数字校园离线学习支撑系统的设计

韩金

随着沈阳电化教育馆网络电视台课件资源管理系统及在线学习系统的日益完善，为了扩大教育资源的利用率，以便让学生在无网络条件的情况下也可以学习到课件资源，真正实现教育均衡化，我们在网络教育电视台基础上深度开发资源分发同步系统及离线学习平台应用，让学生在校园里通过接收指定的课件、作业或试卷，回家后将移动机顶盒设备接上电视机就可以进行学习和考试练习，从而为学生在不能直接连接网络教育电视台服务器的情况下进行学习提供了有效的解决方案。

● 离线学习支撑系统的流程

我们提出的离线学习支撑系统的流程为：网络教育电视台将课件、考试信息、资源打包生成分发策略→学校终端服务器进行智能同步下载→学生终端接入机柜，自动获取下载课件及考试信息或资源→将学生终端接上电视机进行学习考评。

● 主要功能介绍

1.中心平台

以课程为主体分类管理模式，支持如视频类课件资源、多画面课件、PPT等各种课程资源的录入。使用注册模式将各个学校、学生终端管理起来，同时可监视各个终端的运行状态。设计合理的内容推送机制，包括时间范围，推送（推、拉模式）方式等。提供完善的课程统计，学校终端相关统计，盒子同步学习内容相关统计。

2.学校终端平台

可以与中心平台进行智能化资源同步及资源互动分享，同时也可以自行添加本校的个性化资源和考评试题，设置针对不同年级学科的个性化推送内容策略，对学生终端进行管理，对终端接收、下载、观看、考试信息进行统计分析。

3.学生终端（离线学习设备端）

该终端基于Android操作系统进行开发定制，制作离线学习应用APP，可实现课程列表展示、课程离线观看、学习视频考评信息交互，学习及考评信息记录，终端APP自动检测更新等。

● 技术创新特点

1.关键技术

◇课程打包技术：将现有学校终端服务器上的课程信息的课程资源及考试信息,进行打包形成分发信息包，其中包含课程中对应的视频、试题、介绍、图片等信息。

◇智能分发同步技术：中心平台实现对全网学校终端的管理，实现学校节点的智能下载技术，同时也可以实现学校节点的主动上传等全网资源智能管理分享技术。

◇Android开发技术：采用Android主流开发语言进行离线功能应用的开发。

◇离线学习应用技术：首次在学生终端上需要安装客户端APP，学生终端联网时应用程序可自动下载教师设定的需要接收的内容（个性化推送策略定义），然后学生就可以在学生终端设备上进行课件学习、考试自测和资源下载展示，学生终端将学习和考试的信息记录到设备的数据库中，联网时自动上传至学校终端服务器上，使学生更好地了解自己的学习情况。

◇离线学习客户端自动更新技术：学校终端服务器如有较新的客户端版本或者有资源需要推送时，学生终端里的离线学习客户端程序具有网络自动检测功能，网络在线后将自动从学校终端服务器上下载客户端新版，同时自动更新需要下载的课程资源；在线时也自动地将离线学习考评记录自动上传至服务器。

◇移动sqlite数据库的使用：学生终端设备上的离线学习考评信息存储和使用都是建立在sqlite数据库之上，通过离线客户端应用程序直接对sqlite库进行信息的创建和整删改查。

2.技术创新点

（1）系统服务监控机制

程序会检测服务的状态，在离线客户端因操作卡死或其他异常的情况下服务意外停止的时候，程序会自动将服务重新创建，并继续读取对应的目录信息。

（2）不依赖第三方插件

离线学习客户端不依赖第三方组件，通过自定义安卓中提供的开发组件Android view。实现界面的自适应屏幕大小、在线播放流媒体文件、在线预览图片、在线多线程下载文件等功能。

● 实施技术思路

1.打造离线学习支撑平台

本系统采用主流媒体播放技术、CDN智能分发技术、关系数据库技术（如MYSQL）、主流软件开发技术和现代网络通讯技术，充分考虑无网络情况下可以便捷进行课程学习考评。

2.统一平台

因为要充分考虑到中心平台和学校具体的业务需要，要充分保证数据的同步共享和功能互操作，同时平台还要具备良好的可维护性和扩展性。因此，本系统采用统一的基础平台，包括操作系统平台、数据库平台、CDN分发系统平台、流媒体综合应用平台。采用统一平台，可避免不必要的系统间数据的转换、功能的接口以及系统升级扩展时大量的维护工作量，保证系统的一致性和稳定性。

3.基于关系数据库的空间与非空间数据一体化管理

基于关系数据库统一管理空间数据与非空间数据可以有效地实现空间与非空间数据关联和集成。而且由于空间数据与非空间数据都以数据表或视图的形式存储，可以方便地采用数据库逆向工程的方法自动提取元数据，因此，可以方便地实现基于元数据信息资源的管理。

4.基于元数据统一管理信息平台

中心平台的元数据除管理业务公用基础数据外，还要管理各个学校子系统可以共享数据的元数据，为实现数据的集成提供服务。

5.面向服务的软件架构（SOA）的应用

根据平台公用性和基础性的特点，系统软件架构将尽可能采用面向服务的软件架构SOA（Service-Oriented Architecture）。系统设计与开发过程中尽可能将系统提供对外服务的应用程序功能封装和发布为Web服务（Web Service），通过服务注册和服务目录，向服务消费者（各种组件或部门的应用系统）提供Web服务，使系统的功能可以采用松耦合的方式实现集成，并使平台提供功能服务具有可扩展性。

《啊！我想到了》专栏参考答案

无限的无线传输：短波无线电其实早已被无线电爱好者利用成为计算机无线网络的传输媒介，只是其传输速率比较低；卫星上网已小范围投入商业应用，只不过目前接收发送设备价格比较昂贵；激光数据传输已被实验证实可行，而且可以实现太空和地球之间的高速数据传输；用海面浮标传输无线网络信号，也已有成功的案例；谷歌公司也曾经成功试验过用气球来提供无线网信号。

在线的在线服务：在线运行浏览器浏览网页，可能会有许多理由。例如，某些数码设备的运算能力有限，可以联上网络后，借用运算能力更强的网络服务器上的浏览器，实现更强功能的网络浏览，其原理和以往大型计算机终端的运行方式类似。同样的道理，在网络环境受限，如不稳定或速度比较慢的情况下，可以利用在线运行的浏览器进行中转，以访问某些资源，一个典型的例子就是，在某些只有电话线拨号上网的地区，人们可以利用远程终端登上服务器，然后使用LYNX浏览器访问网页。还有的网站，如https://browserling.com/，能为用户提供不同的在线浏览器模拟器，如此，用户不需要安装不同的浏览器，就可以体验不同的浏览器功能，而网页设计师也可以用这个工具测试自己网页在不同浏览器中的兼容性。

无形的有形网络：目前大部分网站服务，还是需要通过域名来访问的，不过近年来涌现出大量的去中心化网络项目，如Anonet、BitMessage、YaCy、Coral Cache等，限于篇幅，这里就不一一介绍了，大家可上网搜索更多资料。

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