數字校園離線學習支撐系統的設計

韓金

隨著沈陽電化教育館網絡電視臺課件資源管理系統及在線學習系統的日益完善，為了擴大教育資源的利用率，以便讓學生在無網絡條件的情況下也可以學習到課件資源，真正實現教育均衡化，我們在網絡教育電視臺基礎上深度開發資源分發同步系統及離線學習平臺應用，讓學生在校園里通過接收指定的課件、作業或試卷，回家后將移動機頂盒設備接上電視機就可以進行學習和考試練習，從而為學生在不能直接連接網絡教育電視臺服務器的情況下進行學習提供了有效的解決方案。

● 離線學習支撐系統的流程

我們提出的離線學習支撐系統的流程為：網絡教育電視臺將課件、考試信息、資源打包生成分發策略→學校終端服務器進行智能同步下載→學生終端接入機柜，自動獲取下載課件及考試信息或資源→將學生終端接上電視機進行學習考評。

● 主要功能介紹

1.中心平臺

以課程為主體分類管理模式，支持如視頻類課件資源、多畫面課件、PPT等各種課程資源的錄入。使用注冊模式將各個學校、學生終端管理起來，同時可監視各個終端的運行狀態。設計合理的內容推送機制，包括時間范圍，推送（推、拉模式）方式等。提供完善的課程統計，學校終端相關統計，盒子同步學習內容相關統計。

2.學校終端平臺

可以與中心平臺進行智能化資源同步及資源互動分享，同時也可以自行添加本校的個性化資源和考評試題，設置針對不同年級學科的個性化推送內容策略，對學生終端進行管理，對終端接收、下載、觀看、考試信息進行統計分析。

3.學生終端（離線學習設備端）

該終端基于Android操作系統進行開發定制，制作離線學習應用APP，可實現課程列表展示、課程離線觀看、學習視頻考評信息交互，學習及考評信息記錄，終端APP自動檢測更新等。

● 技術創新特點

1.關鍵技術?

◇課程打包技術：將現有學校終端服務器上的課程信息的課程資源及考試信息,進行打包形成分發信息包，其中包含課程中對應的視頻、試題、介紹、圖片等信息。

◇智能分發同步技術：中心平臺實現對全網學校終端的管理，實現學校節點的智能下載技術，同時也可以實現學校節點的主動上傳等全網資源智能管理分享技術。

◇Android開發技術：采用Android主流開發語言進行離線功能應用的開發。

◇離線學習應用技術：首次在學生終端上需要安裝客戶端APP，學生終端聯網時應用程序可自動下載教師設定的需要接收的內容（個性化推送策略定義），然后學生就可以在學生終端設備上進行課件學習、考試自測和資源下載展示，學生終端將學習和考試的信息記錄到設備的數據庫中，聯網時自動上傳至學校終端服務器上，使學生更好地了解自己的學習情況。

◇離線學習客戶端自動更新技術：學校終端服務器如有較新的客戶端版本或者有資源需要推送時，學生終端里的離線學習客戶端程序具有網絡自動檢測功能，網絡在線后將自動從學校終端服務器上下載客戶端新版，同時自動更新需要下載的課程資源；在線時也自動地將離線學習考評記錄自動上傳至服務器。

◇移動sqlite數據庫的使用：學生終端設備上的離線學習考評信息存儲和使用都是建立在sqlite數據庫之上，通過離線客戶端應用程序直接對sqlite庫進行信息的創建和整刪改查。

2.技術創新點

（1）系統服務監控機制

程序會檢測服務的狀態，在離線客戶端因操作卡死或其他異常的情況下服務意外停止的時候，程序會自動將服務重新創建，并繼續讀取對應的目錄信息。

（2）不依賴第三方插件

離線學習客戶端不依賴第三方組件，通過自定義安卓中提供的開發組件Android view。實現界面的自適應屏幕大小、在線播放流媒體文件、在線預覽圖片、在線多線程下載文件等功能。

● 實施技術思路

1.打造離線學習支撐平臺

本系統采用主流媒體播放技術、CDN智能分發技術、關系數據庫技術（如MYSQL）、主流軟件開發技術和現代網絡通訊技術，充分考慮無網絡情況下可以便捷進行課程學習考評。

2.統一平臺

因為要充分考慮到中心平臺和學校具體的業務需要，要充分保證數據的同步共享和功能互操作，同時平臺還要具備良好的可維護性和擴展性。因此，本系統采用統一的基礎平臺，包括操作系統平臺、數據庫平臺、CDN分發系統平臺、流媒體綜合應用平臺。采用統一平臺，可避免不必要的系統間數據的轉換、功能的接口以及系統升級擴展時大量的維護工作量，保證系統的一致性和穩定性。

3.基于關系數據庫的空間與非空間數據一體化管理

基于關系數據庫統一管理空間數據與非空間數據可以有效地實現空間與非空間數據關聯和集成。而且由于空間數據與非空間數據都以數據表或視圖的形式存儲，可以方便地采用數據庫逆向工程的方法自動提取元數據，因此，可以方便地實現基于元數據信息資源的管理。

4.基于元數據統一管理信息平臺

中心平臺的元數據除管理業務公用基礎數據外，還要管理各個學校子系統可以共享數據的元數據，為實現數據的集成提供服務。

5.面向服務的軟件架構（SOA）的應用

根據平臺公用性和基礎性的特點，系統軟件架構將盡可能采用面向服務的軟件架構SOA（Service-Oriented Architecture）。系統設計與開發過程中盡可能將系統提供對外服務的應用程序功能封裝和發布為Web服務（Web Service），通過服務注冊和服務目錄，向服務消費者（各種組件或部門的應用系統）提供Web服務，使系統的功能可以采用松耦合的方式實現集成，并使平臺提供功能服務具有可擴展性。

《啊！我想到了》專欄參考答案

無限的無線傳輸：短波無線電其實早已被無線電愛好者利用成為計算機無線網絡的傳輸媒介，只是其傳輸速率比較低；衛星上網已小范圍投入商業應用，只不過目前接收發送設備價格比較昂貴；激光數據傳輸已被實驗證實可行，而且可以實現太空和地球之間的高速數據傳輸；用海面浮標傳輸無線網絡信號，也已有成功的案例；谷歌公司也曾經成功試驗過用氣球來提供無線網信號。

在線的在線服務：在線運行瀏覽器瀏覽網頁，可能會有許多理由。例如，某些數碼設備的運算能力有限，可以聯上網絡后，借用運算能力更強的網絡服務器上的瀏覽器，實現更強功能的網絡瀏覽，其原理和以往大型計算機終端的運行方式類似。同樣的道理，在網絡環境受限，如不穩定或速度比較慢的情況下，可以利用在線運行的瀏覽器進行中轉，以訪問某些資源，一個典型的例子就是，在某些只有電話線撥號上網的地區，人們可以利用遠程終端登上服務器，然后使用LYNX瀏覽器訪問網頁。還有的網站，如https://browserling.com/，能為用戶提供不同的在線瀏覽器模擬器，如此，用戶不需要安裝不同的瀏覽器，就可以體驗不同的瀏覽器功能，而網頁設計師也可以用這個工具測試自己網頁在不同瀏覽器中的兼容性。

無形的有形網絡：目前大部分網站服務，還是需要通過域名來訪問的，不過近年來涌現出大量的去中心化網絡項目，如Anonet、BitMessage、YaCy、Coral Cache等，限于篇幅，這里就不一一介紹了，大家可上網搜索更多資料。

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