在線教育的建議與設(shè)計(jì)

李偉健　羅嘉龍　陳建東　蘇煜輝

摘要：在線教育發(fā)展如火如荼，筆者通過分析當(dāng)下在線教育平臺(tái)，發(fā)現(xiàn)目前在線教育存在著不足。該文以C/S體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)客戶端和后臺(tái)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)用戶在觀看在線教育視頻中標(biāo)記筆記，筆記共享和拓展知識(shí)的及時(shí)推送功能。通過該設(shè)計(jì)，減少當(dāng)前在線教育平臺(tái)“扁平化”的教育模式，防止用戶“被動(dòng)”觀看視頻，提高用戶學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：在線教育;現(xiàn)狀;問題

中圖分類號(hào)：TP311? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）02-0130-03

Abstract： The development of online education is in full swing. By analyzing the current online education platform， the author finds that there are deficiencies in the current online education. In this paper， client and background server are designed Based on C / S architecture to realize the function of marking notes， sharing notes and expanding knowledge in time when users watch online education video. Through this design， the current online education platform "flat" education mode is reduced， the user "passive" video watching is prevented， and the user learning efficiency is improved.

Key words： online education; current situation; problems

在線教育其通行概念約在10年之前提出來(lái)[1]，如今互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，在線教育被越來(lái)越多的用戶所接受。本文首先介紹在線教育的定義和現(xiàn)狀，然后分析在線教育的優(yōu)點(diǎn)：更靈活的時(shí)間，更公平的教育。緊接著通過分析當(dāng)前在線教育平臺(tái)，指出目前在線教育的不足之處：用戶難以邊看視頻邊做筆記，筆記很難對(duì)應(yīng)到視頻的相應(yīng)位置，視頻的拓展性較低。之后針對(duì)這些不足，提出本文作者的見解與設(shè)計(jì)：“立體化”視頻播放器，旨在增強(qiáng)用戶在線學(xué)習(xí)的體驗(yàn)，提高用戶的學(xué)習(xí)效率。

1 在線教育概述

在線教育即通過以互聯(lián)網(wǎng)為媒介的教育方式，用戶使用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，教師則通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行知識(shí)的傳遞。

2 在線教育的現(xiàn)狀

近年來(lái)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷提升，我國(guó)在線教育得到飛速地增長(zhǎng)，人數(shù)比例呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。在2014年中國(guó)在線教育用戶規(guī)模只有5000萬(wàn)，而到2018年大致達(dá)到14000萬(wàn)人[2] （圖1）。根據(jù)艾媒咨詢數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)在2020年中國(guó)在線教育用戶規(guī)模將達(dá)2.96億人。

3 在線教育的優(yōu)點(diǎn)

在線教育有別于傳統(tǒng)學(xué)校的教學(xué)模式。在線教育突破了時(shí)空的限制，利用互聯(lián)網(wǎng)的靈活性，能讓用戶自主把握學(xué)習(xí)進(jìn)度、安排好時(shí)間，滿足用戶學(xué)習(xí)的個(gè)性化需求。通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻的共享，滿足廣大用戶對(duì)高品質(zhì)教育日益增長(zhǎng)的需求， 讓用戶享受更好更公平的教育。

4 目前在線教育的缺陷

隨著在線教育規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，越來(lái)越多互聯(lián)網(wǎng)公司開始建立在線教育平臺(tái)。而筆者通過分析市面上的在線教育平臺(tái)，以騰訊教育課堂和網(wǎng)易云教育平臺(tái)為例，發(fā)現(xiàn)當(dāng)下在線教育平臺(tái)存在的不足。

目前在線教育平臺(tái)中，平臺(tái)以提供教學(xué)視頻為主，用戶大多數(shù)通過觀看教學(xué)視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)。但單純地觀看教學(xué)視頻容易造成用戶的“被動(dòng)”學(xué)習(xí)，長(zhǎng)時(shí)間學(xué)習(xí)容易導(dǎo)致用戶犯困，學(xué)習(xí)效率低下，學(xué)習(xí)效果不佳。原因如下所述：

4.1 用戶難以邊看視頻邊做筆記

在觀看教學(xué)視頻時(shí)，用戶常常只有一臺(tái)設(shè)備，而觀看視頻時(shí)常常以全屏模式進(jìn)行觀看，這樣無(wú)法對(duì)視頻的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)做好標(biāo)記。部分用戶會(huì)選擇在后臺(tái)開啟記錄型軟件（例如某些筆記軟件）以便記錄視頻重點(diǎn)，但是需要用戶反復(fù)地切換軟件，很容易使用戶疲勞，并且耗費(fèi)時(shí)間。

