面向多元需求的一站式課后服務(wù)管理平臺(tái)架構(gòu)

摘要：課后服務(wù)已成為解決學(xué)生課后托管難題的重要方式。由于課后服務(wù)參與主體多、服務(wù)內(nèi)容繁雜、數(shù)據(jù)交互頻繁，現(xiàn)有的課后服務(wù)模式普遍存在學(xué)習(xí)效率不高、教學(xué)資源利用率低、師生交流不暢等問(wèn)題。為滿足多元化的課后服務(wù)需求，文章提出一種面向多元需求的一站式課后服務(wù)管理平臺(tái)架構(gòu)，旨在提供更優(yōu)質(zhì)、高效、安全的課后服務(wù)。

關(guān)鍵詞：課后服務(wù)；多元需求；云計(jì)算；多機(jī)部署

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2024）35-0125-03開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

0引言

課后服務(wù)是一種為中小學(xué)生提供的延伸教育服務(wù)，旨在解決放學(xué)與下班“時(shí)間差”問(wèn)題[1]。課后服務(wù)的主體包括教師和學(xué)生，服務(wù)內(nèi)容涵蓋作業(yè)輔導(dǎo)、自主閱讀、興趣拓展、社團(tuán)活動(dòng)等，旨在利用學(xué)校的資源優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生提供多樣化的服務(wù)。課后服務(wù)平臺(tái)是指為課后服務(wù)提供課程資源、技術(shù)支撐、管理支持、數(shù)據(jù)分析等功能的綜合性平臺(tái)[2]。

然而，現(xiàn)有的課后服務(wù)平臺(tái)普遍存在多樣性不足、安全性不強(qiáng)、交互性不好、便捷性不夠、教學(xué)效果不佳、智能化水平不高等問(wèn)題[3-5]。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，云計(jì)算在教育領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了教育云的發(fā)展[6]。本文提出的一站式課后服務(wù)管理平臺(tái)，旨在提供課程豐富、安全可靠、操作便捷、互動(dòng)強(qiáng)化、統(tǒng)計(jì)精準(zhǔn)、管理智能的課后服務(wù)。

1課后服務(wù)平臺(tái)現(xiàn)狀分析

“雙減”政策實(shí)施以來(lái)，學(xué)校對(duì)高質(zhì)量課后服務(wù)的需求日益增長(zhǎng)，家長(zhǎng)的需求也隨之增加，直接推動(dòng)了課后服務(wù)市場(chǎng)的擴(kuò)展。目前，學(xué)而思網(wǎng)校、好未來(lái)等知名在線教育平臺(tái)[7]也在積極布局課后服務(wù)市場(chǎng)，但面臨激烈的競(jìng)爭(zhēng)。課后服務(wù)平臺(tái)的服務(wù)質(zhì)量是用戶選擇的重要參考因素之一，直接影響著用戶的滿意度和忠誠(chéng)度[8]。隨著科技的不斷發(fā)展，課后服務(wù)平臺(tái)也在不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，如利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)[9-10]，為用戶提供更加個(gè)性化的服務(wù)。

然而，由于市場(chǎng)準(zhǔn)入門(mén)檻較低，部分小型機(jī)構(gòu)或個(gè)人研發(fā)的平臺(tái)存在服務(wù)質(zhì)量參差不齊、監(jiān)管缺位、內(nèi)容單一等問(wèn)題。此外，部分平臺(tái)還存在用戶體驗(yàn)不佳、課程安排沖突、收費(fèi)監(jiān)管漏洞等問(wèn)題[11]。部分平臺(tái)缺乏安全保障措施，存在學(xué)習(xí)內(nèi)容審核不嚴(yán)、學(xué)生信息泄露等安全隱患。因此，亟須研究和開(kāi)發(fā)安全、高效、優(yōu)質(zhì)的課后服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)。

2課后服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本文基于云服務(wù)模式設(shè)計(jì)的課后服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)主要包含以下三個(gè)層面，三個(gè)層面之間的關(guān)系如圖1所示。

