數(shù)字校園離線學(xué)習(xí)支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

韓金

隨著沈陽(yáng)電化教育館網(wǎng)絡(luò)電視臺(tái)課件資源管理系統(tǒng)及在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的日益完善，為了擴(kuò)大教育資源的利用率，以便讓學(xué)生在無網(wǎng)絡(luò)條件的情況下也可以學(xué)習(xí)到課件資源，真正實(shí)現(xiàn)教育均衡化，我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)教育電視臺(tái)基礎(chǔ)上深度開發(fā)資源分發(fā)同步系統(tǒng)及離線學(xué)習(xí)平臺(tái)應(yīng)用，讓學(xué)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(dòng)機(jī)頂盒設(shè)備接上電視機(jī)就可以進(jìn)行學(xué)習(xí)和考試練習(xí)，從而為學(xué)生在不能直接連接網(wǎng)絡(luò)教育電視臺(tái)服務(wù)器的情況下進(jìn)行學(xué)習(xí)提供了有效的解決方案。

● 離線學(xué)習(xí)支撐系統(tǒng)的流程

我們提出的離線學(xué)習(xí)支撐系統(tǒng)的流程為：網(wǎng)絡(luò)教育電視臺(tái)將課件、考試信息、資源打包生成分發(fā)策略→學(xué)校終端服務(wù)器進(jìn)行智能同步下載→學(xué)生終端接入機(jī)柜，自動(dòng)獲取下載課件及考試信息或資源→將學(xué)生終端接上電視機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)考評(píng)。

● 主要功能介紹

1.中心平臺(tái)

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(cè)模式將各個(gè)學(xué)校、學(xué)生終端管理起來，同時(shí)可監(jiān)視各個(gè)終端的運(yùn)行狀態(tài)。設(shè)計(jì)合理的內(nèi)容推送機(jī)制，包括時(shí)間范圍，推送（推、拉模式）方式等。提供完善的課程統(tǒng)計(jì)，學(xué)校終端相關(guān)統(tǒng)計(jì)，盒子同步學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)統(tǒng)計(jì)。

2.學(xué)校終端平臺(tái)

可以與中心平臺(tái)進(jìn)行智能化資源同步及資源互動(dòng)分享，同時(shí)也可以自行添加本校的個(gè)性化資源和考評(píng)試題，設(shè)置針對(duì)不同年級(jí)學(xué)科的個(gè)性化推送內(nèi)容策略，對(duì)學(xué)生終端進(jìn)行管理，對(duì)終端接收、下載、觀看、考試信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3.學(xué)生終端（離線學(xué)習(xí)設(shè)備端）

該終端基于Android操作系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)定制，制作離線學(xué)習(xí)應(yīng)用APP，可實(shí)現(xiàn)課程列表展示、課程離線觀看、學(xué)習(xí)視頻考評(píng)信息交互，學(xué)習(xí)及考評(píng)信息記錄，終端APP自動(dòng)檢測(cè)更新等。

● 技術(shù)創(chuàng)新特點(diǎn)

1.關(guān)鍵技術(shù)?

◇課程打包技術(shù)：將現(xiàn)有學(xué)校終端服務(wù)器上的課程信息的課程資源及考試信息,進(jìn)行打包形成分發(fā)信息包，其中包含課程中對(duì)應(yīng)的視頻、試題、介紹、圖片等信息。

◇智能分發(fā)同步技術(shù)：中心平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)全網(wǎng)學(xué)校終端的管理，實(shí)現(xiàn)學(xué)校節(jié)點(diǎn)的智能下載技術(shù)，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)學(xué)校節(jié)點(diǎn)的主動(dòng)上傳等全網(wǎng)資源智能管理分享技術(shù)。

◇Android開發(fā)技術(shù)：采用Android主流開發(fā)語(yǔ)言進(jìn)行離線功能應(yīng)用的開發(fā)。

◇離線學(xué)習(xí)應(yīng)用技術(shù)：首次在學(xué)生終端上需要安裝客戶端APP，學(xué)生終端聯(lián)網(wǎng)時(shí)應(yīng)用程序可自動(dòng)下載教師設(shè)定的需要接收的內(nèi)容（個(gè)性化推送策略定義），然后學(xué)生就可以在學(xué)生終端設(shè)備上進(jìn)行課件學(xué)習(xí)、考試自測(cè)和資源下載展示，學(xué)生終端將學(xué)習(xí)和考試的信息記錄到設(shè)備的數(shù)據(jù)庫(kù)中，聯(lián)網(wǎng)時(shí)自動(dòng)上傳至學(xué)校終端服務(wù)器上，使學(xué)生更好地了解自己的學(xué)習(xí)情況。

◇離線學(xué)習(xí)客戶端自動(dòng)更新技術(shù)：學(xué)校終端服務(wù)器如有較新的客戶端版本或者有資源需要推送時(shí)，學(xué)生終端里的離線學(xué)習(xí)客戶端程序具有網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)檢測(cè)功能，網(wǎng)絡(luò)在線后將自動(dòng)從學(xué)校終端服務(wù)器上下載客戶端新版，同時(shí)自動(dòng)更新需要下載的課程資源；在線時(shí)也自動(dòng)地將離線學(xué)習(xí)考評(píng)記錄自動(dòng)上傳至服務(wù)器。

