网络化教学平台的设计与分析

孙小英

摘要：互联网与WWW技术的发展，使人们更易于主动地获取信息。在信息时代下，越来越多的学校纷纷建立起了自己的网络教学平台并以此作为教学辅助手段，成为传统课堂教学的有益补充和拓展。

关键词：网络化教学平台；功能系统；结构模式；网络负载；数据传输

1引言

目前，随着信息技术的进一步发展，很多学校纷纷建起校园网、多媒体教室、网络教室等。教师在教育过程中，逐渐溶进了现代教育技术的思想，运用现代教育信息技术，借助网络教学，通过创造数字化学习环境，不但促进了教育观念、教学内容和方法的改革，而且提高了教育教学的质量和效益。网络教学平台作为教学辅助手段，充分利用了网络技术和多媒体技术，使教学能够突破时空限制，使教学材料的展示变得灵活、形象与生动，对教学过程进行连续的支持、跟踪与管理，是支持新型的、教师指导下学生自主式学习方式的有力工具，成为传统课堂教学的有益补充和拓展。

但是，要使一个网络教学平台真正地发挥它的教学辅助作用，在设计中应从以下几个方面进行着手：

2功能管理系统的设计

一个完善的管理系统应具备以下几个功能：

教学管理系统：主要为网上教学管理维护提供支持。它应包括：(1)课程管理：提供课程介绍；(2)教师管理：提供教师介绍；(3)考试管理：具有审核入考资格，提供电子注册功能：提供分级测试标准，授权题库系统随机生成试卷；为学生网上答题、“提交”答卷提供便捷界面，并具有将成绩自动登入成绩档案库等功能：(4)信息发布：提供类似BBS讨论区、E-mail自动回复等功能。

网上授课系统：主要为教师在网上开展多媒体教学提供支持。它应包括：(1)课件教学：为教师提供一个利用网上多媒体教学资源的功能；(2)作业处理：提供网上教师布置及批改作业，学生获取并提交作业功能；(3)辅导答疑：通过电子白板，学生可向教师提出问题，教师定期在网页上公布典型解答，使传统意义上的辅导答疑不再受时间和地点的限制：(4)网上讨论：通过电子邮件、公告牌等，学生和教师可以建立多向异步在线交流。给学生充分自主权和发言权；(5)教师工作室：主要为教师开展网上教学活动提供不间断的技术支持。

自主学习系统：为学生提供一个进行网上多媒体自主学习的环境。它应包括：(1)注册登录；(2)自主学习；(3)咨询交流等功能。

3网络系统结构模式选择

目前在网络上采用的系统结构模式主要有客户／月＆务器(Client／Server，简称C／s)型和浏览器／服务器(Browser／Server，简称B／S)型两种模式。

B／S模式是一种基于Web的协同计算，是一种三层架构的瘦客户机／服务器模式。第一层为客户端表示层，客户层只保留一个Web浏览器，不存放任何应用程序，其运行代码可以从位于第二层的Web服务器下载到本地的浏览器中执行，几乎不需要任何管理工作。第二层是应用服务器层，由一台或多台服务器组成。处理应用中的所有业务逻辑，对数据库的访问等工作，该层具有良好的可扩充性，可以随着应用的需要任意增加服务器的数目，由于管理工作主要针对服务器进行。相对于c／S而言，无论是工作的复杂性还是工作量都大大降低。第三层是数据中心层，主要由数据库系统组成。

B，S最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件，客户端零维护。系统的扩展非常容易，可随用户需求增加新的功能，是未来技术发展的主流。

由此可以看出，网络教学平台的建设在系统的结构模式上应该采用基于Web的B／s结构。

4网络负载均衡的处理

网络教学平台具有面向大规模用户群体。对系统的实时性、稳定性以及数据的一致性、完整性要求高，且集多种服务于一体的应用特点。因此，要规避网络瓶颈、网络拥塞甚至应用服务崩溃的风险，采用负载均衡技术是一个必须考虑的问题。

根据对网络教学平台应用特点和服务类型的分析，可以采用硬件和软件结合的方式实现负载均衡。即在系统硬件架构上选择服务器群集技术，如前端包含多个Web服务器。后端服务器集群由数据库服务器、流媒体服务器、语音服务器和数据备份服务器等组成。这样能够根据用户请求服务的种类将数据量分担到相应的专职服务器上，避免大量数据拥塞一台或几台功能相近、服务一致的服务器所导致的网络数据流量瓶颈问题，从而提高系统的实时性和稳定性。同时采取软件负载均衡解决方案，软件负载均衡解决方案是指在一台或多台服务器的操作系统上，安装一个或多个附加软件来实现负载均衡。使用软件机制来分担服务器的压力。

5视频数据传输的实现

为了使学生能有效地实现自主学习，网络教学平台还应该实现视频服务功能，而视频数据的传输就成了影响此功能的一个关键问题。

真正的视频服务要求通过服务器把视频数据发送给客户端。目前，有两个通用的传输方案可供使用——“下载”和“流”。“下载”机制能够较好地满足一些低质量和时间短的视频片段点播应用，但对于要求播放启动延时短和视频质量高的应用，“下载”就不能很好地工作。系统采用“流式”技术后，一旦用户端可利用的数据量足够大，就自动播放所选择的节目。播放延时通常在几秒到20秒之间，通过释放已经播放的数据，数据流可以重新利用空出的缓存空间，因而解决了“下载”机制带来的问题。现有的多种视频传输系统。如Windows Media、QuickTime、Real Player都使用“流式”的技术。

6结束语

总之，在网络教学平台的建设中，虽然涉及的问题还有很多，但是系统功能设计的完善性、网络结构模式选择的合理性、网络负载及视频数据传输的处理方式等问题却是网络教学平台建设中的关键技术问题，只有把这几个问题解决了，一个网络教学平台才能真正有效地体现它的价值与作用。