基于云服务的私人订制学习系统设计与实现

张佳倩 何明昌* 郑 潮 沈燕芳 吴国娟

(温州大学数学与信息科学学院，浙江 温州 325035)

基于云服务的私人订制学习系统设计与实现

张佳倩 何明昌* 郑 潮 沈燕芳 吴国娟

(温州大学数学与信息科学学院，浙江 温州 325035)

近年来，随着网络教育成为当前教育领域的大趋势，多家网校平台拔地而起，但教育资源与学习效果参差不齐，针对性也不强，实时性也不够。随着网络直播的兴起，网络“私人订制”学习成为新时代网络教育的新需求。基于云服务的私人订制学习系统兼顾学习者个性化需求，体现了专业性较强的学习特点，达到一对一网络视频授课效果。系统充分利用云服务与大数据的优势，开辟名师预约、名师视频、名师论坛、公告消息、资料下载等功能。

网校；私人订制；云服务；.Ne t；移动开发

1 引言

由于时间、空间的限制，各行各业的人倾向于用网络来获取知识，艾瑞统计数据显示，中国网络教育市场从2010年的1654亿增长至2015年的1923亿元，估计2017年达到15000亿元，年复合增长率达21%，线上学习成为热潮，并以一种惊人的速度日益壮大。与此同时，私人教练、私人医生、私人家庭教师等职业逐渐普遍，揭示着人们对私人定制教育的需求日益增强。对网络平台学习的调查结果显示，92.01%的人需要一个能与老师面对面交流的学习方式，因此各行各业的学习者都渴望有一个为自身打造的学习平台。

近年来网络上也相继涌现了很多学习平台，如网易云课堂、沪江网、学大教育等，但经过调查研究和分析，这些平台或多或少存在交互性功能不足、网上答疑功能不够完善、覆盖面不广等缺点。因此很多人在尝试线上学习的同时不得不继续寻找线下名师，尤其像学习美术、音乐、舞蹈、健身、驾照、飞机等学习者，为了取得较好的效果，到处找名师、找关系，以期得到名师的当面指导，在这过程中无疑要付出高昂的学费，有的人甚至要去很远的地方求师，这很难解决求学与正常工作学习的冲突，线上线下的双向负担会导致很多学习者因为种种原因丧失继续学习的兴趣。各式的在线教育产品不断新增的同时，也有很多在不断消亡，传统网络学习平台要想继续占据市场优势必须谋求变革。近年混合学习、泛在学习、游戏化学习、个性化学习、终身学习等学习理念一直为人们所热议。2015年《地平线报告》指出，个性化学习将成为一项困难的挑战。如何支持这种广泛性、终身性、创新性和非正式性的个性化学习体验将是网络学习平台未来努力的方向[1]，也是本系统开发的目的。

为了更好地满足用户个性化学习需求，提高远程教育质量，本文提出了私人订制学习系统，力求解决教育资源的分布不平衡问题，实现资源的最大化合理应用。其中邀请名师加盟并与名师面对面视频学习将会成为解决上述现实问题的有效的创新途径，大大提高教学的宽度、深度，在扩大经济效益的同时注重满足个性化学习需求。

2 相关技术背景

2.1 技术结构

云服务是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云服务的优势之一就是规模经济，利用云计算供应商提供的基础设施，同在单一的企业内开发相比，开发者能够提供更好、更便宜和更可靠的应用；对开发者而言，升级一个云应用比传统的桌面软件更容易。只需要升级集中的应用程序，应用特征就能快速顺利地得到更新，而不必手工升级组织内每台台式机上的单独应用。有了云服务，一个改变就能影响运行应用的每一个用户，这大大降低了开发者的工作量。

大数据所涉及的资料量的规模巨大到无法透过目前主流软件工具，在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策的各种资讯。大数据具体体现在规模性（Volume），多样性（Variety）和高速性（Velocity）上[2]。

为了使系统具有更好的扩展性与可维护性，系统基于ASP.NET MVC/JSP三层体系构架，将整个平台应用划分为：模型(Model)、表示层(UI)、数据访问层(DAL)和业务逻辑层(BLL),把一个应用的输入、处理、流程按照Model、View、Controller的方式进行分离，这样有利于平台的开发、维护、部署输出和扩展。ASP.NET MVC/JSP是微软最新的Web应用程序开发模式，它是MVC设计模式在.NET环境下的应用,具有支持丰富的路由机制、测试驱动开发(TDD)和团队应用程序开发等优点。在MVC2基础上，采用三层结构进行开发，使得系统层次划分更加清晰、功能更易扩展与维护、更有利于团队分工协作[3]。

2.2 搜索引擎优化技术

搜索引擎优化SEO是针对搜索引擎对网页的检索特点，让网站建设各项基本要素适合搜索引擎的检索原则，从而使搜索引擎收录尽可能多的网页，并在搜索引擎自然排名结果中排名靠前，最终达到网站推广的目的。

