基于微服務(wù)架構(gòu)的一體化教學(xué)平臺研究與實(shí)踐

何 佳

（懷化學(xué)院信息管理中心 湖南·懷化 418000）

0 引言

在大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新技術(shù)與教育深度融合的背景下，教育信息化正迎來重大歷史發(fā)展機(jī)遇，學(xué)校已逐步從數(shù)字化校園時代邁向智慧校園時代，向著網(wǎng)絡(luò)化、移動化、智能化、開放化、個性化的方向迅速發(fā)展。微服務(wù)架構(gòu)作為當(dāng)下流行的一種云原生的軟件架構(gòu)風(fēng)格，能夠以更加靈活、輕便、松耦合的方式來構(gòu)建復(fù)雜的應(yīng)用，為傳統(tǒng)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)型提供了可行的技術(shù)路線。本文基于微服務(wù)架構(gòu)對傳統(tǒng)教學(xué)平臺的架構(gòu)轉(zhuǎn)型進(jìn)行研究，提出了業(yè)務(wù)管理運(yùn)行流暢、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、身份識別靈活全面、信息展示豐富完善的綜合教學(xué)管理信息平臺建設(shè)方案。

1 一體化教學(xué)平臺建設(shè)思路

1.1 建設(shè)目標(biāo)

一體化教學(xué)平臺將智慧教學(xué)系統(tǒng)、在線考試系統(tǒng)、教務(wù)管理系統(tǒng)、評價系統(tǒng)、資源庫平臺進(jìn)行整合，充分實(shí)現(xiàn)教學(xué)、考試、管理、評價、資源的無縫對接，并以符合學(xué)校教學(xué)改革發(fā)展需要的現(xiàn)代教育思想為指導(dǎo)，合理規(guī)劃、統(tǒng)籌安排，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流和信息流的有效轉(zhuǎn)化與對接。通過信息化技術(shù)手段，從在線教學(xué)、在線考試、教務(wù)管理、評價分析、資源建設(shè)等多方面著手，實(shí)現(xiàn)“信息孤島”的整合與數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，以集成創(chuàng)新、梯度擴(kuò)展為優(yōu)勢，通過深度整合將原先分散的、獨(dú)立的各個管理系統(tǒng)集中起來，統(tǒng)一應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)一加一大于二的創(chuàng)新優(yōu)勢。

1.2 建設(shè)意義

對于師生：通過一體化教學(xué)平臺的簡單操作即可完成教學(xué)相關(guān)的所有流程，無需花費(fèi)大量的時間熟悉、使用各個平臺和系統(tǒng)，避免在多個平臺搜索資源，能較大程度提升老師的工作效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

對于督導(dǎo)：能更加方便高效的對線上教學(xué)情況進(jìn)行監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程聽評課，同時通過對大量教學(xué)客觀數(shù)據(jù)地統(tǒng)計分析，使教學(xué)評價更加公平、公正。

對于管理者：可對師生使用信息化手段進(jìn)行教學(xué)、學(xué)習(xí)、辦公的全過程進(jìn)行數(shù)據(jù)跟蹤，為教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控與管理提供數(shù)據(jù)的分析展現(xiàn)，為學(xué)校的科學(xué)決策、工作考核與評估提供數(shù)據(jù)支撐。統(tǒng)計數(shù)據(jù)以全流程多維度的方式，貫穿課前課中課后、融合線上線下、打通課內(nèi)課外，以教學(xué)數(shù)據(jù)為總線，服務(wù)于教學(xué)評估。

2 微服務(wù)架構(gòu)簡介

微服務(wù)架構(gòu)是當(dāng)下流行的軟件架構(gòu)風(fēng)格。該架構(gòu)將復(fù)雜的單塊應(yīng)用分解成一組小而專一、耦合度低、高度自治的服務(wù)；每個服務(wù)圍繞各自業(yè)務(wù)功能確定服務(wù)邊界，獨(dú)立開發(fā)、測試、部署；每個服務(wù)都是單獨(dú)的應(yīng)用，運(yùn)行于獨(dú)立進(jìn)程中；使用和語言無關(guān)的輕量級通信機(jī)制，相互協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)完整系統(tǒng)功能；每個服務(wù)僅關(guān)注和完成某個特定功能，一個功能代表一個小的業(yè)務(wù)能力。微服務(wù)架構(gòu)通過有效拆分復(fù)雜單塊應(yīng)用，降低系統(tǒng)耦合度，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用敏捷開發(fā)和靈活擴(kuò)展。越是在規(guī)模龐大的軟件項(xiàng)目中，微服務(wù)架構(gòu)優(yōu)勢就越明顯。

3 微服務(wù)架構(gòu)在一體化教學(xué)平臺中的應(yīng)用

3.1 建設(shè)內(nèi)容

一體化教學(xué)平臺涉及到教學(xué)、考試、管理、評價、資源五大業(yè)務(wù)系統(tǒng)，如何將這五大系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)整合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通，界面友好、管理高度統(tǒng)一，成為一體化教學(xué)平臺建設(shè)中要解決的主要問題。

