基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)：TN911《34；TP311.52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004《373X〔2022〕11《0159《04

Designandimplementationofmoderneducationandteachingplatform

basedonmobilenetwork

ZHOULin1，CHENXu2

〔1.InnovationandEntrepreneurshipTeachingandResearchSection，JilinMedicalUniversity，Jilin132022，China；

2.AdmissionsandEmploymentOffice，JilinMedicalUniversity，Jilin132022，China〕

Abstract：Inordertoprovidethesuperiorteachingresourcewiththeminimumcost，amoderneducationandteachingplatformbasedonmobilenetworkwasdesigned.OnthebasisofMVCframework，theapplicationlayerandinformationmanagementlayerareusedtoprocesstheteachinginformation，andtheteachingcontentneededbystudentsistransferredtothehuman《computerinteractionlayerfordisplay，whichcanformaclosed《loopcontrolforthemobileterminaloperatinginstructions.TheLPC2000microcomputerisusedtocontrolthemobilenetworktoconnectwithmobileterminalandsendtheoperatinginstruction.Theoperatinginstructionistransmittedtothedatabaseoftheinformationmanagementlayer.ThecompletedatabaseE《RdiagramisaccessedwithSQLlanguage.Themobile4Gnetworkistakenasthecoretotransmitanddisplaytheteachinginformation.Thetestresultsshowthattheplatformhastheadvantagesofhighthroughput，perfectresponseeffectandhighdatapassrate.

Keywords：mobilenetwork；moderneducation；teachingplatform；databasedesign

0引言

現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)以遠(yuǎn)程教育為主，在開放式的網(wǎng)絡(luò)部署下進(jìn)行教學(xué)數(shù)據(jù)管理，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力和教師教學(xué)能力。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷開展壯大，現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)的管理能力得到提升，為教育事業(yè)做出了不少奉獻(xiàn)，平臺(tái)的完善離不開網(wǎng)絡(luò)的支持和數(shù)據(jù)庫邏輯的建設(shè)，為了積極應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)轉(zhuǎn)、保證師生能夠得到良好的教學(xué)體驗(yàn)，設(shè)計(jì)完整的現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)是十分必要的，其通過主動(dòng)整合網(wǎng)絡(luò)資源和學(xué)生需求，為遠(yuǎn)程教育提供一個(gè)良好的溝通與效勞平臺(tái)。

1移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)指的是通過手機(jī)、筆記本、平板電腦等非固定式的便攜設(shè)備連接公共網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)訪問的辦法。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在人們?nèi)粘Ｉ钪械氖褂妙l率很高，其便捷、便宜的特點(diǎn)受到了群眾的歡迎，設(shè)計(jì)基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)是與時(shí)俱進(jìn)的，具有非常明顯的開展優(yōu)勢(shì)。

1.1移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)框架設(shè)計(jì)

基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)是面向我國教育信息進(jìn)行教學(xué)效勞與信息操作的一體化智能信息平臺(tái)，是對(duì)傳統(tǒng)書本教育的信息集成與網(wǎng)絡(luò)表述，能夠簡短、精要地提煉學(xué)生需求，公道、透明地對(duì)教學(xué)進(jìn)行改革，從而到達(dá)提高學(xué)生對(duì)知識(shí)接受能力的最終目的。在基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)框架的設(shè)計(jì)上，需要將眾多跨學(xué)科的信息凝結(jié)成知識(shí)網(wǎng)，利用最小代價(jià)提供最多教學(xué)資源[1]，對(duì)此，將平臺(tái)框架分為三層：頂層與中間層的信息經(jīng)過口令轉(zhuǎn)換，將學(xué)生所需教學(xué)內(nèi)容傳遞到底層進(jìn)行顯示。最頂層是用于安置信息接口、進(jìn)行信息集成與資源整合的應(yīng)用層，負(fù)責(zé)將不同架構(gòu)、不同源頭的信息引入平臺(tái)，供學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化選擇；中間層是信息管理層，該層對(duì)應(yīng)用層引入平臺(tái)的信息進(jìn)行統(tǒng)一訪問、管理與授權(quán)。信息管理層的主要構(gòu)件是數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)訪問、存儲(chǔ)信息，并為信息提供管理與授權(quán)規(guī)范；平臺(tái)底層安置的是人機(jī)交互層，負(fù)責(zé)將教學(xué)內(nèi)容展示給學(xué)生，將教師的教學(xué)資料與視頻、音頻上傳到教學(xué)頁面。學(xué)生通過人機(jī)交互層登錄到效勞器查看教學(xué)頁面，此過程需要移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的支持。整個(gè)平臺(tái)框架是一種MVC架構(gòu)，MVC指ModelViewController，即“模型《視圖《控制器〞架構(gòu)。MVC架構(gòu)兼具信息接入、處理與顯示能力，擁有獨(dú)立的視圖邏輯架構(gòu)，各層之間的數(shù)據(jù)能夠及時(shí)進(jìn)行互換[2]，無需準(zhǔn)備高容量存儲(chǔ)設(shè)備，在信息管理過程中表現(xiàn)出色，能夠?qū)崟r(shí)編輯URL〔Uniform/UniversalResourceLocator，統(tǒng)一資源定位符〕，對(duì)學(xué)生發(fā)出的教學(xué)頁面點(diǎn)選請(qǐng)求進(jìn)行快速響應(yīng)?；谝苿?dòng)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)的MVP架構(gòu)如圖1所示，理論上講，模型位于平臺(tái)中間層，與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)存取與邏輯判斷等信息交互，控制器和視圖位于底層，將人機(jī)交互層連接到信息管理層的數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)效勞器與學(xué)生之間的信息交互[3]。但實(shí)際上，在平臺(tái)最頂層進(jìn)行資源整合時(shí)，MVP架構(gòu)就已經(jīng)開始進(jìn)行全員行動(dòng)，幫忙平臺(tái)整合到最全面、最有利的教學(xué)資源。

