工程測量技術(shù)移動(dòng)云教學(xué)空間構(gòu)建的探索

紀(jì)凱（安徽交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木工程系，安徽合肥230001）

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工程測量技術(shù)移動(dòng)云教學(xué)空間構(gòu)建的探索

紀(jì)凱
（安徽交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木工程系，安徽合肥230001）

智能手機(jī)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，為智慧教育的實(shí)施提供了有力支持.移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)為基于智能手機(jī)的教學(xué)空間建設(shè)提供了技術(shù)保障.線上教育、線下共享、教學(xué)互聯(lián)的教學(xué)空間充分發(fā)揮當(dāng)下資源的優(yōu)勢，提高資源的利用效率.

智慧教育；移動(dòng)云；教學(xué)空間；移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)；智能手機(jī)

1工程測量課程智慧教育分析

1.1智慧教育內(nèi)涵特征

1.1.1智慧教育的教育特征

智慧教育是利用智能化技術(shù)搭建物聯(lián)化、感知化和智能化環(huán)境，師生選擇靈巧的教學(xué)方法，提供給教學(xué)者、學(xué)習(xí)者個(gè)性化的教學(xué)服務(wù)，有效利用各種新技術(shù)開展大規(guī)模個(gè)性化教學(xué)的教學(xué)模式和體系.智慧教育是數(shù)字教育的高級發(fā)展、數(shù)字教育的提升和信息技術(shù)與教育主流業(yè)務(wù)的深度融合.其具有信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合、教育資源無縫銜接與整合共享、無處不在開放自由與按需學(xué)習(xí)、基于大數(shù)據(jù)的科學(xué)分析與評價(jià)和綠色高效的教學(xué)管理等教育特征.

1.1.2智慧教育的技術(shù)特征

智慧教育需要智能化技術(shù)作為依托，體現(xiàn)智慧教育的教育特征.圍繞智慧教育核心特征，其應(yīng)具有情景感知、可視化、按需服務(wù)、智能管控、全面交互和無縫連接的技術(shù)特征.情境感知是智慧教育最基礎(chǔ)的功能特征，依據(jù)情境感知數(shù)據(jù)自適應(yīng)地為用戶提供推送式服務(wù)，它包括內(nèi)在個(gè)人學(xué)習(xí)狀態(tài)感知和外在學(xué)習(xí)環(huán)境感知；泛在網(wǎng)絡(luò)是智慧教育開展的基礎(chǔ)，基于泛在網(wǎng)絡(luò)的無縫連接是智慧教育的基本特征；全面交互包括自然交互、深度交互與過程記錄；按需推送資源、按需推送活動(dòng)、按需推送服務(wù)，按需推送工具和按需推送人際資源是實(shí)現(xiàn)智慧教育“人人教、人人學(xué)”目標(biāo)的支撐；可視化監(jiān)控、呈現(xiàn)和操作是智慧教育的重要特征；智能控制、診斷、分析、調(diào)節(jié)和調(diào)度是智慧教育的核心.

1.2工程測量智慧教育課程開發(fā)

