王晶 趙明 劉云伍 武永嬌

摘 要 甘肅電大云教室自建設(shè)以來，承擔(dān)了學(xué)校遠(yuǎn)程授課、論文答辯、教學(xué)研討、專題講座、會議直播等工作，在學(xué)校的應(yīng)用越來越廣泛。目前云教室的使用管理均使用傳統(tǒng)的手工方式，隨著應(yīng)用的增多，出現(xiàn)重復(fù)排課、統(tǒng)計費事費力等問題，迫切需要建立MIS對全省45間云教室進行統(tǒng)一管理，以規(guī)范使用、簡化流程，更好地為遠(yuǎn)程教育服務(wù)。根據(jù)云教室的業(yè)務(wù)需求，使用Spring框架對MIS進行設(shè)計與實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞 云教室；Spring；教學(xué)資源；遠(yuǎn)程教育；運維管理系統(tǒng)

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）23-0029-03

1 引言

國家開放大學(xué)云教室是2013年出現(xiàn)的全新概念，是以云計算技術(shù)為基礎(chǔ)，將物理教室與虛擬教室相結(jié)合組成的“大”教室，目的是將最優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源無障礙、扁平化輸送到教學(xué)一線，從而實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享，緩解中西部地區(qū)師資匱乏問題，提升基層教育質(zhì)量和信息化應(yīng)用水平。云教室具有在線面授教學(xué)、遠(yuǎn)程實時教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)、雙向互動教學(xué)、多地教學(xué)研討、遠(yuǎn)程面試與答辯、實時錄播、視頻會議、網(wǎng)絡(luò)考試與考試監(jiān)控等功能[1]。

目前，國家開放大學(xué)已經(jīng)在全國部署345間云教室。甘肅電大先后實施兩期建設(shè)項目，在全省范圍共建云教室45間，實現(xiàn)對所有市州分校的全覆蓋，正在積極申報三期建設(shè)項目，力爭實現(xiàn)對所有教學(xué)點的全覆蓋。

自甘肅電大云教室建成以后，學(xué)校積極開展應(yīng)用探索，云教室承擔(dān)了學(xué)校遠(yuǎn)程授課、期末輔導(dǎo)、多地教學(xué)研討、異地論文答辯、會議直播、專題講座、業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)等工作，在學(xué)校的應(yīng)用越來越廣泛，承擔(dān)的教學(xué)量每學(xué)期都有很大提升。但是目前云教室的使用管理均使用傳統(tǒng)的手工方式，在一期四間云教室運行時還可，二期云教室大量建成后，隨著業(yè)務(wù)量的加大，云教室使用管理非常煩瑣，并且不規(guī)范，出現(xiàn)越來越多的矛盾。為了充分發(fā)揮云教室的各項遠(yuǎn)程教學(xué)功能，規(guī)范云教室的使用，提高管理運維水平，更好地服務(wù)于遠(yuǎn)程教育，設(shè)計和開發(fā)甘肅電大云教室運維管理系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)架構(gòu) 該系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，以MySQL作為后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對全省云教室的管理。開發(fā)平臺采用Spring框架實現(xiàn)邏輯處理，前臺頁面使用Bootstrap技術(shù)。Spring和Bootstrap完美結(jié)合，可以有效縮短開發(fā)周期，為系統(tǒng)開發(fā)提供便利；同時對用戶的使用體驗進行了優(yōu)化，是一種高效簡潔的整合應(yīng)用方案。

系統(tǒng)功能設(shè)計 根據(jù)需求，本系統(tǒng)主要分為九大功能模塊，如圖1所示。下面對主要模塊的功能進行簡要說明。

云教室管理：設(shè)有云教室列表、視頻資源表、維護記錄表、聯(lián)調(diào)表、網(wǎng)絡(luò)測試等分項，可以瀏覽、管理所有云教室信息和運行產(chǎn)生的資源目錄；直觀監(jiān)控全省云教室的網(wǎng)絡(luò)狀況；對國開巡檢、聯(lián)調(diào)過程進行記錄；各建設(shè)點運維人員填報云教室故障記錄等。

