學(xué)習(xí)，從而在真正意義上體現(xiàn)移動(dòng)學(xué)習(xí)的靈活性和適應(yīng)性。

（3）提供真實(shí)情境的學(xué)習(xí)情境。在移動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，由于不受時(shí)間地域的限制，可以為學(xué)習(xí)者提供真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，即真實(shí)的學(xué)習(xí)任務(wù)和問(wèn)題。這樣學(xué)習(xí)者可以將學(xué)習(xí)與現(xiàn)實(shí)生活結(jié)合起來(lái)，以提高學(xué)習(xí)者知識(shí)遷移和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，基于云計(jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示［6］。

圖1 基于云計(jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

云計(jì)算與教育整合的根本目的是實(shí)現(xiàn)教育信息的融合、存儲(chǔ)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)進(jìn)行共享，從而使教育資源得以最大限度的整合和利用。將世界范圍內(nèi)的教育資源聚合到“云”存儲(chǔ)服務(wù)器中，而且學(xué)生一旦使用了這個(gè)云，那么相應(yīng)地學(xué)生的資源也會(huì)進(jìn)入“云”存儲(chǔ)服務(wù)器中。由教育者對(duì)浩瀚的資源進(jìn)行歸類(lèi)、管理和制定相應(yīng)的訪問(wèn)規(guī)則。同時(shí)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)習(xí)者和教育者還可以在既定的規(guī)則下對(duì)既有的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和修改，從而不斷地完善資源庫(kù)［9］。

通過(guò)移動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生與教師之間的交互，在移動(dòng)學(xué)習(xí)中，學(xué)生經(jīng)常會(huì)遇到一些問(wèn)題，此時(shí)學(xué)生與教師之間的交互就顯得尤為重要。在學(xué)生與教師的交互中，教師可以給學(xué)生提供各種適合移動(dòng)學(xué)習(xí)特點(diǎn)的學(xué)習(xí)策略，幫助學(xué)生了解自己學(xué)習(xí)風(fēng)格，找到適合個(gè)人需求與發(fā)展的學(xué)習(xí)策略;教師還需要為學(xué)生提供咨詢(xún)、支持和鼓勵(lì)、幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)中的問(wèn)題［10-11］。

在移動(dòng)學(xué)習(xí)中，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，但是同時(shí)也提倡學(xué)生的協(xié)作學(xué)習(xí)。學(xué)生之間的交互，不僅可以交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)心得，而且遇到問(wèn)題學(xué)生之間還可以相互討論、相互學(xué)習(xí)。同時(shí)，在移動(dòng)學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以建立學(xué)習(xí)小組，小組成員在學(xué)習(xí)過(guò)程中擔(dān)任不同的角色，相互合作，吸收他人的優(yōu)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)共同的學(xué)習(xí)目標(biāo)。云計(jì)算下，所有資源都整合在“云”端，學(xué)習(xí)者利用這些資源自由地創(chuàng)建虛擬社區(qū)，構(gòu)建虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，與具有共同學(xué)習(xí)目標(biāo)的其他學(xué)習(xí)者展開(kāi)協(xié)作學(xué)習(xí)。由于這些虛擬社區(qū)由學(xué)習(xí)者自主創(chuàng)建，沒(méi)有特定的教學(xué)引導(dǎo)者或社區(qū)意見(jiàn)領(lǐng)袖，因而學(xué)習(xí)者可以充分發(fā)揮其特長(zhǎng)，展示其個(gè)性，自由地交流。再者，由于是基于網(wǎng)絡(luò)的，學(xué)習(xí)者構(gòu)成突破了現(xiàn)行虛擬社區(qū)輻射范圍的限制，來(lái)自不同國(guó)家、不同文化背景的人，都可以進(jìn)入社區(qū)共同學(xué)習(xí)和討論，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，借鑒學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了多元化的文化知識(shí)交流［12-13］。

4 結(jié)語(yǔ)

云計(jì)算的出現(xiàn)，以及互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，對(duì)于構(gòu)建云計(jì)算下的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)提供了無(wú)限可能。當(dāng)然就目前來(lái)看，這只是一個(gè)趨勢(shì)，是否能夠成為移動(dòng)學(xué)習(xí)的一個(gè)范例，還要取決于社會(huì)各方的支持和協(xié)作。比如要加強(qiáng)對(duì)手持設(shè)備的軟件支持，如QQ手機(jī)版、人人網(wǎng)絡(luò)的人人通、開(kāi)心網(wǎng)的手機(jī)版本，當(dāng)然這些都是娛樂(lè)類(lèi)移動(dòng)設(shè)備軟件，如果要發(fā)展基于云計(jì)算的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，還要切實(shí)鼓勵(lì)發(fā)展一些適合于移動(dòng)設(shè)備的教育學(xué)習(xí)軟件，加大對(duì)云中的教育資源的建設(shè)［14］。目前，Moodle Room和Google聯(lián)手打造教育軟件，將Moodle-Google Apps進(jìn)行整合，將Moodle置于Google的云計(jì)算應(yīng)用平臺(tái)之上，這一舉動(dòng)也將意味著教育學(xué)習(xí)軟件走向云端。學(xué)習(xí)平臺(tái)與搜索引擎巨頭的合作，也為移動(dòng)學(xué)習(xí)打下了良好的開(kāi)端［15］。但是基于云計(jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的運(yùn)行在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)安全、服務(wù)質(zhì)量、運(yùn)營(yíng)模式上還面臨一系列的問(wèn)題，這些問(wèn)題還需要在以后的云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展中得到解決。

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