基于微服务架构的一体化教学平台研究与实践

何 佳

（怀化学院信息管理中心 湖南·怀化 418000）

0 引言

在大数据、云计算、人工智能等新技术与教育深度融合的背景下，教育信息化正迎来重大历史发展机遇，学校已逐步从数字化校园时代迈向智慧校园时代，向着网络化、移动化、智能化、开放化、个性化的方向迅速发展。微服务架构作为当下流行的一种云原生的软件架构风格，能够以更加灵活、轻便、松耦合的方式来构建复杂的应用，为传统教学模式的转型提供了可行的技术路线。本文基于微服务架构对传统教学平台的架构转型进行研究，提出了业务管理运行流畅、数据结构标准规范、身份识别灵活全面、信息展示丰富完善的综合教学管理信息平台建设方案。

1 一体化教学平台建设思路

1.1 建设目标

一体化教学平台将智慧教学系统、在线考试系统、教务管理系统、评价系统、资源库平台进行整合，充分实现教学、考试、管理、评价、资源的无缝对接，并以符合学校教学改革发展需要的现代教育思想为指导，合理规划、统筹安排，实现业务流和信息流的有效转化与对接。通过信息化技术手段，从在线教学、在线考试、教务管理、评价分析、资源建设等多方面着手，实现“信息孤岛”的整合与数据流转，以集成创新、梯度扩展为优势，通过深度整合将原先分散的、独立的各个管理系统集中起来，统一应用，实现一加一大于二的创新优势。

1.2 建设意义

对于师生：通过一体化教学平台的简单操作即可完成教学相关的所有流程，无需花费大量的时间熟悉、使用各个平台和系统，避免在多个平台搜索资源，能较大程度提升老师的工作效率和学生的学习积极性。

对于督导：能更加方便高效的对线上教学情况进行监督，实现远程听评课，同时通过对大量教学客观数据地统计分析，使教学评价更加公平、公正。

对于管理者：可对师生使用信息化手段进行教学、学习、办公的全过程进行数据跟踪，为教学质量的监控与管理提供数据的分析展现，为学校的科学决策、工作考核与评估提供数据支撑。统计数据以全流程多维度的方式，贯穿课前课中课后、融合线上线下、打通课内课外，以教学数据为总线，服务于教学评估。

2 微服务架构简介

微服务架构是当下流行的软件架构风格。该架构将复杂的单块应用分解成一组小而专一、耦合度低、高度自治的服务；每个服务围绕各自业务功能确定服务边界，独立开发、测试、部署；每个服务都是单独的应用，运行于独立进程中；使用和语言无关的轻量级通信机制，相互协同工作实现完整系统功能；每个服务仅关注和完成某个特定功能，一个功能代表一个小的业务能力。微服务架构通过有效拆分复杂单块应用，降低系统耦合度，从而实现应用敏捷开发和灵活扩展。越是在规模庞大的软件项目中，微服务架构优势就越明显。

3 微服务架构在一体化教学平台中的应用

3.1 建设内容

一体化教学平台涉及到教学、考试、管理、评价、资源五大业务系统，如何将这五大系统进行有机整合，实现数据互通，界面友好、管理高度统一，成为一体化教学平台建设中要解决的主要问题。

针对以上问题，基于最新的微服务理念，依托互联网云计算基础设置，以微应用技术实现单位全景业务的综合管理平台，集教育教学、德育、管理、资源与工具为一体，师生用户可以通过平台管理中心自由挑选组装微应用的模块，打造个性化应用集群，满足个性化、多样化需求，提高管理效率。

3.2 整体架构

基于微服务架构的一体化教学平台应具有先进性、可移植性、开放性和兼容性，总体规划如下图所示：

图1：一体化教学平台整体规划

平台基于微服务体系架构，其核心机制是降低各应用间的耦合性，实现高度灵活的可持续建设能力，并可在一套完整的底层服务上扩展新的应用场景，即在不影响原有业务的情况下，迅速开发新的微应用开展新业务。将复杂的系统分解为一个个微应用，去完成各个场景的业务闭环，同时这些微应用的数据和管理又统一在同一平台上，可以实现线上线下、教学教务、课程资源几个方面的深度融合。

微服务架构通过以下几个基础服务为一体化教学平台提供持续的生产能力：

（1）统一用户系统。提供组织架构管理，为通讯录以及其他业务提供用户架构体系支持，提供对用户基本信息、用户扩展属性的管理，同时为所有使用用户信息的服务提供数据支持。

（2）统一应用管理。可通过对应用进行个性化配置，实现符合实际业务场景闭环，用户可从应用市场选择添加，或者自建应用上传，并经过分类管理实现pc端、移动端的应用展示，同时可对应用的使用权限进行控制，实现不同人群使用不同应用的目的。