針對以上問題，基于最新的微服務(wù)理念，依托互聯(lián)網(wǎng)云計算基礎(chǔ)設(shè)置，以微應(yīng)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)單位全景業(yè)務(wù)的綜合管理平臺，集教育教學(xué)、德育、管理、資源與工具為一體，師生用戶可以通過平臺管理中心自由挑選組裝微應(yīng)用的模塊，打造個性化應(yīng)用集群，滿足個性化、多樣化需求，提高管理效率。

3.2 整體架構(gòu)

基于微服務(wù)架構(gòu)的一體化教學(xué)平臺應(yīng)具有先進(jìn)性、可移植性、開放性和兼容性，總體規(guī)劃如下圖所示：

圖1：一體化教學(xué)平臺整體規(guī)劃

平臺基于微服務(wù)體系架構(gòu)，其核心機(jī)制是降低各應(yīng)用間的耦合性，實(shí)現(xiàn)高度靈活的可持續(xù)建設(shè)能力，并可在一套完整的底層服務(wù)上擴(kuò)展新的應(yīng)用場景，即在不影響原有業(yè)務(wù)的情況下，迅速開發(fā)新的微應(yīng)用開展新業(yè)務(wù)。將復(fù)雜的系統(tǒng)分解為一個個微應(yīng)用，去完成各個場景的業(yè)務(wù)閉環(huán)，同時這些微應(yīng)用的數(shù)據(jù)和管理又統(tǒng)一在同一平臺上，可以實(shí)現(xiàn)線上線下、教學(xué)教務(wù)、課程資源幾個方面的深度融合。

微服務(wù)架構(gòu)通過以下幾個基礎(chǔ)服務(wù)為一體化教學(xué)平臺提供持續(xù)的生產(chǎn)能力：

（1）統(tǒng)一用戶系統(tǒng)。提供組織架構(gòu)管理，為通訊錄以及其他業(yè)務(wù)提供用戶架構(gòu)體系支持，提供對用戶基本信息、用戶擴(kuò)展屬性的管理，同時為所有使用用戶信息的服務(wù)提供數(shù)據(jù)支持。

（2）統(tǒng)一應(yīng)用管理?？赏ㄟ^對應(yīng)用進(jìn)行個性化配置，實(shí)現(xiàn)符合實(shí)際業(yè)務(wù)場景閉環(huán)，用戶可從應(yīng)用市場選擇添加，或者自建應(yīng)用上傳，并經(jīng)過分類管理實(shí)現(xiàn)pc端、移動端的應(yīng)用展示，同時可對應(yīng)用的使用權(quán)限進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)不同人群使用不同應(yīng)用的目的。

（3）統(tǒng)一界面管理。平臺為多個應(yīng)用場景以及應(yīng)用平臺提供統(tǒng)一配置的管理服務(wù)，該服務(wù)可對pc端門戶體系、個人空間、移動端界面進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)自主化的界面展示管理。

（4）數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心提供標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接入準(zhǔn)則，為接入的微應(yīng)用提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)載體，管理員可全面掌握全平臺業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行數(shù)據(jù)分析或者二次利用。

4 懷化學(xué)院教學(xué)管理信息化實(shí)踐

懷化學(xué)院原有教學(xué)綜合管理平臺建設(shè)年代較早，技術(shù)架構(gòu)落后，且各子系統(tǒng)業(yè)務(wù)相對獨(dú)立。在近幾年的信息化建設(shè)中也嘗試進(jìn)行業(yè)務(wù)融合，但由于業(yè)務(wù)復(fù)雜性及單塊架構(gòu)局限性，未能將教學(xué)業(yè)務(wù)真正融合，現(xiàn)已無法適應(yīng)新時代高校教學(xué)改革需求，因此急需通過微服務(wù)架構(gòu)來構(gòu)建一體化教學(xué)平臺，支撐智慧校園建設(shè)目標(biāo)下的業(yè)務(wù)融合應(yīng)用。規(guī)劃的建設(shè)內(nèi)容如下：

4.1 智慧教學(xué)系統(tǒng)

基于慕課理念搭建新一代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合服務(wù)平臺，以“平臺+資源+服務(wù)”為基本理念，以學(xué)習(xí)空間為平臺支撐，整合海量教學(xué)資源，同時配備第三方的金牌客戶服務(wù)團(tuán)隊(duì)，讓資源展示、教學(xué)支持、師生互動等都能協(xié)同發(fā)揮最大作用。本著先進(jìn)易用、成熟穩(wěn)定、靈活可擴(kuò)展、安全可靠的原則，為師生提供全方位的一站式網(wǎng)絡(luò)教學(xué)服務(wù)，為學(xué)校量身打造一個能輔助培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、提升老師教學(xué)效率、優(yōu)化學(xué)校教學(xué)管理的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合服務(wù)平臺。

4.2 在線考試系統(tǒng)

