Sakai和二維碼結(jié)合的移動(dòng)學(xué)習(xí)技術(shù)研究

王緯武

（鄭州大學(xué)西亞斯國際學(xué)院網(wǎng)絡(luò)管理中心，河南 鄭州 451150）

Sakai和二維碼結(jié)合的移動(dòng)學(xué)習(xí)技術(shù)研究

王緯武

（鄭州大學(xué)西亞斯國際學(xué)院網(wǎng)絡(luò)管理中心，河南 鄭州 451150）

本文介紹了Sakai的背景，并根據(jù)鄭州大學(xué)西亞斯國際學(xué)院對(duì)Sakai中的移動(dòng)學(xué)習(xí)的使用，分析了Sakai功能，通過對(duì)Android移動(dòng)終端和Sakai的結(jié)合，探討了其在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。

Sakai；二維碼；Android；移動(dòng)學(xué)習(xí)

鄭州大學(xué)西亞斯國際學(xué)院于2012年引入Sakai系統(tǒng)用于教學(xué)，通過半年的小規(guī)模運(yùn)行，在2013年2月進(jìn)入全校大規(guī)模試運(yùn)行階段。Sakai系統(tǒng)是高校系統(tǒng)軟件中非常難得的一個(gè)開源課程與教學(xué)管理軟件。起源于美國斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院、密西根大學(xué)和印第安納大學(xué)在2004年進(jìn)行的一項(xiàng)開放源代碼的課程與教學(xué)管理系統(tǒng)（CMS）開發(fā)計(jì)劃。本文嘗試研究利用Sakai系統(tǒng)和二維碼和Google公司目前如日中天的Android系統(tǒng)，配合配合完成電子教學(xué)資源的建設(shè)，對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用進(jìn)行了初步的研究。

1 Sakai系統(tǒng)在教學(xué)中的功能

1.1 Sakai的體系結(jié)構(gòu)。Sakai2.4-2.5體系結(jié)構(gòu)變化不大，構(gòu)建工具從Maven1.x升級(jí)到Maven2.x，Sakai2.6開始引進(jìn)了Kernel的概念，將基礎(chǔ)性服務(wù)放入kernel，簡(jiǎn)化定制應(yīng)用的開發(fā)。Sakai2.6+基于kernel1.x，Sakai3基于kernel2.x。

表示層可采用多種View技術(shù)，與Tomcat5.5緊密集成，不能在Tomcat6.x上正常運(yùn)行。

定制過的Spring實(shí)現(xiàn)IoC，Hibernate實(shí)現(xiàn)跨數(shù)據(jù)庫，目前只能運(yùn)行在JDK5，與JDK6有沖突。

Sakai各層所用技術(shù)：

表示層：JSF、Velocity、RSF、Ajax（GWT）。

業(yè)務(wù)邏輯層：Spring（Sakai的components服務(wù)本身即一個(gè)修改過的Spring版本）。

數(shù)據(jù)存取層：Hibernate，泛型Dao。

實(shí)際運(yùn)營時(shí)一般考慮集群、緩存等方法。

Sakai的發(fā)展趨勢(shì)。集成眾多社會(huì)計(jì)算應(yīng)用；內(nèi)容聚合器（Widgets），復(fù)合頁面；一切皆內(nèi)容（Sling，jackrabbit）；構(gòu)建在OSGI之上，功能增減熱插拔（Felix）；發(fā)展趨勢(shì)Web2.0化；支持多租戶（談?wù)撝校?，E-learning SaaS；Sakai3.x變化相當(dāng)激進(jìn)[1]。

1.2 Sakai的教學(xué)功能。Sakai是一個(gè)繁雜而龐大的開源教學(xué)系統(tǒng)，其提供很好的教學(xué)支撐平臺(tái)，利用其平臺(tái)可以在構(gòu)建一個(gè)教師的完整教學(xué)內(nèi)容。其初始界面如下所示：