4.2 筆記很難對(duì)應(yīng)到視頻的相應(yīng)位置

很多知識(shí)必須配合視頻老師的講解才能更好地深入了解。若用戶單純?cè)诘谌降墓P記軟件進(jìn)行筆記的記錄，在課后復(fù)習(xí)期間，很難找到筆記對(duì)應(yīng)視頻的時(shí)間點(diǎn)。

4.3 視頻的拓展性較低

當(dāng)教學(xué)老師想在視頻中添加有關(guān)拓展知識(shí)的網(wǎng)址時(shí)，常常因傳統(tǒng)視頻的“扁平化”而無(wú)法有效地把拓展知識(shí)添加到教學(xué)視頻當(dāng)中去，只能把相關(guān)知識(shí)點(diǎn)放在視頻之外的地方，這樣容易導(dǎo)致用戶在觀看完視頻后忘記這一拓展的知識(shí)點(diǎn)。

5 針對(duì)當(dāng)前在線教育的設(shè)計(jì)

5.1 “立體化”在線教育視頻播放器

針對(duì)現(xiàn)在在線教育的“扁平化”缺陷，提出“立體化”在線教育的設(shè)計(jì)思想。即用戶能在教學(xué)視頻中交互，進(jìn)行筆記的記錄，筆記的共享和拓展知識(shí)的及時(shí)推送。

通過用戶與視頻軟件的互動(dòng)，讓用戶在觀看途中能方便地記錄筆記，減少用戶“被動(dòng)”觀看視頻的情況，提高用戶的學(xué)習(xí)效率。

5.2 整體設(shè)計(jì)

整體基于三層C/S體系結(jié)構(gòu)。三層C/S結(jié)構(gòu)是在傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)（客戶端/數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器）基礎(chǔ)上添加一個(gè)或多個(gè)中間層（中間層服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器合稱為后臺(tái)），客戶端負(fù)責(zé)顯示與用戶交互的界面及少量的數(shù)據(jù)處理工作?？蛻舳藢⒄?qǐng)求提交給中間層服務(wù)器，中間層服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理，再將處理結(jié)果反饋給客戶端[3]。

隨著電腦和平板的普及，C/S體系結(jié)構(gòu)能讓用戶更好地體驗(yàn)服務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的應(yīng)用構(gòu)造，能讓用戶做更加具體，更加清晰的筆記，并且能在本地更快地處理好數(shù)據(jù)，減少服務(wù)器負(fù)擔(dān)。

客戶端負(fù)責(zé)顯示視頻內(nèi)容并且實(shí)現(xiàn)筆記內(nèi)容標(biāo)記的功能，生成配置文件并上傳至服務(wù)器。通過安裝客戶端，即使在網(wǎng)絡(luò)不佳的情況下仍能讓用戶有較良好的體驗(yàn)，甚至能在沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下，通過本地緩存，仍能觀看視頻，記錄筆記或者查詢筆記。

中間層服務(wù)器負(fù)責(zé)第三方視頻網(wǎng)站的接入，提供視頻數(shù)據(jù)流，處理用戶配置文件的上傳與下載以及包含對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的操作。

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器主要保存用戶信息和用戶筆記的配置文件相關(guān)信息。

由于視頻數(shù)據(jù)可以由第三方視頻教育平臺(tái)提供。第三方視頻教育網(wǎng)站只需要提供視頻數(shù)據(jù)，而筆記等數(shù)據(jù)則存儲(chǔ)在后臺(tái)服務(wù)器上。這種“分離”方式能讓各個(gè)教學(xué)網(wǎng)站的用戶使用，提高這一功能的推廣率。

5.3 客戶端設(shè)計(jì)

客戶端類似于普通的視頻播放器，但是在其中加入更多的功能（圖2）。在全屏模式下，左側(cè)有選擇做標(biāo)記的符號(hào)，右側(cè)有輸入框可對(duì)標(biāo)記進(jìn)行注釋，而下方可以對(duì)視頻的進(jìn)度進(jìn)行標(biāo)記，標(biāo)記書簽。

用戶觀看視頻時(shí)，當(dāng)看到重點(diǎn)時(shí)，可以移動(dòng)鼠標(biāo)到屏幕左側(cè)，此時(shí)視頻將暫停播放，屏幕左側(cè)會(huì)彈出標(biāo)記框，供用戶選擇（圖3）。

用戶選擇標(biāo)記后可以拖動(dòng)該標(biāo)記到想要標(biāo)記的地方，在某處停留極短時(shí)間后將以該位置進(jìn)行標(biāo)記，繼續(xù)拖動(dòng)鼠標(biāo)將對(duì)標(biāo)記進(jìn)行放大，完成標(biāo)記后在標(biāo)記的右上方和中上方會(huì)有個(gè)小叉叉，當(dāng)用戶覺得該筆記內(nèi)容已經(jīng)消失時(shí)，可點(diǎn)擊右上方的小叉叉關(guān)閉該標(biāo)記，若用戶需要?jiǎng)h除該標(biāo)記，可以點(diǎn)擊中上方的小叉叉進(jìn)行標(biāo)記的刪除（圖4）。

