基于云服務的私人訂制學習系統(tǒng)設計與實現

張佳倩 何明昌* 鄭 潮 沈燕芳 吳國娟

(溫州大學數學與信息科學學院，浙江 溫州 325035)

基于云服務的私人訂制學習系統(tǒng)設計與實現

張佳倩 何明昌* 鄭 潮 沈燕芳 吳國娟

(溫州大學數學與信息科學學院，浙江 溫州 325035)

近年來，隨著網絡教育成為當前教育領域的大趨勢，多家網校平臺拔地而起，但教育資源與學習效果參差不齊，針對性也不強，實時性也不夠。隨著網絡直播的興起，網絡“私人訂制”學習成為新時代網絡教育的新需求。基于云服務的私人訂制學習系統(tǒng)兼顧學習者個性化需求，體現了專業(yè)性較強的學習特點，達到一對一網絡視頻授課效果。系統(tǒng)充分利用云服務與大數據的優(yōu)勢，開辟名師預約、名師視頻、名師論壇、公告消息、資料下載等功能。

網校；私人訂制；云服務；.Ne t；移動開發(fā)

1 引言

由于時間、空間的限制，各行各業(yè)的人傾向于用網絡來獲取知識，艾瑞統(tǒng)計數據顯示，中國網絡教育市場從2010年的1654億增長至2015年的1923億元，估計2017年達到15000億元，年復合增長率達21%，線上學習成為熱潮，并以一種驚人的速度日益壯大。與此同時，私人教練、私人醫(yī)生、私人家庭教師等職業(yè)逐漸普遍，揭示著人們對私人定制教育的需求日益增強。對網絡平臺學習的調查結果顯示，92.01%的人需要一個能與老師面對面交流的學習方式，因此各行各業(yè)的學習者都渴望有一個為自身打造的學習平臺。

近年來網絡上也相繼涌現了很多學習平臺，如網易云課堂、滬江網、學大教育等，但經過調查研究和分析，這些平臺或多或少存在交互性功能不足、網上答疑功能不夠完善、覆蓋面不廣等缺點。因此很多人在嘗試線上學習的同時不得不繼續(xù)尋找線下名師，尤其像學習美術、音樂、舞蹈、健身、駕照、飛機等學習者，為了取得較好的效果，到處找名師、找關系，以期得到名師的當面指導，在這過程中無疑要付出高昂的學費，有的人甚至要去很遠的地方求師，這很難解決求學與正常工作學習的沖突，線上線下的雙向負擔會導致很多學習者因為種種原因喪失繼續(xù)學習的興趣。各式的在線教育產品不斷新增的同時，也有很多在不斷消亡，傳統(tǒng)網絡學習平臺要想繼續(xù)占據市場優(yōu)勢必須謀求變革。近年混合學習、泛在學習、游戲化學習、個性化學習、終身學習等學習理念一直為人們所熱議。2015年《地平線報告》指出，個性化學習將成為一項困難的挑戰(zhàn)。如何支持這種廣泛性、終身性、創(chuàng)新性和非正式性的個性化學習體驗將是網絡學習平臺未來努力的方向[1]，也是本系統(tǒng)開發(fā)的目的。

為了更好地滿足用戶個性化學習需求，提高遠程教育質量，本文提出了私人訂制學習系統(tǒng)，力求解決教育資源的分布不平衡問題，實現資源的最大化合理應用。其中邀請名師加盟并與名師面對面視頻學習將會成為解決上述現實問題的有效的創(chuàng)新途徑，大大提高教學的寬度、深度，在擴大經濟效益的同時注重滿足個性化學習需求。

