基于云计算的教学资源平台软件架构分析

许少漫

(揭阳职业技术学院,广东 揭阳 522000)

0 引言

随着信息与通信技术的快速发展,为了促进职业教育的快速发展,国家高度重视互联网与职业教育的融合。国务院于2015年7月,发布了关于积极推进“互联网+”行动的指导意见,指导包含职业教育行业在内的各行业与互联网技术进行深度融合[1]。因此,类似于国家专业教学资源库、慕课、微课等利用新的信息化手段的教学资源平台不断地涌现出来,如:edX、Udacity、中国大学MOOC[2]等,极大地推动职业院校“互联网+职业教育”的发展。

1 教学资源平台当前的现状

随着科学技术的不断发展,越来越多的在线教学资源平台涌现出来。很多高职院校自主开发教学资源平台或利用现有资源平台进行上课,特别是在疫情防控期间,对于线上课程有非常大的帮助。

教学资源平台的出现,确实带来了一定的优势。(1)教学资源平台的出现使得学生的学习更加灵活,特别是在疫情防控期间,很好地解决了线上教学问题。平台突破了时间和空间的限制,灵活性更强,同时也为社会人员提供了继续学习的机会。(2)教学资源平台的出现,更好地实现了教学资源的整合与共享。不同地区、不同学校的教育资源可以通过资源平台进行整合、共享,真正做到集万家之所长,从而很好地防止出现资源重复开发,造成资源浪费等问题。(3)资源平台的开放性能很好地缩小不同群体、地区的教育差距。以往,受地域的影响,落后地区的教学资源非常紧缺,那里的学生没法得到好的教育。通过教学资源平台,落后地区的学生能跟别的地区学生享受相同的教学资源,学习相同的内容。

教学资源平台虽然有一定的优势,但也存在不少问题。比如:资源平台的开发者在开发课程资源时,针对性不强,从而导致平台的使用率低,师生参与度不高。此外,资源平台的数据海量、数据类型差别较大,对资源平台的技术要求比较高,特别是对平台的存储能力和网络通信能力。与此同时,欠发达地区的高职院校资金有限。而大部分教师又不具备专业管理能力,这是导致平台使用率低的一个主要原因。因此,平台的管理要简单。云平台具有强大计算能力、海量的资源存储能力以及资源共享能力等优点,能在最大程度上减少高校教学资源平台的建设成本,实现软件的共享和硬件的整合[3]。

2 教学资源平台的设计思路及需求分析

根据前面的现状分析,当前急需设计一个在线学生与课堂教学相结合的教学资源平台。下面就对这个教学资源平台的设计原理、设计目标和需求分析作一个简单的介绍。

2.1 资源平台的设计原理

结合高职院校教师和学生的实际需要,同时为了解决前面资源平台存在的不足,并为师生的学习交流提供便利。教学资源平台进行设计时,要遵循以下的设计原理:(1)只要有网络的地方,就能够随时随地地进行学习,实现学习自由。(2)课程资源最好由课程老师建设,这样可以确保资源平台上的教学资源与课程是相对应的,有利于学生的学习。(3)不同学校的课程资源可以整合。高职院校的学生时间比较灵活,学生可通过资源平台学习自己感兴趣的学科。(4)资源平台的操作界面要简单、友好,利于师生操作。(5)要有一个互动交流的空间,学生在学习过程中的疑问能很好地得到解答。

2.2 资源平台的设计目标

在遵循上面设计原理的前提下,教学资源平台在设计时需要满足以下几个设计目标。

高效性:学生可以实现随时随地地学习,不必考虑时间和地点。对终端设备没有要求,无论手机、笔记本、平板都可以,学生真正实现高效学习。

私密性:对于教学资源平台上的教学资源以及用户个人资料等信息,要保证其私密性,不被黑客及病毒入侵,各种资源不会丢失。

便利性:资源平台的操作要简单,界面要友好。一些不具备专业操作能力的老师能使用平台。

2.3 资源平台的需求分析

搭建教学资源平台的目的主要是更好地为高职院校师生服务,建设一个在线学习与课堂教学相结合的平台。因此,这个平台在设计上主要满足以下两方面的需求。

2.3.1 总体需求

此平台在设计上从总体上来说要满足以下需求:(1)平台管理员能对登录者进行管理,同时验证其身份。(2)用户能够利用关键词语的键入寻找到有用的学习资源,同时能分享学习资源。(3)有进行互动交流的空间。(4)用户能够自主选择课程。

2.3.2 功能需求

根据前面分析的总体需求,资源平台在功能方面主要分为六大模块:用户信息模块、通用资源模块、互动交流模块、公共信息模块、课程管理模块以及课程功能模块。各个模块实现的功能如下:用户信息模块主要是对各类用户的信息进行管理,储存其基本信息。通用资源模块主要是对各种各样学习资源进行存储,用户通过这个模块可以对学习资源进行查看、下载、存储、收藏等。互动交流模块主要由在线答疑和交流论坛两个部分组成,方便用户利用这两个模块进行答疑解惑。公共信息模块主要是由管理员负责,负责更新新闻公告等公共信息。课程管理模块则是对各学科课程进行管理。课程功能模块主要是实现某一门具体学科课程的学习。

