基于云計算的教學(xué)資源平臺軟件架構(gòu)分析

許少漫

(揭陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東 揭陽 522000)

0 引言

隨著信息與通信技術(shù)的快速發(fā)展,為了促進(jìn)職業(yè)教育的快速發(fā)展,國家高度重視互聯(lián)網(wǎng)與職業(yè)教育的融合。國務(wù)院于2015年7月,發(fā)布了關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見,指導(dǎo)包含職業(yè)教育行業(yè)在內(nèi)的各行業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行深度融合[1]。因此,類似于國家專業(yè)教學(xué)資源庫、慕課、微課等利用新的信息化手段的教學(xué)資源平臺不斷地涌現(xiàn)出來,如:edX、Udacity、中國大學(xué)MOOC[2]等,極大地推動職業(yè)院?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+職業(yè)教育”的發(fā)展。

1 教學(xué)資源平臺當(dāng)前的現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,越來越多的在線教學(xué)資源平臺涌現(xiàn)出來。很多高職院校自主開發(fā)教學(xué)資源平臺或利用現(xiàn)有資源平臺進(jìn)行上課,特別是在疫情防控期間,對于線上課程有非常大的幫助。

教學(xué)資源平臺的出現(xiàn),確實帶來了一定的優(yōu)勢。(1)教學(xué)資源平臺的出現(xiàn)使得學(xué)生的學(xué)習(xí)更加靈活,特別是在疫情防控期間,很好地解決了線上教學(xué)問題。平臺突破了時間和空間的限制,靈活性更強,同時也為社會人員提供了繼續(xù)學(xué)習(xí)的機會。(2)教學(xué)資源平臺的出現(xiàn),更好地實現(xiàn)了教學(xué)資源的整合與共享。不同地區(qū)、不同學(xué)校的教育資源可以通過資源平臺進(jìn)行整合、共享,真正做到集萬家之所長,從而很好地防止出現(xiàn)資源重復(fù)開發(fā),造成資源浪費等問題。(3)資源平臺的開放性能很好地縮小不同群體、地區(qū)的教育差距。以往,受地域的影響,落后地區(qū)的教學(xué)資源非常緊缺,那里的學(xué)生沒法得到好的教育。通過教學(xué)資源平臺,落后地區(qū)的學(xué)生能跟別的地區(qū)學(xué)生享受相同的教學(xué)資源,學(xué)習(xí)相同的內(nèi)容。

教學(xué)資源平臺雖然有一定的優(yōu)勢,但也存在不少問題。比如:資源平臺的開發(fā)者在開發(fā)課程資源時,針對性不強,從而導(dǎo)致平臺的使用率低,師生參與度不高。此外,資源平臺的數(shù)據(jù)海量、數(shù)據(jù)類型差別較大,對資源平臺的技術(shù)要求比較高,特別是對平臺的存儲能力和網(wǎng)絡(luò)通信能力。與此同時,欠發(fā)達(dá)地區(qū)的高職院校資金有限。而大部分教師又不具備專業(yè)管理能力,這是導(dǎo)致平臺使用率低的一個主要原因。因此,平臺的管理要簡單。云平臺具有強大計算能力、海量的資源存儲能力以及資源共享能力等優(yōu)點,能在最大程度上減少高校教學(xué)資源平臺的建設(shè)成本,實現(xiàn)軟件的共享和硬件的整合[3]。

2 教學(xué)資源平臺的設(shè)計思路及需求分析

根據(jù)前面的現(xiàn)狀分析,當(dāng)前急需設(shè)計一個在線學(xué)生與課堂教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)資源平臺。下面就對這個教學(xué)資源平臺的設(shè)計原理、設(shè)計目標(biāo)和需求分析作一個簡單的介紹。

2.1 資源平臺的設(shè)計原理

結(jié)合高職院校教師和學(xué)生的實際需要,同時為了解決前面資源平臺存在的不足,并為師生的學(xué)習(xí)交流提供便利。教學(xué)資源平臺進(jìn)行設(shè)計時,要遵循以下的設(shè)計原理:(1)只要有網(wǎng)絡(luò)的地方,就能夠隨時隨地地進(jìn)行學(xué)習(xí),實現(xiàn)學(xué)習(xí)自由。(2)課程資源最好由課程老師建設(shè),這樣可以確保資源平臺上的教學(xué)資源與課程是相對應(yīng)的,有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。(3)不同學(xué)校的課程資源可以整合。高職院校的學(xué)生時間比較靈活,學(xué)生可通過資源平臺學(xué)習(xí)自己感興趣的學(xué)科。(4)資源平臺的操作界面要簡單、友好,利于師生操作。(5)要有一個互動交流的空間,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的疑問能很好地得到解答。