1.2移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在人機(jī)交互層的作用是聯(lián)系學(xué)生移動(dòng)終端發(fā)出指令，調(diào)動(dòng)應(yīng)用層和信息管理層將相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容顯示在人機(jī)交互層中。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的硬件支持如圖2所示，主要包括電源、LPC2000微處理器、聯(lián)合測(cè)試工作組、通用異步收發(fā)傳輸器、音頻麥克風(fēng)、耳機(jī)、音頻插口和SIM卡〔SubscriberIdentificationModule，客戶辨認(rèn)模塊〕。LPC2000微處理器采用5V外接電源，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)需要24V電源。聯(lián)合測(cè)試工作組是一種四線接口，用來進(jìn)行LPC2000微處理器內(nèi)部調(diào)試。SIM卡位于移動(dòng)終端，是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的承載者，通用異步收發(fā)傳輸器那么是人機(jī)交互層中的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)承載者。

LPC2000微處理器是一種嵌入式的低耗ARM7處理器，可進(jìn)行零響應(yīng)高速閃存訪問，擁有片上代碼愛護(hù)機(jī)制和串行通信接口，極其適合應(yīng)用其進(jìn)行通信增強(qiáng)和復(fù)雜控制[4]。如圖3所示，LPC2000微處理器控制移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向通信，正向通信時(shí)向?qū)W生的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端發(fā)送教學(xué)內(nèi)容，反向通信時(shí)從終端提取操作指令傳向現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)的效勞器。

1.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)的核心是信息處理，教學(xué)資源包含的一般是應(yīng)用型信息，數(shù)據(jù)庫能夠?qū)?yīng)用型信息進(jìn)行規(guī)那么處理與分類存儲(chǔ)。信息的輸入與輸出是數(shù)據(jù)庫根本職能，數(shù)據(jù)庫以學(xué)生需求為主導(dǎo)進(jìn)行信息處理，其中擁有的E《R圖以及表單是存儲(chǔ)學(xué)生所需教學(xué)信息的功能選項(xiàng)[5]，根據(jù)功能選項(xiàng)，信息管理層能夠?qū)⑿畔⒄铣梢晥D進(jìn)行展示，保證平臺(tái)有序、科學(xué)地幫忙學(xué)生解決學(xué)習(xí)難題。數(shù)據(jù)庫使用SQL語言〔StructuredQueryLanguage，結(jié)構(gòu)化查詢語言〕進(jìn)行信息編譯，在信息管理層與人機(jī)交互層之間設(shè)置一個(gè)訪問接口，以便在平臺(tái)執(zhí)行學(xué)生操作指令時(shí)減少效勞器出錯(cuò)的幾率，優(yōu)化移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信速率，減少平臺(tái)的擴(kuò)展與維修難度。圖4對(duì)數(shù)據(jù)庫中的教學(xué)信息根本E《R圖進(jìn)行了設(shè)計(jì)，通過SQL語言訪問完整的數(shù)據(jù)庫E《R圖[6]，訪問方式采用開放數(shù)據(jù)庫連接方式，介紹了平臺(tái)中學(xué)生與教學(xué)課程的實(shí)體聯(lián)系，數(shù)據(jù)庫將學(xué)生的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)、個(gè)人檔案、個(gè)人編號(hào)、登錄賬號(hào)與聯(lián)系方式保留起來，記錄下存儲(chǔ)位置，根據(jù)學(xué)生操作指令對(duì)應(yīng)到相應(yīng)的課程數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)，將課程檔案、相關(guān)教師以及可選的聽課方式提供應(yīng)學(xué)生。如果學(xué)生選擇聽這個(gè)課程，可在平臺(tái)教學(xué)頁面點(diǎn)選“是〞選項(xiàng)，選擇進(jìn)入播放頁面或者收藏待聽。如果是在線實(shí)時(shí)聽講的課程，基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)還提供了智能提醒功能，在課程開始之前利用手機(jī)短信、郵件等形式提醒學(xué)生前來聽講。

