在线教育的建议与设计

李伟健　罗嘉龙　陈建东　苏煜辉

摘要：在线教育发展如火如荼，笔者通过分析当下在线教育平台，发现目前在线教育存在着不足。该文以C/S体系结构设计客户端和后台服务器，实现用户在观看在线教育视频中标记笔记，笔记共享和拓展知识的及时推送功能。通过该设计，减少当前在线教育平台“扁平化”的教育模式，防止用户“被动”观看视频，提高用户学习效率。

关键词：在线教育;现状;问题

中图分类号：TP311     文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）02-0130-03

Abstract： The development of online education is in full swing. By analyzing the current online education platform， the author finds that there are deficiencies in the current online education. In this paper， client and background server are designed Based on C / S architecture to realize the function of marking notes， sharing notes and expanding knowledge in time when users watch online education video. Through this design， the current online education platform "flat" education mode is reduced， the user "passive" video watching is prevented， and the user learning efficiency is improved.

Key words： online education; current situation; problems

在线教育其通行概念约在10年之前提出来[1]，如今互联网的飞速发展，在线教育被越来越多的用户所接受。本文首先介绍在线教育的定义和现状，然后分析在线教育的优点：更灵活的时间，更公平的教育。紧接着通过分析当前在线教育平台，指出目前在线教育的不足之处：用户难以边看视频边做笔记，笔记很难对应到视频的相应位置，视频的拓展性较低。之后针对这些不足，提出本文作者的见解与设计：“立体化”视频播放器，旨在增强用户在线学习的体验，提高用户的学习效率。

1 在线教育概述

在线教育即通过以互联网为媒介的教育方式，用户使用互联网进行学习，教师则通过互联网进行知识的传递。

2 在线教育的现状

近年来，随着网络技术的不断提升，我国在线教育得到飞速地增长，人数比例呈现增长趋势。在2014年中国在线教育用户规模只有5000万，而到2018年大致达到14000万人[2] （图1）。根据艾媒咨询数据显示，预计在2020年中国在线教育用户规模将达2.96亿人。

3 在线教育的优点

在线教育有别于传统学校的教学模式。在线教育突破了时空的限制，利用互联网的灵活性，能让用户自主把握学习进度、安排好时间，满足用户学习的个性化需求。通过对网络教学视频的共享，满足广大用户对高品质教育日益增长的需求， 让用户享受更好更公平的教育。

4 目前在线教育的缺陷

随着在线教育规模的不断增长，越来越多互联网公司开始建立在线教育平台。而笔者通过分析市面上的在线教育平台，以腾讯教育课堂和网易云教育平台为例，发现当下在线教育平台存在的不足。

目前在線教育平台中，平台以提供教学视频为主，用户大多数通过观看教学视频进行学习。但单纯地观看教学视频容易造成用户的“被动”学习，长时间学习容易导致用户犯困，学习效率低下，学习效果不佳。原因如下所述：

4.1 用户难以边看视频边做笔记

在观看教学视频时，用户常常只有一台设备，而观看视频时常常以全屏模式进行观看，这样无法对视频的关键知识点做好标记。部分用户会选择在后台开启记录型软件（例如某些笔记软件）以便记录视频重点，但是需要用户反复地切换软件，很容易使用户疲劳，并且耗费时间。

4.2 笔记很难对应到视频的相应位置

很多知识必须配合视频老师的讲解才能更好地深入了解。若用户单纯在第三方的笔记软件进行笔记的记录，在课后复习期间，很难找到笔记对应视频的时间点。

4.3 视频的拓展性较低

当教学老师想在视频中添加有关拓展知识的网址时，常常因传统视频的“扁平化”而无法有效地把拓展知识添加到教学视频当中去，只能把相关知识点放在视频之外的地方，这样容易导致用户在观看完视频后忘记这一拓展的知识点。

5 针对当前在线教育的设计

5.1 “立体化”在线教育视频播放器

针对现在在线教育的“扁平化”缺陷，提出“立体化”在线教育的设计思想。即用户能在教学视频中交互，进行笔记的记录，笔记的共享和拓展知识的及时推送。

通过用户与视频软件的互动，让用户在观看途中能方便地记录笔记，减少用户“被动”观看视频的情况，提高用户的学习效率。

5.2 整体设计

整体基于三层C/S体系结构。三层C/S结构是在传统的C/S结构（客户端/数据库服务器）基础上添加一个或多个中间层（中间层服务器和数据库服务器合称为后台），客户端负责显示与用户交互的界面及少量的数据处理工作。客户端将请求提交给中间层服务器，中间层服务器进行相应的业务处理，再将处理结果反馈给客户端[3]。

随着电脑和平板的普及，C/S体系结构能让用户更好地体验服务，能够实现复杂的应用构造，能让用户做更加具体，更加清晰的笔记，并且能在本地更快地处理好数据，减少服务器负担。