3 教学资源平台的软件架构设计

教学资源平台的完成必须经过严谨的设计。根据上面对资源平台的设计原理、设计目标以及平台需求的分析,设计资源平台软件总体架构,最终实现平台的设计。

3.1 资源平台架构

在当前,B/S结构是Web兴起后的一种网络结构模式,也是许多高校及企事业单位建立系统所采用的结构。B/S结构由浏览器、Web服务器和数据库构成,如图1所示。浏览器是Web实现的根本途径,为用户指明了进入路径。

图1 传统的B/S架构模式

用户数量不断增长,技术不断发展。当前在线资源平台有一定的缺陷。

(1)各大学科对于学习资源的独立性,这样无法实现资源共享,从而造成部分教育资源的浪费问题。

(2)当前在线资源平台经常会由于带宽不足阻碍用户学习,导致学生学习积极性下降。有些甚至在外网无法访问,课程学习会受到限制。

(3)微机的内容都会备份,一般都自动备份于C盘,这非常不可靠,内容丢失频率很高。

此平台在私有云平台上建设教学资源平台,其节点部署方案以及分布式存储系统能很好地处理带宽问题、资源存储问题,满足视频播放高并发性、高吞吐量的要求。

3.2 资源平台的结构层次

一个完整的教学资源平台的搭建,至少需要5个方面的技术支持,即学习资源、内存大小、计算能力、应用软件和界面布置。结合当前高职院校学生的兴趣需要,从以下6个方面对教学资源平台的构成进行布置,如图2所示。

图2 平台的结构框架

3.2.1 用户

这一平台的用户主要是师生,当然也包括管理员。用户凭借自己的账号、密码登录,登录成功后就能够浏览相关学习资源,并且可以从站内下载有用的学习资源。老师可以管理课程资源,更可以设立自己的班级,对成员进行管理,从而方便学生提出问题,方便解答问题和任务构成。管理员的作用是负责新闻公告的发布、设置用户的个人资料以及管理站内各种资源。

3.2.2 客户端

客户端的作用是把平台内的各种信息告知用户,用户和平台相互交流。这里的客户端可以有很多类型,比如电脑、笔记本和智能手机等。

3.2.3 应用层

这一层是整个教学资源平台的基本构成,主要包括用户信息、学习资源上传下载、课程中心、公共信息等。

3.2.4 管理平台层

这一层不仅要设置平台的运作氛围,同时还要分配和搭配学习资源,因此,在这一平台中,其占据着非常重要的地位。

3.2.5 数据层

这一层非常重要,它控制着平台中不同类型数据的储存工作。对于这一平台而言,建设好资源文件是非常重要的,这是基础。将学习资源储存到云服务器中,用户就可以找到,这就避免了因为终端毁坏造成的学习资源的丢失问题。为了保证平台内资源管理及其收取的一致性,对于不同类型资料的储存很重要,比如文档资源、照片资源等。

3.2.6 基础设施层

这一层对于教学资源平台整体的界面起到了决定性的作用,它也决定了平台的功能面。它可以把服务项目、内存大小和各种硬件、软件传输给用户,并且实现分散资源的集中性。其所具备的高效率的运算能力得到很多用户好评。

3.3 资源平台的整体架构

结合高职院校的实际需求以及上文的分析,此教学资源平台主要是建立在私有云平台上,其整体架构主要是由服务器设备、Web、数据库项目以及存储系统等组成。

服务器设备作为整个平台的重中之重,利用云平台的服务器可以增加整个平台的弹性,再加上其可靠性、迅速性以及弹性三大特性,平台的运作具有很高的效率。

RDS(云数据库)存储着用户的个人基本资料,课程资源的资源包数据库也都可以存储其中,从而提高其集中性。

OSS(云存储)是数量巨大的学习资源包,在资源平台中有着各种各样的教学资源,它可以存储非常多的学习资源。

Web作为一个进入讨论交流的途径,它可以完成很多功能,比如查看用户的资料、登录平台以及利用互联网进行研讨,计算平台内一些数据等。当然,平台所储存的信息是不会透露给外界的。由于垄断企业影响,用户必须重视自己的信息安全。

4 结语

随着信息和通信技术的不断发展,教学资源平台不断涌现,资源平台的出现虽说给人们的学习带来了许多的便利,但也存在一些不足之处。本文对教学资源平台的当前现状进行分析,并结合当前高职院校的实际需求,提出设计一个在线学习与课堂教学相结合的教学资源平台。文中重点对这个基于云计算的平台的设计原理、设计目标和需求进行分析,并对资源平台的整体架构进行概述。