張佳倩 何明昌* 鄭 潮 沈燕芳 吳國娟

(溫州大學數(shù)學與信息科學學院，浙江 溫州 325035)

基于云服務(wù)的私人訂制學習系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

張佳倩 何明昌* 鄭 潮 沈燕芳 吳國娟

(溫州大學數(shù)學與信息科學學院，浙江 溫州 325035)

近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)教育成為當前教育領(lǐng)域的大趨勢，多家網(wǎng)校平臺拔地而起，但教育資源與學習效果參差不齊，針對性也不強，實時性也不夠。隨著網(wǎng)絡(luò)直播的興起，網(wǎng)絡(luò)“私人訂制”學習成為新時代網(wǎng)絡(luò)教育的新需求。基于云服務(wù)的私人訂制學習系統(tǒng)兼顧學習者個性化需求，體現(xiàn)了專業(yè)性較強的學習特點，達到一對一網(wǎng)絡(luò)視頻授課效果。系統(tǒng)充分利用云服務(wù)與大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，開辟名師預(yù)約、名師視頻、名師論壇、公告消息、資料下載等功能。

網(wǎng)校；私人訂制；云服務(wù)；.Ne t；移動開發(fā)

1 引言

由于時間、空間的限制，各行各業(yè)的人傾向于用網(wǎng)絡(luò)來獲取知識，艾瑞統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國網(wǎng)絡(luò)教育市場從2010年的1654億增長至2015年的1923億元，估計2017年達到15000億元，年復(fù)合增長率達21%，線上學習成為熱潮，并以一種驚人的速度日益壯大。與此同時，私人教練、私人醫(yī)生、私人家庭教師等職業(yè)逐漸普遍，揭示著人們對私人定制教育的需求日益增強。對網(wǎng)絡(luò)平臺學習的調(diào)查結(jié)果顯示，92.01%的人需要一個能與老師面對面交流的學習方式，因此各行各業(yè)的學習者都渴望有一個為自身打造的學習平臺。

近年來網(wǎng)絡(luò)上也相繼涌現(xiàn)了很多學習平臺，如網(wǎng)易云課堂、滬江網(wǎng)、學大教育等，但經(jīng)過調(diào)查研究和分析，這些平臺或多或少存在交互性功能不足、網(wǎng)上答疑功能不夠完善、覆蓋面不廣等缺點。因此很多人在嘗試線上學習的同時不得不繼續(xù)尋找線下名師，尤其像學習美術(shù)、音樂、舞蹈、健身、駕照、飛機等學習者，為了取得較好的效果，到處找名師、找關(guān)系，以期得到名師的當面指導(dǎo)，在這過程中無疑要付出高昂的學費，有的人甚至要去很遠的地方求師，這很難解決求學與正常工作學習的沖突，線上線下的雙向負擔會導(dǎo)致很多學習者因為種種原因喪失繼續(xù)學習的興趣。各式的在線教育產(chǎn)品不斷新增的同時，也有很多在不斷消亡，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)學習平臺要想繼續(xù)占據(jù)市場優(yōu)勢必須謀求變革。近年混合學習、泛在學習、游戲化學習、個性化學習、終身學習等學習理念一直為人們所熱議。2015年《地平線報告》指出，個性化學習將成為一項困難的挑戰(zhàn)。如何支持這種廣泛性、終身性、創(chuàng)新性和非正式性的個性化學習體驗將是網(wǎng)絡(luò)學習平臺未來努力的方向[1]，也是本系統(tǒng)開發(fā)的目的。

為了更好地滿足用戶個性化學習需求，提高遠程教育質(zhì)量，本文提出了私人訂制學習系統(tǒng)，力求解決教育資源的分布不平衡問題，實現(xiàn)資源的最大化合理應(yīng)用。其中邀請名師加盟并與名師面對面視頻學習將會成為解決上述現(xiàn)實問題的有效的創(chuàng)新途徑，大大提高教學的寬度、深度，在擴大經(jīng)濟效益的同時注重滿足個性化學習需求。

2 相關(guān)技術(shù)背景

2.1 技術(shù)結(jié)構(gòu)

云服務(wù)是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經(jīng)常是虛擬化的資源。云服務(wù)的優(yōu)勢之一就是規(guī)模經(jīng)濟，利用云計算供應(yīng)商提供的基礎(chǔ)設(shè)施，同在單一的企業(yè)內(nèi)開發(fā)相比，開發(fā)者能夠提供更好、更便宜和更可靠的應(yīng)用；對開發(fā)者而言，升級一個云應(yīng)用比傳統(tǒng)的桌面軟件更容易。只需要升級集中的應(yīng)用程序，應(yīng)用特征就能快速順利地得到更新，而不必手工升級組織內(nèi)每臺臺式機上的單獨應(yīng)用。有了云服務(wù)，一個改變就能影響運行應(yīng)用的每一個用戶，這大大降低了開發(fā)者的工作量。

