在線教育課程資源共享系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：針對傳統(tǒng)在線教育課程資源較為分散的問題，提出了基于混合云平臺的資源共享系統(tǒng)。首先，對在線教育課程資源共享系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行分析，主要包括云基礎(chǔ)設(shè)施層、云系統(tǒng)服務(wù)層、云應(yīng)用層和客戶端層，重點(diǎn)為教師功能與學(xué)生功能模塊。平臺根據(jù)使用者差異使使用者功能劃分成為教師和學(xué)生，教師功能模塊能夠?qū)W(xué)生、直播、課程等內(nèi)容進(jìn)行管理，并且對試卷進(jìn)行編輯，對教學(xué)資源進(jìn)行上傳；學(xué)生功能模塊能夠?qū)虒W(xué)資源進(jìn)行下載、在線考試和討論交流。其次，對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)。最后，對系統(tǒng)進(jìn)行測試。通過測試結(jié)果表示，系統(tǒng)能夠滿足用戶實(shí)際使用需求，并且所設(shè)計(jì)平臺共享資源數(shù)量比較多，內(nèi)容全面，共享服務(wù)效果和平臺應(yīng)用性能良好，還能夠有效整合資源，促進(jìn)教育發(fā)展，提高課程資源使用率。

0 引 言

我國在線教育在不斷的發(fā)展，提供給學(xué)生自主學(xué)習(xí)平臺，但是目前在線教育課程資源建設(shè)的發(fā)展存在部分問題。在教育現(xiàn)代化、信息化與課程改革等概念提出后，在線教育課程資源建設(shè)屬于目前教育改革全新研究方向。在線教育課程不斷發(fā)展，各在線教育資源平臺也花費(fèi)了大量的財(cái)力、物力、人力對在線教育課程資源進(jìn)行收集，但是此資源并沒有有效使用，導(dǎo)致各平臺課程資源質(zhì)量不一、適用資源比較少等問題出現(xiàn)，無法使學(xué)生在線自主學(xué)習(xí)需求得到滿足，對現(xiàn)代化教育發(fā)展造成制約[1]。為了使此問題得到解決，本文設(shè)計(jì)基于混合云平臺的在線教育課程資源共享平臺，從而有效管理海量在線教育課程資源，使在線課程資源使用效率得到提高。

1 在線教育課程資源共享系統(tǒng)的架構(gòu)

1.1 系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于混合云平臺的在線教育課程資源共享系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中主要包括云基礎(chǔ)設(shè)施層、云應(yīng)用層、云系統(tǒng)服務(wù)層與云客戶端層，圖1為系統(tǒng)的整體架構(gòu)。

云基礎(chǔ)設(shè)施層包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、存儲設(shè)備等，服務(wù)器包括云計(jì)算服務(wù)器與 PC 服務(wù)器，能夠使帶寬、存儲等按實(shí)際需求的 IaaS與基礎(chǔ)設(shè)施功能[2]。平臺中間層通過云應(yīng)用層與云系統(tǒng)服務(wù)層構(gòu)成，其能夠?qū)ο到y(tǒng)開發(fā)提供軟件與接口運(yùn)行環(huán)境和在線軟件 SaaS服務(wù)，云應(yīng)用層通過虛擬化技術(shù)開展在線互動教學(xué)。云客戶層能夠?yàn)橛脩籼峁┮苿咏K端，比如智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)與平板電腦，用戶利用移動終端連接在線教育課程資源共享平臺[3]。

1.2 系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)用戶權(quán)限差異性，在線教育課程資源共享系統(tǒng)能夠?qū)⒂脩魟澐殖蔀閷W(xué)生和教師兩個(gè)模塊。因?yàn)橛脩羰褂眯枨蟮牟煌垢髂K劃分成為多個(gè)子功能模塊。教師功能模塊主要包括資料、管理、作業(yè)、考試等，學(xué)生功能模塊主要包括在線作業(yè)、考試、學(xué)習(xí)、討論交流和教學(xué)資源下載等。學(xué)生和教師功能模塊中的作業(yè)和考試等模塊相互連接，構(gòu)成一個(gè)整體[4]。

