云教育平臺技術模型分析與應用

◆龔芳海 李文彪

（廣東嶺南職業技術學院 廣東 510663）

1 引言

互聯網進入“個性化時代”，尤其在移動互聯網的發展勢不可擋的前景下，再加上社交網絡（SNS）、虛擬游戲、電子商務技術等應用的深入，互聯網的應用和體驗成了重要的驅動力。隨著云計算、大數據等新技術出現在改變原有商業模式的同時也對傳統的信息化教學平臺和互聯網教學平臺產生沖擊，原有的職業教育模式或平面化的網絡教育平臺或單純的面授培訓都不能滿足市場發展的需求，必然需要全面的立足社交化互動的云教育平臺技術服務模式。本文研究的云教育平臺項目包括綜合云教育基礎資源管理平臺（PaaS）+動態可擴展特色互動的業務服務模塊（SaaS）+多樣終端（桌面/移動終端）用戶交互終端結構，是一個真正基于云計算技術架構的全方位、互動性云教育服務平臺，該平臺集云計算、移動互聯、社交網絡、電子商務技術等互聯網云應用于一體，提供云端教育管理、技術培訓和互動服務以及技術商城成果交易等技術功能實現。

2 平臺的云技術基礎模塊和網絡技術結構

2.1 平臺總體云技術基礎應用模塊

本文依托自主研發的云外云互動教育網絡服務平臺而開展研究論述，該平臺由教學資源存儲服務器、網絡課堂視頻存儲服務器、虛擬教育城服務器、數據容災備份服務器組成，平臺教學信息綜合門戶采用B/S 結構開發，教學資源管理平臺、教務教學管理等軟件系統采用C/S 和B/S 兩個版本結構開發，并包括移動辦公管理程序，視頻移動教學等核心業務系統的移動應用。

2.2 平臺基于云計算的網絡技術結構

基礎設施即服務IaaS：建立云計算基礎設施架構，采用云存儲服務器、虛擬化服務器、視頻點播加速服務、數據容災備份服務器等，構建強大的云計算平臺，支撐云外云互動教育網絡服務平臺，解決高校海量教學資源存儲、網絡課堂實時交互性、在線實驗室虛擬化建設成本、高校數據安全備份等帶來的問題。

平臺即服務PaaS：互動教育網絡服務平臺Web 應用服務器，操作系統為Windows Server 2008，是互動教育網絡服務平臺門戶網站運行環境，對外提供SaaS 服務，如教學資源管理、教務教學管理、網絡課堂、基于虛擬化技術的虛擬教育城和在線實驗室、技術商城，還有移動終端門戶、辦公OA、互動社區等應用接入。

軟件即服務SaaS：PC 設備、移動設備接入互聯網訪問互動教育網絡服務平臺云端提供支具體互動教育的相關服務。

3 平臺業務系統綜合模型和技術應用實現

3.1 平臺業務系統實現層次和體系結構

用戶交互：用戶交互層系統的接入，接口提供的方式有兩種：第一種方式是應用程序使用通過WCF SOAP 的方式直接調用IIS提供的Web 服務；第二種方式是使用WCF 實現REST 風格的服務接口提供第三方應用接入。

圖1 教育平臺云技術網絡結構

圖2 系統平臺體系結構

業務架構：核心業務主要有職業教育、IT 培訓、教務教學資源、技術商城、虛擬教育城、網絡課堂、移動教育產品。

應用架構：由監控系統、主數據管理、業務組件等系統，部署在一組專用服務器上，負責處理平臺運作的數據和性能分析，并提供與各大核心業務系統的數據交互服務，并可以管理各種用戶的權限，設備準入等。

基礎設施架構：包括云存儲服務器架設、云安全服務器架設，虛擬化服務器架設、視頻加速服務器架設、緩存數據庫服務器架設等等硬件服務器和存儲設備，負責同步主服務器與核心業務系統中的數據信息。

3.2 平臺業務應用軟件技術實現邏輯架構

本論文論述的云教育平臺核心業務軟件技術部分基于.NET技術架構開發，具體分為如下幾個軟件實現層。

表現層：提供云教育平臺Web 平臺和移動平臺框架支持，系統主要與服務接口層進行對接，實現多終端平臺支持。

服務接口層：主要作為系統復雜邏輯業務外觀層，對表現層界面提供訪問接口，服務平臺部分是為移動終端和JAVA、PHP技術的網頁提供的API 接口，為第三方應用提供平臺技術支持。

領域實體：是描述云教育平臺具體領域業務用例實現的對象模型。它是對業務角色和業務實體之間應該如何聯系和協作以執行業務的一種抽象。

企業庫組件：包含數據訪問、緩存策略、異常處理、日志記錄、安全認證授權等通用的技術實現公共支撐模塊，基于微軟等第三方面提供的通用組件。

軟件工廠組件：基于通用的知識庫和資源管理平臺組件，以提供教學資源的內容管理和知識庫數據操作。

存儲過程組件：存儲過程組封裝了大量的SQL 業務邏輯，對數據訪問提供支持和方便對存儲過程的統一維護管理。

系統業務組件：由賬戶組件、日志組件、郵件組件、權限組件、消息組件、文檔組件、系統配置管理組件、廣告組件等組件組成，每個組件包含著相應的業務邏輯和數據訪問。

圖3 系統的業務應用軟件邏輯結構圖

4 云教育技術平臺可以支撐的具體應用場景

基于如上的云教育技術的平臺的模型和結構，可以支撐如下關于云教育相關的應用場景。

（1）綜合教育門戶網站：職業教育培訓資訊和綜合展示平臺，同時提供教務/教學管理、虛擬教育城、人力資源中心、云服務專區、互動社區和個性成長空間相應權限的入口服務；

（2）教務教學管理軟件：教務教學管理一直是教育信息化建設的重頭戲之一，我們從課程課表管理，教師管理、教室使用情況到過程管理、班級管理、考試安排、成績在線查詢、學校對外宣傳等日常教務工作。

（3）虛擬教育城：一個虛擬的線上教學平臺，包括四個核心子版塊：公共直播教學區、互動培訓角落區、在線虛擬實驗室。

公共直播教學區：含公開課堂、免費技術課堂、專業技術課堂等采用視頻直播技術課堂。

互動培訓交流區：企業定向培訓、訂單培訓課堂、實時會議視頻和語音交流。

在線虛擬實驗室：各個專業技術方向在線實驗室，開發平臺環境運行在云端，提供實驗室視頻指導和在線云平臺實驗虛擬環境操作。

（4）技術商城需求：云計算必將使知識產品技術商城致力于創新、創意、解決方案和技術點的成果轉化，秉承電子商務的快速便捷的服務，打造規范化、完善的基于項目外包和技術產品服務的電子商務平臺。

5 結束語

本文主要是立足云教育平臺的技術架構分析，并依托于真實的項目進行技術實現，提出了具體云教育平臺的應用場景；未來在“云物大智”時代背景下，平臺將繼續圍繞教育大數據和智慧教育平臺的實現技術繼續深化，推動互動網絡教育和智慧教育的平臺的技術融合，以此推動相關教育資源的整合應用，適應個性化技能需求教學和終身學習應用場景的需要。