大數(shù)據(jù)所涉及的資料量的規(guī)模巨大到無法透過目前主流軟件工具，在合理時間內(nèi)達到擷取、管理、處理、并整理成為幫助企業(yè)經(jīng)營決策的各種資訊。大數(shù)據(jù)具體體現(xiàn)在規(guī)模性（Volume），多樣性（Variety）和高速性（Velocity）上[2]。

為了使系統(tǒng)具有更好的擴展性與可維護性，系統(tǒng)基于ASP.NET MVC/JSP三層體系構(gòu)架，將整個平臺應(yīng)用劃分為：模型(Model)、表示層(UI)、數(shù)據(jù)訪問層(DAL)和業(yè)務(wù)邏輯層(BLL),把一個應(yīng)用的輸入、處理、流程按照Model、View、Controller的方式進行分離，這樣有利于平臺的開發(fā)、維護、部署輸出和擴展。ASP.NET MVC/JSP是微軟最新的Web應(yīng)用程序開發(fā)模式，它是MVC設(shè)計模式在.NET環(huán)境下的應(yīng)用,具有支持豐富的路由機制、測試驅(qū)動開發(fā)(TDD)和團隊應(yīng)用程序開發(fā)等優(yōu)點。在MVC2基礎(chǔ)上，采用三層結(jié)構(gòu)進行開發(fā)，使得系統(tǒng)層次劃分更加清晰、功能更易擴展與維護、更有利于團隊分工協(xié)作[3]。

2.2 搜索引擎優(yōu)化技術(shù)

搜索引擎優(yōu)化SEO是針對搜索引擎對網(wǎng)頁的檢索特點，讓網(wǎng)站建設(shè)各項基本要素適合搜索引擎的檢索原則，從而使搜索引擎收錄盡可能多的網(wǎng)頁，并在搜索引擎自然排名結(jié)果中排名靠前，最終達到網(wǎng)站推廣的目的。

為了能夠使目標資源在數(shù)以萬計的學習信息中脫穎而出，必須從多方面實現(xiàn)搜索引擎優(yōu)化，可以通過整合搜索尋找更多的機會使站點被用戶搜索到。系統(tǒng)通過與網(wǎng)絡(luò)教育相關(guān)的一對一、私人定制、名師、各領(lǐng)域?qū)I(yè)人才等縱向與橫向相關(guān)聯(lián)的詞匯進行搜索引擎優(yōu)化。一個完整的搜索引擎，首先通過爬蟲從網(wǎng)絡(luò)中抓取所需網(wǎng)頁的過程中，自動地訪問網(wǎng)絡(luò)，按照一定的策略沿著網(wǎng)絡(luò)中的URL爬到其他的相關(guān)網(wǎng)頁，重復(fù)此過程直到完成任務(wù)，同時把爬到的網(wǎng)頁存儲起來。在爬蟲抓取各種網(wǎng)頁后，對網(wǎng)頁進行分析，如圖1所示。

圖1 搜索引擎構(gòu)架流程圖

2.3 數(shù)據(jù)挖掘Apriori算法技術(shù)

系統(tǒng)創(chuàng)建一個關(guān)于目標資源的信息數(shù)據(jù)倉庫，并分析訪客的興趣、個性、偏好、要求等，形成包含一系列針對各種類型學習者的學習服務(wù)方案，并針對學習者的學習偏好、個人需求提供個性化的學習推薦，提高滿意度，贏得效益。

系統(tǒng)推薦引擎通常包括名師推薦和名師視頻推薦及資料下載推薦引擎。根據(jù)用戶的個性化需求，搜索選擇推薦不同的內(nèi)容。Apriori算法流程圖如圖2所示。

圖2 Apriori算法流程圖

3 系統(tǒng)設(shè)計方案

3.1 設(shè)計理念

面向各領(lǐng)域各年齡各層次用戶，提供私人訂制網(wǎng)絡(luò)學習服務(wù)。系統(tǒng)開發(fā)了面向全民的在線針對性專業(yè)輔導(dǎo)、品牌課程學習、資源信息共享等特色功能，匯集全國各行專業(yè)人才等優(yōu)秀師資，致力于打造平臺品牌性和權(quán)威性，彌補了現(xiàn)有學習平臺的交互性功能不足、網(wǎng)上答疑功能不夠完善、覆蓋面不廣的缺點。平臺在下列幾個方面尋求突破：