1.2.1工程測量教育現(xiàn)狀分析

《工程測量技術(shù)》是土木工程類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程.課程理論與實(shí)踐并重，對于高職院校，尤其重視學(xué)生實(shí)踐技能的教育.目前課程教育中主要存在以下幾點(diǎn)問題：一是教學(xué)課時(shí)數(shù)量不足.目前《工程測量技術(shù)》課程教學(xué)總課時(shí)大多在80-120之間，其中理論與實(shí)踐教學(xué)基本比例為1∶1.由于課程專業(yè)性強(qiáng)，存在學(xué)生理論基礎(chǔ)不扎實(shí)，實(shí)踐動(dòng)手機(jī)會(huì)不夠的現(xiàn)象；二是理論與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)現(xiàn)象存在.實(shí)踐教學(xué)受天氣、場地等因素制約，如遇雨雪天氣或?qū)嵱?xùn)班級集中，實(shí)踐教學(xué)不能按教學(xué)計(jì)劃正常執(zhí)行，造成學(xué)生理論知識(shí)不能及時(shí)消化，影響實(shí)踐技能的培養(yǎng)；三是實(shí)踐教學(xué)主要依賴課間實(shí)習(xí)或綜合實(shí)訓(xùn)，學(xué)生在課下進(jìn)行模擬或練習(xí)機(jī)會(huì)較少，不能通過大量的虛擬訓(xùn)練鞏固實(shí)踐技能；四是教學(xué)信息化程度不高.理論教學(xué)雖已大量使用多媒體教學(xué)，但僅限于教師通過PPT，圖片或視頻等展示，學(xué)生觀看，參與程度不高，教學(xué)效果未達(dá)到預(yù)想效果；五是教師對學(xué)生學(xué)習(xí)效果評價(jià)，尤其是實(shí)踐水平不準(zhǔn)確，互動(dòng)交流少.教師主要通過作業(yè)、筆試和實(shí)習(xí)成果評價(jià)學(xué)生綜合成績，對過程的監(jiān)控和學(xué)生個(gè)性化差異把握不準(zhǔn).

1.2.2工程測量智慧教育分析

《工程測量技術(shù)》主要有測量基礎(chǔ)知識(shí)、儀器基本操作、工程控制測量、大比例尺地形圖測繪和工程施工測量五個(gè)部分組成.工程測量項(xiàng)目生產(chǎn)的內(nèi)外業(yè)務(wù)在多個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化和自動(dòng)化，這就要求課程的教學(xué)也必須適應(yīng)生產(chǎn)的需求，智慧教育的特點(diǎn)能滿足課程教學(xué)的需求，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是可提供虛擬環(huán)境幫助學(xué)生進(jìn)行理論知識(shí)的理解和實(shí)踐訓(xùn)練的模擬.對于理論知識(shí)中較難理解的內(nèi)容和實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目可通過動(dòng)畫等手段輔助學(xué)生加以理解和操作，例如高斯投影平面直角坐標(biāo)系的建立、三四等水準(zhǔn)測量一站的操作等；二是延伸了教學(xué)的時(shí)間與空間.通過搭建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)空間，幫助學(xué)生在課下仍可進(jìn)行在線學(xué)習(xí)，彌補(bǔ)課堂教學(xué)時(shí)空的限制，尤其是虛擬實(shí)訓(xùn)幫助學(xué)生克服實(shí)踐教學(xué)不足的限制，做到隨時(shí)隨地的模擬實(shí)訓(xùn)；三是建立合理完善的教學(xué)評價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)性化教學(xué)和學(xué)習(xí)效果的客觀評價(jià)；四是創(chuàng)造教師與學(xué)生個(gè)性化教學(xué)空間.在教學(xué)空間中提供在線實(shí)時(shí)更新的教學(xué)資源，教師有自己獨(dú)立的備課、上課和過程監(jiān)督指導(dǎo)空間，學(xué)生有自己獨(dú)立的學(xué)習(xí)空間，可根據(jù)自己實(shí)際情況主動(dòng)獨(dú)立地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，并接受教師針對性的學(xué)習(xí)指導(dǎo).