2.2 資源平臺的設(shè)計目標(biāo)

在遵循上面設(shè)計原理的前提下,教學(xué)資源平臺在設(shè)計時需要滿足以下幾個設(shè)計目標(biāo)。

高效性:學(xué)生可以實現(xiàn)隨時隨地地學(xué)習(xí),不必考慮時間和地點。對終端設(shè)備沒有要求,無論手機、筆記本、平板都可以,學(xué)生真正實現(xiàn)高效學(xué)習(xí)。

私密性:對于教學(xué)資源平臺上的教學(xué)資源以及用戶個人資料等信息,要保證其私密性,不被黑客及病毒入侵,各種資源不會丟失。

便利性:資源平臺的操作要簡單,界面要友好。一些不具備專業(yè)操作能力的老師能使用平臺。

2.3 資源平臺的需求分析

搭建教學(xué)資源平臺的目的主要是更好地為高職院校師生服務(wù),建設(shè)一個在線學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)相結(jié)合的平臺。因此,這個平臺在設(shè)計上主要滿足以下兩方面的需求。

2.3.1 總體需求

此平臺在設(shè)計上從總體上來說要滿足以下需求:(1)平臺管理員能對登錄者進(jìn)行管理,同時驗證其身份。(2)用戶能夠利用關(guān)鍵詞語的鍵入尋找到有用的學(xué)習(xí)資源,同時能分享學(xué)習(xí)資源。(3)有進(jìn)行互動交流的空間。(4)用戶能夠自主選擇課程。

2.3.2 功能需求

根據(jù)前面分析的總體需求,資源平臺在功能方面主要分為六大模塊:用戶信息模塊、通用資源模塊、互動交流模塊、公共信息模塊、課程管理模塊以及課程功能模塊。各個模塊實現(xiàn)的功能如下:用戶信息模塊主要是對各類用戶的信息進(jìn)行管理,儲存其基本信息。通用資源模塊主要是對各種各樣學(xué)習(xí)資源進(jìn)行存儲,用戶通過這個模塊可以對學(xué)習(xí)資源進(jìn)行查看、下載、存儲、收藏等。互動交流模塊主要由在線答疑和交流論壇兩個部分組成,方便用戶利用這兩個模塊進(jìn)行答疑解惑。公共信息模塊主要是由管理員負(fù)責(zé),負(fù)責(zé)更新新聞公告等公共信息。課程管理模塊則是對各學(xué)科課程進(jìn)行管理。課程功能模塊主要是實現(xiàn)某一門具體學(xué)科課程的學(xué)習(xí)。

3 教學(xué)資源平臺的軟件架構(gòu)設(shè)計

教學(xué)資源平臺的完成必須經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計。根據(jù)上面對資源平臺的設(shè)計原理、設(shè)計目標(biāo)以及平臺需求的分析,設(shè)計資源平臺軟件總體架構(gòu),最終實現(xiàn)平臺的設(shè)計。

3.1 資源平臺架構(gòu)

在當(dāng)前,B/S結(jié)構(gòu)是Web興起后的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式,也是許多高校及企事業(yè)單位建立系統(tǒng)所采用的結(jié)構(gòu)。B/S結(jié)構(gòu)由瀏覽器、Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫構(gòu)成,如圖1所示。瀏覽器是Web實現(xiàn)的根本途徑,為用戶指明了進(jìn)入路徑。

圖1 傳統(tǒng)的B/S架構(gòu)模式

用戶數(shù)量不斷增長,技術(shù)不斷發(fā)展。當(dāng)前在線資源平臺有一定的缺陷。

(1)各大學(xué)科對于學(xué)習(xí)資源的獨立性,這樣無法實現(xiàn)資源共享,從而造成部分教育資源的浪費問題。

(2)當(dāng)前在線資源平臺經(jīng)常會由于帶寬不足阻礙用戶學(xué)習(xí),導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性下降。有些甚至在外網(wǎng)無法訪問,課程學(xué)習(xí)會受到限制。

(3)微機的內(nèi)容都會備份,一般都自動備份于C盤,這非常不可靠,內(nèi)容丟失頻率很高。

此平臺在私有云平臺上建設(shè)教學(xué)資源平臺,其節(jié)點部署方案以及分布式存儲系統(tǒng)能很好地處理帶寬問題、資源存儲問題,滿足視頻播放高并發(fā)性、高吞吐量的要求。