（1）通過系統(tǒng)實現(xiàn)學習者與教授者的一對一交流，實現(xiàn)兩者的即時交流，給學習者高質(zhì)量的學習服務(wù)。而目前已存在的學習網(wǎng)站并沒有做到私人定制高端服務(wù)。

（2）通過數(shù)據(jù)挖掘關(guān)聯(lián)規(guī)則的Apriori算法，可以為學習者與教授者智能推薦相應(yīng)學習內(nèi)容，實現(xiàn)專屬定制學習。

（3）系統(tǒng)為學習者與教授者提供附近優(yōu)秀講座、招聘信息等資源信息共享，讓用戶能有更多學習的機會。

（4）學習者、教授者、管理者實現(xiàn)三贏：領(lǐng)域名師通過系統(tǒng)展示自己技術(shù)才能，實現(xiàn)育人目標，提高自身知名度，并且可以實現(xiàn)一定的獲利。用戶通過云上私塾享受專業(yè)的高端定制學習服務(wù)，提高能力。而我們系統(tǒng)則得到了推廣，使得用戶量得以提升以及實現(xiàn)了一定的盈利。

（5）系統(tǒng)的開發(fā)充分考慮了電子商務(wù)和大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢，確保了項目的可持續(xù)性和可行性。

3.2 設(shè)計原則

總體設(shè)計考慮到充分有效地進行系統(tǒng)集成，實現(xiàn)各子系統(tǒng)的管理和信息最大程度的共享，便于今后系統(tǒng)的擴充及增容等，預(yù)留未來的功能擴展接口。外網(wǎng)前臺系統(tǒng)要求能響應(yīng)4000用戶的并發(fā)訪問，內(nèi)網(wǎng)后臺管理要求能響應(yīng)2000用戶的并發(fā)訪問。

在安全防范系統(tǒng)中所選用的各個功能子系統(tǒng)設(shè)備都具有開放的通訊接口，為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計了一套完善的保護方案，并將后臺管理系統(tǒng)搭建在內(nèi)部局域網(wǎng)中以保安全，同時對一些重要數(shù)據(jù)進行MD5加密存儲。此外，還設(shè)計了一套嚴格的權(quán)限認證機制，保證當用戶訪問站點時系統(tǒng)的安全性。每個子系統(tǒng)以各自的主控系統(tǒng)為中心，獨立工作，同時通過集成與其它子系統(tǒng)有機地協(xié)同工作、聯(lián)動防范，構(gòu)成一個完整的高校私人訂制學習系統(tǒng)。

基于ASP.NET MVC三層體系構(gòu)架的開發(fā)模式，該優(yōu)化分層模型方案增加了模型部分的重用性，降低了層與層之間的耦合度，使得系統(tǒng)具有更好的可維護性。將各業(yè)務(wù)流程進行隔離，針對接口進行系統(tǒng)編程。本系統(tǒng)內(nèi)部業(yè)務(wù)流程的耦合度較低，后期維護方便。

該系統(tǒng)完成后可以具備如下功能特性：后臺管理員可以對各個名師信息、學習者信息管理、一對一學習服務(wù)訂單信息管理、公告信息管理、名師論壇管理、用戶反饋管理，學習者能夠了解系統(tǒng)簽約名師、并與名師進行預(yù)約學習、查詢各專業(yè)學習資源、下載學習資源以及提交預(yù)約學習訂單。

4 系統(tǒng)架構(gòu)和功能設(shè)計

4.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)介紹

在整個系統(tǒng)運作中，學習者作為需求的提出者，項目合作的教授者作為需求的完成者，而我們是系統(tǒng)的開發(fā)與管理者，審核各用戶的身份信息，確保名師質(zhì)量，并且在學習者和教授者之間充當聯(lián)系協(xié)調(diào)者，為學習者和教授者的需求提供必要支持。系統(tǒng)不僅為學習者提供便利的服務(wù)，同時也為教授者提供特色服務(wù)。

系統(tǒng)業(yè)務(wù)主要分為三個方面：

（1）教授者：注冊通過系統(tǒng)驗證后，加入平臺授課行列，隨著知名度的提高，逐漸成為名師，可以自主選擇學習者，私人開設(shè)授課，開設(shè)免費論壇，具有上傳視頻文檔、資源的權(quán)利，得到授課費。