2 在線教育課程資源共享系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

教學(xué)資源共享系統(tǒng)使用普通網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)連接各設(shè)備，在校園局域網(wǎng)中運(yùn)行。利用相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)訪問協(xié)議的配置，對系統(tǒng)運(yùn)行過程中的可靠性、安全性進(jìn)行保證，共享專業(yè)教學(xué)資源。規(guī)范化管理各網(wǎng)絡(luò)專業(yè)教學(xué)資源，使教師對本專業(yè)教學(xué)資源使用效率得到提高[5]。此系統(tǒng)能夠使原本散亂、移動的紙質(zhì)考核方式改變，使企業(yè)人員、教師、學(xué)生能夠在線學(xué)習(xí)交流、考試，提高專業(yè)教學(xué)高效性與實(shí)效性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)、教師工作的積極性與主動性，便于管理人員操作，有效實(shí)現(xiàn)專業(yè)教學(xué)資源共享和學(xué)生在線學(xué)習(xí)、考試，使教師教學(xué)能力得到提高。融入系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)營思想，將校園網(wǎng)和 Internet 構(gòu)成整體。為了使系統(tǒng)可靠性、保密性、安全性得到提高，在校園內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器與互聯(lián)網(wǎng)入口設(shè)置防火墻，以提高系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的合理性與科學(xué)性[6]，圖 2為系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)為系統(tǒng)開發(fā)重點(diǎn)，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的合理性對系統(tǒng)運(yùn)行的速度和模塊實(shí)現(xiàn)具有密切關(guān)系。在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中，要求命名規(guī)范，并且控制重復(fù)性。教學(xué)資源共享系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫在設(shè)計(jì)過程中要使用 E?R 圖實(shí)現(xiàn)，以下為實(shí)體和屬性的聯(lián)系[7]。

1）系統(tǒng)管理員。其主要對系統(tǒng)管理員基本信息進(jìn)行描述，包括用戶 ID、用戶名、密碼、狀態(tài)、修改時(shí)間、狀態(tài)、創(chuàng)建時(shí)間等。圖 3為管理員信息實(shí)體屬性圖。

2）教師信息。對教師詳細(xì)信息進(jìn)行描述，包括教師編號、ID、職稱、性別、密碼、個(gè)人簡介等[8]。圖 4為教師信息實(shí)體屬性。

3）學(xué)生信息。對學(xué)生詳細(xì)信息進(jìn)行描述，包括學(xué)生編號、學(xué)生 ID、創(chuàng)建時(shí)間、權(quán)限、班級編號、性別等。圖 5為學(xué)生信息實(shí)體屬性。

4）資源類別。對教師上傳的教學(xué)資源類別信息進(jìn)行描述，包括資源類別編號、ID、狀態(tài)、名稱、描述等[9]。圖 6為資源類別實(shí)體。

根據(jù)上述實(shí)體圖創(chuàng)建數(shù)據(jù)表，設(shè)計(jì)包括：

1）系統(tǒng)管理員信息表。對系統(tǒng)管理員基本信息進(jìn)行保存，提供給管理員用戶名與密碼登錄，對管理員登錄系統(tǒng)的時(shí)間、次數(shù)和 IP 等信息進(jìn)行記錄。管理員基本信息如表 1所示。

2）教師信息表。對教師個(gè)人基本信息進(jìn)行保存，能夠提供給教師用戶名與密碼登錄，對個(gè)人登錄系統(tǒng)的信息進(jìn)行記錄[10]。教師信息表如表 2所示。

3）學(xué)生信息表。對學(xué)生個(gè)人基本信息進(jìn)行保存，提供給學(xué)生用戶名與密碼，從而在系統(tǒng)中登錄，對個(gè)人登錄系統(tǒng)的 IP、時(shí)間等信息進(jìn)行記錄，還能夠?yàn)榈卿泴W(xué)生提供在線考試、交流與資源下載等功能[11]。學(xué)生信息表如表 3所示。

4）資源類別表。能夠?qū)處熁蛘呦到y(tǒng)管理員對于上傳教學(xué)資源內(nèi)容分類進(jìn)行記錄，能夠查看上傳教學(xué)資料是否為啟用狀態(tài)、有多少類別[12]。表4為資源類別表。

5）資源信息表。對教師個(gè)人上傳的教學(xué)資源情況進(jìn)行記錄，查詢是哪位教師上傳的資料，上傳資源的點(diǎn)擊率、下載率等內(nèi)容。表 5為資源信息表。

2.3 系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)

2.3.1 課程信息模塊

此模塊主要包括課程結(jié)構(gòu)、教師簡介、教學(xué)日歷、課程大綱、課程介紹、考核方式、學(xué)習(xí)目標(biāo)等內(nèi)容，教師在進(jìn)入到云課堂之后就能夠設(shè)計(jì)課程。

2.3.2 資源管理模塊

資源管理模塊的主要功能就是創(chuàng)建課程資源、組織課程結(jié)構(gòu)，教師以課程要求與教學(xué)目標(biāo)對課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，對“資源”點(diǎn)擊，根據(jù)學(xué)習(xí)單元、課程章節(jié)、拓展資源、課件的順序?qū)崿F(xiàn)課程結(jié)構(gòu)的設(shè)置。每個(gè)學(xué)習(xí)單元都能夠放置多個(gè)拓展資源與課件，并且要多樣化地呈現(xiàn)課件，使學(xué)生能夠全面理解知識點(diǎn)。另外，教師還要以課程結(jié)構(gòu)與資源設(shè)計(jì)專題討論，構(gòu)成完整課程教學(xué)

