數(shù)字校園離線學習支撐系統(tǒng)的設計

韓金

隨著沈陽電化教育館網(wǎng)絡電視臺課件資源管理系統(tǒng)及在線學習系統(tǒng)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(wǎng)絡條件的情況下也可以學習到課件資源，真正實現(xiàn)教育均衡化，我們在網(wǎng)絡教育電視臺基礎上深度開發(fā)資源分發(fā)同步系統(tǒng)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(yè)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(wǎng)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(tǒng)的流程

我們提出的離線學習支撐系統(tǒng)的流程為：網(wǎng)絡教育電視臺將課件、考試信息、資源打包生成分發(fā)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(jiān)視各個終端的運行狀態(tài)。設計合理的內(nèi)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(tǒng)計，學校終端相關統(tǒng)計，盒子同步學習內(nèi)容相關統(tǒng)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(nèi)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(tǒng)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(tǒng)進行開發(fā)定制，制作離線學習應用APP，可實現(xiàn)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(chuàng)新特點

1.關鍵技術?

◇課程打包技術：將現(xiàn)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(fā)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(fā)同步技術：中心平臺實現(xiàn)對全網(wǎng)學校終端的管理，實現(xiàn)學校節(jié)點的智能下載技術，同時也可以實現(xiàn)學校節(jié)點的主動上傳等全網(wǎng)資源智能管理分享技術。

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

◇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(lián)網(wǎng)時應用程序可自動下載教師設定的需要接收的內(nèi)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(shù)據(jù)庫中，聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)絡自動檢測功能，網(wǎng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(chuàng)建和整刪改查。

2.技術創(chuàng)新點

（1）系統(tǒng)服務監(jiān)控機制

程序會檢測服務的狀態(tài)，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(chuàng)建，并繼續(xù)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(fā)組件Android view。實現(xiàn)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(tǒng)采用主流媒體播放技術、CDN智能分發(fā)技術、關系數(shù)據(jù)庫技術（如MYSQL）、主流軟件開發(fā)技術和現(xiàn)代網(wǎng)絡通訊技術，充分考慮無網(wǎng)絡情況下可以便捷進行課程學習考評。

2.統(tǒng)一平臺

因為要充分考慮到中心平臺和學校具體的業(yè)務需要，要充分保證數(shù)據(jù)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(tǒng)采用統(tǒng)一的基礎平臺，包括操作系統(tǒng)平臺、數(shù)據(jù)庫平臺、CDN分發(fā)系統(tǒng)平臺、流媒體綜合應用平臺。采用統(tǒng)一平臺，可避免不必要的系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、功能的接口以及系統(tǒng)升級擴展時大量的維護工作量，保證系統(tǒng)的一致性和穩(wěn)定性。

3.基于關系數(shù)據(jù)庫的空間與非空間數(shù)據(jù)一體化管理

基于關系數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)可以有效地實現(xiàn)空間與非空間數(shù)據(jù)關聯(lián)和集成。而且由于空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)都以數(shù)據(jù)表或視圖的形式存儲，可以方便地采用數(shù)據(jù)庫逆向工程的方法自動提取元數(shù)據(jù)，因此，可以方便地實現(xiàn)基于元數(shù)據(jù)信息資源的管理。

4.基于元數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理信息平臺

中心平臺的元數(shù)據(jù)除管理業(yè)務公用基礎數(shù)據(jù)外，還要管理各個學校子系統(tǒng)可以共享數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成提供服務。

5.面向服務的軟件架構（SOA）的應用

根據(jù)平臺公用性和基礎性的特點，系統(tǒng)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(tǒng)設計與開發(fā)過程中盡可能將系統(tǒng)提供對外服務的應用程序功能封裝和發(fā)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(tǒng)）提供Web服務，使系統(tǒng)的功能可以采用松耦合的方式實現(xiàn)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(wǎng)絡的傳輸媒介，只是其傳輸速率比較低；衛(wèi)星上網(wǎng)已小范圍投入商業(yè)應用，只不過目前接收發(fā)送設備價格比較昂貴；激光數(shù)據(jù)傳輸已被實驗證實可行，而且可以實現(xiàn)太空和地球之間的高速數(shù)據(jù)傳輸；用海面浮標傳輸無線網(wǎng)絡信號，也已有成功的案例；谷歌公司也曾經(jīng)成功試驗過用氣球來提供無線網(wǎng)信號。

在線的在線服務：在線運行瀏覽器瀏覽網(wǎng)頁，可能會有許多理由。例如，某些數(shù)碼設備的運算能力有限，可以聯(lián)上網(wǎng)絡后，借用運算能力更強的網(wǎng)絡服務器上的瀏覽器，實現(xiàn)更強功能的網(wǎng)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(wǎng)絡環(huán)境受限，如不穩(wěn)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(zhuǎn)，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(wǎng)的地區(qū)，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(wǎng)頁。還有的網(wǎng)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(wǎng)頁設計師也可以用這個工具測試自己網(wǎng)頁在不同瀏覽器中的兼容性。

無形的有形網(wǎng)絡：目前大部分網(wǎng)站服務，還是需要通過域名來訪問的，不過近年來涌現(xiàn)出大量的去中心化網(wǎng)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(wǎng)搜索更多資料。

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