薛淑敏， 張雪亞

(寶雞文理學(xué)院 計(jì)算機(jī)學(xué)院，寶雞 721016)

0 引言

云計(jì)算是近幾年來比較熱門的話題，已經(jīng)融入了社會(huì)發(fā)展的多個(gè)行業(yè)，由于云計(jì)算的突出優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)，深受教育精英的高度關(guān)注。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)模型的設(shè)計(jì)，初步將云計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合，打破傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，構(gòu)造優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)平臺(tái)系統(tǒng)，提高學(xué)習(xí)者的溝通與協(xié)作能力。云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)在未來很長(zhǎng)一段時(shí)間將成為教育新模式的主要發(fā)展趨勢(shì)，在實(shí)際應(yīng)用中具有非常重要意義。

1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)思路

(1)基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)要具有實(shí)際的教學(xué)功能，老師可以進(jìn)行在線授課、教學(xué)資源上傳，及時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行管理。同學(xué)們可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行探討與交流，利用課程資源進(jìn)行實(shí)訓(xùn)與練習(xí)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)要支持老師與學(xué)生在一定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下完成教與學(xué)的任務(wù)。

(2)基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)要適當(dāng)?shù)倪\(yùn)用教學(xué)策略。學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)論壇來實(shí)現(xiàn)協(xié)作學(xué)習(xí)的策略，根據(jù)老師所提供的電子課件進(jìn)行自主的個(gè)性化學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)結(jié)束可以對(duì)自己的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行檢測(cè)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)要充分的體現(xiàn)現(xiàn)代化的教學(xué)思想與理念，為學(xué)生提供積極向上的學(xué)習(xí)交流平臺(tái)。

(3)基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)要以學(xué)生為中心，不但要給學(xué)生提供學(xué)習(xí)平臺(tái)，而且要靈活運(yùn)用、維護(hù)簡(jiǎn)單、學(xué)生易操作，學(xué)生在線學(xué)習(xí)以及作業(yè)提交等流程都要方便快捷。

(4)基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)要有完善的管理系統(tǒng)，具備教務(wù)管理、課程管理、教室管理、考試管理、用戶管理等功能，充分體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的先進(jìn)性。

2 基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建

該網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要采用傳統(tǒng)的三層構(gòu)架B/S模式來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。

該模式下的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括Web服務(wù)層、應(yīng)用服務(wù)層、數(shù)據(jù)服務(wù)層。

Web服務(wù)層：主要提供用戶在線學(xué)習(xí)接口，主要表現(xiàn)形式是通過Internet瀏覽器與操作系統(tǒng)相連接而為用戶提供服務(wù)。

應(yīng)用服務(wù)層：主要是基于各類服務(wù)器為用戶以及系統(tǒng)管理人員提供第三層數(shù)據(jù)服務(wù)的多種操作。

圖1 B/S構(gòu)架學(xué)習(xí)平臺(tái)

數(shù)據(jù)服務(wù)層：為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

當(dāng)用戶通過移動(dòng)設(shè)備對(duì)學(xué)習(xí)網(wǎng)站進(jìn)行訪問時(shí)，需要通過注冊(cè)、登錄、學(xué)習(xí)以及相關(guān)資源的搜索操作，Web服務(wù)層會(huì)對(duì)用戶的指令進(jìn)行規(guī)范，并且將需求傳遞到中間應(yīng)用層服務(wù)器上，應(yīng)用層會(huì)根據(jù)用戶的需求對(duì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行操作，從而獲取用戶需求信息，為用戶在線學(xué)習(xí)提供服務(wù)。

3 基于云平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)

該網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)采用模塊化進(jìn)行設(shè)計(jì)，便于系統(tǒng)升級(jí)與維護(hù)。主要包括公共信息模塊、用戶管理模塊、互動(dòng)交流模塊以及資源管理模塊。其功能結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)結(jié)構(gòu)模塊

