基于云架构的网络教育平台设计

毛宏云

摘要：该文主要研究基于云架构的网络教育平台的设计。首先对目前网络平台普遍出现的问题进行分析，根据这些问题提出了整改意见。并在此基础上，开发了一套能适用于各种环境的网络教学平台，该平台由内容平台、实时服务平台以及终端服务三大模块构成。最后对有关教学的若干问题进行了阐述，讨论了该平台适用的环境和应用情景。

关键词：云服务；网络教育平台；设计

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）36-8626-02

在最近几年，随着网络技术的不断升级和发展，越来越多的新技术开始崭露头角，目前比较常用的就是云平台。简单的说，云平台是将多个网络终端的资源进行有效整合，最后通过网络再发布到各个终端，这种整合过程就需要运用到实际的网络和用户端工具，云平台的这种属性比较符合网络教学平台的需要。该文就是针对当前网络教学平台存在的弊端而开发设计的基于云架构的有效改善学习环境并能够适应各种学习情景的网络教学平台。

1 网络教学历史

伴随着ADSL在我国的普及，2003年，网络教学平台开始出现。10多年来，网络教学平台经历了从诞生到发展，再到巅峰的时期。越来越多的人通过网络接受知识的再培训和学习。可以说网络平台的运用对于提高我国网民的专业素质起到了巨大的作用。

网络教学平台从最早的基于ASP技术实现过渡到基于WEB2.0技术、再发展到WEB3.0技术。而在2012年，美国率先开始应用云计算进行网络教学。从此拉开了基于云技术网络教学的大幕。此后，国际网络巨头谷歌也在我国开始成立基于云计算学术研讨的项目，中国的教育界从此正式开始接触云技术环境下的网络教育。

2 传统的网络教学平台存在的问题

虽然很多地方都将云技术应用在各种网络平台中，但是目前高校采用云技术网络教学平台还相当有限。在很多地方的调研中可以看到：云服务教学平台需要进行客户身份识别的手段还不完善；传统的网络教学平台中的客户注意力不够集中以及课堂评价不高的问题在云平台环境下依然存在。不过相比这些，传统的网络教学存在的问题更加突出。

2.1 网络教学缺乏互动性

目前传统的网络教学平台中普遍存在教和学的互动性较差的问题。这一问题无论是在MIT、OCW这种国内教学质量很好的精品课程中，还是在大众教学平台中都存在。传统网络教学普遍的教学模式是采用文稿演讲以及课堂视频的方式向学习者进行知识性的灌输，这种教学模式基本上都是信息的单向输出，学习者无法将问题与教师进行同步。另外众多学习者的学习方式也不统一，而传统网络教学平台无法满足学习者学习方式多样性的要求。

2.2 对学习者的学习评价缺乏客观性

目前的网络教学平台的设置和实施过程还不能科学地对学习者的学习质量进行评测。通常来说，对学习者的测试包括正式测试、非正式测试、选择性测试。但在实际情况中，由于网速和硬件的关系，大部分教学者很难观察到学习者真实的学习状况，也无法观察到学习者是否独立完成了课后测试。

2.3 学习方式缺乏灵活性

随着我国移动网络的大力发展，各地的3G网络已日渐普及，这给学习者带来了随时登陆上网进行在线学习的机会。学习者可以利用移动上网终端进行学习，例如在上班、上学的路上。但传统的网络教学平台无法支持移动终端的网络教学。

3 基于云架构的网络教学平台设计

云架构的网络教学平台是利用现成的高校开放课程平台，创建一套以学习者为核心的互动网络教学平台，并利用云技术实现在任何时候、任何地点都可以通过移动上网设备进行课程学习。在平台开发的过程中，该文以最终实践为目的，以实际应用为导向，该平台能够实现高校的专业课程教学、公共课教学以及就业辅导教学等。该系统是一个基于云服务的开放性的教学资源平台，使用者不论是在校内还是在校外都可以登录平台进行完全开放式教学。该平台能够同时超过2万名用户浏览，超过1000人同时进行学习的大型综合教学平台。

3.1 基于云服务的系统架构

由于在设计中考虑到了云计算的安全性，因此该平台以私有形式的云服务平台来搭建。该平台分成三大层面。首先是实时服务的平台，在实施服务的平台上，用户可以完成教学内容的读取、存储、传输的操作，而且在该平台上可以访问其他互联网站。其次是内容管理平台，该平台的主要功能是为实施服务的平台进行资源管理、课件设置等服务，主要为内容管理平台提供服务。最后是终端用户层，功能是连接不同种类的客户端，即通过网络连接终端用户层，再将客户信息递交到内容管理平台，以实现互动教学。

实施服务功能模块主要包括：

1） 云点播服务。由于云平台的存储容量非常庞大，理论上可以存储超过1000T容量的教学内容。学习者可以按照自身的学习层次点击由教学老师制作的学习课件，这些学习课件分类成若干，学习者只需找到自身的学习进度课件即可。

