良師智教微服務平臺的設計與實現

梁鴻基 何俊鏵 陳漢杰 張天成 雷騰龍 周富肯

摘? 要：隨著互聯網的發展，“互聯網+教育”成為民生熱詞，同時國務院總理李克強指出當前教育工作的重點是“發展更加公平更有質量的教育”，并提出“發展‘互聯網+教育，促進優質資源共享。教育部將實施一流本科課程“雙萬計劃”，認定萬門左右國家級一流本科課程和萬門左右省級一流本科課程。在這個“互聯網+”應用增長環境中，教育行業也急需改革，我們希望打造出線上線下混合式一流課程輔助軟件。

關鍵詞：在線學習;微服務架構;系統設計

1系統設計思路

先是用微服務框架搭建各個功能模塊，其中的功能模塊包括老師能在平臺上布置作業，批改作業，統計成績等。運用云計算服務，為學生量身打造網絡服務，解決服務之間的耦合性，提高網絡的靈活性和可用性。利用大數據分析，為學生提供優質的學習評價和方案，減輕教師在教學中的工作量。使用云計算技術的教學平臺能夠提供安全性更高的數據存儲中心，保障學生和教師數據的安全。系統不僅有pc端，而且還有小程序，方便學生與老師的使用。

2系統總體設計描述

2.1系統技術架構

系統采用微服務架構，系統架構總體分為兩大模塊，即系統模塊和業務模塊。系統整體技術架構如下圖所示。

2.2系統功能設計

本智能教學系統功能滿足老師和學生的學習與上課需求，主要分為八大功能模塊，分別為系統登錄模塊、課程管理模塊、作業管理模塊、在線考試管理模塊、課堂互動模塊、課堂考勤模塊、文件共享模塊、數據看板模塊。

3系統主要功能的實現

系統主要劃分為八個模塊，具體如下：

（1）系統登錄模塊

用戶登錄系統時，會驗證登錄對象，從而判斷用戶角色（教師，學生和管理員）。如果是教師，則顯示教師界面，如果是學生，則顯示學生界面。如果用戶忘記密碼，系統支持綁定手機找回密碼。通過系統選課，自動生成課表。如果當天有課則在客戶戶端顯示提醒信息。

（2）課堂考勤模塊

系統支持多種考勤狀態：出勤，缺勤，遲到，早退，請假，病假等。提供多種考勤方式：傳統簽到考勤;數字密碼考勤;GPS定位考勤;二維碼考勤等。自動統計考勤數據生成班級考勤率，如果是gps地理位置的考勤，自動檢測考勤異常點，實現實時全維度的考勤統計等功能。支持查找，修改和一鍵導出考勤記錄。

（3）課程管理模塊

該模塊可對課程的信息進行完善和編輯，批管理課程類別，實現將課程按院系、專業呈現在課程首頁中，課程首頁顯示教師名稱，課程名稱和班級名稱?？勺远x課程頁面信息，比如logo、選項卡，首頁圖片等。允許教師設置教學動態、教學資源、加入課程、留言板可見的權限。教師在后臺設置課程代碼，并告知學生，則學生只需輸入正確的課程代碼即可加入課程。支持批管理多門課程的用戶 實現對課程用戶的批注冊以及批注銷。

（4）作業管理模塊

當學生提交作業后，系統會自動查重，教師可以設置重復率，通過與作業庫進行比較，超過一定百分比自動打回，疑似抄襲也會別標記出來。作業提交后，支持自動批改，提高教師作業批改效率的同時也提高了作業審核的精準性。

（5）在線考試模塊

教師可以從題庫里選擇題目作為考試，也可以隨機生成題庫，每一個學生的題目都不一樣。教師通過系統發布考試后，考試前通過客戶端給學生發布通知，如果學生有事耽誤了考試，支持選擇延遲考試?？荚嚂r，通過獲取學生電腦權限，監考學生電腦情況。例如監考學生考試，探測他們有沒有進程違規問題，如果有違規發現違規行為就進行截圖?？纪暝嚭?，系統支持一鍵導出成績。系統也提供完善的數據分析表，可以了解到每一個學生的學習情況，針對不同情況可以實施不同的教學，提高教學質量和效率。

（6）課堂學習互動模塊模塊

學生可以通過平臺查看老師上傳的資料和視頻，支持在線共享投屏增強課堂效率和互動性投屏功能塊。在上課時候，老師可以進行共享投屏，便于學生可以看清教學課件，也可以利用這個遠程教學（可以語音同步，低延遲）。支持畫板功能，畫板可以上傳圖片，還有手寫、打字格式、彩色筆模式、還有各種圖形等等小功能。當學生有疑問的時候，可以在留言板留言（支持匿名留言），留言后系統會給老師發送通知，老師可以在留言板查看逐一回復，其他同學也能看到，方便解答。也支持學生之間互相通信

（7）文件共享模塊

教師注冊申請為教師身份，會有一定的網絡存儲空間。教師可以上傳課件和其他學習資料，也可以導入題庫。教師可以在后臺看到資料下載數和每一個學生的學習記錄。

（8）數據看板模塊

學生的學習記錄會生成海量數據，比如課程訪問量，課程內容上傳量，頁面瀏覽量等。系統收集到這些數據，再通過大數據分析和挖掘生成可視化分析報表，更新學習計劃，并給出學習建議，得到學生自身各個方面的成長數據外，還有提供橫向對比其他學生，從而可以多維度觀測及深入了解學生成長的各方面情況。

4.結束語

據教育部2019年數據統計，目前全國共有2688所高校，全國在校大學生人數28310348，教職工人數2487544。而隨著技術的不斷進步，在線資源建設也得到了高校的認可，這意味著對于全國的教育行業來說，這種課堂輔助工具的需求量也是十分的巨大。盡管現在在各大高校的課堂上使用的課堂教學輔助工具的系統不一致，但是都能夠看到現在高校課堂對于這種教輔工具的需求是十分巨大的。

參考文獻

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項目名稱：廣東省大學生科技創新培育專項資金資助項目（pdjh2020b0683）