1.4移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

目前，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開展至4G網(wǎng)絡(luò)，4G網(wǎng)絡(luò)在人們生活中被普遍使用，其技術(shù)參數(shù)如表1所示，速度快、覆蓋范圍廣、調(diào)制與編碼技術(shù)能夠惠及廣闊移動(dòng)終端是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)勢(shì)。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的部署與管理是現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)在具體實(shí)現(xiàn)過程中的最大難點(diǎn)。

如圖5所示的平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)部署在核心區(qū)域，以公共交換網(wǎng)絡(luò)和3G網(wǎng)絡(luò)為備用，讓學(xué)生可以在偏遠(yuǎn)區(qū)域、電梯、列車等移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不好的區(qū)域登錄平臺(tái)效勞器。平臺(tái)通過移動(dòng)通信系統(tǒng)地面無線接入網(wǎng)保證學(xué)生在移動(dòng)終端中發(fā)出的操作指令不在傳輸過程中被歹意修改，同時(shí)保證學(xué)生所需教學(xué)內(nèi)容能夠被傳輸?shù)秸_位置，實(shí)現(xiàn)教學(xué)信息的傳輸與顯示。

2仿真測(cè)試

2.1測(cè)試環(huán)境

針對(duì)本文基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)性能進(jìn)行測(cè)試的環(huán)境如表2所示，采用最新、功能最全的Windows8操作系統(tǒng)，平臺(tái)中使用的網(wǎng)絡(luò)效勞器帶寬為100M，測(cè)試人員使用的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端帶寬為20M，處理器均選用因特爾奔騰品牌。測(cè)試人員在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端點(diǎn)選基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)中的感興趣內(nèi)容，要求在單人點(diǎn)選過程中，本文系統(tǒng)需要保證頁面響應(yīng)時(shí)間低于5s，100人以上點(diǎn)選過程中，保證頁面響應(yīng)時(shí)間[7]低于10s。點(diǎn)選內(nèi)容后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過率應(yīng)高于60%，響應(yīng)出錯(cuò)率低于5%。

2.2結(jié)果與分析

根據(jù)上述測(cè)試規(guī)范設(shè)計(jì)測(cè)試內(nèi)容，構(gòu)建出318個(gè)虛擬用戶，點(diǎn)選次數(shù)為41238次，本文平臺(tái)總吞吐量為138.175kMB。每2s向本文系《y中參加1個(gè)虛擬用戶，達(dá)到用戶上限后持續(xù)進(jìn)行3min滿載測(cè)試，爾后每2s移除1個(gè)虛擬用戶。實(shí)驗(yàn)測(cè)試內(nèi)容包括本文系統(tǒng)的吞吐量、響應(yīng)情況以及數(shù)據(jù)通過率，測(cè)試結(jié)果如圖6～圖8所示。

從圖6～圖8中能夠看出移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代教育教學(xué)平臺(tái)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，其在處理用戶點(diǎn)選內(nèi)容的過程中，效勞器吞吐量與效勞器正確響應(yīng)數(shù)量的開展趨勢(shì)具有一致性，很少存在效勞器響應(yīng)出錯(cuò)的情況。隨著虛擬用戶的不斷參加，平臺(tái)的響應(yīng)情況能夠在波動(dòng)過程中逐漸變得穩(wěn)定，響應(yīng)出錯(cuò)情況很少，數(shù)據(jù)通過率也呈穩(wěn)步回升趨勢(shì)，效勞器錯(cuò)