2智慧教育技術(shù)支撐分析

智慧教育的實(shí)施需要技術(shù)的支撐.為滿足智慧教育的特點(diǎn)，目前主要有云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)服務(wù)于智慧教育的創(chuàng)建.云計(jì)算主要拓展教育資源與教育服務(wù)的共享性.將分布在各地的服務(wù)器群進(jìn)行網(wǎng)聯(lián)，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模計(jì)算能力、海量數(shù)據(jù)處理和信息服務(wù)的需求.學(xué)生在云學(xué)習(xí)環(huán)境中可以實(shí)現(xiàn)通過移動(dòng)終端等隨時(shí)隨地享受云端的各種學(xué)習(xí)服務(wù)，保證學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的永不丟失，為學(xué)習(xí)分析提供數(shù)據(jù)支持；隨著教育信息化進(jìn)程的推進(jìn)，學(xué)習(xí)、教學(xué)、科研、管理過程中無時(shí)無刻不在產(chǎn)生海量數(shù)據(jù).通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和分析，能夠發(fā)現(xiàn)已知變量間的相關(guān)關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效的科學(xué)預(yù)測，例如學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和興趣等，幫助教師進(jìn)行針對性指導(dǎo)，有利于學(xué)生的發(fā)展性評價(jià)，提高教育管理、決策與評價(jià)的智慧；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升了教育環(huán)境與教學(xué)活動(dòng)的感知，可充分應(yīng)用于學(xué)生學(xué)習(xí)情境數(shù)據(jù)的采集，拓展課外教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)設(shè)備運(yùn)營管理等.

3智能手機(jī)移動(dòng)云教學(xué)空間構(gòu)建

3.1移動(dòng)云計(jì)算分析

3.1.1移動(dòng)學(xué)習(xí)特征

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)已成為繼大型機(jī)、小型機(jī)、個(gè)人電腦、桌面互聯(lián)網(wǎng)后的第五個(gè)技術(shù)發(fā)展周期.截至2014年4月，中國移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶總數(shù)達(dá)8.46億戶，在移動(dòng)電話中的滲透率達(dá)67.8%；手機(jī)網(wǎng)民規(guī)模達(dá)5億，占總網(wǎng)民數(shù)的八成多，手機(jī)保持第一大上網(wǎng)終端地位，手機(jī)用戶增長速度更是飛快.對于學(xué)生，手機(jī)的普及率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于計(jì)算機(jī)的普及率.截至2015年2月，全國手機(jī)用戶12.9億，其中智能手機(jī)用戶6.57億.國家遠(yuǎn)程教育權(quán)威、愛爾蘭教育技術(shù)專家戴斯孟德·基更博士把遠(yuǎn)程教育分為d-learning（遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)）、e-learning（電子學(xué)習(xí)）和m-learning（移動(dòng)學(xué)習(xí)）三個(gè)階段.移動(dòng)學(xué)習(xí)是未來遠(yuǎn)程教育的主要方式.因?yàn)椤俺晒Φ慕逃夹g(shù)，不是那些本身具有適合教育特性的技術(shù)，而是已經(jīng)達(dá)到廣泛普及的技術(shù)”，而移動(dòng)學(xué)習(xí)正是以成熟的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和以智能手機(jī)為代表的的移動(dòng)終端，依托目前比較成熟的無線移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和多媒體技術(shù)，學(xué)生和教師使用移動(dòng)終端通過移動(dòng)教學(xué)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)交互式教學(xué)活動(dòng).移動(dòng)學(xué)習(xí)將學(xué)習(xí)班帶給人們，而不是把人們帶到學(xué)習(xí)場所.一個(gè)實(shí)用的移動(dòng)教育系統(tǒng)必須同時(shí)兼顧學(xué)生、教師和教學(xué)資源三個(gè)方面，并通過該系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合.

基于有線連接的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境建立代價(jià)高，擴(kuò)充新的節(jié)點(diǎn)、增加通信帶寬不方便.通過計(jì)算機(jī)對互聯(lián)網(wǎng)的連接本身因?yàn)樵O(shè)備的制約而對于隨時(shí)隨地這一遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的重要特征產(chǎn)生了相當(dāng)大的局限性.隨著時(shí)代發(fā)展，終身教育已成為現(xiàn)代社會(huì)的需要，傳統(tǒng)課堂外的學(xué)生人數(shù)大大增加.他們沒有固定的學(xué)習(xí)地點(diǎn)和時(shí)間，同時(shí)對于仍然在校的學(xué)生來說，傳統(tǒng)的學(xué)校教學(xué)也不可能給予學(xué)生全方位的現(xiàn)代社會(huì)所需的知識(shí)與學(xué)習(xí)資源.而基于移動(dòng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的移動(dòng)教育，真正地解決和實(shí)現(xiàn)教學(xué)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)進(jìn)行的夢想，符合智慧教育的要求.

