基于NGB的社區(qū)網(wǎng)絡(luò)教育平臺設(shè)計與研究

陸一穎，陳 斌，楊湘浩

（1.上海市教育考試院，上海 200235；2.上海全景數(shù)字技術(shù)有限公司，上海 200083）

中國社區(qū)教育起步于20世紀(jì)80年代。教育部于2004年12月1日頒布了《教育部關(guān)于推進社區(qū)教育工作的若干意見》（教職成2004年6號），成為當(dāng)前開展社區(qū)教育的綱領(lǐng)性文件[1]。由于目前受到入戶帶寬和終端設(shè)備等基礎(chǔ)設(shè)施的限制，我國社區(qū)教育的建設(shè)還處于起步階段。

2008年12月4日，科技部與廣電總局簽署了《國家高性能寬帶信息網(wǎng)暨中國下一代廣播電視網(wǎng)自主創(chuàng)新合作協(xié)議書》，共同推動建設(shè)下一代廣播電視網(wǎng)（NGB），標(biāo)志著我國下一代廣播電視網(wǎng)已進入國家自主創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)開發(fā)應(yīng)用的新階段[2]。

NGB將建設(shè)成為一個可管理、可審計、可交互、可控制、可遷移、可漫游、可擴展、可運營的網(wǎng)絡(luò)[3-6]?；贜GB的技術(shù)和功能特點，NGB可以為社區(qū)教育平臺解決家庭接入網(wǎng)絡(luò)帶寬和終端設(shè)備的問題。NGB在家庭接入網(wǎng)絡(luò)上利用現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)，可以使入戶帶寬高達幾十兆比特/秒，在終端上提供三網(wǎng)融合的智能設(shè)備，在NGB網(wǎng)絡(luò)上能運營數(shù)據(jù)、語音、視頻等多種業(yè)務(wù)，支持雙向交互，可以為社區(qū)教育平臺的建設(shè)和發(fā)展提供堅實的網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)基礎(chǔ)。

文章重點研究基于廣電NGB的社區(qū)教育平臺的設(shè)計及相關(guān)技術(shù)問題。

1 社區(qū)網(wǎng)絡(luò)教育平臺的主要系統(tǒng)需求

社區(qū)教育是滿足廣大社區(qū)居民不斷增長的多樣化學(xué)習(xí)需求的新型教育形式，與其他教育形式相比，社區(qū)教育主要特點有：教育對象的廣泛性，社區(qū)所有居民都是潛在的教育對象；教育需求的多元化，包括學(xué)歷教育和非學(xué)歷教育等?；谏鐓^(qū)教育形式的特點，社區(qū)網(wǎng)絡(luò)教育平臺的主要功能需求有：

1）能夠整合各種社會資源，并對其進行有效管理；

2）建立豐富的教學(xué)資源數(shù)據(jù)庫；

3）支撐社區(qū)教育的正常開展；

4）對社區(qū)教育教員、學(xué)員進行管理，并提供互動的平臺[7]。

主要非功能需求有：

1）安全、穩(wěn)定可靠性。作為一個公共網(wǎng)絡(luò)教育平臺，必須能夠抵御各種非法破壞，并能為社區(qū)居民提供可靠服務(wù)。

2）可用性。由于社區(qū)教育中的大多教學(xué)資料都是流媒體，所以平臺必須建設(shè)在較高的網(wǎng)絡(luò)寬帶基礎(chǔ)上，確保居民能夠隨時隨地上網(wǎng)學(xué)習(xí)，確保平臺的高可用性。

3）可擴展性。平臺應(yīng)該能夠方便集成各種教育系統(tǒng)，具備高擴展性。

2 社區(qū)教育平臺網(wǎng)絡(luò)拓撲和技術(shù)路線

2.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲

整個社區(qū)教育平臺前端系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、接口服務(wù)器、磁盤整列等設(shè)備，并可根據(jù)需要劃分為多個虛擬網(wǎng)段。硬件設(shè)計考慮到可擴展性，可方便增加和替換設(shè)備。前端系統(tǒng)通過NGB網(wǎng)絡(luò)連接社區(qū)各種終端設(shè)備[8]。整個網(wǎng)絡(luò)拓撲如圖1所示。

2.2 技術(shù)路線

社區(qū)網(wǎng)絡(luò)教育平臺采用SOA架構(gòu)技術(shù)、RCP客戶端技術(shù)，支持瀏覽器訪問和客戶端訪問模式。整個系統(tǒng)采用分層設(shè)計，主要包括表示層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層等。平臺技術(shù)架構(gòu)如圖2所示。