(1)管理平臺(tái)層：在該結(jié)構(gòu)圖中，管理平臺(tái)層屬于核心層，在云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中占據(jù)重要地位。管理平臺(tái)層主要是向應(yīng)用層的學(xué)習(xí)系統(tǒng)提供運(yùn)行條件支持，管理平臺(tái)層通過Google App Engine系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的安全性與可靠性都非常成熟，能夠?qū)⒋罅康恼?qǐng)求任務(wù)分發(fā)到應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行處理。并且學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的教學(xué)資源、用戶信息等都可以通過該系統(tǒng)提供的接口交給數(shù)據(jù)層中的Data Store來進(jìn)行管理。

(2)數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層在整個(gè)系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)各種類型數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中，學(xué)習(xí)資源的建設(shè)是教學(xué)平臺(tái)的基礎(chǔ)。通過云計(jì)算的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，可以將分散的教學(xué)資源進(jìn)行整合，構(gòu)建成一個(gè)統(tǒng)一的資源池來供用戶使用，而且可以將學(xué)習(xí)資源上傳到云端，做到資源共享，大容量的云端可以使教學(xué)資料上傳到云端進(jìn)行集中管理，消除信息孤島的現(xiàn)象。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過程中，數(shù)據(jù)資源的結(jié)構(gòu)會(huì)有所不同，關(guān)于結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)可以通過二維表結(jié)構(gòu)來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行表達(dá)，然后存儲(chǔ)到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)可以以文本的形式保存到系統(tǒng)中。

(3)基礎(chǔ)設(shè)施層：在云計(jì)算服務(wù)層中的基礎(chǔ)設(shè)施層能夠決定平臺(tái)的服務(wù)能力以及范圍，基礎(chǔ)設(shè)施層主要提供網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、存儲(chǔ)空間等硬件資源，通過虛擬化的技術(shù)使服務(wù)器虛擬化，這樣就可以在一個(gè)物理服務(wù)器上生成多個(gè)虛擬機(jī)，通過計(jì)算機(jī)集群技術(shù)來統(tǒng)一管理。強(qiáng)大的計(jì)算能力能夠充分滿足日益增長(zhǎng)的在線學(xué)習(xí)用戶。

4 基于云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)功能模塊設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)主要功能模塊由用戶管理模塊、學(xué)習(xí)資源管理模塊、公共信息模塊以及互動(dòng)模塊組成，如圖3所示。

圖3 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)功能模塊

4.1 用戶管理模塊

在線網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的用戶主要由老師、學(xué)生、管理員組成，老師可以通過在線學(xué)習(xí)平臺(tái)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)課程進(jìn)行指導(dǎo)，在線布置學(xué)習(xí)任務(wù)以及在線交流，學(xué)生在登錄在線學(xué)習(xí)平臺(tái)之后可以在線學(xué)習(xí)課程、下載課件、習(xí)題等。通過自我檢測(cè)或與同學(xué)之間的交流能夠發(fā)現(xiàn)自身學(xué)習(xí)的不足。管理員主要負(fù)責(zé)對(duì)所有用戶信息的管理、課程信息管理以及論壇的管理。用戶管理模塊運(yùn)行流程，如圖4所示。

圖4 管理模塊運(yùn)行流程

4.2 資源管理模塊

資源管理模塊主要實(shí)現(xiàn)課程管理與學(xué)習(xí)資源管理兩方面內(nèi)容。通過資源管理模塊，老師與管理員可以執(zhí)行資源上傳功能，在上傳過程中，云計(jì)算平臺(tái)會(huì)根據(jù)MySQL數(shù)據(jù)庫的資源信息來添加。學(xué)習(xí)資源管理系統(tǒng)主要對(duì)與學(xué)習(xí)相關(guān)的資源進(jìn)行管理，各種資源都會(huì)按照所屬的課程添加到系統(tǒng)的資源庫中，所有用戶都有資源上傳與下載的權(quán)限。

4.3 公共信息模塊

公共信息模塊主要包括新聞中心、網(wǎng)站概況以及重要通告信息的發(fā)布，通過網(wǎng)站概況能夠了解學(xué)習(xí)網(wǎng)站的信息，包括各種服務(wù)以及網(wǎng)站動(dòng)態(tài)。新聞中心主要發(fā)布與學(xué)術(shù)相關(guān)的熱點(diǎn)消息。公告主要是針對(duì)老師、學(xué)生、管理員發(fā)布的教學(xué)計(jì)劃、教務(wù)通知等信息。