3.2 資源平臺的結(jié)構(gòu)層次

一個完整的教學(xué)資源平臺的搭建,至少需要5個方面的技術(shù)支持,即學(xué)習(xí)資源、內(nèi)存大小、計算能力、應(yīng)用軟件和界面布置。結(jié)合當(dāng)前高職院校學(xué)生的興趣需要,從以下6個方面對教學(xué)資源平臺的構(gòu)成進(jìn)行布置,如圖2所示。

圖2 平臺的結(jié)構(gòu)框架

3.2.1 用戶

這一平臺的用戶主要是師生,當(dāng)然也包括管理員。用戶憑借自己的賬號、密碼登錄,登錄成功后就能夠瀏覽相關(guān)學(xué)習(xí)資源,并且可以從站內(nèi)下載有用的學(xué)習(xí)資源。老師可以管理課程資源,更可以設(shè)立自己的班級,對成員進(jìn)行管理,從而方便學(xué)生提出問題,方便解答問題和任務(wù)構(gòu)成。管理員的作用是負(fù)責(zé)新聞公告的發(fā)布、設(shè)置用戶的個人資料以及管理站內(nèi)各種資源。

3.2.2 客戶端

客戶端的作用是把平臺內(nèi)的各種信息告知用戶,用戶和平臺相互交流。這里的客戶端可以有很多類型,比如電腦、筆記本和智能手機等。

3.2.3 應(yīng)用層

這一層是整個教學(xué)資源平臺的基本構(gòu)成,主要包括用戶信息、學(xué)習(xí)資源上傳下載、課程中心、公共信息等。

3.2.4 管理平臺層

這一層不僅要設(shè)置平臺的運作氛圍,同時還要分配和搭配學(xué)習(xí)資源,因此,在這一平臺中,其占據(jù)著非常重要的地位。

3.2.5 數(shù)據(jù)層

這一層非常重要,它控制著平臺中不同類型數(shù)據(jù)的儲存工作。對于這一平臺而言,建設(shè)好資源文件是非常重要的,這是基礎(chǔ)。將學(xué)習(xí)資源儲存到云服務(wù)器中,用戶就可以找到,這就避免了因為終端毀壞造成的學(xué)習(xí)資源的丟失問題。為了保證平臺內(nèi)資源管理及其收取的一致性,對于不同類型資料的儲存很重要,比如文檔資源、照片資源等。

3.2.6 基礎(chǔ)設(shè)施層

這一層對于教學(xué)資源平臺整體的界面起到了決定性的作用,它也決定了平臺的功能面。它可以把服務(wù)項目、內(nèi)存大小和各種硬件、軟件傳輸給用戶,并且實現(xiàn)分散資源的集中性。其所具備的高效率的運算能力得到很多用戶好評。

3.3 資源平臺的整體架構(gòu)

結(jié)合高職院校的實際需求以及上文的分析,此教學(xué)資源平臺主要是建立在私有云平臺上,其整體架構(gòu)主要是由服務(wù)器設(shè)備、Web、數(shù)據(jù)庫項目以及存儲系統(tǒng)等組成。

服務(wù)器設(shè)備作為整個平臺的重中之重,利用云平臺的服務(wù)器可以增加整個平臺的彈性,再加上其可靠性、迅速性以及彈性三大特性,平臺的運作具有很高的效率。

RDS(云數(shù)據(jù)庫)存儲著用戶的個人基本資料,課程資源的資源包數(shù)據(jù)庫也都可以存儲其中,從而提高其集中性。

OSS(云存儲)是數(shù)量巨大的學(xué)習(xí)資源包,在資源平臺中有著各種各樣的教學(xué)資源,它可以存儲非常多的學(xué)習(xí)資源。

Web作為一個進(jìn)入討論交流的途徑,它可以完成很多功能,比如查看用戶的資料、登錄平臺以及利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行研討,計算平臺內(nèi)一些數(shù)據(jù)等。當(dāng)然,平臺所儲存的信息是不會透露給外界的。由于壟斷企業(yè)影響,用戶必須重視自己的信息安全。

4 結(jié)語

隨著信息和通信技術(shù)的不斷發(fā)展,教學(xué)資源平臺不斷涌現(xiàn),資源平臺的出現(xiàn)雖說給人們的學(xué)習(xí)帶來了許多的便利,但也存在一些不足之處。本文對教學(xué)資源平臺的當(dāng)前現(xiàn)狀進(jìn)行分析,并結(jié)合當(dāng)前高職院校的實際需求,提出設(shè)計一個在線學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)資源平臺。文中重點對這個基于云計算的平臺的設(shè)計原理、設(shè)計目標(biāo)和需求進(jìn)行分析,并對資源平臺的整體架構(gòu)進(jìn)行概述。