基于區(qū)域共享的智慧教育平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 ?要： 本篇文章首先對(duì)智慧教育的基本含義進(jìn)行概述，從功能性分析、功能模塊、平臺(tái)設(shè)計(jì)等方面，對(duì)基于區(qū)域共享的智慧教育平臺(tái)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行解析，并以此為依據(jù)，提出基于區(qū)域共享的智慧教育平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)策。

關(guān)鍵詞： 區(qū)域共享;智慧教育平臺(tái);設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)： P548 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ?DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.04.019

本文著錄格式：蒲在毅. 基于區(qū)域共享的智慧教育平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 軟件，2019，40（4）：9193

【Abstract】： Firstly， the article reviews basic meaning of intelligent education from aspects of functional analysis， functional modules， platform design， then analyzes design points of intelligent education platform based on regional sharing， and on the basis， puts forward implementation countermeasures of intelligent education platform based on regional sharing.

【Key words】： Regional sharing; Intelligent education platform; Design and implementation

0 ?引言

隨著信息化技術(shù)得到了教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，云計(jì)算及大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)教育行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了重要影響，智慧教育平臺(tái)也就是在這種環(huán)境下產(chǎn)生，并朝著教育智能化的趨勢(shì)發(fā)展。智慧教育平臺(tái)的出現(xiàn)，給我國(guó)教育事業(yè)發(fā)展提供了條件，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方式帶來(lái)了直接影響，能夠給學(xué)生提供所需信息，并營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的科學(xué)監(jiān)管，有效的提升了學(xué)生學(xué)習(xí)水平。

1 ?智慧教育的基本概述

智慧教育主要是把信息化技術(shù)運(yùn)用到當(dāng)前教育活動(dòng)中，對(duì)教育工作有序進(jìn)行及教育資源整合提供了信息化支持。智慧教育具備的主要特性在于開(kāi)放性、、兼容性、共享性等。和傳統(tǒng)教育方式存在的本質(zhì)差別在于，智慧教育可以對(duì)各個(gè)教學(xué)信息及資源進(jìn)行整合和管理，并且可以結(jié)合情景對(duì)用戶終端設(shè)備及訪問(wèn)請(qǐng)求等信息進(jìn)行識(shí)別，實(shí)現(xiàn)信息的調(diào)度。智慧教育平臺(tái)具有諸多教育功能，可以對(duì)學(xué)生、教師等用戶需求進(jìn)行處理，通過(guò)學(xué)習(xí)戰(zhàn)略優(yōu)化，提升服務(wù)效率和質(zhì)量[1]。

2 ?基于區(qū)域共享的智慧教育平臺(tái)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 ?功能性分析

智慧教育平臺(tái)用戶一般涉及學(xué)生、教師、管理人員等，根據(jù)各個(gè)用戶自身需求，提供對(duì)應(yīng)的服務(wù)，建設(shè)一個(gè)多方協(xié)同的生態(tài)環(huán)境。其中，學(xué)生作為接受教育者，其核心目標(biāo)在于學(xué)習(xí)更多知識(shí)，是教學(xué)主體。學(xué)生可以通過(guò)云儲(chǔ)存服務(wù)收集相關(guān)學(xué)習(xí)信息，并利用遠(yuǎn)程課堂方式等，對(duì)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行測(cè)試。教師作為教育內(nèi)容傳播者，受眾為學(xué)生。在智慧教育平臺(tái)下，可以給學(xué)生提供優(yōu)勢(shì)教學(xué)服務(wù)，通過(guò)課程教育及答疑，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)[2]。并且，教師能夠把教學(xué)內(nèi)容和數(shù)據(jù)傳遞到智慧教育平臺(tái)中，由學(xué)生下載并學(xué)習(xí)。管理人員則是以平臺(tái)管理人員為主，也就是保證智慧教育平臺(tái)運(yùn)行安全的保護(hù)者，包括劃服務(wù)管理及系統(tǒng)管理兩部分。服務(wù)管理的職責(zé)在于云服務(wù)管理，可以直接將各項(xiàng)教育資源進(jìn)行分配和保存。系統(tǒng)管理則是保證平臺(tái)運(yùn)行管理，具備較強(qiáng)的專業(yè)性，通過(guò)對(duì)用戶不可見(jiàn)服務(wù)系統(tǒng)及文件，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)服務(wù)內(nèi)容的調(diào)度和管理。

2.2 ?功能模塊

2.2.1 ?智慧教育客戶端

智慧教育客戶端具備的功能在于用戶和教育服務(wù)的交互。客戶端可以把智慧教育平臺(tái)提供的各項(xiàng)服務(wù)采用可視化的方式呈現(xiàn)給用戶，因?yàn)閷W(xué)生、教師及管理人員所擔(dān)具的角色不同，對(duì)服務(wù)內(nèi)容需求也會(huì)存在差異，所以要求建設(shè)不同用戶服務(wù)要求的空間，例如學(xué)生服務(wù)空間、教師服務(wù)空間、管理人員服務(wù)空間等，結(jié)合各個(gè)用戶需求，提供對(duì)應(yīng)的服務(wù)，或者用戶根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)服務(wù)內(nèi)容加以自定義[3]。