（2）學習者：注冊申請通過驗證后，成為平臺上的學員，可以預(yù)約名師，享受一對一私人在線視頻學習、視頻輔導(dǎo)。還可以在論壇交流學習，瀏覽相關(guān)視頻、文檔，享有資源的上傳下載、公共信息的獲取等服務(wù)。

（3）平臺管理員：審核并管理學習者、教授者的相關(guān)信息，上傳學習資源，管理論壇，發(fā)布消息，管理投訴、論壇系統(tǒng)。

系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示：

圖3 系統(tǒng)架構(gòu)圖

4.2 系統(tǒng)業(yè)務(wù)實現(xiàn)

系統(tǒng)采用ASP.NET MVC模式，結(jié)合HTML5、JSP進行開發(fā)，數(shù)據(jù)庫使用SQLSERVER2008，移動端實現(xiàn)了在android及IOS上平穩(wěn)運行。在整個系統(tǒng)中，學習者通過瀏覽我們網(wǎng)站界面，輸入查找條件，根據(jù)自身情況選擇心儀的名師并發(fā)起預(yù)約下單，相應(yīng)名師選擇是否接受預(yù)約，預(yù)約成功后，學習者即可在線付款，然后與名師進行一對一交流學習，系統(tǒng)支持圖文、視頻交流。若選擇同城名師，還可在線付款后，選擇線下一對一學習。訂單完成后，學習者可進行評價，也可預(yù)約下一次學習，此外，學習者也可通過觀看下載名師視頻、學習資料進行學習。若學習者對此次學習服務(wù)不滿意，也可發(fā)起投訴，系統(tǒng)管理員立即進行相關(guān)協(xié)商等處理，保護雙方權(quán)益，系統(tǒng)運行主界面圖如圖4所示。

圖4 主界面圖

5 結(jié)語

系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)或移動互聯(lián)網(wǎng)，借助便攜的終端上網(wǎng)設(shè)備，為用戶提供方便、快捷的移動終端私人定制學習體驗，并且利用云計算和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)有針對性、目的性地為學習者私人定制學習內(nèi)容及其他相關(guān)信息，為名師推送相應(yīng)的學習者，同時發(fā)布優(yōu)秀的學習資料、視頻、信息等相關(guān)資源，讓用戶能夠加以利用，激發(fā)學習興趣，抓住學習機會，促進學習。為廣大用戶學習者提供一個高質(zhì)量、范圍廣、學習體驗優(yōu)的學習系統(tǒng)，以更好地服務(wù)社會，擴大社會效益與經(jīng)濟效益。

[1]胡立如，張寶輝，周榕．從軟件進化的視角看網(wǎng)絡(luò)學習平臺的演變趨勢[J]．電化教育研究，2016(1)：72-78．

[2]孟小峰，慈祥．大數(shù)據(jù)管理：概念、技術(shù)與挑戰(zhàn)[J]．計算機研究與發(fā)展，2013（1）：146-169．

[3]江義火．基于A S P．NE TMV C2的三層結(jié)構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)研究與實現(xiàn)[J]．軟件導(dǎo)刊，2010(12)：18-20．

Design and Implementation of Private Custom Learning System Based on Cloud Service

Zhang Jiaqian He Mingchang*Zheng Chao Shen Yanfang Wu Guojuan
(Wenzhou University,Wenzhou 325035,Zhejiang)

In recent years,with the network education has become the current trend of education,a number of online school platforms have sprung up.However,these platforms are mixed in educational resources and learning effect,they can’t give targeted suggestions about study and also lack of real-time.As the rise of webcast,"private custom"learning gradually becomes a new demand of online education in the new era.The private custom learning system which is based on the cloud service takes the individual needs of learners into account,reflecting the professional learning characteristics,and even achieves one to one network video teaching effect.The system makes full use of the advantages of cloud service and big data,and opens up the functions including teacher appointment,teacher video,teacher forum,notice message,data download and so on.

network school;private custom;cloud service;.Net;mobile development

TP311.52

A

1008-6609(2017)03-0010-04

張佳倩(1994-)，女，浙江湖州人，本科，研究方向為計算機網(wǎng)絡(luò)。

*通訊作者：何明昌(1964-)，男，廣西賀州人，碩士，系主任，副教授，研究方向為網(wǎng)絡(luò)工程。

浙江省2015年度高等教育課堂教學改革項目，項目編號：k g 2015372；浙江省大學生科技創(chuàng)新活動計劃(新苗人才計劃)項目，項目編號：2016 R426013；溫州大學2015年校級精品在線開放課程立項，項目編號：9。