通過移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與大數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無紙化考試、考試數(shù)據(jù)智能智能分析的功能，將高校信息化考試系統(tǒng)連貫成一個無縫的交互系統(tǒng)，完美實(shí)現(xiàn)了針對高校的課堂教學(xué)與無紙化考試一體模式，有效地解決教師線下課程教學(xué)、線上無紙化智能組卷，學(xué)生線下學(xué)習(xí)、線上考試、實(shí)時數(shù)據(jù)分析、反饋、評估等全流程環(huán)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的整合?？荚囅到y(tǒng)支持網(wǎng)頁端考試、客戶端考試及移動端考試，全面滿足師生的使用需求。

4.3 教務(wù)教學(xué)一體化

教務(wù)教學(xué)一體化已成為必然，現(xiàn)借助強(qiáng)大的微服務(wù)平臺，將教務(wù)系統(tǒng)與教學(xué)平臺、考試系統(tǒng)進(jìn)行深度整合，在教務(wù)系統(tǒng)完成排課之后自動將師生數(shù)據(jù)、課表數(shù)據(jù)、選課數(shù)據(jù)等信息同步到教學(xué)平臺中，師生直接根據(jù)教務(wù)系統(tǒng)的教學(xué)安排進(jìn)行在線教學(xué)，教學(xué)結(jié)束之后也可將教學(xué)平臺產(chǎn)生的教學(xué)數(shù)據(jù)與成績數(shù)據(jù)返回到教務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的閉環(huán)。在教務(wù)系統(tǒng)完成排考之后也可將考務(wù)數(shù)據(jù)直接對接到考試系統(tǒng)中，學(xué)生在考試系統(tǒng)完成考試后考試數(shù)據(jù)和考試成績也將同步至教務(wù)系統(tǒng)。

4.4 大數(shù)據(jù)分析

大數(shù)據(jù)中心將采集包括泛雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、學(xué)習(xí)通移動學(xué)習(xí)平臺、教學(xué)資源庫、爾雅通識課、頂崗實(shí)習(xí)、評價系統(tǒng)、智慧教室以及第三方平臺在教學(xué)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的全部數(shù)據(jù)，即時使用信息化手段對教學(xué)的全過程進(jìn)行數(shù)據(jù)的跟蹤管理，后臺進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯總，以期進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。統(tǒng)計數(shù)據(jù)以全流程多維度的方式，貫穿課前課中課后，融合線上線下、打通課內(nèi)課外，以教學(xué)數(shù)據(jù)為總線，服務(wù)于教學(xué)評估。最終實(shí)現(xiàn)學(xué)校教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控與管理提供數(shù)據(jù)的分析展現(xiàn)，實(shí)時為學(xué)校的科學(xué)決策提供數(shù)據(jù)支撐。

4.5 教學(xué)評價系統(tǒng)

智慧評教解決傳統(tǒng)評教活動中反饋的教學(xué)問颙滯后性的難題，為過程評價的實(shí)施提供有效解決方案，學(xué)生可以在課后為教師進(jìn)行評價，教師可以借助網(wǎng)絡(luò)快速、便捷地收集學(xué)生的反饋信息，為自身教學(xué)改進(jìn)提供數(shù)據(jù)反饋。移動評教同樣方便學(xué)生評教、同行評教、督導(dǎo)評教、領(lǐng)導(dǎo)評教活動的進(jìn)行。系統(tǒng)針對不同的評價活動設(shè)定不同的評價體系，全方位滿足學(xué)校實(shí)際評教活動中靈活多變的評教需求。

4.6 教學(xué)資源庫

以課程為中心，整合教師的自有資源、學(xué)校的現(xiàn)有資源、云端的教學(xué)資源和網(wǎng)絡(luò)公開資源，強(qiáng)化應(yīng)用功能和共享機(jī)制設(shè)計，包括課程資料庫建設(shè)、題庫建設(shè)、作業(yè)庫建設(shè)、試卷庫建設(shè)。實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的存儲與調(diào)用，有效確保教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)水平的提升。平臺能無縫對接海量在線資源，在線查找并添加與課程相關(guān)的學(xué)術(shù)視頻、教材教參、文獻(xiàn)資料，推薦給學(xué)生直接在線閱讀和觀看。

5 結(jié)束語

近年來,在“互聯(lián)網(wǎng)＋教育”的背景下,高校的教學(xué)理念、教學(xué)模式正逐步發(fā)生變革,而新冠肺炎疫情的發(fā)生很可能會加快教學(xué)方式的改革,繼而改變教學(xué)管理模式，基于微服務(wù)的一體化教學(xué)平臺建設(shè)是高校實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)、開展教學(xué)改革的關(guān)鍵與核心。為了更好地推進(jìn)教學(xué)管理業(yè)務(wù)融合，加速一體化教學(xué)平臺建設(shè)，本文采用微服務(wù)架構(gòu)并通過實(shí)際案例，展示轉(zhuǎn)型實(shí)踐中的系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)和具體實(shí)施方案?；谖⒎?wù)架構(gòu)的一體化教學(xué)平臺能夠靈活應(yīng)對持續(xù)增加的系統(tǒng)復(fù)雜性，快速響應(yīng)新形勢下的一體化教學(xué)管理需求，為高校實(shí)現(xiàn)智慧校園業(yè)務(wù)融合奠定基礎(chǔ)。