移動端IPv6 教師教學(xué)支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

文/劉禹 黃洛穎 劉星晨 李坤

下一代互聯(lián)網(wǎng)教師教育創(chuàng)新支持系統(tǒng)（簡稱IPv6 教師教育創(chuàng)新支持系統(tǒng)）于幾年前正式推出，現(xiàn)已經(jīng)在師范生、教育碩士培養(yǎng)、信息技術(shù)公共課教學(xué)、學(xué)前教師教育等領(lǐng)域進(jìn)行了重點(diǎn)應(yīng)用，對推進(jìn)下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、支撐教育改革創(chuàng)新起到了重要的作用。隨著智能終端的普及，原有PC 端已經(jīng)無法滿足移動學(xué)習(xí)的需求，難以更好地支持學(xué)習(xí)模式的創(chuàng)新。因此，開發(fā)IPv6 教師教育創(chuàng)新支持系統(tǒng)的移動學(xué)習(xí)客戶端，是本項(xiàng)目的主要目標(biāo)。

功能框架

需求分析

通過調(diào)研，以及結(jié)合IPv6 教師教育創(chuàng)新支持系統(tǒng)在運(yùn)行過程中用戶提供的各種反饋信息，確定了移動端的核心需求包括教學(xué)資源、課程學(xué)習(xí)與交流互動三大部分。此外，還需要在原有PC 版系統(tǒng)基礎(chǔ)上，提升視頻系統(tǒng)功能，增加視頻同步課堂支持實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)，增強(qiáng)視頻標(biāo)注評論功能，開發(fā)基于P2P的視頻點(diǎn)播功能。

設(shè)計(jì)框架

一個(gè)良好的設(shè)計(jì)框架是移動端程序穩(wěn)定高效運(yùn)行的底層保障，本項(xiàng)目移動端采用B/S 模式進(jìn)行架構(gòu)，移動端的體系架構(gòu)從高到低依次為服務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)服務(wù)層，如圖1 所示。

服務(wù)層是輸入操作與輸出操作的平臺，是移動應(yīng)用的最頂層，主要面向智能移動終端（包括智能手機(jī)、平板電腦等）展示信息，用戶通過智能終端設(shè)備下載客戶端程序進(jìn)行資源瀏覽、參與互動社區(qū)活動等。網(wǎng)絡(luò)層是支撐移動學(xué)習(xí)的重要介質(zhì)，主要有無線通信網(wǎng)、Web 協(xié)議等，通過網(wǎng)絡(luò)層的信息傳輸，使得用戶的學(xué)習(xí)可以不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制。業(yè)務(wù)邏輯層通過各個(gè)業(yè)務(wù)邏輯接口完成有效性驗(yàn)證的工作，以保證程序能夠正常順利地運(yùn)行，其主要功能有：完成數(shù)據(jù)添加、修改和查詢業(yè)務(wù)；用戶權(quán)限合法性判斷等。數(shù)據(jù)服務(wù)層位于服務(wù)器端，是各類資源和數(shù)據(jù)的來源，提供給教師和學(xué)生各類信息。

圖1 移動端體系架構(gòu)

基于上述體系架構(gòu)，移動端可以完成對用戶學(xué)習(xí)的全面支持，其主要業(yè)務(wù)流程是：智能移動終端用戶通過無線通信網(wǎng)絡(luò)向Web 服務(wù)器發(fā)送請求；Web 服務(wù)器接收到用戶請求后，把請求提交到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器響應(yīng)提交上來的請求，進(jìn)而將相應(yīng)結(jié)果反饋給Web 服務(wù)器；Web 根據(jù)客戶端的請求，將響應(yīng)內(nèi)容在用戶客戶端上呈現(xiàn)出來。

功能描述

移動端的建設(shè)內(nèi)容主要分為兩大部分：移動客戶端的后臺部分、移動客戶端。其中移動客戶端分為四大模塊，即教學(xué)資源查找與瀏覽、課程學(xué)習(xí)、個(gè)人中心和互動社區(qū)，其中每個(gè)大模塊中又細(xì)分為若干小模塊，如圖2 所示。

圖2 移動端功能框架

關(guān)鍵技術(shù)

視頻轉(zhuǎn)碼與播放

由于移動端的視頻資源來自于PC 端IPv6 教師教育創(chuàng)新支持系統(tǒng)，因此需要進(jìn)行視頻轉(zhuǎn)碼。FFmpeg項(xiàng)目是一個(gè)開源的多媒體播放及轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)，提供了視音頻采集、格式轉(zhuǎn)換、音/視頻編碼解碼等功能，支持AC3、DV、FLV、MPEG、DivX、MP4 等40 多種編碼。在本研究中，我們采用以下核心代碼進(jìn)行視頻文件的轉(zhuǎn)碼：“ffmpeg.exe -i input -vcodec lib264 -y output.mp4”。

在視頻播放方面，采用HTML5 技術(shù)。HTML5 的video 標(biāo)簽僅僅支持以下三種格式視頻，Ogg、MPEG4和WebM。在本研究中，我們采用基于H264 編碼的MP4 文件為播放文件。

前端框架

前端框架UI 部分采用FrozenUI 和HUI 相結(jié)合的方式進(jìn)行開發(fā)。Frozen UI 是一個(gè)開源的、簡單易用、輕量快捷的移動端UI框架。HUI移動UI框架，包含了23種主題樣式，可以滿足各種App 對色彩的需求，只需要簡單操作就可以通過通用類組裝成豐富的組件和布局效果。

后端服務(wù)程序

移動端應(yīng)用程序需要與PC 端系統(tǒng)的后端服務(wù)進(jìn)行資源和數(shù)據(jù)的通信交互，以獲取和同步相應(yīng)信息，因此需要對IPv6 教師教育創(chuàng)新支持系統(tǒng)的后端服務(wù)程序進(jìn)行升級，升級后的后臺程序Webservice 應(yīng)該具備如下功能：

一是登錄和權(quán)限設(shè)置，包括編寫后臺服務(wù)程序，實(shí)現(xiàn)與PC 端教師教育創(chuàng)新支持系統(tǒng)通信，獲得控制用戶登錄和權(quán)限的各種設(shè)置數(shù)據(jù)和信息；二是獲取和設(shè)置用戶信息，包括個(gè)人信息獲取和設(shè)置，如用戶的學(xué)校和班級信息，用戶相關(guān)信息獲取，如微博、新聞、通知等；三是獲取課程信息類，如課程基本信息、課程視頻資源、課程作業(yè)等，教案信息設(shè)置，課堂教學(xué)效果獲取和設(shè)置，作業(yè)獲取和設(shè)置等；四是獲取資源信息類，如資源信息（視頻數(shù)據(jù)）等。

本研究基于IPv6 教師教育創(chuàng)新支持系統(tǒng)對移動端進(jìn)行了設(shè)計(jì)，使其實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源、課程學(xué)習(xí)、互動社區(qū)以及個(gè)人中心等功能，解決了學(xué)習(xí)平臺從Web 端到移動端的資源轉(zhuǎn)接問題，能夠很好地支持移動學(xué)習(xí)。