異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的多終端協(xié)作學(xué)習(xí)平臺(tái)設(shè)計(jì)

蔣凌燕

摘要

在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代，隨著教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)境的變化所產(chǎn)生的新的需求可以通過多終端協(xié)作的學(xué)習(xí)平臺(tái)來滿足。移動(dòng)環(huán)境下的學(xué)習(xí)平臺(tái)需要更好配合完成教學(xué)任務(wù)，提供多終端訪問環(huán)境，并支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中教師與學(xué)生通過平臺(tái)互相交流，加快教學(xué)資源快速傳輸。學(xué)習(xí)平臺(tái)通過及時(shí)傳輸各種教學(xué)信息提供一個(gè)良好的環(huán)境，讓學(xué)生參與各種各樣的任務(wù)來提高學(xué)習(xí)的積極性并共同成長(zhǎng)。

【關(guān)鍵詞】多終端協(xié)作 學(xué)習(xí)平臺(tái) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下學(xué)習(xí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)以培養(yǎng)學(xué)生興趣和促進(jìn)相互交流為目標(biāo)，重點(diǎn)挖掘?qū)W生的知識(shí)需求，教師可以通過向?qū)W生推送各種各樣的教學(xué)資源，讓學(xué)生部分參與到學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)計(jì)，在各種學(xué)習(xí)場(chǎng)景進(jìn)行充分互動(dòng)，共同分享學(xué)習(xí)成果和想法，共同解決學(xué)習(xí)中遇到的困難。在學(xué)習(xí)平臺(tái)輔助下，教師和學(xué)生在課堂內(nèi)協(xié)作完成教學(xué)內(nèi)容，課外隨著任務(wù)的進(jìn)行繼續(xù)溝通并提交完成的成果，所使用的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)隨著場(chǎng)景的變化可以是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、局域有線或者無線網(wǎng)絡(luò)，所使用的多種終端可以是手機(jī)、pad、筆記本、臺(tái)式機(jī)等。學(xué)習(xí)平臺(tái)的開發(fā)采用HTTP服務(wù)器，開發(fā)過程中使用HTML5、WebSocket技術(shù)以及Nodejs技術(shù)以及AJAX技術(shù)，采用軟件工程方法對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能進(jìn)行分析分解后實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下的多終端協(xié)作學(xué)習(xí)系統(tǒng)功能。

1 用戶信息管理設(shè)計(jì)

1.1 注冊(cè)

首次注冊(cè)時(shí)輸入用戶基本信息，并通過腳本調(diào)用攝像頭拍攝用戶照片并上傳用戶圖片。注冊(cè)時(shí)學(xué)生信息存入redis緩存，生成唯一的id后，添加上課程和教師信息再持久化到sql數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)生成課程一班級(jí)靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)作為首頁(yè)，網(wǎng)頁(yè)端設(shè)計(jì)采用自適應(yīng)布局，供多種終端設(shè)備訪問。注冊(cè)完成后所有學(xué)生的基本信息在redis緩存中以有序集合的方式存儲(chǔ)并排序，生成]son信息并持久化為文件。

1.2 基于token的登錄認(rèn)證

服務(wù)器端的token認(rèn)證不同于session，token傳送到客戶端，再次提交請(qǐng)求時(shí)將token附帶在req請(qǐng)求的head信息部分提交到服務(wù)器來完成身份認(rèn)證，回避了cookie引起的問題。使用token可以更好的適應(yīng)多終端的使用環(huán)境，解決使用不同的客戶端來登錄系統(tǒng)時(shí)產(chǎn)生不同的session在多個(gè)客戶端和服務(wù)器之間傳遞信息從而引起的數(shù)據(jù)共享問題，同時(shí)token也可在負(fù)載大采用多服務(wù)器需要平衡負(fù)載的情況，多服務(wù)器系統(tǒng)使用token認(rèn)證簡(jiǎn)單易行，微信小程序登錄也使用token完成免登陸。

1.3 個(gè)人信息主頁(yè)