2 相關技術背景

2.1 技術結構

云服務是基于互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯網來提供動態(tài)易擴展且經常是虛擬化的資源。云服務的優(yōu)勢之一就是規(guī)模經濟，利用云計算供應商提供的基礎設施，同在單一的企業(yè)內開發(fā)相比，開發(fā)者能夠提供更好、更便宜和更可靠的應用；對開發(fā)者而言，升級一個云應用比傳統(tǒng)的桌面軟件更容易。只需要升級集中的應用程序，應用特征就能快速順利地得到更新，而不必手工升級組織內每臺臺式機上的單獨應用。有了云服務，一個改變就能影響運行應用的每一個用戶，這大大降低了開發(fā)者的工作量。

大數據所涉及的資料量的規(guī)模巨大到無法透過目前主流軟件工具，在合理時間內達到擷取、管理、處理、并整理成為幫助企業(yè)經營決策的各種資訊。大數據具體體現在規(guī)模性（Volume），多樣性（Variety）和高速性（Velocity）上[2]。

為了使系統(tǒng)具有更好的擴展性與可維護性，系統(tǒng)基于ASP.NET MVC/JSP三層體系構架，將整個平臺應用劃分為：模型(Model)、表示層(UI)、數據訪問層(DAL)和業(yè)務邏輯層(BLL),把一個應用的輸入、處理、流程按照Model、View、Controller的方式進行分離，這樣有利于平臺的開發(fā)、維護、部署輸出和擴展。ASP.NET MVC/JSP是微軟最新的Web應用程序開發(fā)模式，它是MVC設計模式在.NET環(huán)境下的應用,具有支持豐富的路由機制、測試驅動開發(fā)(TDD)和團隊應用程序開發(fā)等優(yōu)點。在MVC2基礎上，采用三層結構進行開發(fā)，使得系統(tǒng)層次劃分更加清晰、功能更易擴展與維護、更有利于團隊分工協作[3]。

2.2 搜索引擎優(yōu)化技術

搜索引擎優(yōu)化SEO是針對搜索引擎對網頁的檢索特點，讓網站建設各項基本要素適合搜索引擎的檢索原則，從而使搜索引擎收錄盡可能多的網頁，并在搜索引擎自然排名結果中排名靠前，最終達到網站推廣的目的。

為了能夠使目標資源在數以萬計的學習信息中脫穎而出，必須從多方面實現搜索引擎優(yōu)化，可以通過整合搜索尋找更多的機會使站點被用戶搜索到。系統(tǒng)通過與網絡教育相關的一對一、私人定制、名師、各領域專業(yè)人才等縱向與橫向相關聯的詞匯進行搜索引擎優(yōu)化。一個完整的搜索引擎，首先通過爬蟲從網絡中抓取所需網頁的過程中，自動地訪問網絡，按照一定的策略沿著網絡中的URL爬到其他的相關網頁，重復此過程直到完成任務，同時把爬到的網頁存儲起來。在爬蟲抓取各種網頁后，對網頁進行分析，如圖1所示。

圖1 搜索引擎構架流程圖

2.3 數據挖掘Apriori算法技術

系統(tǒng)創(chuàng)建一個關于目標資源的信息數據倉庫，并分析訪客的興趣、個性、偏好、要求等，形成包含一系列針對各種類型學習者的學習服務方案，并針對學習者的學習偏好、個人需求提供個性化的學習推薦，提高滿意度，贏得效益。

系統(tǒng)推薦引擎通常包括名師推薦和名師視頻推薦及資料下載推薦引擎。根據用戶的個性化需求，搜索選擇推薦不同的內容。Apriori算法流程圖如圖2所示。

圖2 Apriori算法流程圖

3 系統(tǒng)設計方案

3.1 設計理念

面向各領域各年齡各層次用戶，提供私人訂制網絡學習服務。系統(tǒng)開發(fā)了面向全民的在線針對性專業(yè)輔導、品牌課程學習、資源信息共享等特色功能，匯集全國各行專業(yè)人才等優(yōu)秀師資，致力于打造平臺品牌性和權威性，彌補了現有學習平臺的交互性功能不足、網上答疑功能不夠完善、覆蓋面不廣的缺點。平臺在下列幾個方面尋求突破：