2） 云直播服务。教学者可以事先在云平台发布直播信息，公开教学课程直播时间表，学习者在指定时间内即可登录平台进行在线直播教学。

3.2 实时服务平台

1） 互动协作平台。该平台的操作流程是客户使用终端打开浏览器（最好是IE）即可进行登录。登录后通过网站的各栏目就可以看到教师准备的多种不同格式的教学视频、音频和作业布置。此外，客户在指定时间内还可以在线和教师进行学习互动，可以在线和教师讨论学习上的问题。该平台通过互动协作模块利用多层安全模型用于该平台的数据保护，安全模型通过128位的传输层安全性和256位的高级加密标准加密，此外，还有多种方式的安全策略可供选择。

互动平台不仅可以实现多媒体的共享、高品质视频电话会议、以及在线分组讨论，还具有独特的在线上机功能，该功能相当于QQ模块的远程协助，通过在线上机功能实现用户异地操作远程计算机的要求。不仅如此，互动协作平台还支持在线聊天、多种形式的在线学习测试以及24小时在线小秘书以及新颖的注意力指示器等功能，这些功能让使用者可以进行多种形式的学习。endprint

2） 插播互动。这种基于云架构的网络教育平台还可以实现插播互动。即在教学中实现对学生测试成绩以及评价的浏览、共享以及点评，就跟真实的课堂教学一样，学生做完测试可以马上跟教师沟通讨论，这种功能极大的提高了用户学习的积极性和热情，因此在线学习质量有了很大的提升。对于插播互动的模块设计，主要由评价系统、互动公告审核模块、数据传输模块、播出控制等模块组成。

4 平台关键技术

4.1 教学节目单管理

网络教学平台中教学节目单的设计是整个设计中的关键一个模块，它和常规的教学平台的音频表、音频表同样都是整个教学平台中的基本要素。教学节目单不仅可以清晰的告知用户整个平台的节目预告，方便用户掌握教学时间，而且还可以利用整个平台的教学搜索引擎方便查询历史教学节目。

4.2 协作平台的实现

在整个基于云技术架构的网络教学设计中，协作平台是整个设计中的核心部分，它是一整套跨平台的即时通信方案，是一种基于H.264视频标准以及网络P2P技术的解决方案，该方案由客户端以及服务器两部分组成。客户端用来实现语音、视频的交互使用；服务器端用于平台的业务层和第三方平台协作控制。该协作平台具有广泛的可扩展性，支持C++、ASP、.Net以及Delpli等语言开发。

4.3 版权保护措施

由于国内网络教学平台具有很强的同质化现象，因此为了保证本平台的独一性，因此进行了平台视频内容版权的保护措施，即进行了实时干扰以及防盗链设计来保护教学内容的版权，这样就可以避免非注册用户浏览教学视频和相关资料。此外，对于注册用户也进行了一定限制，例如仅可在线观看，不能进行下载，这样就避免了用户下载后用作其他用途。

5 系统适用情景

基于云技术的网络教学平台主要适用于高校的选修课、讲座、职业培训、考研教学等，同时还可以进行MBA、MPA课程的学习辅导以及高校外语、政治等公共课的学习。通过本网络教学平台的开放式教学，这样用户就可以不再需要通过校内网进行登录操作，而是可以在任何一个有互联网的地方，利用电脑或者移动网络终端都可以进行在线学习。这样对于学生而言，学习途径就变的非常广泛，可以在任何时间、任何地方通过多种形式的设备进行学习；对于教师而言，可以通过该平台随时对学生的问题以及作业进行批阅，在上班路上、时间闲余、家里都可以登录该平台和学生实现互动，同时有效监督学生的学习情况。

这种基于云技术的网络教学平台还具有很好的模块扩展性，不仅可以适用于高校的教学应用，对于社会教学机构以及网络教学培训同样具有很强的适用性。通过该平台即可实现各种行业的行业培训、考试，还可以作为一种免费的网络教学学习平台资源内建大家较为感兴趣的计算机培训资料、教学等。

同时，还可以成为网站嵌入的一部分，成为网站的教学栏目，可以对广大网友在线进行各种类型的直播活动，这样不仅可以吸引网站流量，而且对于网站的社会效应以及社会责任感都有很大的帮助。

6 云技架构网络技术平台的意义

6.1 成本降低、资源共享

云计算是用一种成本相对低廉的硬件配置进行运行，这对于传统的大型服务器而言，成本降低了4/5，并且作用不仅没有降低，而且资源共享的范围和共享速度都有了明显的提升。

6.2 提升了高校整体教学质量和效率

云计算利用储藏在网络空间的庞大的数据资源，为众多的师生可以在同一时间进行各种快速访问和使用，这对于提高高校整体教学质量和效率有着很大的促进作用。

7 结束语

基于云架构的网络在线教学平台的应用和推广，从根本上改变了传统的网络教学方式。云技术提供了一种全新的高效、便捷的维护方式，为节省校园网络维护的人力物力提供了非常好的帮助，有效提高了资源的利用率和效用，也为高校师生的教学互动提供了便捷。

不过，云计算作为新兴的互联网技术，在目前的使用过程中，还有着很多局限和不足，这就需要使用者在云计算不断的运用中继续发现问题，以便让开发者有针对性的进行升级和完善，以提升性能，从而让云技术在网络教学平台中发挥更大的作用。

参考文献：

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