網(wǎng)絡化教學平臺的設計與分析

孫小英

摘要：互聯(lián)網(wǎng)與WWW技術的發(fā)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(wǎng)絡教學平臺并以此作為教學輔助手段，成為傳統(tǒng)課堂教學的有益補充和拓展。

關鍵詞：網(wǎng)絡化教學平臺；功能系統(tǒng)；結構模式；網(wǎng)絡負載；數(shù)據(jù)傳輸

1引言

目前，隨著信息技術的進一步發(fā)展，很多學校紛紛建起校園網(wǎng)、多媒體教室、網(wǎng)絡教室等。教師在教育過程中，逐漸溶進了現(xiàn)代教育技術的思想，運用現(xiàn)代教育信息技術，借助網(wǎng)絡教學，通過創(chuàng)造數(shù)字化學習環(huán)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(wǎng)絡教學平臺作為教學輔助手段，充分利用了網(wǎng)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(xù)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(tǒng)課堂教學的有益補充和拓展。

但是，要使一個網(wǎng)絡教學平臺真正地發(fā)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(tǒng)的設計

一個完善的管理系統(tǒng)應具備以下幾個功能：

教學管理系統(tǒng)：主要為網(wǎng)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(tǒng)隨機生成試卷；為學生網(wǎng)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(fā)布：提供類似BBS討論區(qū)、E-mail自動回復等功能。

網(wǎng)上授課系統(tǒng)：主要為教師在網(wǎng)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(wǎng)上多媒體教學資源的功能；(2)作業(yè)處理：提供網(wǎng)上教師布置及批改作業(yè)，學生獲取并提交作業(yè)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(wǎng)頁上公布典型解答，使傳統(tǒng)意義上的輔導答疑不再受時間和地點的限制：(4)網(wǎng)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(fā)言權；(5)教師工作室：主要為教師開展網(wǎng)上教學活動提供不間斷的技術支持。

自主學習系統(tǒng)：為學生提供一個進行網(wǎng)上多媒體自主學習的環(huán)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(wǎng)絡系統(tǒng)結構模式選擇

目前在網(wǎng)絡上采用的系統(tǒng)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(xié)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(zhí)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(yè)務邏輯，對數(shù)據(jù)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(shù)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(shù)據(jù)中心層，主要由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成。

B，S最大的優(yōu)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(tǒng)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(fā)展的主流。

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

4網(wǎng)絡負載均衡的處理

網(wǎng)絡教學平臺具有面向大規(guī)模用戶群體。對系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性以及數(shù)據(jù)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(guī)避網(wǎng)絡瓶頸、網(wǎng)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(jù)對網(wǎng)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(xiàn)負載均衡。即在系統(tǒng)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(shù)據(jù)庫服務器、流媒體服務器、語音服務器和數(shù)據(jù)備份服務器等組成。這樣能夠根據(jù)用戶請求服務的種類將數(shù)據(jù)量分擔到相應的專職服務器上，避免大量數(shù)據(jù)擁塞一臺或幾臺功能相近、服務一致的服務器所導致的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量瓶頸問題，從而提高系統(tǒng)的實時性和穩(wěn)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(tǒng)上，安裝一個或多個附加軟件來實現(xiàn)負載均衡。使用軟件機制來分擔服務器的壓力。

5視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn)

為了使學生能有效地實現(xiàn)自主學習，網(wǎng)絡教學平臺還應該實現(xiàn)視頻服務功能，而視頻數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)發(fā)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(tǒng)采用“流式”技術后，一旦用戶端可利用的數(shù)據(jù)量足夠大，就自動播放所選擇的節(jié)目。播放延時通常在幾秒到20秒之間，通過釋放已經(jīng)播放的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)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?，F(xiàn)有的多種視頻傳輸系統(tǒng)。如Windows Media、QuickTime、Real Player都使用“流式”的技術。

6結束語

總之，在網(wǎng)絡教學平臺的建設中，雖然涉及的問題還有很多，但是系統(tǒng)功能設計的完善性、網(wǎng)絡結構模式選擇的合理性、網(wǎng)絡負載及視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶幚矸绞降葐栴}卻是網(wǎng)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(wǎng)絡教學平臺才能真正有效地體現(xiàn)它的價值與作用。