學(xué)生的個(gè)人信息主頁(yè)除了修改密碼以外，顯示個(gè)人參與任務(wù)、互動(dòng)、互助的情況，以及個(gè)人關(guān)注他人的列表。學(xué)生可以關(guān)注班級(jí)里的其他比自己學(xué)的快的同學(xué)，查看到其他同學(xué)的任務(wù)完成情況、自學(xué)進(jìn)度、回答提問和幫助他人的具體解答。教師的個(gè)人信息主頁(yè)顯示班級(jí)活動(dòng)進(jìn)行的整體情況、學(xué)生任務(wù)完成度、學(xué)生參與討論與互助的情況等。

2 任務(wù)信息管理

2.1 任務(wù)的創(chuàng)建與進(jìn)行

在學(xué)生訪問課堂首頁(yè)時(shí)建立和服務(wù)器之間的websocket連接，教師通過socket.io的廣播發(fā)送課程的初始信息給學(xué)生，學(xué)生收到后完成課程的初始準(zhǔn)備任務(wù)。按完成的時(shí)間分成課堂前的預(yù)習(xí)任務(wù)，課堂中的短時(shí)限任務(wù)，課外完成的任務(wù)，自學(xué)任務(wù)等。課堂前的預(yù)習(xí)任務(wù)由教師發(fā)布關(guān)于基礎(chǔ)知識(shí)的閱讀與練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生完成預(yù)習(xí)為上課做準(zhǔn)備的習(xí)慣;課堂中的短時(shí)限任務(wù)需控制認(rèn)知的難度，以中等難度為適應(yīng)，加快完成任務(wù)的速度并提供一個(gè)充分互動(dòng)的課堂學(xué)習(xí)環(huán)境。課外完成的任務(wù)在難度上應(yīng)當(dāng)是最高的，注重復(fù)雜問題的提出和解決，適當(dāng)促進(jìn)學(xué)生之間分工、互助和合作。

2.2 小組/團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)任務(wù)

小組的組成方式可以是學(xué)生自己組織，鄰近的同學(xué)成組，隨機(jī)抽取成組，或者將水平相當(dāng)?shù)耐瑢W(xué)成組。有小組或團(tuán)隊(duì)任務(wù)時(shí)，將對(duì)應(yīng)的學(xué)生websocket連接組織到一起，形成線上的小組/團(tuán)隊(duì)界面，這樣學(xué)生可以在課堂內(nèi)不換座位，加入任意一個(gè)小組參與課堂內(nèi)外的任務(wù)。在小組任務(wù)的進(jìn)行過程，將同組同學(xué)的websocket對(duì)象放在一個(gè)頻道中管理，提供單獨(dú)的任務(wù)交流頁(yè)面，如任務(wù)完成情況，尋求幫助和進(jìn)行提問等，老師也可以任意選一組觀察任務(wù)的進(jìn)行狀況。

2.3 任務(wù)的評(píng)價(jià)與點(diǎn)贊

評(píng)價(jià)分為教師評(píng)價(jià)、個(gè)人互評(píng)、組間互評(píng)，教師評(píng)價(jià)可以從多個(gè)方面考察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，包括作業(yè)完成的程度、效率、進(jìn)步情況、參與各種交流互動(dòng)情況等，在互評(píng)環(huán)節(jié)可以采用匿名打分。在點(diǎn)贊的設(shè)計(jì)上，對(duì)于學(xué)生的課堂上的主動(dòng)行為和被動(dòng)行為進(jìn)行區(qū)分，鼓勵(lì)學(xué)生課中和課外的主動(dòng)學(xué)習(xí)行為。主動(dòng)學(xué)習(xí)行為包括提問，尋求幫助，未知知識(shí)搜索，完成自學(xué)等，點(diǎn)贊主要針對(duì)主動(dòng)學(xué)習(xí)行為。

3 交流互助區(qū)

交流互助區(qū)分為提問區(qū)，自學(xué)成果區(qū)，互助區(qū)

3.1 提問區(qū)

包括雙向提問，教師提問/測(cè)試主要是關(guān)于課程的基本理論知識(shí)的提問與測(cè)試，屬于低認(rèn)知負(fù)荷學(xué)習(xí)的一種方式，主要是鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)生提問可以是講授內(nèi)容未理解的部分口頭提問或者在線提問，口頭完成的提問需要整理匯總，可以用獎(jiǎng)勵(lì)分的方式鼓勵(lì)學(xué)生提問并整理。