使用管理：用于教師等用戶填報云教室使用申請、查看當(dāng)前申請狀況；教學(xué)管理部門批量導(dǎo)入課程計劃等。

審核管理：設(shè)有審核記錄表，用于審核部門審核各類申請（教務(wù)處審核各類教學(xué)使用申請，辦公室審核各類非教學(xué)活動），查看審核記錄等。

課程管理：用于教學(xué)管理部門發(fā)布課程表；各類用戶查詢、統(tǒng)計課表；技術(shù)負(fù)責(zé)部門安排值班教師，填報使用記錄，統(tǒng)計到課情況等。

資料庫：用于上傳及下載設(shè)備技術(shù)說明書、故障匯編、云教室技術(shù)論文及云教室相關(guān)軟件等。

統(tǒng)計管理：用于統(tǒng)計各種運行數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)管理：用于用戶管理、權(quán)限管理，數(shù)據(jù)備份、恢復(fù)，系統(tǒng)設(shè)置等。

個人中心：用于修改個人信息，推送與個人相關(guān)的信

息，如教師顯示待授課程，運維人員顯示待值班課程、故障處理等。

系統(tǒng)預(yù)設(shè)置六種角色，分別是系統(tǒng)管理員、審核人員、授課教師、運維人員、管理人員和訪客，按照角色和管理權(quán)限加密登錄系統(tǒng)，不同角色和權(quán)限的用戶將打開不同功能的界面。每個權(quán)限都具有查看課程表和通知公告的權(quán)限。系統(tǒng)管理員擁有最高權(quán)限，具有用戶管理、系統(tǒng)管理、菜單管理、云教室管理、課程管理、故障處理、資料庫等功能。審核人員主要具有發(fā)布通知公告、批量導(dǎo)入課程計劃、審核課程申請、進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能。授課教師具有填報申請、基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能。運維人員的使用者是各云教室的管理人員，主要具有云教室資料維護、申請管理、故障申報、填報維護記錄、課程管理等功能。管理人員的使用者是學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)，主要具有查看各運行數(shù)據(jù)的權(quán)限。訪客只有基礎(chǔ)權(quán)限。本系統(tǒng)角色建立動態(tài)化、便捷化，根據(jù)需要，系統(tǒng)可隨時快速建立一類角色，或?qū)巧珯?quán)限進行修改。

3 關(guān)鍵技術(shù)

B/S結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)采用B/S（Browser/Server）結(jié)構(gòu)，即瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能實現(xiàn)的核心部分集中在服務(wù)器端（Server），只有極少部分的事務(wù)邏輯在前端（Browser）進行，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護和使用。用戶端只需要一臺能上網(wǎng)的電腦即可，不需要安裝軟件，門檻低，使用維護方便，大大降低了用戶的總成本。

Spring MVC模式 Spring是由Rod Johnson創(chuàng)建的一個分層的輕量級開源框架，通過對反轉(zhuǎn)控制模式（IOC）和面向方面編程（AOP）的實現(xiàn)，解決了許多在以往J2EE應(yīng)用開發(fā)中常見的問題。并且Spring并不排斥其他開源框架，反而提供了對其他框架（如Struts、Hibernate等）的支持，可與其無縫整合，是應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的輕量級解決方案和一站式選擇。

MVC（Model View Controller）模式是一種非常著名的軟件設(shè)計模式，將軟件系統(tǒng)分為模型（Model）、視圖（View）和控制器（Controller）[2]三個部分。MVC模式也是目前交互式系統(tǒng)中應(yīng)用最廣的一種分層架構(gòu)，可以很好地隔離用戶界面層和業(yè)務(wù)處理層，對代碼進行模塊化劃分，將一個系統(tǒng)中的各個功能部分之間進行解耦，在改進和個性化定制界面及用戶交互的同時，不需要重新編寫業(yè)務(wù)邏輯。Spring框架提供了構(gòu)建Web應(yīng)用程序的全功能MVC模塊[3]。Spring MVC實現(xiàn)了MVC的核心概念，為控制器和處理程序提供了大量與此模式相關(guān)的功能[4]。