體系。

2.3.3 活動交互模塊

活動交互模塊包括作業(yè)、測驗(yàn)、論壇、云盤等模塊，在互動學(xué)習(xí)過程中相互配合，促進(jìn)在線學(xué)習(xí)的發(fā)展。各模塊的功能為：

1）云盤。其具有較大的存儲量，并且具有較高的安全性。能夠支持個(gè)人云儲存活動，對大量教學(xué)資源進(jìn)行存儲，包括動畫、音頻、視頻、文檔等，教師通過云盤以不同課程創(chuàng)建資源目錄，根據(jù)課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)上傳教學(xué)素材。教師以自己實(shí)際需求通過云盤下載教學(xué)資源備課，并且設(shè)置快速查找功能，以不同類型資源尋找教學(xué)資源，充分展現(xiàn)網(wǎng)盤高效、便捷的特點(diǎn)[13]。

2）論壇?；谠破脚_的在線教育也具備分享個(gè)人觀點(diǎn)、討論互動、發(fā)布資料與公布信息等功能，教師在系統(tǒng)中創(chuàng)建課堂論壇，教師和教師、學(xué)生和學(xué)生、教師和學(xué)生都能夠相互交流。

3）測驗(yàn)。能夠?qū)虒W(xué)效果進(jìn)行校驗(yàn)，還具備評價(jià)反饋功能。教師以教學(xué)進(jìn)程、知識點(diǎn)設(shè)置測驗(yàn)，教師在測試面板中創(chuàng)建測試題。系統(tǒng)自動對學(xué)生測驗(yàn)結(jié)果評分，以此實(shí)現(xiàn)快速組題、智能統(tǒng)計(jì)、自動評分的功能，降低教師勞動量，使工作效率得到提高[14]。

2.3.4 在線作業(yè)和考試模塊

在線作業(yè)與考試是在線教育課程資源共享系統(tǒng)的主要模塊，其和平臺所劃分的學(xué)生與教師功能相互連接，利用此模塊能夠充分展現(xiàn)學(xué)生對于知識點(diǎn)掌握的情況。通過云平臺，客戶端不需要設(shè)置，用戶能夠根據(jù)自身的需求設(shè)置在線考試與作業(yè)模塊，圖 7 為線上作業(yè)模塊的結(jié)構(gòu)。

3 系統(tǒng)的測試

可控、穩(wěn)定的測試環(huán)境能夠降低測試人員的時(shí)間，并且不需要維護(hù)測試用例，表 6為系統(tǒng)測試環(huán)境。

在線學(xué)習(xí)模塊主要包括已經(jīng)錄制和在線直播的教學(xué)資源，每門課程都會定時(shí)根據(jù)課程學(xué)習(xí)任務(wù)下發(fā)給學(xué)生，利用手機(jī)短信方式提醒學(xué)生，表 7 為在線學(xué)習(xí)模塊的測試用例，圖 8為在線學(xué)習(xí)模塊界面。

在進(jìn)入到系統(tǒng)后，點(diǎn)擊系統(tǒng)中的“資源中心”菜單，就能夠?qū)⑾到y(tǒng)資源列表中資源基本信息進(jìn)行顯示，利用批量刪除、添加、全選、編輯等維護(hù)系統(tǒng)資源中的信息，單擊審核菜單能夠?qū)徍速Y源，資源在審核之后才能夠下載[15]，圖 9為資源查看的工作流程。

在線作業(yè)為平時(shí)布置的作業(yè)，在線考試為課程結(jié)束之后的考試，每門課程成績通過在線作業(yè)、平時(shí)完成的任務(wù)、在線考試三種綜合計(jì)算得到。此模塊能夠布置作業(yè)、驗(yàn)收作業(yè)、在線考試、匯總成績等[16]，表 8 為在線作業(yè)和考試的測試用例，圖 10為在線作業(yè)和考試界面。

4 結(jié) 語

在信息不斷發(fā)展的過程中，提高了在線教育課程資源共享平臺的普及力度。云平臺屬于新型共享基礎(chǔ)架構(gòu)，利用云計(jì)算技術(shù)得出互聯(lián)網(wǎng)中大量的可用資源，利用軟件自動管理。本文所設(shè)計(jì)的在線教育課程資源共享系統(tǒng)，能夠利用混合云平臺得到互聯(lián)網(wǎng)中大量可用資源，利用軟件自動管理。通過本文測試表明，平臺共享資源數(shù)量比較多，并且內(nèi)容全面，滿足用戶需求，在線教育課程資源具有良好的共享應(yīng)用效果，可提高教育的公平性。

審核編輯 ：李倩