1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）

1.1 研究背景

随着移动互联网技术的迅猛发展，移动学习(Mobile Learning)作为一种新兴的无线学习模式逐渐走进人们的视野。作为一个全新的研究领域，移动学习是在移动设备支持下的能够随时随地发生的学习。移动学习与传统的学习方式相比，具有许多独特鲜明的特征：移动性、无线性、及时性和混合性等。正是由于这些特性的存在，才可以满足当代学习者的需求，使学习者可以随时随地进行学习，不仅满足了个性化的学习方式，也为实现终身学习做出贡献[1]。

21世纪的学生，需要掌握21世纪的技术，而移动设备为教育学生提供了新的有效方式。移动设备创造了种种机会，使学习变得更有趣味、更有互动性，以及随时随地可以学习，既在传统的课堂环境之中，也在非正式的学习环境之中，因此移动设备能以笔记本电脑、个人电脑等无法做到的方式给学生提供便利[2]。

中国互联网络信息中心(CNNIC)1月31日在京发布的第41次《中国互联网络发展状况统计报告》显示，截止2017年12月，我国网民规模达7.72亿，其中手机网民规模达7.53亿，网民中使用手机上网人群的占比由2016年的95.1%提升至97.5%[3]。同时《2016-2021年中国智能手机操作系统行业市场需求与投资咨询报告》显示，Android第三季度占据了智能手机市场87.5%的份额，并且Android的占有率还在缓慢增长[4]。因此，基于Android平台的移动学习应用的开发具有很高的价值与可行性。

SPOC是Small Private OnlineCourse 的简称，small是指规模小，人数通常在几十到几百人，private是指对学生设置准入条件，达到准入要求才可以进入课程。相比于MOOC模式，SPOC成本更低，不仅重新定义了教师的作用，而且更加强调赋予学生完整、深入的学习体验，正在逐渐成为了一种超越MOOC的可持续发展模式[5]。随着手机、平板等移动设备的普及，大家更加倾向于借助移动设备来进行片段式的学习，因此探讨移动环境下的课程学习十分必要。

1.2 目的及意义

1.2.1 研究目的

随着在线教育逐渐被人们接受和认可，同时Android系统在国内智能手机市场占比的逐渐增大，开发基于Android平台的移动学习应用不仅对当前移动学习者有着很大的帮助，而且能够充分发挥移动互联网的优势，让学习者享受到移动互联网的高便携性和轻便性，使学习者可以随时随地进行自主学习。

1.2.2 意义

基于Android的移动学习应用的开发具有较高的发展前景和研究价值，本论文讨论的应用将SPOC的课程资源与移动学习两者相结合，让学习者自主的安排学习的时间、地点和内容，以此来促进学习者自主学习能力的加强，并且也能提高学习者的学习效率。另外，移动学习也为传统的教育方式开辟了新的思路，随着信息时代的到来，学习者在学习的过程中已经占据了主导地位。因此，移动学习也会越来越受到学习者的青睐。

1.3 国内外研究现状分析

通过查阅文献资料，我基本了解了国内外对移动学习的研究和实现。

在国外，移动学习一直以来都受到政府部门和教育家门的关注，而且把移动学习作为泛在学习和数字化学习的延伸，甚至是终身学习未来发展的方向。国外作为移动学习的先驱者，对于移动学习的研究已相对比较成熟，并且发展迅猛。

自从美国加州大学伯克利分校 ( UCBerkeley) 的人机交互研究室从 2000 年开始启动了名为“Mobile Education”的项目以来, 全世界的教育界和移动无线设备研发商都开始密切关注 m- Learning 的研究和实践。多方参与的大型研究项目有欧盟的两个名为“从数字化学习到移动学习”(From e-Learning to m-Learning)和“MOBIlearn 行动”的移动学习研究项目, 以及英国学习技能发展处承担的“m-Learning”项目。这三个项目对移动学习进行了宏观的框架性的研究, 已经或即将取得的研究成果如下: 移动学习具有随时随地和学习方式多样化、个性化等优点,但在传输速度、带宽、内存容量、输入输出的质量、尺寸、重量、对电源的要求、维护、保养以及价格等方面还存在问题；提出了一个系统的移动学习的体系框架,取得了阶段性研究成果“运用移动通信技术,促进年轻成年人学习与技能发展”和“移动学习课程的试验与评估”。英国伯明翰大学、斯坦福大学以及爱立信、诺基亚等商业公司开展的“移动学习”研究,从微观细节的层次上, 研究了移动学习中的交互技术、学习模式、与传统课堂教学整合的方式与方法。已经得到如下结论:移动学习是一种高度片状化的学习,是一种个性化和情绪化的过程, 用户的学习挫折会破坏其对系统的信任并减少其学习,需要开发优秀的结合传统课堂学习、数字化学习(e-Learning)和移动学习(m-Learning) 等多种形式的综合学习模式[6]。

