毕业设计 之 七 参考文献综述

毕业设计 之 七 参考文献综述

作者：20135216
内容：Moodle平台，BigBlueButton研究，RESTful框架，SPOC规范，插件开发
说明：参考论文及图书大部分来自于学校图书馆资源及馆藏借阅；少部分图书为个人通过网络购买

引言

本文用于对毕业设计课题“基于Moodle和BigBlueButton的混合式学习平台开发”的相关论文、期刊、书籍等资料进行内容整理综述。Moodle是一个应用广泛的开源学习平台，方便教师与学生在线上进行学习任务交互、测评、交流等；BBB作为视屏会议系统，可以与Moodle集成以使得后者拥有实时视频会议、共享白板等附加功能。在这一过程中，代码遵循REST框架；借鉴SPOC学习模式的理念，以学生为主体进行授课。本篇综述共计涵盖书籍5本、论文期刊资料21份，时间跨度从2006年到2016年。

一、Moodle平台

1.开发历史及发展现状

  1. 历史
    • Moodle是Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment的缩写，由澳大利亚教师Martin Dougiamas基于建构主义教育理论而开发的课程管理系统。软甲基于开源的Linux+apache+mysql+php体系构建，任何人都可以在遵循GPL原则的情况下对其进行修改。
    • Moodle1.0版本于2000年发布，历经多年完善，目前（截止2017年初）已有最新的3.2版本。注册的基于Moodle的国家超过200个，网站超过5.4万个，支持语言超过75种。
    • 2000年后迎来了E-learning学习浪潮。然而，虚拟环境存在着人与人交流感情不真切的缺陷。因此，混合式学习（传统授课与线上学习相结合）模式应运而生。国内，何克抗教授于2003年首先提出“混合式学习”。Moodle作为屈指可数的开源学习平台，在混合式学习中发挥了重要作用。
    • 2003年，Moodle.com公司成立，向一些商业机构提供诸如主机管理、咨询等服务。
  2. 优势
    • Moodle网络教学突出以学生为中心的特点，注重学生的自主学习和协作学习能力的培养；采用模块化的结构设计，教师可以根据教学需求自行开发和修改各个模块，利于教师随时调整教学进度；操作简便，易学易用。
  3. 结构图

2.基本模块

  1. 网站管理
    • 由安装时定义的管理者进行管理
  2. 用户管理
    • 每个用户可以选择自己的语言，制定自己的数据
  3. 课程管理
    • 设计课程板式、添加课程内容等
  4. 作业模块
  5. 聊天模块

3.基本功能

Moodle的基本功能有：
- 使用者管理
- 课程管理（存储多种格式文件）
- 测试模块
- 投票模块
- 问卷调查
- 论坛
- 聊天

  1. 后台管理示意图

  2. 使用流程

    • 添加用户
      • 可以采用批量添加用户的方式，将用户存入UTF-8编码的.txt中，上传到moodle中
    • 分配角色
      • 为添加的用户分配角色。主要的角色有：管理员、课程创建者、教师、无编辑权教师、学生、访客、认证用户
    • 创建课程
      • 以课程管理员身份登录之后，可以添加课程，同时设定允许访问的角色权限
    • 添加资源
      • 资源的添加均放在Apache文件夹下的htdocs文件夹中
      • 可以添加PPT、网页、视频等资源
    • 添加活动
      • 主要是添加作业以及（教师）批改作业。此外还有创建新的讨论主题、添加测试和投票等

  3. 专题化设置

    • 单元化专题：围绕知识章节设置，以一个Moodle课程制作一个单元内容
    • 微专题：围绕某个知识点的内容展开

4.缺陷

  1. 日历乱码
  2. 用户注册没有学号
  3. 无法一次性导入用户注册信息
  4. 试题导入不支持excel文件

二、BigBlueButton

1.BigBlueButton发展历史

  1. BigBlueButton是开源的远程教育平台，提供了虚拟教室功能，主要包括视频会议、视频直播、桌面共享、在线文档演示（word/ppt/pdf）和文字交流功能。
  2. BBB是一个基于BS架构的开源视频会议系统。2007年，卡尔顿大学的TIM主任Tony Bailetti着手将该项目扩展到了所有的学生受众；但因成本较高，因此指导其学生Richard Alam开发了一个开源会议系统用来取代商业的网络会议系统，这就是BigBlueButton的最初版本。随着BBB社区发展，2009年，Blindside Networks公司成立，为BBB提供商业技术支持。

2.BigBlueButton简介

  1. 主要技术依托

    • 流媒体技术：Red5作为流媒体服务器，提供了视频流和多用户解决方案
    • 反向代理服务器：主要指Nginx，具体叙述见下方“Nginx简介”
    • 数据库技术：BBB使用MySQL数据库，存储学生信息、课程记录等；MySQL是开源数据库，方便寻求支持和帮助，并提供了多种语言接口
    • Ubuntu操作系统