2.2.2 ?智慧教育服務(wù)端

智慧教育服務(wù)端作為智慧教育平臺(tái)的核心，向智慧教育客戶端提供對(duì)應(yīng)的教學(xué)資源，可以分配服務(wù)內(nèi)容。智慧教育平臺(tái)要想建設(shè)各個(gè)用戶和教學(xué)需求的數(shù)字化生態(tài)環(huán)境，應(yīng)該對(duì)用戶及教育應(yīng)用服務(wù)情況進(jìn)行整合，利用智慧教育平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)和用戶的充分結(jié)合。

2.2.3 ?遠(yuǎn)程課堂服務(wù)

在遠(yuǎn)程通信技術(shù)的作用下，引導(dǎo)學(xué)生及教師進(jìn)行學(xué)習(xí)及教育工作的服務(wù)模式。教師可以通過(guò)分配自身需求的教育空間，將教學(xué)內(nèi)容分布在智慧教育平臺(tái)中，便于學(xué)生根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行在線學(xué)習(xí)[4]。并且，服務(wù)能夠給教師和學(xué)習(xí)交流提供條件，促進(jìn)教學(xué)效果提升。

2.3 ?平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.3.1 ?框架設(shè)計(jì)

智慧教育平臺(tái)中的各項(xiàng)設(shè)施主要是借助網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備等信息化設(shè)備的引導(dǎo)下，形成一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)且可拓展的服務(wù)系統(tǒng)，并在如VMWARE等相關(guān)虛擬化技術(shù)的作用下，建設(shè)一個(gè)可以提供軟件環(huán)境的虛擬havnied計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)[5]。基于智慧教育平臺(tái)需要建設(shè)一個(gè)穩(wěn)定且兼容性比較高的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，所以一般都在CentOS操作系統(tǒng)支持下進(jìn)行。智慧教育平臺(tái)架構(gòu)見(jiàn)圖1。

2.3.2 ?教育云服務(wù)中心設(shè)計(jì)

教育云服務(wù)中心扮演著智慧教育云平臺(tái)的用戶與服務(wù)間信息交互的樞紐角色，統(tǒng)一接管用戶和服務(wù)的注冊(cè)與管理工作。ServiceCernter作為智慧教育平臺(tái)對(duì)外服務(wù)的接口，利用UseService、AppSerice等提供對(duì)應(yīng)的服務(wù)。其中，UseService可以給用戶提供對(duì)應(yīng)管理功能的同時(shí)，也可以設(shè)計(jì)為一個(gè)公共類平臺(tái)，并在login 接口下實(shí)現(xiàn)用戶登陸，利用getUserConfig接口引導(dǎo)用戶應(yīng)用，充分體現(xiàn)了服務(wù)內(nèi)容的針對(duì)性[6]。AppSevice可以應(yīng)用在整個(gè)平臺(tái)各項(xiàng)服務(wù)功能中，利用register 接口實(shí)現(xiàn)信息的發(fā)布，用戶可以在ServiceCernter接口的支持下進(jìn)行資源獲取，并利用bindService接口實(shí)現(xiàn)服務(wù)操作。

2.4 ?教育應(yīng)用服務(wù)設(shè)計(jì)

2.4.1 ?教育存儲(chǔ)服務(wù)

智慧教育云平臺(tái)中的教育存儲(chǔ)服務(wù)具體的功能在于把教育資源集中存放在Hadoop中，教育云用戶能夠隨時(shí)隨地利用網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備進(jìn)行信息獲取和發(fā)布。在ResourceService、DictionaryService等系統(tǒng)下，提供對(duì)應(yīng)的服務(wù)功能。ResourceService具備的功能在于保存各項(xiàng)服務(wù)信息;DictionaryService功能在于維護(hù)個(gè)人空間結(jié)構(gòu);ExtResourceService可以實(shí)現(xiàn)教育資源的傳遞和擴(kuò)張。

2.4.2 ?遠(yuǎn)程課堂服務(wù)