然而，移动学习在国内的研究还处于起步状态。由北京大学现代教育中心教育实验室承担的教育部高教司试点项目——“移动教育理论与实践”, 从2002 年 1月2005年12月, 历时将近 4 年, 开发出了基于GSM 网络和移动设备的移动教育平台、基于GPRS的移动教育平台、基于本体的教育资源制作发布与浏览平台以及教育语义网络平台; 南京大学和日本松下通信工业公司以及 SCC 公司从 1999 年4月开始研发的多媒体移动教学网络系统 CALUMET, 该系统实现了移动学习、移动上网和移动通话这三大功能, 在校园网中实现了随时随地的教学; 北京大学、清 华大学和北京师范大学三所高校承担的教育部“移动 教育”项目, 其核心内容有两个: 建立“移动教育”信息 网和“移动教育”服务站体系。另外还有移动教育试 点——CETA 网站的建设,以及 2006 年9月7日中国 第一家移动学习专业网站——移动学习资讯网的开通, 其目的是促进行业交流、推动产业发展, 都对我国移动学习的研究与发展起到了不可忽略的促进作用。2006 年11月15 日在上海举办的 “2006 联合国教科 文组织远程教育教席系列国际研修班开幕式”上, 上 海电视大学表示该校的8万多学生已成为国内首批手机远程教育的受益者。2006 年3月23 日北京师范大学教育技术学院承担的“手持式网络学习系统在学科教学中的应用研究”正式获得批准。这都充分证明了移动学习产业正在迅速升温, 已经成为远程教育的一大发展趋势。

2、基本内容和技术方案

2.1 基本内容

本移动学习平台拥有四个角色，分别是学生、教师、助教和管理员[7]。

对于学生来说，学生使用Android端APP具有选课、观看课程视频、下载课程资料、与老师进行交流等功能，对于一个大学生来说，完全符合其需求和能力。

对于教师来说，教师使用Android端APP具有发布课程、批阅作业、与学生交流等功能，对于大学老师来说，完全符合老师的需求并且有足够的能力去完成。

对于管理员来说，管理员使用Web端管理平台，具有用户管理、课程管理、资源管理等功能，能够对用户、课程和资源等进行统一的管理和操作。

2.2 技术方案

本系统采用了B/S和C/S架构，在Browser端构建了为系统管理员使用的管理平台，在Client端采用React Native和Java混合开发方式[8]，同时兼有可复用性和高性能：在Server端采用了Node.js实现，适合高并发的场景，API风格采用GraphQL，方便扩展；数据库采用了NoSQL数据库MongoDB，适合分布式构建。最后对该系统进行严格的系统测试，达到预期的使用目标。

2.2.1 ReactNative

React Native 是一个使用 JavaScript 和 React 来构建原生App应用的技术框架，它同时具有原生应用和 Web 应用两者的优势。

相比原生的 App 开发，使用 React Native 具有以下优势：

1. 不用重复编译，实现热更新。

2. 组件化，方便维护和复用。

3. 一套代码，iOS 和 Android 两端复用。

相比于 Web 应用，React Native 应用拥有其无法比拟的流畅性和用户体验性。

2.2.2 Node.js

Node.js 是基于 Google V8 引擎的 JavaScript 运行时，使用事件驱动、非阻塞和异步输入输出模型等技术来提高性能，可优化应用程序的传输量和规模。这些技术通常用于数据密集的应用程序中。

2.2.3 GraphQL

GraphQL 是一种服务于 API 的查询语言，也是提供查询服务的服务器端运行时，但它要求必须通过 GrpahQL 本身的类型定义系统去组织数据。GraphQL 并不依赖于某种数据库或者存储引擎但是取决于你的数据格式。

2.2.4 MongoDB

MongoDB 是由 C 语言编写的，是一个基于分布式文件存储的开源数据库系统。在高负载的情况下，添加更多的节点，可以保证服务器性能。MongoDB 旨在为 WEB 应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。MongoDB 将数据存储为一个文档，数据结构由键值(key=gt;value)对组成。MongoDB 文档类似于 JSON 对象。字段值可以包含其他文档， 数组及文档数组。