（1）通過系統(tǒng)實現學習者與教授者的一對一交流，實現兩者的即時交流，給學習者高質量的學習服務。而目前已存在的學習網站并沒有做到私人定制高端服務。

（2）通過數據挖掘關聯規(guī)則的Apriori算法，可以為學習者與教授者智能推薦相應學習內容，實現專屬定制學習。

（3）系統(tǒng)為學習者與教授者提供附近優(yōu)秀講座、招聘信息等資源信息共享，讓用戶能有更多學習的機會。

（4）學習者、教授者、管理者實現三贏：領域名師通過系統(tǒng)展示自己技術才能，實現育人目標，提高自身知名度，并且可以實現一定的獲利。用戶通過云上私塾享受專業(yè)的高端定制學習服務，提高能力。而我們系統(tǒng)則得到了推廣，使得用戶量得以提升以及實現了一定的盈利。

（5）系統(tǒng)的開發(fā)充分考慮了電子商務和大數據的發(fā)展趨勢，確保了項目的可持續(xù)性和可行性。

3.2 設計原則

總體設計考慮到充分有效地進行系統(tǒng)集成，實現各子系統(tǒng)的管理和信息最大程度的共享，便于今后系統(tǒng)的擴充及增容等，預留未來的功能擴展接口。外網前臺系統(tǒng)要求能響應4000用戶的并發(fā)訪問，內網后臺管理要求能響應2000用戶的并發(fā)訪問。

在安全防范系統(tǒng)中所選用的各個功能子系統(tǒng)設備都具有開放的通訊接口，為系統(tǒng)數據庫設計了一套完善的保護方案，并將后臺管理系統(tǒng)搭建在內部局域網中以保安全，同時對一些重要數據進行MD5加密存儲。此外，還設計了一套嚴格的權限認證機制，保證當用戶訪問站點時系統(tǒng)的安全性。每個子系統(tǒng)以各自的主控系統(tǒng)為中心，獨立工作，同時通過集成與其它子系統(tǒng)有機地協同工作、聯動防范，構成一個完整的高校私人訂制學習系統(tǒng)。

基于ASP.NET MVC三層體系構架的開發(fā)模式，該優(yōu)化分層模型方案增加了模型部分的重用性，降低了層與層之間的耦合度，使得系統(tǒng)具有更好的可維護性。將各業(yè)務流程進行隔離，針對接口進行系統(tǒng)編程。本系統(tǒng)內部業(yè)務流程的耦合度較低，后期維護方便。

該系統(tǒng)完成后可以具備如下功能特性：后臺管理員可以對各個名師信息、學習者信息管理、一對一學習服務訂單信息管理、公告信息管理、名師論壇管理、用戶反饋管理，學習者能夠了解系統(tǒng)簽約名師、并與名師進行預約學習、查詢各專業(yè)學習資源、下載學習資源以及提交預約學習訂單。

4 系統(tǒng)架構和功能設計

4.1 系統(tǒng)整體架構介紹

在整個系統(tǒng)運作中，學習者作為需求的提出者，項目合作的教授者作為需求的完成者，而我們是系統(tǒng)的開發(fā)與管理者，審核各用戶的身份信息，確保名師質量，并且在學習者和教授者之間充當聯系協調者，為學習者和教授者的需求提供必要支持。系統(tǒng)不僅為學習者提供便利的服務，同時也為教授者提供特色服務。

系統(tǒng)業(yè)務主要分為三個方面：

（1）教授者：注冊通過系統(tǒng)驗證后，加入平臺授課行列，隨著知名度的提高，逐漸成為名師，可以自主選擇學習者，私人開設授課，開設免費論壇，具有上傳視頻文檔、資源的權利，得到授課費。

（2）學習者：注冊申請通過驗證后，成為平臺上的學員，可以預約名師，享受一對一私人在線視頻學習、視頻輔導。還可以在論壇交流學習，瀏覽相關視頻、文檔，享有資源的上傳下載、公共信息的獲取等服務。