3 社區(qū)教育平臺設(shè)計原則

3.1 技術(shù)性設(shè)計原則

社區(qū)教育平臺的技術(shù)性設(shè)計原則為：

1）先進性。充分利用當(dāng)前先進的NGB網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，參考了國際國內(nèi)遠程教育資源開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，力求整個系統(tǒng)設(shè)計的規(guī)范化。在軟件平臺實現(xiàn)方面，應(yīng)用當(dāng)前最新的軟件架構(gòu)技術(shù)SOA以及客戶端技術(shù)RCP。

2）可靠性。在軟件方面，采用成熟的架構(gòu)技術(shù)、商用的中間件服務(wù)器（Weblogic）和數(shù)據(jù)庫（Oracle），平臺自身設(shè)計也考慮了穩(wěn)定性及冗余。在硬件方面，采用具有容錯功能的服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，應(yīng)用雙機熱備份及磁盤陣列技術(shù)。

3）安全性。由于系統(tǒng)要連接到Internet，所以系統(tǒng)的安全性就極為重要。首先采用通常的路由防火墻設(shè)計將外部對內(nèi)網(wǎng)的攻擊進行屏蔽，同時采用代理服務(wù)器（PROXY）技術(shù)，對網(wǎng)內(nèi)外出及外網(wǎng)進入功能進行限制，充分保證系統(tǒng)網(wǎng)內(nèi)的安全。

4）可擴展性。隨著社會的進步、市場需求的變化，社區(qū)教育需求會不斷發(fā)生變化，社區(qū)教育平臺必須能夠不斷擴展。該平臺設(shè)計的可擴展性體現(xiàn)在如下方面：采用分層的體系結(jié)構(gòu)，方便增加服務(wù)器；采用SOA架構(gòu)技術(shù)，容易集成新的應(yīng)用。

3.2 應(yīng)用性設(shè)計原則

社區(qū)教育辦學(xué)模式多樣，教學(xué)對象差異化較大，在應(yīng)用設(shè)計方面要充分考慮上述特點，能夠提供靈活的、可縮放的、適合于多種層次、多種對象的交互式教學(xué)環(huán)境。

遵循以社區(qū)學(xué)員為主體，教員為主導(dǎo)的原則，體現(xiàn)現(xiàn)代教育理論的最新思想；建設(shè)豐富而標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)上教學(xué)資源庫；提供統(tǒng)一的外部接口，方便接入各種外部教學(xué)資源庫。

充分利用NGB的網(wǎng)絡(luò)特點，提供豐富的數(shù)據(jù)、視頻、音頻的多媒體教學(xué)素材，支持多種教學(xué)平臺訪問終端（PC、電視、電話、智能終端等）。提供個性化設(shè)計功能，使用戶可以定制界面環(huán)境、學(xué)習(xí)和研究的路線、方式及其資源，使用靈活便捷的個人工具等。

提供多種方式網(wǎng)絡(luò)交流平臺，滿足網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下社區(qū)交流的各種需要，打造豐富多樣的虛擬社區(qū)教育環(huán)境。

4 社區(qū)教育平臺模塊結(jié)構(gòu)及功能設(shè)計

基于NGB的社區(qū)教育平臺主要包括5個部分：學(xué)員關(guān)系管理、教學(xué)運營管理、資源運營管理、合作伙伴管理和教育平臺支撐模塊。模塊結(jié)構(gòu)如圖3所示。

1）學(xué)員關(guān)系管理

學(xué)員關(guān)系管理包括接觸渠道整合、業(yè)務(wù)受理、學(xué)員課程管理、學(xué)員管理以及市場分析及挖掘模塊。接觸渠道整合模塊將提供給社區(qū)人員多種方式的平臺接入。社區(qū)人員可以通過呼叫中心、社區(qū)門戶網(wǎng)站、電視終端以及社區(qū)教育推廣渠道等多種方式申請使用社區(qū)教育平臺。市場分析和挖掘模塊采用一定的算法對歷史數(shù)據(jù)進行分析，為社區(qū)教育提供針對性的指導(dǎo)。

2）教學(xué)運營管理

教學(xué)運營管理是社區(qū)教育平臺的重要核心部分。主要包括計劃管理、排課系統(tǒng)、選課系統(tǒng)、成績管理、教師管理和公共信息管理等模塊。計劃管理主要包含教學(xué)計劃和學(xué)生的學(xué)習(xí)計劃等；排課系統(tǒng)供社區(qū)教育運營中心安排課程；選課系統(tǒng)可讓學(xué)員進行課程注冊；成績管理是對學(xué)員的學(xué)習(xí)成績進行管理，同時也能供社區(qū)教育平臺運營中心進行教學(xué)評估；教師管理模塊統(tǒng)一管理教師相關(guān)資料。