1）師生互動(dòng)合作平臺(tái)。該平臺(tái)旨在構(gòu)建友好靈活的互動(dòng)合作環(huán)境，為師生提供便捷的交流互動(dòng)工具。其功能涵蓋：實(shí)時(shí)溝通工具、小組學(xué)習(xí)支持、研究型學(xué)習(xí)支持、問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)習(xí)支持以及可擴(kuò)展的教學(xué)與學(xué)習(xí)活動(dòng)模塊。

2）教與學(xué)支撐與追蹤平臺(tái)。該平臺(tái)通過(guò)整合資源中心、教學(xué)設(shè)計(jì)和課程管理等系統(tǒng)，構(gòu)建虛擬化的教育教學(xué)環(huán)境。其功能涵蓋：為教師提供基于學(xué)科特點(diǎn)和教學(xué)模式的集成化教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)境；為學(xué)生提供集成化的學(xué)習(xí)環(huán)境，并追蹤和記錄師生的行為數(shù)據(jù)，用于后續(xù)的統(tǒng)計(jì)分析。

3）在線與離線學(xué)習(xí)環(huán)境平臺(tái)。該平臺(tái)支持在線和離線學(xué)習(xí)方式，并通過(guò)終端軟件收集和分析學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)。其功能涵蓋：為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)內(nèi)容推薦；為教師提供多樣化的教學(xué)模式模板、工具和服務(wù)。

3課后服務(wù)平臺(tái)詳細(xì)設(shè)計(jì)

課后服務(wù)平臺(tái)采用“云+端”的模式，設(shè)計(jì)了三層云端應(yīng)用，總體功能設(shè)計(jì)如圖2所示。

1）教育云基礎(chǔ)服務(wù)平臺(tái)層。該層是底層基礎(chǔ)設(shè)施層，利用云計(jì)算技術(shù)，通過(guò)提供虛擬化的計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)資源，為上層應(yīng)用提供穩(wěn)定、高效、安全的接口及應(yīng)用服務(wù)。

2）基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)層。該層是中間層，位于基礎(chǔ)設(shè)施層之上、應(yīng)用層之下，主要提供軟件開(kāi)發(fā)、測(cè)試、部署和管理的平臺(tái)，以及一系列開(kāi)發(fā)工具和基礎(chǔ)服務(wù)，高效地構(gòu)建、運(yùn)行和管理應(yīng)用程序。

3）教學(xué)應(yīng)用體系層。該層是最接近用戶的應(yīng)用層，直接面向教師和學(xué)生，提供豐富的教學(xué)應(yīng)用功能。該層可利用下層提供的基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)，根據(jù)教學(xué)需求擴(kuò)展教學(xué)應(yīng)用體系中的功能。

云基礎(chǔ)服務(wù)平臺(tái)層和基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)層的目標(biāo)是支撐教學(xué)應(yīng)用。基于底層提供的服務(wù)支撐，教學(xué)應(yīng)用層可以拓展個(gè)性化服務(wù)。例如：

1）虛擬化教與學(xué)環(huán)境?？商峁└S富的教學(xué)資源庫(kù)、更高效的互動(dòng)教學(xué)以及更智能的行為記錄。

2）互動(dòng)教學(xué)環(huán)境。支持教師、學(xué)生、家長(zhǎng)等各個(gè)角色之間的多維度互動(dòng)，增強(qiáng)教學(xué)過(guò)程中的交流與協(xié)作。

3）多維評(píng)價(jià)。自動(dòng)記錄學(xué)習(xí)行為，提取觀察點(diǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)評(píng)價(jià)量規(guī)進(jìn)行管理和計(jì)算，形成對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)和學(xué)習(xí)能力的評(píng)估，以及對(duì)教師教育成果和教育能力的評(píng)估。在課后服務(wù)平臺(tái)中，評(píng)估、調(diào)整和實(shí)施的過(guò)程是循環(huán)往復(fù)的。通過(guò)這樣的反復(fù)優(yōu)化，更好地制訂適合學(xué)生的學(xué)習(xí)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)，從而達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)。