3.2 互助區(qū)

主要針對(duì)高認(rèn)知負(fù)荷的學(xué)習(xí)任務(wù)，完成任務(wù)的過程中遇到的各種難點(diǎn)重點(diǎn)在互助區(qū)中進(jìn)行記錄和幫助，考慮到有部分學(xué)生不愿意用當(dāng)眾表現(xiàn)出自己的任務(wù)完成有問題，可以匿名貼出有問題的任務(wù)部分，解答可以是學(xué)生幫助他人或者老師完成。

3.3 自學(xué)成果區(qū)

班級(jí)中學(xué)習(xí)任務(wù)完成較快的同學(xué)，將自己完成的自學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容整理后貼在自學(xué)成果區(qū)中展示，成果的發(fā)布也提供匿名和公開姓名兩種方式。

3.4 學(xué)習(xí)狀態(tài)調(diào)查功能

根據(jù)學(xué)生的心理特點(diǎn)設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，鼓勵(lì)學(xué)生表達(dá)參與任務(wù)時(shí)的身心情況，提供給教師關(guān)于學(xué)習(xí)強(qiáng)度，學(xué)生情緒緊張度，團(tuán)隊(duì)的整體狀態(tài)等相關(guān)信息。

4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用redis緩存、sql數(shù)據(jù)庫(kù)和文件系統(tǒng)共同完成。學(xué)習(xí)平臺(tái)的基本數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到sql數(shù)據(jù)庫(kù)中，包括教師、課程、任務(wù)、學(xué)生、提問、學(xué)習(xí)成果、問卷、關(guān)注、點(diǎn)贊、互助、測(cè)試等。redis緩存在任務(wù)進(jìn)行時(shí)存儲(chǔ)相關(guān)信息。在任務(wù)完成后將任務(wù)進(jìn)行過程中產(chǎn)生的交流信息、成果展示信息、提問與幫助信息生成文件，采用json文件或者h(yuǎn)tml文件來保存相關(guān)數(shù)據(jù)。

5 總結(jié)

異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的多終端協(xié)作學(xué)習(xí)平臺(tái)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)通過在日常教學(xué)以及學(xué)校已有的網(wǎng)絡(luò)課程，精品課程資源庫(kù)等使用中總結(jié)出學(xué)習(xí)平臺(tái)的核心功能，并通過學(xué)生對(duì)于已有資源的使用情況反饋和移動(dòng)環(huán)境下學(xué)習(xí)過程的需求（知識(shí)需求和交流互助需求）來設(shè)計(jì)，作為已有資源和系統(tǒng)的很好的補(bǔ)充。在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)支持下，多終端協(xié)作學(xué)習(xí)平臺(tái)可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行關(guān)注，并促進(jìn)學(xué)生之間的學(xué)習(xí)成果展示和互助。移動(dòng)環(huán)境下，學(xué)生使用各種移動(dòng)設(shè)備，通過4G網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)、校園網(wǎng)或者近距離的藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)接入學(xué)習(xí)平臺(tái)，教師可以及時(shí)了解班級(jí)的整體情況并解決個(gè)人學(xué)習(xí)遇到的困難。通過學(xué)習(xí)平臺(tái)提供的各種功能，實(shí)現(xiàn)真正的“無處不在的學(xué)習(xí)”。

參考文獻(xiàn)

[1]馬亮.融合智慧校園、適應(yīng)多終端的高校網(wǎng)站規(guī)模化建設(shè)研究[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2018（09）：12-14+24.

[2]張海生，范穎.“互聯(lián)網(wǎng)+教育”時(shí)代的學(xué)習(xí)新形態(tài)：主要類型、共性特征與有效實(shí)現(xiàn)[J/OL].中國(guó)遠(yuǎn)程教育，2011.

[3]王祖靈，袁衛(wèi).異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理與優(yōu)化的分析[J].信息與電腦（理論版），2017（21）：156-157.