3.1.2移動(dòng)云計(jì)算特征

手機(jī)擁有便攜性和通信能力等眾多天生優(yōu)勢，因受限于體積和便攜性的要求，最大的弱點(diǎn)便是計(jì)算能力.如果把“云計(jì)算”概念運(yùn)用于移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域，運(yùn)用遠(yuǎn)端“云”的高速處理能力，即使手機(jī)本身性能不高，但只要滿足與遠(yuǎn)端“云”的輸入輸出數(shù)據(jù)交換，便能夠得到理想的結(jié)果.云計(jì)算技術(shù)可以突破移動(dòng)設(shè)備的資源瓶頸，極大擴(kuò)展移動(dòng)應(yīng)用的使用范圍.另一方面，從開發(fā)者角度來說，利用云計(jì)算技術(shù)，能在相當(dāng)程度上解決移動(dòng)設(shè)備多樣性和訪問量落差較大等問題.因此移動(dòng)云計(jì)算是移動(dòng)計(jì)算、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和云計(jì)算的結(jié)合體，是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需基礎(chǔ)設(shè)施、平臺(tái)、軟件等工廠資源或者服務(wù)交付與使用.主要技術(shù)包括移動(dòng)通信與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、web技術(shù)尋址和定位.移動(dòng)云計(jì)算具有以下幾點(diǎn)特征：一是終端硬件及終端系統(tǒng)無關(guān)性，所有的運(yùn)算都可以放到云端服務(wù)器去做，所以移動(dòng)云計(jì)算對于終端設(shè)備并沒有什么要求，即使是非智能手機(jī)也可以接收到移動(dòng)云計(jì)算的數(shù)據(jù)；二是任務(wù)處理的有效性，其取決于云端的處理能力，如果界面設(shè)計(jì)夠好，可以直接從終端或者手機(jī)上看到任務(wù)處理結(jié)果；三是數(shù)據(jù)共享的便利性，大量的數(shù)據(jù)保存在云端服務(wù)器，可以便利地共享數(shù)據(jù).如果帶寬足夠，任務(wù)處理就能像在本地處理一樣快速流暢，這對于手機(jī)很容易實(shí)現(xiàn)；四是消除了地域性限制，使人們能夠隨時(shí)隨地從網(wǎng)絡(luò)獲得他們想要的資源和服務(wù).

3.2智能手機(jī)移動(dòng)云教學(xué)空間設(shè)計(jì)

3.2.1教學(xué)空間建設(shè)分析

教學(xué)空間是教師與學(xué)生教和學(xué)的環(huán)境范疇.傳統(tǒng)的教學(xué)空間主要是指課堂教學(xué)的空間與活動(dòng).智慧教育所追求的是師生之間、生生之間及教師、學(xué)生、課程之間互聯(lián)的虛擬空間.教學(xué)空間應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：一是教學(xué)資源數(shù)量充足、類型豐富、更新及時(shí).空間內(nèi)容應(yīng)體現(xiàn)工程測量技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展，通過多種直觀形象生動(dòng)的形式展示，包含微課、動(dòng)畫、視頻、課件、虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)等；二是教輔能學(xué)、互動(dòng)積極.空間線上線下均能交流互動(dòng)，把素質(zhì)教育融入課堂，是教師備課的助手，學(xué)生學(xué)習(xí)的幫手，師生互動(dòng)的平臺(tái)和同行交流的園地；三是個(gè)性設(shè)計(jì)、注重應(yīng)用.包括作業(yè)的布置、提交與評價(jià).學(xué)生自主學(xué)習(xí)和教師對學(xué)生學(xué)習(xí)行為有用信息的提取、分析和服務(wù).