  2. 模块

    • bigbluebutton-apps
    • bigbluebutton-client
    • bigbluebutton-web
    • deskshare-app
    • deskshare-applet

  3. 系统架构

    • Redis PubSub（发布/订阅模式）提供不同的服务器端应用之间的通信信道。

    • Red5 Apps是指视频会议中所有用户的聊天、白板、演示信息共享、桌面共享、声音处理、摄像头视频共享等应用。这些应用在客户端和Apps Akka之间提供流媒体和消息传输。

    • Apps Akka是BigBlueButton中的主要组成部分，负责协调各个应用、提供实时的协作。

    • BigBlueButton的客户端是运行在浏览器中的Flash应用程序，使用RTMP协议或RTMPT协议与Red5服务器通信。客户端通过Web API上传演示文稿等内容。

    • BBB Web是提供与第三方应用集成的Web API，用于控制BigBlueButton服务器。

    • FsESL Akka 允许用户使用FreeSWITCH 以外的其它音频会议系统。它通过Redis PubSub与Apps Akka进行消息通信。

    • FreeSWITCH提供了BigBlueButton的音频会议功能，也能和VOIP供应商集成，以便用户使用电话呼入。

  4. 使用流程

    • 用户进入管理系统后，进入会议室列表页面，选择加入正在进行的会议室
    • bigbluebutton对用户权限、用户名、用户密码等进行验证
    • 通过验证之后，按照nginx上的配置信息，到tomcat服务器下载swf客户端界面，并通过flash加载到浏览器
    • 参会人可以拒收发言，请求共享摄像头或者麦克风。主持人（教师）可以控制是否允许某个参会人（学生）发言
    • 视频会议结束之后，由主持人结束本次会议，并删除会议室

3.Nginx简介

  1. Nginx是目前比较流行的反向代理服务器，具有使用内容小、并发能力强的特点，在静态处理方面的性能尤为突出。对于bigbluebutton而言，Nginx代理bigbluebutton-web和bigbluebutton-apps
  2. 模块
    • event moudle：为各具体事件提供事件处理机制
    • phase handler：处理客户端请求
    • filter：过滤模块，对服务器端做出响应的内容进行处理
    • load-balancer：负载均衡模块，将受到的请求传递到后端服务器中
    • upstream：负责反向代理，将接收到的请求转发给其他服务器，并将服务器的返回结果发送给客户端

4.与Moodle集成

  1. Moodle平台本身不具备远程视频教学能力，但是作为一个优秀的开源平台，Moodle可以通过集成 BigBlueButton在线视频系统实施在线远程视频教学
  2. BigBlueButton是一个使用ActionScript 开发的在线视频会议系统，适用于远程教育以及标准会议，可以让多个用户登录共享他们的摄像头并同时能够通过VOIP进行交流.教师可以在线演示PDF和Office文档，各个用户可以通过举手发言，支持群聊及私聊.类似于Moodle，BigBlueButton具备开源特性。可以很方便地与Moodle进行集成
  3. BigBlueButton为Moodle开发了BigBlueButtonBN和Record⁃ingsBN两个插件。BigBlueButtonBN可以在课程中创建在线会议，设定会议日程，限制学生加入会议的方式，设置聊天窗口的欢迎信息等。RecordingsBN则提供了会议录制的功能，可以管理和访问已保存的视频会议。

三、RESTful Web架构

1.RESTful概述

  • REST架构是Roy Fielding在其博士论文《架构风格与基于网络的软件架构设计》中提出的架构风格。REST架构是面向资源的架构，强调以资源为中心，通过对资源的操作来实现系统的功能，资源可以有多重表述。该架构包含一系列约束，包括客户和服务器结构、连接协议具有无状态性、利用缓存改善性能、组件之间具有统一接口、分层次的系统设计以及可选的按需代码约束。以上这些约束都满足的系统称为RESTful系统。
  • REST是Representational State Transfer的简称，即表述性状态转移。即希望设计优良的web服务，呈现给用户不同形式的页面内容（即资源的表述），用户通过选择链接（超媒体）进入下一个页面，从而带动整个web服务状态的改变。
    • 以资源为中心
    • 每个资源都有统一的标识符
    • 把资源链接在一起
    • 资源有多重表述
    • 使用统一方法
    • 通信是无状态的

四、SPOC模式

1.概念解释

  • SPOC是small private online course的缩写。美国加州大学伯克利分校的MOOC实验室主任Armando Fox 较早提出了SPOC的概念，他认为Small 指学生规模一般在几十人和几百人之间，Private 指对申请参加课程的学生设置限制性准入条件。有助于提升学生的学习互动参与度和互动性，富裕学生个性化的、完整的、深度的学习体验