4.4 互動(dòng)交流模塊

互動(dòng)交流模塊可以使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)更加活躍生動(dòng)，為學(xué)生與老師之間、學(xué)生與學(xué)生之間提供互動(dòng)交流平臺(tái)?；?dòng)交流模塊實(shí)際用例分析，如圖5所示。

圖5 互動(dòng)交流模塊

5 基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

5.1 教師信息管理

通過系統(tǒng)平臺(tái)可以輸入教師的詳細(xì)信息，通過發(fā)布微博或者網(wǎng)絡(luò)文章等方式來表達(dá)教師的觀點(diǎn)，并且可以根據(jù)系統(tǒng)平臺(tái)來查看具體的授課情況，及時(shí)了解未回復(fù)或未處理的信息。教師可以在云學(xué)習(xí)平臺(tái)上通過開設(shè)新課來與學(xué)生進(jìn)行關(guān)聯(lián)性操作，能夠填寫課程的詳細(xì)信息，待系統(tǒng)管理員審批之后，便可以申請(qǐng)教學(xué)資源的教學(xué)過程。

功能實(shí)現(xiàn)：

(1)系統(tǒng)設(shè)置功能主要是對(duì)用戶的具體權(quán)限進(jìn)行管理，確保平臺(tái)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

(2)在云計(jì)算學(xué)習(xí)平臺(tái)中，老師是整個(gè)平臺(tái)操作的主導(dǎo)者，主要包括教學(xué)日歷、教學(xué)課程、實(shí)施方案、作業(yè)批改等具體內(nèi)容。

5.2 課程教學(xué)管理

功能實(shí)現(xiàn)：

(1)課程介紹：對(duì)平臺(tái)課程的信息進(jìn)行詳細(xì)介紹，例如課程類型、課程名稱、課程編號(hào)以及創(chuàng)建時(shí)間等。

(2)教學(xué)資料：教師可以對(duì)各類資料進(jìn)行管理，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的積極性，而且教師可以將修改的課件當(dāng)作參考資料，供教學(xué)參考。

(3)答疑討論：教師在登錄系統(tǒng)后，可以針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所提出的疑惑進(jìn)行解答。

(4)課程管理：學(xué)生可以自主選擇課程進(jìn)行學(xué)習(xí)，老師可以根據(jù)學(xué)生的選擇來設(shè)定訪問權(quán)限。

5.3 課程資源管理

功能實(shí)現(xiàn)

(1)課程模板：香蕉是提供優(yōu)秀的課程模板，輔助教師節(jié)省課件制作的時(shí)間，達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。

(2)課程申請(qǐng)：教師在對(duì)課程資料編輯完成之后，向管理員提出申請(qǐng)，填寫申請(qǐng)課程的具體材料，最終由管理員來實(shí)現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)的安排。

(3)教學(xué)資源：教師通過查詢、借鑒優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源來獲得相關(guān)課程有效的教學(xué)方法。

5.4 互動(dòng)交流

功能實(shí)現(xiàn)

為教師和學(xué)生提供在線交流的方式，通過Web網(wǎng)絡(luò)，創(chuàng)建交流群組，在線傳輸交流信息，以視頻、聲音等方式進(jìn)行交流。

6 總結(jié)

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)主要是在互聯(lián)網(wǎng)上所建立的教育平臺(tái)供學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)者隨時(shí)隨地接受教育的要求，打破了傳統(tǒng)教育受時(shí)間與空間的限制。云計(jì)算的出現(xiàn)，打破了許多網(wǎng)絡(luò)教學(xué)難題，基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)已經(jīng)成為了新興的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，通過教學(xué)資源充分利用的優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主能動(dòng)性，對(duì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源進(jìn)行有效整合，對(duì)優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行共享，使學(xué)生可以通過學(xué)習(xí)計(jì)劃的制定、學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握以及學(xué)習(xí)成果的檢測(cè)3個(gè)階段，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的個(gè)性化。