在Sakai中提供了一系列用于課程和項(xiàng)目站點(diǎn)的功能，包括：通知發(fā)布當(dāng)前和瀏覽近期的信息的功能，作業(yè)功能，完成在線獲取和提交作業(yè)以及作業(yè)評(píng)分。聊天室提供給教學(xué)是解決疑難問題是師生進(jìn)行實(shí)時(shí)討論。投遞箱功能完成教師與學(xué)生之間私下共享文件，成績(jī)冊(cè)功能計(jì)算和記錄成績(jī)，鏈接工具：鏈接到外部工具，播客功能：查看播客中的內(nèi)容，調(diào)查工具創(chuàng)建基于站點(diǎn)的調(diào)查和投票，資源：向站點(diǎn)添加教學(xué)文檔和教學(xué)有關(guān)的鏈接，花名冊(cè)查看站點(diǎn)的參與者列表，日程在站點(diǎn)日程上跟蹤重要的日期和最后期限，搜索：提供Sakai的內(nèi)容搜索功能，分組信息：在站點(diǎn)中管理分組，站點(diǎn)信息查看站點(diǎn)信息和參與者列表，站點(diǎn)統(tǒng)計(jì)查看站點(diǎn)使用情況，練習(xí)與測(cè)驗(yàn)在線創(chuàng)建、管理、批改練習(xí)與測(cè)驗(yàn)，并可以自動(dòng)反饋結(jié)果到成績(jī)冊(cè)，網(wǎng)站內(nèi)容向您的站點(diǎn)中包含外部的站點(diǎn)信息，Wiki協(xié)作編輯簡(jiǎn)單的頁面，站點(diǎn)設(shè)置創(chuàng)建。

2 Android系統(tǒng)的特性

2.1 Android特性。Android是一個(gè)非常優(yōu)秀的系統(tǒng)，其能在Windows Mobile、IOS、Symbian等優(yōu)秀系統(tǒng)的包圍中脫穎而出，占據(jù)移動(dòng)系統(tǒng)市場(chǎng)占有率第一，和其優(yōu)秀特性是分不開的，Android系統(tǒng)具有以下特性：

? 應(yīng)用程序框架支持組件的重用與替換

? Dalvik虛擬機(jī)專為移動(dòng)設(shè)備優(yōu)化

? 集成的瀏覽器基于開源的WebKit引擎

? 優(yōu)化的圖形庫包括定制的2D圖形庫，基于OpenGL ES 1.0的3D圖形庫

? SQLite用作結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

? 多媒體支持包括常見的音頻、視頻和靜態(tài)圖像格式（如MPEG4，H.264，MP3，AAC，AMR，JPG，PNG，GIF）

? GSM 電話技術(shù)（依賴于硬件）

? 藍(lán)牙Bluetooth，EDGE，3G，和WiFi（依賴于硬件）

? 照相機(jī)，GPS，指南針，和加速度計(jì)（accelerometer）（依賴于硬件）

? 豐富的開發(fā)環(huán)境包括設(shè)備模擬器，調(diào)試工具，內(nèi)存及性能分析圖表，和Eclipse集成開發(fā)環(huán)境插件[2]。

2.2 Android的系統(tǒng)總體架構(gòu)。Android是一個(gè)設(shè)計(jì)出色的分層模塊化架構(gòu)，總體分為四層：最上面是應(yīng)用層，第二層是應(yīng)用框架層，第三層是基礎(chǔ)庫和運(yùn)行環(huán)境層，第四層是Linux核心層。

應(yīng)用程序?qū)舆@一層中的應(yīng)用程序是同Android系統(tǒng)一起發(fā)布的核心應(yīng)用程序，如email、電話、短消息程序，瀏覽器，這一層都是用Java編寫完成的。

安卓系統(tǒng)的分層架構(gòu)--類庫層是一些C/C++編寫的核心庫，提供給開發(fā)者進(jìn)行應(yīng)用時(shí)進(jìn)行調(diào)用。

Linux內(nèi)核層，由于Android是基于Linux的一個(gè)系統(tǒng)，Linux內(nèi)核被用來作為硬件和軟件聯(lián)系層。Linux的最核心的部分：內(nèi)存管理、安全機(jī)制、進(jìn)程、硬件驅(qū)動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)都被包含進(jìn)來，并且根據(jù)移動(dòng)設(shè)備的特點(diǎn)進(jìn)行了裁剪。

3 二維碼

二維碼，又稱二維條碼，二維條形碼最早發(fā)明于日本，它是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息的，在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計(jì)算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個(gè)與二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過圖像輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動(dòng)識(shí)讀以實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)處理。它具有條碼技術(shù)的一些共性：每種碼制有其特定的字符集；每個(gè)字符占有一定的寬度；具有一定的校驗(yàn)功能等。同時(shí)還具有對(duì)不同行的信息自動(dòng)識(shí)別功能、及處理圖形旋轉(zhuǎn)變化等特點(diǎn)[3]。