（3）平臺管理員：審核并管理學習者、教授者的相關信息，上傳學習資源，管理論壇，發(fā)布消息，管理投訴、論壇系統(tǒng)。

系統(tǒng)架構如圖3所示：

圖3 系統(tǒng)架構圖

4.2 系統(tǒng)業(yè)務實現

系統(tǒng)采用ASP.NET MVC模式，結合HTML5、JSP進行開發(fā)，數據庫使用SQLSERVER2008，移動端實現了在android及IOS上平穩(wěn)運行。在整個系統(tǒng)中，學習者通過瀏覽我們網站界面，輸入查找條件，根據自身情況選擇心儀的名師并發(fā)起預約下單，相應名師選擇是否接受預約，預約成功后，學習者即可在線付款，然后與名師進行一對一交流學習，系統(tǒng)支持圖文、視頻交流。若選擇同城名師，還可在線付款后，選擇線下一對一學習。訂單完成后，學習者可進行評價，也可預約下一次學習，此外，學習者也可通過觀看下載名師視頻、學習資料進行學習。若學習者對此次學習服務不滿意，也可發(fā)起投訴，系統(tǒng)管理員立即進行相關協商等處理，保護雙方權益，系統(tǒng)運行主界面圖如圖4所示。

圖4 主界面圖

5 結語

系統(tǒng)通過互聯網或移動互聯網，借助便攜的終端上網設備，為用戶提供方便、快捷的移動終端私人定制學習體驗，并且利用云計算和數據挖掘技術有針對性、目的性地為學習者私人定制學習內容及其他相關信息，為名師推送相應的學習者，同時發(fā)布優(yōu)秀的學習資料、視頻、信息等相關資源，讓用戶能夠加以利用，激發(fā)學習興趣，抓住學習機會，促進學習。為廣大用戶學習者提供一個高質量、范圍廣、學習體驗優(yōu)的學習系統(tǒng)，以更好地服務社會，擴大社會效益與經濟效益。

[1]胡立如，張寶輝，周榕．從軟件進化的視角看網絡學習平臺的演變趨勢[J]．電化教育研究，2016(1)：72-78．

[2]孟小峰，慈祥．大數據管理：概念、技術與挑戰(zhàn)[J]．計算機研究與發(fā)展，2013（1）：146-169．

[3]江義火．基于A S P．NE TMV C2的三層結構應用系統(tǒng)開發(fā)研究與實現[J]．軟件導刊，2010(12)：18-20．

Design and Implementation of Private Custom Learning System Based on Cloud Service

Zhang Jiaqian He Mingchang*Zheng Chao Shen Yanfang Wu Guojuan
(Wenzhou University,Wenzhou 325035,Zhejiang)

In recent years,with the network education has become the current trend of education,a number of online school platforms have sprung up.However,these platforms are mixed in educational resources and learning effect,they can’t give targeted suggestions about study and also lack of real-time.As the rise of webcast,"private custom"learning gradually becomes a new demand of online education in the new era.The private custom learning system which is based on the cloud service takes the individual needs of learners into account,reflecting the professional learning characteristics,and even achieves one to one network video teaching effect.The system makes full use of the advantages of cloud service and big data,and opens up the functions including teacher appointment,teacher video,teacher forum,notice message,data download and so on.

network school;private custom;cloud service;.Net;mobile development

TP311.52

A

1008-6609(2017)03-0010-04

張佳倩(1994-)，女，浙江湖州人，本科，研究方向為計算機網絡。

*通訊作者：何明昌(1964-)，男，廣西賀州人，碩士，系主任，副教授，研究方向為網絡工程。

浙江省2015年度高等教育課堂教學改革項目，項目編號：k g 2015372；浙江省大學生科技創(chuàng)新活動計劃(新苗人才計劃)項目，項目編號：2016 R426013；溫州大學2015年校級精品在線開放課程立項，項目編號：9。