Bootstrap框架 Bootstrap基于HTML、JavaScript、CSS，來自Twitter，是用于快速開發(fā)Web應(yīng)用程序和網(wǎng)站的前端框架，也是目前很受歡迎的前端框架。Bootstrap是完全開源的，具有移動設(shè)備優(yōu)先的特點，并支持所有主流瀏覽器，滿足用戶隨時隨地使用的需求。Bootstrap中包含了豐富的Web組件，根據(jù)這些組件，使用者可以快速搭建一個漂亮、功能完備的網(wǎng)站。

4 系統(tǒng)主要功能實現(xiàn)

登錄界面的實現(xiàn) 本系統(tǒng)主要有六類用戶類型，采用統(tǒng)一界面登錄的形式，如圖2所示；亦可以通過掃描二維碼使用移動終端打開系統(tǒng)，輸入正確的用戶名、密碼即可登錄。

使用申請功能的實現(xiàn) 用戶進入后，選擇菜單欄中使用管理欄目下的添加申請，填寫圖3所示信息。添加的時間段系統(tǒng)會自動判斷是否已占用，并及時給出反饋，解決了重復(fù)排課的問題。

審核功能的實現(xiàn) 管理部門登入系統(tǒng)后，對申請列表進行審核。如圖4所示，填寫審核意見，根據(jù)需要點擊審核通過或不通過按鈕。

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能的實現(xiàn) 用戶進入系統(tǒng)后可實時直觀地監(jiān)控全省云教室的網(wǎng)絡(luò)狀況，如圖5所示，綠色代表連通。

使用記錄功能實現(xiàn) 每次授課時，值班人員登錄后按圖6如實填寫當(dāng)次記錄。

統(tǒng)計功能實現(xiàn) 根據(jù)權(quán)限不同，各級用戶通過不同的統(tǒng)計角度，可對云教室運行數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，為下一步的學(xué)生學(xué)習(xí)行為分析提供支持。圖7是按照不同課程學(xué)生參與學(xué)習(xí)統(tǒng)計，圖8是每個云教室教學(xué)點在設(shè)定時間內(nèi)參與教學(xué)次數(shù)。

5 結(jié)語

本系統(tǒng)構(gòu)建了甘肅省全省45間云教室運維管理數(shù)據(jù)庫，使所有云教室數(shù)據(jù)實現(xiàn)了信息化，規(guī)范了云教室的使用管理，涵蓋了業(yè)務(wù)流程，提供云教室實時監(jiān)控與統(tǒng)計功能，為分析學(xué)生學(xué)習(xí)行為提供依據(jù)。同時使用的Spring+Boot-strap技術(shù)使得系統(tǒng)具有很強的移植性，適應(yīng)于多終端。本系統(tǒng)在滿足學(xué)校需求的同時，對其他建有云教室的省電大也具有很好的推廣意義。目前，系統(tǒng)試運行效果良好，但在運行中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析功能還不完善，云教室教學(xué)資源利用率不高等問題，這在今后還需要進一步解決。

參考文獻

[1]國家開放大學(xué)建設(shè)方案[DB/OL].[2017-03-21].http：//www.ouchn.edu.cn/News/ArticleDetail.aspx？ArticleId=89c2aa03-874a-43bb-ac34-9fc9fb896597&ArticleType=2.

[2]任中方，張華，閆明松，等.MVC模式研究的綜述[J].計算機應(yīng)用研究，2004，21（10）：1-4，8.

[3]張宇，王映輝，張翔南.基于Spring的MVC框架設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機工程，2010，36（4）：59-62.

[4]薛峰，梁鋒，徐書勛，等.基于Spring MVC框架的Web研究與應(yīng)用[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2012，35（3）：337-340.