圖1 二維碼圖片

從1980年后，二維碼的研究就已經(jīng)進(jìn)入起步階段，出現(xiàn)了多種不同種類的二維碼，目前全球現(xiàn)有的一維碼和二維碼多達(dá)250種以上，其中重要的碼制有20多種。

二維碼的信息密度比一維碼要高得多，比如PDF417中的信息密度是一維碼EAN13的20多倍，目前使用較多的QRCede二維碼已經(jīng)是一個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)，由日本Denso公司在 1994年9月研制成功。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織JTCI（國際電工委員會(huì)第1聯(lián)合委員會(huì)）的SC31（第31分委員會(huì)），制定了QRcode的國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO/ IEc18004：2000）。

在國內(nèi)，二維碼的發(fā)展是比較滯后的，從2004年后國內(nèi)才相繼出現(xiàn)二維碼應(yīng)用的服務(wù)企業(yè)，但是，這幾年二維碼在國內(nèi)迅猛發(fā)發(fā)展，南航在2007年開通了二維碼航班，從那以后，國內(nèi)多個(gè)航空公司都開通了二維碼航線。在通信領(lǐng)域中，無論是中國移動(dòng)、中國聯(lián)通還是中國電信，目前在其多數(shù)營銷中都使用了二維碼作為向?qū)Вo用戶的帶來了前所未有方便。

下面2張圖是把二維碼做得更藝術(shù)化，一張是采用顏色變化的二維碼，另外一張是將歷時(shí)二維碼保留在墻上的作品。

圖2 變化的二維碼

4 基于Sakai的二維碼教學(xué)資源的建設(shè)

4.1 公開課便捷入口。目前，在鄭州大學(xué)西亞斯國際學(xué)院的有大量的基于Sakai的課程，這些課程加以時(shí)間的打磨，很多都可以形成不錯(cuò)的公開課，讓學(xué)生選擇，豐富學(xué)生的知識(shí)面，彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂的不足，但是在Sakai中，選擇這些課程是極為不方便地，要經(jīng)歷至少登錄-所屬站點(diǎn)-可加入的網(wǎng)站-輸入課程名字-搜索-加入等六步操作才能完成一門公開課程的添加，不方便，不利于學(xué)生快速選擇該課程。

利用二維碼可以提供一個(gè)很好的便捷入口，在每門課的首頁中增加二維碼入口地址，在優(yōu)秀公開課宣傳頁面中增加二維碼，當(dāng)學(xué)生看到宣傳和這門課的頁面中，無論是否在電腦旁邊，可以利用手機(jī)直接掃描，利用接口技術(shù)將該課程加入到學(xué)生的課程中，從而使學(xué)生可以方便地使用該課程的資源。

圖3 課程資源

4.2 構(gòu)建移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)入口。構(gòu)建移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)入口，在每門課中都有大量關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)，這部分知識(shí)點(diǎn)索引都加入二維碼，學(xué)生通過平板或智能手機(jī)掃描之后，可以進(jìn)入完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)和做布置的作業(yè)。

圖 4 公開課二維碼入口流程

這種方式對(duì)于許多非計(jì)算機(jī)的學(xué)生來說，可能更為合適，因?yàn)楣P記本不是所有學(xué)生都會(huì)有的，但手機(jī)確實(shí)是每個(gè)學(xué)生的必備，隨著智能手機(jī)的普及，性能不斷的提高，價(jià)格持續(xù)的走低，移動(dòng)學(xué)習(xí)，電子作業(yè)，這種方式有可能會(huì)形成一種新的學(xué)習(xí)方式。

綜上所述，隨著數(shù)字化校園的不斷深入，配合教學(xué)的軟件應(yīng)用發(fā)揮著越來越重要的作用，基于Sakai和二維碼結(jié)合的移動(dòng)學(xué)習(xí)教學(xué)隨著高校教學(xué)方式的發(fā)展，一定能發(fā)揮更重要的作用，形成一個(gè)逐漸成熟和完善的學(xué)生學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

[1]http：//www.mobiletrain.org/lecture/doc/android/2012-05/ 973.htm l.

[2]http：//baike.meadin.com/history/?hid=26041.

[3]王赫.中國移動(dòng)手機(jī)二維碼業(yè)務(wù)發(fā)展策略研究[D].北京：北京郵電大學(xué)碩士論文，2008.

[4]陳荊花.淺析手機(jī)二維碼在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用及發(fā)展[J].電信科學(xué)，2010.

G434

A

1671-0037（2014）10-68-2

王緯武（1980.1-），男，碩士研究生，實(shí)驗(yàn)師，研究方向：網(wǎng)絡(luò)。