4多機(jī)部署架構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

隨著平臺(tái)用戶規(guī)模和流量的增長(zhǎng)，單機(jī)部署模式受限于硬件資源，在高峰期可能出現(xiàn)任務(wù)堆積，導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降，影響用戶體驗(yàn)。為解決上述問(wèn)題，本文采用基于Docker容器的多機(jī)部署架構(gòu)。Docker容器技術(shù)具有快捷、高效、靈活的特點(diǎn)，能夠提高資源利用率，降低運(yùn)維成本，廣泛應(yīng)用于持續(xù)集成與持續(xù)部署、微服務(wù)等場(chǎng)景。課后服務(wù)Docker容器多機(jī)部署架構(gòu)如圖3所示。

課后服務(wù)平臺(tái)采用云計(jì)算與本地端結(jié)合的整體架構(gòu)，支持學(xué)生在校內(nèi)和校外訪問(wèn)。在校內(nèi)，通過(guò)無(wú)線雙層網(wǎng)絡(luò)，為學(xué)校師生提供專用的WLAN網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生和教師可以通過(guò)專用筆記本電腦、Pad等移動(dòng)設(shè)備的無(wú)線網(wǎng)卡功能接入課后服務(wù)平臺(tái)。在校外，平臺(tái)為電子課件、學(xué)校資源服務(wù)器等提供了互聯(lián)網(wǎng)專線接入。系統(tǒng)部署設(shè)計(jì)如圖4所示。

學(xué)校資源服務(wù)器的內(nèi)容包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、數(shù)字化教學(xué)資源、信息資源共享、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)等。

1）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理。存儲(chǔ)大量教學(xué)和管理數(shù)據(jù)；通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)和備份機(jī)制保證數(shù)據(jù)的安全性和可靠性；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、整理和統(tǒng)計(jì)。

2）數(shù)字化教學(xué)資源。包含在線課程、數(shù)字教材、實(shí)驗(yàn)資源和學(xué)術(shù)報(bào)告等；對(duì)結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)籌管理。

3）信息資源共享。集中存儲(chǔ)教師和學(xué)生的教材、教案等資料，便于資源共享和傳遞。

4）網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)。搭建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，提供網(wǎng)絡(luò)課堂、在線測(cè)試等功能，支持學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。

學(xué)校資源服務(wù)器的功能包括高效的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、數(shù)據(jù)安全與管理、支持教學(xué)和科研活動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)備份。

1）高效的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。連接校園網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，支持在線教學(xué)資源的訪問(wèn)；控制和管理網(wǎng)絡(luò)帶寬，確保網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)穩(wěn)定流暢。

2）數(shù)據(jù)安全與管理。保護(hù)學(xué)校的重要數(shù)據(jù)，包括學(xué)生信息和教學(xué)資源；實(shí)施數(shù)據(jù)備份，防止數(shù)據(jù)丟失或損壞，確保數(shù)據(jù)的持續(xù)保護(hù)。

3）支持教學(xué)和科研活動(dòng)。提供計(jì)算資源和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，支持科研項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行；安裝教育應(yīng)用和平臺(tái)，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和科研活動(dòng)。

4）網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)據(jù)備份。保障學(xué)校網(wǎng)絡(luò)及個(gè)人信息安全，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)備份。

5結(jié)論

本文基于云計(jì)算、Docker容器多機(jī)部署等技術(shù)，構(gòu)建了一種面向多元需求的一站式課后服務(wù)管理平臺(tái)架構(gòu)。在實(shí)際應(yīng)用中，該平臺(tái)提供了更安全、高效、滿足多元需求的課后服務(wù)。

未來(lái)研究方向包括：

1）深入研究跨平臺(tái)技術(shù)框架，加快開(kāi)發(fā)iOS、droid、Harmony等原生應(yīng)用，為用戶提供更好的使A用n?體驗(yàn)。

2）優(yōu)化平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提升帶寬容量，確保平臺(tái)的穩(wěn)定性和安全性，滿足更大用戶規(guī)模的需求。

3）深入研究教育城域網(wǎng)的核心業(yè)務(wù)云服務(wù)架構(gòu)、在線和離線學(xué)習(xí)環(huán)境、師生互動(dòng)技術(shù)、教學(xué)支持與跟蹤技術(shù)、課后服務(wù)課程內(nèi)容審核、課后服務(wù)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)等方面的內(nèi)容。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】