3）資源運營管理

資源運營管理模塊主要對基礎(chǔ)資源、組合資源、課件等進行管理，并構(gòu)建公共資源庫和個人資源庫。公共資源庫由系統(tǒng)統(tǒng)一管理，個人無權(quán)將資源上傳到該庫中。個人可以構(gòu)建自己的資源庫，并可以設(shè)置共享權(quán)限，進行授權(quán)共享。

4）合作伙伴管理

合作伙伴指與社區(qū)教育組織建立長期、穩(wěn)定合作關(guān)系的單位、個人或組織。社區(qū)教育運營中心要滿足社區(qū)教育的日益擴大的需求需要合作伙伴強有力的支持。通過建立合作伙伴管理體系，可以規(guī)范與合作伙伴的合作模式，整合與合作伙伴的業(yè)務(wù)流程，提高與合作伙伴的合作效率，加強與合作伙伴的合作效果，推動社區(qū)教育創(chuàng)新和服務(wù)延伸，滿足社區(qū)人員多樣化、個性化的需求。

5）教育平臺支撐模塊

教育平臺支撐模塊主要包括教學(xué)支持系統(tǒng)、收繳費系統(tǒng)、結(jié)算系統(tǒng)和系統(tǒng)管理模塊。教學(xué)支持系統(tǒng)主要包括教師備課系統(tǒng)、輔導(dǎo)答疑系統(tǒng)、作業(yè)評閱系統(tǒng)、虛擬實驗室系統(tǒng)、網(wǎng)上考試系統(tǒng)和公告系統(tǒng)等。社區(qū)教育不完全是免費教育，收繳費系統(tǒng)對教育平臺收費進行支撐。結(jié)算系統(tǒng)主要管理社區(qū)教育運營中心和合作伙伴之間的結(jié)算。系統(tǒng)管理員通過系統(tǒng)管理模塊對整個系統(tǒng)進行運營管理[7，9]。

5 基于NGB的社區(qū)教育平臺關(guān)鍵技術(shù)

建設(shè)基于NGB的社區(qū)教育平臺用到的關(guān)鍵技術(shù)有：

1）采用SOA的架構(gòu)技術(shù)，基于J2EE標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)的N層結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)軟件的跨平臺使用，能適應(yīng)不同類型軟硬件環(huán)境。

2）采用Webservices技術(shù)，方便和其他外部系統(tǒng)進行信息共享。應(yīng)用XML技術(shù)進行社區(qū)教育資源庫的標(biāo)準(zhǔn)化研究和規(guī)范化建設(shè)。

3）基于企業(yè)級服務(wù)器，采用Solaris+Oracle+Weblogic軟件環(huán)境，基于高帶寬的NGB網(wǎng)絡(luò)，確保多媒體教育資源的訪問質(zhì)量和效率。

4）參考RUP過程，采用OOA/D的設(shè)計理念，進行全程建模，使升級、維護更為方便。組件化的設(shè)計，使得整個系統(tǒng)擴展性和伸縮性較好，能夠根據(jù)不同的教學(xué)要求整合具有個性化的教學(xué)系統(tǒng)。

5）采用N層設(shè)計，B/S和C/S相結(jié)合技術(shù)，支持瀏覽器方式訪問，也支持RCP客戶端訪問。另外整個平臺架構(gòu)在NGB網(wǎng)絡(luò)上，可以支持多種NGB終端訪問，適合社區(qū)學(xué)員的多種需要。

6）應(yīng)用先進的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，在大量的學(xué)員信息庫、教學(xué)庫的基礎(chǔ)上，充分利用數(shù)據(jù)挖掘工具，對社區(qū)學(xué)員行為進行分析，指導(dǎo)社區(qū)教育的發(fā)展，提供社區(qū)教育服務(wù)社區(qū)發(fā)展的需要。

6 結(jié)束語

文章介紹了NGB網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點、功能特點，以及基于NGB網(wǎng)絡(luò)的社區(qū)教育平臺的設(shè)計構(gòu)想。NGB的建設(shè)解決了社區(qū)家庭接入網(wǎng)絡(luò)的帶寬限制，使得個人家庭的接入網(wǎng)最高可達幾十兆比特/秒。NGB能夠支持?jǐn)?shù)據(jù)、音頻、視頻業(yè)務(wù)的統(tǒng)一運營，使得多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和互動教學(xué)變得更加方便，而且支持多種終端的接入。社區(qū)學(xué)員可以通過PC、電視等多種終端訪問網(wǎng)絡(luò)教育平臺，可以更方便地獲取學(xué)習(xí)資源。通過NGB對社區(qū)教育的推動能進一步促進中國終身教育事業(yè)的發(fā)展，進一步促進學(xué)習(xí)型社會的形成，提高綜合國力。

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