2.学习模式

  1. SPOC基于MOOC但比后者更进一步。再设计的时候，遵循以下原则：
    • 主动性原则：以学生作为知识建构的主体
    • 社会性原则：学习者需要线上线下的互动交流
    • 系统性原则：学习者、教师、助教、教育技术人员都要涵盖在这一系统中

参考文献

一、书籍

  1. 《Moodle：E-Learning Course Development——A complete guide to successful learning using Moodle》

    • William H. Rice IV著
    • Packt Publishing Ltd.出版
    • 32 Lincoln Road Olton Birmingham, B27 6PA, UK.
    • 2006-05
    • 参考页码1-26

  2. 《Moodle网络课程平台》

    • 曾棕根编著
    • 北京大学出版社出版
    • 北京市海淀区成府路205号
    • 2010-05
    • 参考页码79-116

  3. 《PHP+MySQL+DreamWeaver 动态网站开发从入门到精通（第2版）》

    • 陈益材等编著
    • 机械工业出版社出版
    • 北京市西城区百万庄大街22号
    • 2016-01
    • 参考页码1-426

  4. 《PHP、MySQL与JavaScript学习手册（第4版）》

    • （美）尼克松著 侯荣涛等译
    • 中国电力出版社出版
    • 北京市东城区北京站西街19号
    • 2015-12
    • 参考页码1-674

  5. 《REST实战》

    • Jim Webber, Savas Parastatidis, Ian Robinson著 李锟 [等] 译
    • 东南大学出版社出版
    • 南京市玄武区四牌楼2号
    • 2011-09
    • 参考页码

二、论文期刊

  1. 李萍.Web2.0环境下基于Moodle的读者自助学习平台的实现[J].科技情报开发与经济.2013.23（16）：124-126,136
  2. 李姝博.基于Moodle 的网络课程设计[J].电脑知识与技术.2015-05.11(15):85-86
  3. 李熹.基于Moodle平台的混合式学习研究[D].南宁：广西民族大学，2012
  4. 熊小梅.基于Moodle平台的网络课程设计及应用[J].教育与职业.2014-01.2:172-173
  5. 樊艳花.基于Moodle网络教学平台的构建.计算机光盘软件与应用[J].2014.4：219-220
  6. 刘静.基于Moodle虚拟学习环境的混合式学习模式的构建与研究[D].大庆：东北石油大学，2013
  7. 张伟.基于开源软件MOODLE的虚拟学习环境创设及课程开发[D].新乡：河南师范大学,2007
  8. 何超.开源学习管理平台的资源共享设计与实现——基于MOODLE和SAKAL[D].上海：华东师范大学，2009
  9. 曾祥潘 龙丽娥.利用Moodle开发专题学习网站[J].中国现代教育装备.2014.2：17-20
  10. Majid Khabbaz,Rasool Najjar.Moodle-based Distance Language Learning Strategies: An Evaluation of Technology in Language Classroom[J].International Journal of Applied Linguistics & English Literature.2015-07.4(4):205-210
  11. 王博.基于BigBlueButton的视频会议系统的设计与实现[D].大连：大连理工大学,2016
  12. 邢林虎，汪陈伍.基于BigBlueButton的现代远程教育系统研究[J].无线互联科技.2015-08.16:55-56,68
  13. 高江南.基于BigBlueButton视频会议管理系统设计与实现[D].天津：天津大学,2015
  14. 朱轶，黄茹辉，施佳，朱娜.基于开源平台Moodle的网络课程开发[J].苏州市职业大学学报.2013-12.24（4）：17-21
  15. 古吉虎.基于开源软件的高职网络教学平台的研究与实践-以高职计算机课程《Windows Server 2003管理与维护》的教学设计及教学实践为例[D].南宁：广西师范学院，2012
  16. 钮 靖，王 猛，郭 琼.开源视频会议系统BigBlueButton构建研究[J].科技传播.2014-12（下）：127-128
  17. 寇文龙.实时流媒体相关技术的研究与应用[D].长春：吉林大学，2014
  18. 郑健，宋俊腾，陈可程.实时视频协作的网络学习平台构建[J].电脑知识与技术.2016-07.12（17）.207-209
  19. 蔡树敏，郑洪英，陈剑勇.远程教学系统课程在线编辑的设计与实现[J].计算机工程与设计.2014-06.35（6）.2230-2233,2249
  20. 袁婷.RESTful Web服务的形式化建模与分析[D].上海：华东师范大学，2015
  21. 陈然，杨成.SPOC混合学习模式设计研究[J].中国远程教育.2015-05：42-47,67
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