客户端负责显示视频内容并且实现笔记内容标记的功能，生成配置文件并上传至服务器。通过安装客户端，即使在网络不佳的情况下仍能让用户有较良好的体验，甚至能在没有网络的情况下，通过本地缓存，仍能观看视频，记录笔记或者查询笔记。

中间层服务器负责第三方视频网站的接入，提供视频数据流，处理用户配置文件的上传与下载以及包含对数据库服务器的操作。

数据库服务器主要保存用户信息和用户笔记的配置文件相关信息。

由于视频数据可以由第三方视频教育平台提供。第三方视频教育网站只需要提供视频数据，而笔记等数据则存储在后台服务器上。这种“分离”方式能让各个教学网站的用户使用，提高这一功能的推广率。

5.3 客户端设计

客户端类似于普通的视频播放器，但是在其中加入更多的功能（图2）。在全屏模式下，左侧有选择做标记的符号，右侧有输入框可对标记进行注释，而下方可以对视频的进度进行标记，标记书签。

用户观看视频时，当看到重点时，可以移动鼠标到屏幕左侧，此时视频将暂停播放，屏幕左侧会弹出标记框，供用户选择（图3）。

用户选择标记后可以拖动该标记到想要标记的地方，在某处停留极短时间后将以该位置进行标记，继续拖动鼠标将对标记进行放大，完成标记后在标记的右上方和中上方会有个小叉叉，当用户觉得该笔记内容已经消失时，可点击右上方的小叉叉关闭该标记，若用户需要删除该标记，可以点击中上方的小叉叉进行标记的删除（图4）。

当用户观看完视频后或中途退出时，询问是否保存笔记，若保存笔记，客户端将上传配置文件。

客户端在准备播放视频时，从服务器中获取配置文件并解析，当视频播放到对应标记的时间点时显示笔记。

用户可以在自己的主界面上看到自己观看过的教学视频，并且能查看到每个视频对应的笔记总览，当用户点击某条记录时，视频可以直接跳转到该记录的时间点。

用户可以缓存视频和配置文件，以便在网络不通畅或离线状态下仍能继续学习。

5.4 视频处理

在线教学视频的作者可以在录制好的视频后通过对视频进行添加“气泡”实现知识的拓展或者资源的共享，用户可根据自身的需求是否要点击该气泡（图5）。该数据的存储使用另外的配置文件，当客户端加载视频时，同样加载和解析该配置文件。

5.5 数据的处理

数据由配置文件存储。客户端首先生成配置文件，每个配置文件对应一个视频。配置文件记录开始时间，结束时间，标记的类型，标志开始的位置和标记结束的位置（图6）。当用户按下鼠标选择标记后，拖动标记到目标位置后短暂停留，以此时间点和坐标点作为开始时间和标志开始的位置。当用户松开鼠标时，以此作为标志结束的位置，当用户按下标记右上角的小叉时，则以此作为标记结束的时间点。

通过使用配置文件记录而不使用数据库对时间点的记录，可以大幅度减少对数据库系统的开销，尽可能地降低了服务器的负载。

5.6 中间层服务器设计

中间层服务器响应客户端的各种请求。通过部署Nginx服务器，反向代理中间层服务器，以应对高并发场景。服务器通过创建线程循环监听来自客户端的HTTP请求，将响应分配至Application Server进行处理。

当用户点击某个在线教育视频时，客户端向中间层服务器提出请求，中间层服务器通过接口从第三方在线教育平台获取视频流后，使用HTTP/TCP协议的渐进式下载方式向客户端提供视频流。

当客户端上传或加载笔记时，客户端向中间层服务器提出请求，客户端上传笔记配置文件至中间层服务器并检查其合法性或从中间服务器下载。确认无误后对数据库服务器进行操作，保存相关信息（图7）。

5.7 数据库服务器设计

数据库服务器基于Centos操作系统，由Centos负责进行资源的调度。使用连接池技术和内存数据库Redis作缓存大幅度提高数据库的性能[4]。使用MySql作为数据库，保存用户信息，觀看的视频的记录以及上传的笔记文件的配置信息。

6 结论

通过设计用户在观看教学视频时记录笔记的功能，增加用户的“互动性”，提高学习效率，防止“被动”地看视频，并且记录的笔记能在日后的复习中能快速找到，提高用户的复习效率。

参考文献：

[1] 百度百科—在线教育.

[2] 乐静宜.我国在线教育市场发展现状及未来趋势研究[J].课程教育研究，2019（26）：255-256.

[3] 滕英岩.基于J2EE三层体系结构的研究与应用[J].辽宁税务高等专科学校学报，2002（05）：35-37.

[4] 陈玲.基于nginx、tomcat、redis的高性能Java Web开源架构[J].计算机光盘软件与应用，2014，17（22）：296+298.

【通联编辑：梁书】