◇移動(dòng)sqlite數(shù)據(jù)庫(kù)的使用：學(xué)生終端設(shè)備上的離線學(xué)習(xí)考評(píng)信息存儲(chǔ)和使用都是建立在sqlite數(shù)據(jù)庫(kù)之上，通過離線客戶端應(yīng)用程序直接對(duì)sqlite庫(kù)進(jìn)行信息的創(chuàng)建和整刪改查。

2.技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

（1）系統(tǒng)服務(wù)監(jiān)控機(jī)制

程序會(huì)檢測(cè)服務(wù)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(wù)意外停止的時(shí)候，程序會(huì)自動(dòng)將服務(wù)重新創(chuàng)建，并繼續(xù)讀取對(duì)應(yīng)的目錄信息。

（2）不依賴第三方插件

離線學(xué)習(xí)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(shí)現(xiàn)界面的自適應(yīng)屏幕大小、在線播放流媒體文件、在線預(yù)覽圖片、在線多線程下載文件等功能。

● 實(shí)施技術(shù)思路

1.打造離線學(xué)習(xí)支撐平臺(tái)

本系統(tǒng)采用主流媒體播放技術(shù)、CDN智能分發(fā)技術(shù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)（如MYSQL）、主流軟件開發(fā)技術(shù)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，充分考慮無網(wǎng)絡(luò)情況下可以便捷進(jìn)行課程學(xué)習(xí)考評(píng)。

2.統(tǒng)一平臺(tái)

因?yàn)橐浞挚紤]到中心平臺(tái)和學(xué)校具體的業(yè)務(wù)需要，要充分保證數(shù)據(jù)的同步共享和功能互操作，同時(shí)平臺(tái)還要具備良好的可維護(hù)性和擴(kuò)展性。因此，本系統(tǒng)采用統(tǒng)一的基礎(chǔ)平臺(tái)，包括操作系統(tǒng)平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)、CDN分發(fā)系統(tǒng)平臺(tái)、流媒體綜合應(yīng)用平臺(tái)。采用統(tǒng)一平臺(tái)，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(jí)擴(kuò)展時(shí)大量的維護(hù)工作量，保證系統(tǒng)的一致性和穩(wěn)定性。

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

基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)現(xiàn)空間與非空間數(shù)據(jù)關(guān)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(chǔ)，可以方便地采用數(shù)據(jù)庫(kù)逆向工程的方法自動(dòng)提取元數(shù)據(jù)，因此，可以方便地實(shí)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(tái)

中心平臺(tái)的元數(shù)據(jù)除管理業(yè)務(wù)公用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)外，還要管理各個(gè)學(xué)校子系統(tǒng)可以共享數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成提供服務(wù)。

5.面向服務(wù)的軟件架構(gòu)（SOA）的應(yīng)用

根據(jù)平臺(tái)公用性和基礎(chǔ)性的特點(diǎn)，系統(tǒng)軟件架構(gòu)將盡可能采用面向服務(wù)的軟件架構(gòu)SOA（Service-Oriented Architecture）。系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)過程中盡可能將系統(tǒng)提供對(duì)外服務(wù)的應(yīng)用程序功能封裝和發(fā)布為Web服務(wù)（Web Service），通過服務(wù)注冊(cè)和服務(wù)目錄，向服務(wù)消費(fèi)者（各種組件或部門的應(yīng)用系統(tǒng)）提供Web服務(wù)，使系統(tǒng)的功能可以采用松耦合的方式實(shí)現(xiàn)集成，并使平臺(tái)提供功能服務(wù)具有可擴(kuò)展性。

《?。∥蚁氲搅恕穼趨⒖即鸢?/p>

無限的無線傳輸：短波無線電其實(shí)早已被無線電愛好者利用成為計(jì)算機(jī)無線網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用，只不過目前接收發(fā)送設(shè)備價(jià)格比較昂貴；激光數(shù)據(jù)傳輸已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)可行，而且可以實(shí)現(xiàn)太空和地球之間的高速數(shù)據(jù)傳輸；用海面浮標(biāo)傳輸無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，也已有成功的案例；谷歌公司也曾經(jīng)成功試驗(yàn)過用氣球來提供無線網(wǎng)信號(hào)。

在線的在線服務(wù)：在線運(yùn)行瀏覽器瀏覽網(wǎng)頁(yè)，可能會(huì)有許多理由。例如，某些數(shù)碼設(shè)備的運(yùn)算能力有限，可以聯(lián)上網(wǎng)絡(luò)后，借用運(yùn)算能力更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上的瀏覽器，實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)功能的網(wǎng)絡(luò)瀏覽，其原理和以往大型計(jì)算機(jī)終端的運(yùn)行方式類似。同樣的道理，在網(wǎng)絡(luò)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(yùn)行的瀏覽器進(jìn)行中轉(zhuǎn)，以訪問某些資源，一個(gè)典型的例子就是，在某些只有電話線撥號(hào)上網(wǎng)的地區(qū)，人們可以利用遠(yuǎn)程終端登上服務(wù)器，然后使用LYNX瀏覽器訪問網(wǎng)頁(yè)。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(yàn)不同的瀏覽器功能，而網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)師也可以用這個(gè)工具測(cè)試自己網(wǎng)頁(yè)在不同瀏覽器中的兼容性。

無形的有形網(wǎng)絡(luò)：目前大部分網(wǎng)站服務(wù)，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(luò)項(xiàng)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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