基于可伸缩云架构的网络教学平台

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摘 要：网络教学平台作为课堂教学的补充,可以营造良好的数字化教学环境,可以帮学生利用网络教学平台规划最佳的网络学习计划,充分利用网络学习时间形成自我控制的良好习惯,进而可以帮助学生利用网络教学平台提高自主学习能力.本文介绍了现在网络教学平台的发展状况和传统教学平台存在的入门复杂、可性不强等问题,提出了一种可伸缩的云架构教学平台模式,结合IaaS和SaaS的特点,利用虚拟化技术,设计了可伸缩的云架构教学平台模式,既具有传统教学平台的优点,又可以方便地迁移部分具有特别需求的课程,满足多元化需求.

关 键 词 ：网络教学平台；可伸缩云架构

中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2014）13-0073-02

一、网络教学平台概述

在《上海市中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中,规划了“利用现代网络技术,建设人人享有、人人利用、人人贡献的数字化优质教育资源,促进个性化学习和开放化、远程化、网络化教育,形成更为积极的、开放的学习文化,加速推进学习型社会建设”这样一个现代的教育信息化服务体系,网络教学平台就是这个体系的一个重要表现形式.[1]

网络教学平台,也称为网络教学支持平台,不仅包含了服务网络教学的硬件设备,而且包含了服务网络教学的软件系统.学生可以利用网络教学平台,规划最佳的网络学习计划,充分利用网络学习时间形成自我控制的良好习惯,进而学生可以利用网络教学平台提高自身的自主学习能力.利用网络教学平台,营造良好的数字化教学环境,不断地转变教学理念、教学模式和教学内容,从而可以极大地提高教育质量.

随着信息化技术的发展,目前很多学校都开展了网络平台的建设,比较常用的建设方式有直接采购（如Blackboard教学平台）、自行开发、采用开源平台（如Moodle平台、Sakai平台）等.[2]

二、现有网络教学平台架构的问题

目前市场上的网络教学平台,基本采用的都是“一个平台、集中建设、数据连通”的方式,即一个统一的教学平台,教师可以在平台上管理自己的课程,选课等数据通过教务系统同步到教学平台之中,这样的建设模式符合数据集中的趋势,有利于消除信息孤岛,便于管理,一定程度上满足了网络教学的需求.（见图1）

随着网络教学不断推进,这种模式也出现了一些问题,主要包括以下几个方面：

（1）集中的平台为了满足各种类型课程和各种类型教学模式的需求,设计了非常多的功能模块,这些对于大多数教师,特别是刚入门使用网络教学的教师,有一定的学习难度,影响了教师使用的积极性.

（2）对于已经熟练使用网络教学并希望实践自己教学理念的教师,现有的平台,特别是商用的教学平台在可方面又非常不便,开源的平台虽然提供了开发的接口支持,但是普通教师不太可能自己去研究如何二次开发,而社会对于开源平台的二次开发支持也存在不足.

（3）集中使用教学平台,因为所有课程都在一个平台上,会存在相互影响的问题,一些热门课程因为访问量巨大而影响其它课程的访问速度.例如某一门课程需要进行网络考试,巨大的访问量会使其它课程的访问体验下降.如果针对某些课程采取二次开发,也会影响到其它课程.

（4）目前使用广泛的Blackboard平台、Moodle平台等,大多数为国外的产品,缺少了很多本土化的功能,特别是管理的功能,这增加了教师和管理者课程建设的难度.

三、一种可伸缩的云架构模式

综合上述问题,我们提出了一种可伸缩的云架构模式.这种模式结合了IaaS（基础架构即服务）和SaaS（软件即服务）,具有可伸缩、可迁移、性强、数据集中的特点.[3]

（1）与传统的教学平台架构一样,新的云架构模式仍然包括一个统一的网络教学平台,不一样的地方在于,该教学平台只包括一些基本的教学模块设计,如网页、视频、音频、讨论版、测试等,以增强易用性,方便大多数教师入门.另外一些模块则作为可选项,供有需要的教师自行添加.

（2）对于希望深度的课程,或者热门课程,现有的教学平台已经无法满足需求的时候,可以通过IaaS的方式,采用虚拟化技术,部署独立教学站点,独立教学站点与统一教学平台采用相同的软件架构设计,可以方便地直接迁移.新的独立教学站点可以根据需求深度.

独立教学站点如果是热门课程,并且访问量巨大,因为独立部署的原因,还可以方便地采用负载均衡技术实现物理架构上的负载平衡.

（3）新的架构将需要统一分析的数据,如访问记录、学习时间记录等统一传输到数据分析平台数据库,而一些关键数据,如用户账号、选课信息,独立教学站点与统一教学平台进行同步.

（4）从统一教学平台的一门课程迁移为独立教学平台的关键在于软件架构的统一,如果不统一,迁移的难度会非常大.这个方面,独立教学站点其实可以理解为只有一门课程的统一教学平台,这样各种教学平台都可以方便地改造为这种模式,只要在迁移的时候实现数据库的数据迁移和平台软件的少部分改造即可.

这种可伸缩的云架构模式,解决了上述提到的现有教学平台的问题,既具有传统教学平台的优点,又可以方便地迁移部分具有特别需求的课程,满足多元化需求,实现网络教学效用的最大化.

四、总结

网络教学平台作为课堂教学的补充,可以营造良好的数字化教学环境,转变教学理念、教学模式和教学内容,提高教育的质量水平,加速校园信息流动,为广大师生提供一个更完善的教育学习环境.本文介绍了现在网络教学平台的发展状况和传统教学平台存在的入门复杂、可性不强、课程间会互相影响等问题,提出了一种可伸缩的云架构教学平台模式,结合IaaS和SaaS的特点,利用虚拟化技术,实现了统一教学平台和独立教学站点的统一部署,在继承传统教学平台优点的同时,又可以满足部分具有特别需求的课程,让教学平台能够最大限度地发挥它在教育信息化过程中的作用.