大數(shù)據(jù)背景下智慧教育云平臺的構(gòu)建

◆侯國文

（青島市即墨區(qū)第三實驗小學(xué) 山東 266200）

0 引言

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)在大數(shù)據(jù)的背景下得以迅猛發(fā)展，對我國的教育事業(yè)帶來了極大的影響。這就意味著越來越多的教學(xué)任務(wù)都可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺完成，而為了達(dá)成這一目標(biāo)，就必須做好智慧教育云平臺的設(shè)計和實現(xiàn)。而智慧教育云平臺的建立，必須與以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，再結(jié)合現(xiàn)代化的計算機(jī)技術(shù)，從而設(shè)計出適合不同使用者的服務(wù)平臺。

1 大數(shù)據(jù)和智慧教育概述

1.1 大數(shù)據(jù)的定義與應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)搜索引擎在更新時需要處理并分析十分龐大的數(shù)據(jù)信息，這就是大數(shù)據(jù)最早的定義。但隨著時代的發(fā)展，大數(shù)據(jù)的概念也不斷被豐富化，現(xiàn)如今大數(shù)據(jù)成為比較流行的詞匯，同時也成為一個研究熱點。大數(shù)據(jù)主要包括非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，種類復(fù)雜多樣，但也具備著重要的價值意義。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用十分廣泛，很多領(lǐng)域都可以用大數(shù)據(jù)技術(shù)為自身構(gòu)建一個復(fù)雜的模型，從而實現(xiàn)相關(guān)知識的計算并提取有用的價值及數(shù)據(jù)再利用[1]。

構(gòu)建數(shù)據(jù)庫是發(fā)揮大數(shù)據(jù)積極作用的重要前提。數(shù)據(jù)庫可以將復(fù)雜多變的信息與知識進(jìn)行簡單的整合，并提供快速檢索功能以找到自身所需的信息。通過數(shù)據(jù)庫將非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的整合后，教師可以從中掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的動態(tài)并了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而對自身的教育方法做出相應(yīng)的調(diào)整。學(xué)生在學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題，教師也可以通過大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行了解和診斷，為其提供針對性的幫助。

1.2 智慧教育的概念與研究意義

智慧教育是隨著人們對教育不斷重視后，產(chǎn)生的一種新型教育行為，它是由國家、學(xué)校和區(qū)域共同完成的一種教育模式，可以有效提高教師的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，并為學(xué)生提供一個良好的教學(xué)體驗。教師與學(xué)生可以通過智慧教育，利用各種先進(jìn)的教育技術(shù)滿足使用者自身的需求。比如教師就可以根據(jù)班上學(xué)生的實際情況選擇合適的教學(xué)資源傳授給學(xué)生，便于加深學(xué)生對知識點的理解，相應(yīng)地學(xué)生就可以有針對性地選擇自身感興趣的學(xué)習(xí)內(nèi)容。通過智慧教育可以滿足不同基礎(chǔ)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，為公平教育的發(fā)展提供保障。

培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的智慧型人才，是智慧教育的根本目的。智慧教育是通過移動通信、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等核心技術(shù)，為學(xué)生構(gòu)建一個比較適合的學(xué)習(xí)環(huán)境，實現(xiàn)教師的教學(xué)目的。智慧教育云平臺就是從智慧教育中衍生出來的產(chǎn)物，它是一種新型的服務(wù)平臺，可以利用一些互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)智慧學(xué)習(xí)，并針對性地解決現(xiàn)階段中教育領(lǐng)域存在的各種問題，將教育資源最大化的實現(xiàn)合理分配，提高教育質(zhì)量[2]。

2 大數(shù)據(jù)下智慧教育云平臺的原則

（1）可行性

智慧教育云平臺的設(shè)計，要確保其是真實、可行的，能夠真正被用戶所使用。在設(shè)計過程中所選用的技術(shù)要慎重考慮，使得最后設(shè)計出來的平臺能真正夠發(fā)揮其實用性，并為學(xué)生提供智慧的學(xué)習(xí)環(huán)境。

（2）綜合性

由于智慧教學(xué)云平臺在為教師提供服務(wù)同時還要滿足學(xué)生及家長的需求，因此在設(shè)計過程中要多方面、多角度地考量，從而設(shè)計出一個相對比較綜合的平臺，為不同的用戶提供服務(wù)。

（3）可拓展性

由于時代是在與時俱進(jìn)的，一個優(yōu)秀的智慧云平臺，要能夠根據(jù)時代的發(fā)展不斷地對自身的功能模塊進(jìn)行拓展。這就意味著指揮教育云平臺要充分地利用人工智能技術(shù)、虛擬化技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)實現(xiàn)出一個可拓展的云平臺，可以實現(xiàn)動態(tài)資源的智慧控制和整合。

（4）易操作性

智慧教學(xué)云平臺必須具有很強(qiáng)的易操作性，教師和學(xué)生在利用這一平臺進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)時，如果平臺太過復(fù)雜，教師與學(xué)生難以適應(yīng)，就不能使教學(xué)平臺發(fā)揮其應(yīng)有的作用，會影響教師的教學(xué)計劃和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[3]。

（5）安全性

由于智慧教育云平臺面向的群體主要是學(xué)生、家長和教師。其必須保證用戶在使用這個平臺時是十分安全的。在設(shè)計的過程中，要根據(jù)使用用戶的不同而做好區(qū)分，避免平臺遭到黑客的攻擊或病毒的侵害，從而導(dǎo)致重要信息的丟失，造成不必要的麻煩。