（3）统一界面管理。平台为多个应用场景以及应用平台提供统一配置的管理服务，该服务可对pc端门户体系、个人空间、移动端界面进行配置，实现自主化的界面展示管理。

（4）数据中心。数据中心提供标准化数据接入准则，为接入的微应用提供统一的数据载体，管理员可全面掌握全平台业务数据，并可进行数据分析或者二次利用。

4 怀化学院教学管理信息化实践

怀化学院原有教学综合管理平台建设年代较早，技术架构落后，且各子系统业务相对独立。在近几年的信息化建设中也尝试进行业务融合，但由于业务复杂性及单块架构局限性，未能将教学业务真正融合，现已无法适应新时代高校教学改革需求，因此急需通过微服务架构来构建一体化教学平台，支撑智慧校园建设目标下的业务融合应用。规划的建设内容如下：

4.1 智慧教学系统

基于慕课理念搭建新一代网络教学综合服务平台，以“平台+资源+服务”为基本理念，以学习空间为平台支撑，整合海量教学资源，同时配备第三方的金牌客户服务团队，让资源展示、教学支持、师生互动等都能协同发挥最大作用。本着先进易用、成熟稳定、灵活可扩展、安全可靠的原则，为师生提供全方位的一站式网络教学服务，为学校量身打造一个能辅助培养学生自主学习、提升老师教学效率、优化学校教学管理的网络教学综合服务平台。

4.2 在线考试系统

通过移动互联网技术与大数据挖掘分析技术，实现无纸化考试、考试数据智能智能分析的功能，将高校信息化考试系统连贯成一个无缝的交互系统，完美实现了针对高校的课堂教学与无纸化考试一体模式，有效地解决教师线下课程教学、线上无纸化智能组卷，学生线下学习、线上考试、实时数据分析、反馈、评估等全流程环节，并实现所有数据的整合。考试系统支持网页端考试、客户端考试及移动端考试，全面满足师生的使用需求。

4.3 教务教学一体化

教务教学一体化已成为必然，现借助强大的微服务平台，将教务系统与教学平台、考试系统进行深度整合，在教务系统完成排课之后自动将师生数据、课表数据、选课数据等信息同步到教学平台中，师生直接根据教务系统的教学安排进行在线教学，教学结束之后也可将教学平台产生的教学数据与成绩数据返回到教务系统，实现数据的闭环。在教务系统完成排考之后也可将考务数据直接对接到考试系统中，学生在考试系统完成考试后考试数据和考试成绩也将同步至教务系统。

4.4 大数据分析

大数据中心将采集包括泛雅网络教学平台、学习通移动学习平台、教学资源库、尔雅通识课、顶岗实习、评价系统、智慧教室以及第三方平台在教学运行过程中产生的全部数据，即时使用信息化手段对教学的全过程进行数据的跟踪管理，后台进行数据的汇总，以期进行数据分析。统计数据以全流程多维度的方式，贯穿课前课中课后，融合线上线下、打通课内课外，以教学数据为总线，服务于教学评估。最终实现学校教学质量的监控与管理提供数据的分析展现，实时为学校的科学决策提供数据支撑。

4.5 教学评价系统

智慧评教解决传统评教活动中反馈的教学问颙滞后性的难题，为过程评价的实施提供有效解决方案，学生可以在课后为教师进行评价，教师可以借助网络快速、便捷地收集学生的反馈信息，为自身教学改进提供数据反馈。移动评教同样方便学生评教、同行评教、督导评教、领导评教活动的进行。系统针对不同的评价活动设定不同的评价体系，全方位满足学校实际评教活动中灵活多变的评教需求。

4.6 教学资源库

以课程为中心，整合教师的自有资源、学校的现有资源、云端的教学资源和网络公开资源，强化应用功能和共享机制设计，包括课程资料库建设、题库建设、作业库建设、试卷库建设。实现教学资源的存储与调用，有效确保教学质量和人才培养水平的提升。平台能无缝对接海量在线资源，在线查找并添加与课程相关的学术视频、教材教参、文献资料，推荐给学生直接在线阅读和观看。

5 结束语

近年来,在“互联网＋教育”的背景下,高校的教学理念、教学模式正逐步发生变革,而新冠肺炎疫情的发生很可能会加快教学方式的改革,继而改变教学管理模式，基于微服务的一体化教学平台建设是高校实现创新人才培养、开展教学改革的关键与核心。为了更好地推进教学管理业务融合，加速一体化教学平台建设，本文采用微服务架构并通过实际案例，展示转型实践中的系统技术架构和具体实施方案。基于微服务架构的一体化教学平台能够灵活应对持续增加的系统复杂性，快速响应新形势下的一体化教学管理需求，为高校实现智慧校园业务融合奠定基础。