遠(yuǎn)程課堂服務(wù)可以將傳統(tǒng)教育模式中的局限性進(jìn)行突破，教師利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行發(fā)布，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)傳播，學(xué)生隨時(shí)隨地都能利用終端設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)，同時(shí)利用在線考試功能，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果的檢測(cè)[7]。遠(yuǎn)程課堂服務(wù)主要是利用OnlineService接口，實(shí)現(xiàn)信息的發(fā)布和傳遞，并在OnlineClassService、OnlineExamService等技術(shù)的作用下，提供對(duì)應(yīng)服務(wù)功能。其中。OnlineClassService可以營(yíng)造良好的遠(yuǎn)程在線學(xué)習(xí)空間，利用startClass接口實(shí)現(xiàn) RTSP 協(xié)議下遠(yuǎn)程視頻發(fā)送和終止。在closeCamera接口的作用下進(jìn)行攝像頭控制，對(duì)每次學(xué)習(xí)內(nèi)容，利用saveVideo接口將其保存到對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)存系統(tǒng)中。

2.4.3 ?教務(wù)管理服務(wù)

教育管理服務(wù)可以引導(dǎo)學(xué)校及教育部門等實(shí)現(xiàn)教育活動(dòng)事務(wù)的信息化管理，并采用教育知識(shí)管理方式，對(duì)教師及學(xué)生進(jìn)行科學(xué)組織。EduAdminService是功能接口，具備的功能在于向外公布相關(guān)服務(wù)，其中涉及了UserInfoServrce、ClassService、MarkService三項(xiàng)內(nèi)容。其中，UserInfoServrce接口可以支持對(duì)學(xué)生信息及教師信息的CURD 操作;ClassServce則在于日常教學(xué)內(nèi)容的組織和規(guī)劃;importClassInfo接口功能在于導(dǎo)入教學(xué)內(nèi)容;updateClass接口則是對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行人工修改;saveClassInfo接口負(fù)責(zé)對(duì)學(xué)生所學(xué)教學(xué)內(nèi)容的明確。

3 ?基于區(qū)域共享的智慧教育平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

3.1 ?教育儲(chǔ)存服務(wù)

在智慧教育平臺(tái)教育儲(chǔ)存服務(wù)中，涉及了“教育云網(wǎng)盤(pán)”，其主要有用戶平臺(tái)和管理平臺(tái)兩部分內(nèi)容建立而成。其中，用戶平臺(tái)能能夠給教育云網(wǎng)盤(pán)用戶分配對(duì)應(yīng)的私人空間，用戶能夠根據(jù)自身實(shí)際情況和需求進(jìn)行教育資源傳遞和應(yīng)用，并且靈活實(shí)現(xiàn)資源共享和管理。作為擴(kuò)展，用戶平臺(tái)能夠讓用戶應(yīng)用平臺(tái)配置的流程或者自動(dòng)一擴(kuò)展模型，把教育資源、電子文檔等進(jìn)行重新編排，展現(xiàn)給其他用戶[8]。

3.2 ?遠(yuǎn)程課堂服務(wù)

遠(yuǎn)程課堂服務(wù)也就是在RTSP的引導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)信息傳遞，建設(shè)了一個(gè)完善的在線直播電子課堂。教師通過(guò)登陸電子課堂之后，利用簡(jiǎn)單配置方式，把自己計(jì)算機(jī)屏幕通過(guò)遠(yuǎn)程傳遞給學(xué)生，在多媒體資源的作用下，利用馬克風(fēng)、攝像頭等輔助設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)。針對(duì)每次教學(xué)內(nèi)容，平臺(tái)利用教育保存服務(wù)接口實(shí)現(xiàn)保存，便于學(xué)生鞏固學(xué)習(xí)知識(shí)[9]。

3.3 ?教務(wù)管理服務(wù)

教務(wù)管理服務(wù)主要是一種輔助教育部門的教務(wù)工作。教務(wù)人員可以借助電子表格數(shù)據(jù)導(dǎo)入其中，

實(shí)現(xiàn)教育部門對(duì)教師和學(xué)生信息管理，給課程設(shè)計(jì)和編排提供參考。

3.4 ?教育門戶服務(wù)

教育門戶服務(wù)通常涉及了門戶站點(diǎn)及管理平臺(tái)兩項(xiàng)內(nèi)容，其中門戶站點(diǎn)也就是學(xué)校及教育機(jī)構(gòu)等部門展現(xiàn)信息咨詢服務(wù)的平臺(tái)，各個(gè)站點(diǎn)結(jié)合配備的站點(diǎn)樣式模板，建設(shè)布局框架，通過(guò)請(qǐng)求訪問(wèn)教育門戶服務(wù)提供服務(wù)接口，實(shí)現(xiàn)所需信息的獲取[10]。

4 ?結(jié)論

總而言之，通過(guò)在教育領(lǐng)域中建設(shè)智慧教育平臺(tái)，能夠保證教育工作的智能化和科學(xué)化，讓學(xué)生可以利用該平臺(tái)掌握更多的學(xué)習(xí)知識(shí)，擴(kuò)充學(xué)生視野。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨，智慧教育平臺(tái)全面性得到了提升，在當(dāng)前教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)用智慧教育模式，可以使教學(xué)開(kāi)展方式和教學(xué)管理模式更加靈活有效。

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