3 大數(shù)據(jù)下智慧教育云平臺的實現(xiàn)

3.1 總體構(gòu)架

網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層、物理層、用戶層、邏輯層、虛擬資源層和展現(xiàn)層是在大數(shù)據(jù)背景下建立智慧教育云平臺的總體構(gòu)架。其中：網(wǎng)絡(luò)層主要是建立在展現(xiàn)層與用戶層之間，用于使用戶利用網(wǎng)絡(luò)接入智慧教育云平；應(yīng)用層處于展現(xiàn)層和邏輯層之間，主要為學(xué)生、家長和教師提供智慧管理、智慧學(xué)習(xí)、智慧教學(xué)等應(yīng)用服務(wù)模塊；物理層主要是完成硬件設(shè)備的連接，諸如計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用；用戶層主要是為使用者提供一個接入訪問的平臺，能夠使用戶使用PC或手機(jī)進(jìn)入智慧教育云平臺；邏輯層是整個智慧教育云平臺的核心，負(fù)責(zé)將整個平臺的資源進(jìn)行整合，為使用者提供高效的服務(wù)。虛擬資源層處于邏輯層和物理層之間，是保證整個云平臺正常運(yùn)行的關(guān)鍵，主要由存儲資源池、網(wǎng)絡(luò)資源池、計算資源池和數(shù)據(jù)資源池等幾個部分共同組成。展現(xiàn)層由接入模塊、展現(xiàn)模塊和可視模塊這三個部分組成，可以為用戶實現(xiàn)欄目管理、欄目展現(xiàn)，內(nèi)容搜索等不同內(nèi)容[4]。

3.2 智慧教育云平臺的開發(fā)和測試

智慧教育云平臺要將所有基礎(chǔ)的信息進(jìn)行統(tǒng)一的管理和整合，再將其進(jìn)行合理的分配，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。在此平臺中可以采用互享和數(shù)據(jù)共通的技術(shù)，以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。對于該平臺的系統(tǒng)構(gòu)架，要采用多層、多階的模式并根據(jù)使用功能的不同來進(jìn)行分層，在每一層中實現(xiàn)不同的功能，劃分不同階段的業(yè)務(wù)需求。在開發(fā)的過程中，要采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)來提高整個架構(gòu)的可延展性和合規(guī)性，從而使系統(tǒng)的開發(fā)效率大大提升。

對于使用者來說，其可能會重復(fù)地使用某一功能，這就要求智慧教育云平臺系統(tǒng)的開發(fā)要以組件為基礎(chǔ)，實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)部的不同功能子模塊重復(fù)調(diào)用的需求。系統(tǒng)的設(shè)計主要采用SOA軟件構(gòu)架來實施，這樣就能將子系統(tǒng)的功能進(jìn)行一定的簡化并提高精確度，從而區(qū)分不同系統(tǒng)模塊的功能數(shù)據(jù)，達(dá)成模塊化服務(wù)的需求。由于整個平臺在運(yùn)行的過程中，不同的子系統(tǒng)會產(chǎn)生類型不同的子數(shù)據(jù)，在這樣循環(huán)往復(fù)下就會形成一個數(shù)量龐大的后臺，要通過在各個子功能模塊輸出功能后端設(shè)置實時數(shù)據(jù)變動應(yīng)急模塊，來保證整個數(shù)據(jù)量的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)的完整性。

在初步完成系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計后，必須提前對系統(tǒng)進(jìn)行一個簡單的測試。通過對系統(tǒng)的測試，可以檢驗智慧教育云平臺的不足和缺點，同時確保其是否真正能夠為人們提供智慧化的服務(wù)。如果該系統(tǒng)在測試中出現(xiàn)問題，就必須及時地對系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計或針對問題進(jìn)行一定的改造，直到最后的測試合格為止。智慧教育云平臺的完整度、授權(quán)、性能及可操作性都是系統(tǒng)測試的主要內(nèi)容。其中完整性主要是為了確保云平臺符合實現(xiàn)的準(zhǔn)確程度，只有達(dá)到實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)才可以正式的投入使用。在測試的過程中，可以采用漸增式的測試方法，包括對各個模塊功能的測試。必須檢測模塊間是否有重復(fù)，如果發(fā)現(xiàn)重復(fù)要進(jìn)行計算后確定哪一模塊更加重要，保留該模塊后對另一模塊進(jìn)行刪除，最終達(dá)到一個標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)。

4 結(jié)束語

教育領(lǐng)域越來越多地應(yīng)用到大數(shù)據(jù)這一技術(shù)，這就意味著人們必須對智慧教育提起重視，而智慧教育云平臺就是智慧教育實現(xiàn)的重要途徑，它可以為學(xué)生、家長和教師提供一個服務(wù)平臺，能夠在平臺上完成智慧學(xué)習(xí)、智慧教育等內(nèi)容。基于此，在對智慧教育云平臺進(jìn)行設(shè)計的過程中，必須遵循可行性、綜合性、可拓展性、易操作性和安全性這五個原則，并在這一基礎(chǔ)上設(shè)計出符合社會大眾且能夠真正實現(xiàn)智慧服務(wù)的教育平臺，給智慧教育提供技術(shù)支持，使其越來越融入人們的日常生活中，為提高教學(xué)效率提供重要保障。