以智慧教育為導(dǎo)向的教學(xué)空間建設(shè)中應(yīng)避免出現(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)參與程度不夠，互動(dòng)的深度與廣度不夠，專業(yè)課程教學(xué)延伸不夠，信息利用充分不夠，個(gè)性化推送程度不夠和資源建設(shè)持續(xù)更新不夠.克服以往精品課程建設(shè)中存在的重建設(shè)輕使用，資源重復(fù)和更新緩慢的問題.

3.2.2教學(xué)空間構(gòu)建設(shè)計(jì)

《工程測量技術(shù)》課程教學(xué)空間的構(gòu)建遵循著推動(dòng)課程教學(xué)信息化教學(xué)改革，帶動(dòng)課程教學(xué)服務(wù)現(xiàn)代工程測量生產(chǎn)一線水平的提升和打造行業(yè)在職人員培訓(xùn)平臺(tái)，注重四合一體，重在使用的建設(shè)思路（圖1）.

圖1　教學(xué)空間構(gòu)建思路

教學(xué)空間在資源構(gòu)建設(shè)計(jì)中，以構(gòu)建思路為原則，圍繞“教、學(xué)、訓(xùn)”三者互動(dòng)聯(lián)系為目標(biāo)，空間菜單設(shè)計(jì)按照圖2進(jìn)行教學(xué)空間內(nèi)容的搭建和更新.

圖2　教學(xué)空間資源構(gòu)建設(shè)計(jì)

4結(jié)束語

智慧教育是教育信息化發(fā)展的未來方向.移動(dòng)學(xué)習(xí)符合智慧教育網(wǎng)絡(luò)化、共享化、智能化和終生化的特點(diǎn).基于智能手機(jī)的移動(dòng)云教學(xué)空間充分利用了手機(jī)的普及、便攜和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，滿足學(xué)習(xí)者隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)的需要，是傳統(tǒng)教學(xué)模式的有力補(bǔ)充和支持，為后續(xù)智慧教育的軟件開發(fā)、APP開發(fā)等提供研究基礎(chǔ).

［1］李樹波.基于云計(jì)算的移動(dòng)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)構(gòu)建研究［J］.軟件導(dǎo)刊，2010，9（12）：115-117.

［2］張長學(xué)，邢燕霞.手機(jī)云端管理教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.移動(dòng)通信，2011，（9）：14-19.

［3］賈國祥.基于3G手機(jī)移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的研究［J］.中國教育信息化，2010，（5）：53-56.

［4］劉俊.智慧教育環(huán)境及其實(shí)現(xiàn)方式設(shè)計(jì)［J］.中國電化教育，2013，（323）：20-26.

［5］劉中宇，劉海良.基于大數(shù)據(jù)的云計(jì)算教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)［J］.中國教育信息化，2013，（24）：18-20.

（責(zé)任編輯李健飛）

Kew words:intelligent education；mobile cloud；teaching space；mobile Internet；smart phone

The Exp loration of M obile Cloud Teaching Space Construction for Engineering Surveying

JI Kai
（Department of Civil Engineering，Anhui Vocational College of Communications，Hefei，Anhui 230001，China）

The rapid development of smart phone and mobile Internet provide strong support for the implementation of the intelligent education.Mobile cloud computing technology offers technical support for the teaching space construction based on smart phone.The teaching space with online education，offline sharing and interconnection gives full play to the advantages of the present resources，improving the utilization efficiency of resources.

TP393

A

1673-1972（2016）03-0151-04

2016-02-26

2015年安徽省高校省級質(zhì)量工程教學(xué)研究（2015jyxm577）

紀(jì)凱（1979-），男，安徽六安人，副教授，主要從事工程測量和遙感數(shù)據(jù)處理研究.