當(dāng)用戶觀看完視頻后或中途退出時(shí)，詢問是否保存筆記，若保存筆記，客戶端將上傳配置文件。

客戶端在準(zhǔn)備播放視頻時(shí)，從服務(wù)器中獲取配置文件并解析，當(dāng)視頻播放到對(duì)應(yīng)標(biāo)記的時(shí)間點(diǎn)時(shí)顯示筆記。

用戶可以在自己的主界面上看到自己觀看過的教學(xué)視頻，并且能查看到每個(gè)視頻對(duì)應(yīng)的筆記總覽，當(dāng)用戶點(diǎn)擊某條記錄時(shí)，視頻可以直接跳轉(zhuǎn)到該記錄的時(shí)間點(diǎn)。

用戶可以緩存視頻和配置文件，以便在網(wǎng)絡(luò)不通暢或離線狀態(tài)下仍能繼續(xù)學(xué)習(xí)。

5.4 視頻處理

在線教學(xué)視頻的作者可以在錄制好的視頻后通過對(duì)視頻進(jìn)行添加“氣泡”實(shí)現(xiàn)知識(shí)的拓展或者資源的共享，用戶可根據(jù)自身的需求是否要點(diǎn)擊該氣泡（圖5）。該數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)使用另外的配置文件，當(dāng)客戶端加載視頻時(shí)，同樣加載和解析該配置文件。

5.5 數(shù)據(jù)的處理

數(shù)據(jù)由配置文件存儲(chǔ)?？蛻舳耸紫壬膳渲梦募總€(gè)配置文件對(duì)應(yīng)一個(gè)視頻。配置文件記錄開始時(shí)間，結(jié)束時(shí)間，標(biāo)記的類型，標(biāo)志開始的位置和標(biāo)記結(jié)束的位置（圖6）。當(dāng)用戶按下鼠標(biāo)選擇標(biāo)記后，拖動(dòng)標(biāo)記到目標(biāo)位置后短暫停留，以此時(shí)間點(diǎn)和坐標(biāo)點(diǎn)作為開始時(shí)間和標(biāo)志開始的位置。當(dāng)用戶松開鼠標(biāo)時(shí)，以此作為標(biāo)志結(jié)束的位置，當(dāng)用戶按下標(biāo)記右上角的小叉時(shí)，則以此作為標(biāo)記結(jié)束的時(shí)間點(diǎn)。

通過使用配置文件記錄而不使用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)時(shí)間點(diǎn)的記錄，可以大幅度減少對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的開銷，盡可能地降低了服務(wù)器的負(fù)載。

5.6 中間層服務(wù)器設(shè)計(jì)

中間層服務(wù)器響應(yīng)客戶端的各種請(qǐng)求。通過部署Nginx服務(wù)器，反向代理中間層服務(wù)器，以應(yīng)對(duì)高并發(fā)場(chǎng)景。服務(wù)器通過創(chuàng)建線程循環(huán)監(jiān)聽來(lái)自客戶端的HTTP請(qǐng)求，將響應(yīng)分配至Application Server進(jìn)行處理。

當(dāng)用戶點(diǎn)擊某個(gè)在線教育視頻時(shí)，客戶端向中間層服務(wù)器提出請(qǐng)求，中間層服務(wù)器通過接口從第三方在線教育平臺(tái)獲取視頻流后，使用HTTP/TCP協(xié)議的漸進(jìn)式下載方式向客戶端提供視頻流。

當(dāng)客戶端上傳或加載筆記時(shí)，客戶端向中間層服務(wù)器提出請(qǐng)求，客戶端上傳筆記配置文件至中間層服務(wù)器并檢查其合法性或從中間服務(wù)器下載。確認(rèn)無(wú)誤后對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行操作，保存相關(guān)信息（圖7）。

5.7 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器基于Centos操作系統(tǒng)，由Centos負(fù)責(zé)進(jìn)行資源的調(diào)度。使用連接池技術(shù)和內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)Redis作緩存大幅度提高數(shù)據(jù)庫(kù)的性能[4]。使用MySql作為數(shù)據(jù)庫(kù)，保存用戶信息，觀看的視頻的記錄以及上傳的筆記文件的配置信息。

6 結(jié)論

通過設(shè)計(jì)用戶在觀看教學(xué)視頻時(shí)記錄筆記的功能，增加用戶的“互動(dòng)性”，提高學(xué)習(xí)效率，防止“被動(dòng)”地看視頻，并且記錄的筆記能在日后的復(fù)習(xí)中能快速找到，提高用戶的復(fù)習(xí)效率。

參考文獻(xiàn)：

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