基于云计算的教学资源平台软件架构分析.pdf

第 13 期2023 年 7 月无线互联科技Wireless Internet TechnologyNo.13July,2023作者简介:许少漫(1985),女,广东揭阳人,讲师,硕士;研究方向:计算机技术,数字媒体技术。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)摘要:随着科学技术的不断发展,国家高度重视互联网与职业教育的融合。越来越多的类似于慕课、微课等教学资源平台不断涌现出来,资源平台给人们带来了一定的便利,但也存在一些不足之处。针对这些,文章结合高职院校的实际需求以及自身教学经验,提出一个在线学习与课堂教学相结合的资源平台。文章重点对资源平台设计原理、目标及需求进行分析,对其软件架构进行概述。关键词:教学资源平台;软件架构;云计算;分析中图分类号:G434 文献标志码:A0 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 MOOC2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19第 13 期2023 年 7 月无线互联科技软件开发No.13July,2023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。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图 1 传统的 B/S 架构模式碍用户学习,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。29第 13 期2023 年 7 月无线互联科技软件开发No.13July,20233.2.2 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。参考文献1闫广芬,张栋科.“互联网+职业教育”体系架构与创新应用J.中国电化教育,2016(8):7-13.2李静,李新房.国内 MOOC 研究的回顾与展望J.出版广角,2017(12):78-80.3彭好佑,傅翠玉,姚坚,等.云计算综述J.福建电脑,2018(1):1-2,13.(编辑 王永超)Software architecture analysis of teaching resource platform based on cloud computingXu Shaoman Jieyang Vocational and Technical College Jieyang 522000 China Abstract With the continuous development of science and technology the country attaches great importance to the integration of the Internet and vocational education.More and more teaching resource platforms such as MOOC micro-lectures are emerging.Resource platforms have brought some convenience to people but there are also some shortcomings.According to these the author combined with the actual needs of higher vocational colleges and their own teaching experience proposes a resource platform that combines online learning and classroom teaching.The essay focuses on analyzing the design principles objectives and requirements of the resource platform and outlines its software architecture.Key words teaching resource platforms software architecture cloud computing analysis39