網絡化教學平臺的設計與分析

孫小英

摘要：互聯網與WWW技術的發展，使人們更易于主動地獲取信息。在信息時代下，越來越多的學校紛紛建立起了自己的網絡教學平臺并以此作為教學輔助手段，成為傳統課堂教學的有益補充和拓展。

關鍵詞：網絡化教學平臺；功能系統；結構模式；網絡負載；數據傳輸

1引言

目前，隨著信息技術的進一步發展，很多學校紛紛建起校園網、多媒體教室、網絡教室等。教師在教育過程中，逐漸溶進了現代教育技術的思想，運用現代教育信息技術，借助網絡教學，通過創造數字化學習環境，不但促進了教育觀念、教學內容和方法的改革，而且提高了教育教學的質量和效益。網絡教學平臺作為教學輔助手段，充分利用了網絡技術和多媒體技術，使教學能夠突破時空限制，使教學材料的展示變得靈活、形象與生動，對教學過程進行連續的支持、跟蹤與管理，是支持新型的、教師指導下學生自主式學習方式的有力工具，成為傳統課堂教學的有益補充和拓展。

但是，要使一個網絡教學平臺真正地發揮它的教學輔助作用，在設計中應從以下幾個方面進行著手：

2功能管理系統的設計

一個完善的管理系統應具備以下幾個功能：

教學管理系統：主要為網上教學管理維護提供支持。它應包括：(1)課程管理：提供課程介紹；(2)教師管理：提供教師介紹；(3)考試管理：具有審核入考資格，提供電子注冊功能：提供分級測試標準，授權題庫系統隨機生成試卷；為學生網上答題、“提交”答卷提供便捷界面，并具有將成績自動登入成績檔案庫等功能：(4)信息發布：提供類似BBS討論區、E-mail自動回復等功能。

網上授課系統：主要為教師在網上開展多媒體教學提供支持。它應包括：(1)課件教學：為教師提供一個利用網上多媒體教學資源的功能；(2)作業處理：提供網上教師布置及批改作業，學生獲取并提交作業功能；(3)輔導答疑：通過電子白板，學生可向教師提出問題，教師定期在網頁上公布典型解答，使傳統意義上的輔導答疑不再受時間和地點的限制：(4)網上討論：通過電子郵件、公告牌等，學生和教師可以建立多向異步在線交流。給學生充分自主權和發言權；(5)教師工作室：主要為教師開展網上教學活動提供不間斷的技術支持。

自主學習系統：為學生提供一個進行網上多媒體自主學習的環境。它應包括：(1)注冊登錄；(2)自主學習；(3)咨詢交流等功能。

3網絡系統結構模式選擇

目前在網絡上采用的系統結構模式主要有客戶／月＆務器(Client／Server，簡稱C／s)型和瀏覽器／服務器(Browser／Server，簡稱B／S)型兩種模式。

B／S模式是一種基于Web的協同計算，是一種三層架構的瘦客戶機／服務器模式。第一層為客戶端表示層，客戶層只保留一個Web瀏覽器，不存放任何應用程序，其運行代碼可以從位于第二層的Web服務器下載到本地的瀏覽器中執行，幾乎不需要任何管理工作。第二層是應用服務器層，由一臺或多臺服務器組成。處理應用中的所有業務邏輯，對數據庫的訪問等工作，該層具有良好的可擴充性，可以隨著應用的需要任意增加服務器的數目，由于管理工作主要針對服務器進行。相對于c／S而言，無論是工作的復雜性還是工作量都大大降低。第三層是數據中心層，主要由數據庫系統組成。

B，S最大的優點就是可以在任何地方進行操作而不用安裝任何專門的軟件，客戶端零維護。系統的擴展非常容易，可隨用戶需求增加新的功能，是未來技術發展的主流。

由此可以看出，網絡教學平臺的建設在系統的結構模式上應該采用基于Web的B／s結構。

4網絡負載均衡的處理

網絡教學平臺具有面向大規模用戶群體。對系統的實時性、穩定性以及數據的一致性、完整性要求高，且集多種服務于一體的應用特點。因此，要規避網絡瓶頸、網絡擁塞甚至應用服務崩潰的風險，采用負載均衡技術是一個必須考慮的問題。

根據對網絡教學平臺應用特點和服務類型的分析，可以采用硬件和軟件結合的方式實現負載均衡。即在系統硬件架構上選擇服務器群集技術，如前端包含多個Web服務器。后端服務器集群由數據庫服務器、流媒體服務器、語音服務器和數據備份服務器等組成。這樣能夠根據用戶請求服務的種類將數據量分擔到相應的專職服務器上，避免大量數據擁塞一臺或幾臺功能相近、服務一致的服務器所導致的網絡數據流量瓶頸問題，從而提高系統的實時性和穩定性。同時采取軟件負載均衡解決方案，軟件負載均衡解決方案是指在一臺或多臺服務器的操作系統上，安裝一個或多個附加軟件來實現負載均衡。使用軟件機制來分擔服務器的壓力。

5視頻數據傳輸的實現

為了使學生能有效地實現自主學習，網絡教學平臺還應該實現視頻服務功能，而視頻數據的傳輸就成了影響此功能的一個關鍵問題。

真正的視頻服務要求通過服務器把視頻數據發送給客戶端。目前，有兩個通用的傳輸方案可供使用——“下載”和“流”。“下載”機制能夠較好地滿足一些低質量和時間短的視頻片段點播應用，但對于要求播放啟動延時短和視頻質量高的應用，“下載”就不能很好地工作。系統采用“流式”技術后，一旦用戶端可利用的數據量足夠大，就自動播放所選擇的節目。播放延時通常在幾秒到20秒之間，通過釋放已經播放的數據，數據流可以重新利用空出的緩存空間，因而解決了“下載”機制帶來的問題。現有的多種視頻傳輸系統。如Windows Media、QuickTime、Real Player都使用“流式”的技術。

6結束語

總之，在網絡教學平臺的建設中，雖然涉及的問題還有很多，但是系統功能設計的完善性、網絡結構模式選擇的合理性、網絡負載及視頻數據傳輸的處理方式等問題卻是網絡教學平臺建設中的關鍵技術問題，只有把這幾個問題解決了，一個網絡教學平臺才能真正有效地體現它的價值與作用。