为了能够使目标资源在数以万计的学习信息中脱颖而出，必须从多方面实现搜索引擎优化，可以通过整合搜索寻找更多的机会使站点被用户搜索到。系统通过与网络教育相关的一对一、私人定制、名师、各领域专业人才等纵向与横向相关联的词汇进行搜索引擎优化。一个完整的搜索引擎，首先通过爬虫从网络中抓取所需网页的过程中，自动地访问网络，按照一定的策略沿着网络中的URL爬到其他的相关网页，重复此过程直到完成任务，同时把爬到的网页存储起来。在爬虫抓取各种网页后，对网页进行分析，如图1所示。

图1 搜索引擎构架流程图

2.3 数据挖掘Apriori算法技术

系统创建一个关于目标资源的信息数据仓库，并分析访客的兴趣、个性、偏好、要求等，形成包含一系列针对各种类型学习者的学习服务方案，并针对学习者的学习偏好、个人需求提供个性化的学习推荐，提高满意度，赢得效益。

系统推荐引擎通常包括名师推荐和名师视频推荐及资料下载推荐引擎。根据用户的个性化需求，搜索选择推荐不同的内容。Apriori算法流程图如图2所示。

图2 Apriori算法流程图

3 系统设计方案

3.1 设计理念

面向各领域各年龄各层次用户，提供私人订制网络学习服务。系统开发了面向全民的在线针对性专业辅导、品牌课程学习、资源信息共享等特色功能，汇集全国各行专业人才等优秀师资，致力于打造平台品牌性和权威性，弥补了现有学习平台的交互性功能不足、网上答疑功能不够完善、覆盖面不广的缺点。平台在下列几个方面寻求突破：

（1）通过系统实现学习者与教授者的一对一交流，实现两者的即时交流，给学习者高质量的学习服务。而目前已存在的学习网站并没有做到私人定制高端服务。

（2）通过数据挖掘关联规则的Apriori算法，可以为学习者与教授者智能推荐相应学习内容，实现专属定制学习。

（3）系统为学习者与教授者提供附近优秀讲座、招聘信息等资源信息共享，让用户能有更多学习的机会。

（4）学习者、教授者、管理者实现三赢：领域名师通过系统展示自己技术才能，实现育人目标，提高自身知名度，并且可以实现一定的获利。用户通过云上私塾享受专业的高端定制学习服务，提高能力。而我们系统则得到了推广，使得用户量得以提升以及实现了一定的盈利。

（5）系统的开发充分考虑了电子商务和大数据的发展趋势，确保了项目的可持续性和可行性。

3.2 设计原则

总体设计考虑到充分有效地进行系统集成，实现各子系统的管理和信息最大程度的共享，便于今后系统的扩充及增容等，预留未来的功能扩展接口。外网前台系统要求能响应4000用户的并发访问，内网后台管理要求能响应2000用户的并发访问。

在安全防范系统中所选用的各个功能子系统设备都具有开放的通讯接口，为系统数据库设计了一套完善的保护方案，并将后台管理系统搭建在内部局域网中以保安全，同时对一些重要数据进行MD5加密存储。此外，还设计了一套严格的权限认证机制，保证当用户访问站点时系统的安全性。每个子系统以各自的主控系统为中心，独立工作，同时通过集成与其它子系统有机地协同工作、联动防范，构成一个完整的高校私人订制学习系统。

基于ASP.NET MVC三层体系构架的开发模式，该优化分层模型方案增加了模型部分的重用性，降低了层与层之间的耦合度，使得系统具有更好的可维护性。将各业务流程进行隔离，针对接口进行系统编程。本系统内部业务流程的耦合度较低，后期维护方便。

该系统完成后可以具备如下功能特性：后台管理员可以对各个名师信息、学习者信息管理、一对一学习服务订单信息管理、公告信息管理、名师论坛管理、用户反馈管理，学习者能够了解系统签约名师、并与名师进行预约学习、查询各专业学习资源、下载学习资源以及提交预约学习订单。

4 系统架构和功能设计

4.1 系统整体架构介绍

在整个系统运作中，学习者作为需求的提出者，项目合作的教授者作为需求的完成者，而我们是系统的开发与管理者，审核各用户的身份信息，确保名师质量，并且在学习者和教授者之间充当联系协调者，为学习者和教授者的需求提供必要支持。系统不仅为学习者提供便利的服务，同时也为教授者提供特色服务。

系统业务主要分为三个方面：

（1）教授者：注册通过系统验证后，加入平台授课行列，随着知名度的提高，逐渐成为名师，可以自主选择学习者，私人开设授课，开设免费论坛，具有上传视频文档、资源的权利，得到授课费。

（2）学习者：注册申请通过验证后，成为平台上的学员，可以预约名师，享受一对一私人在线视频学习、视频辅导。还可以在论坛交流学习，浏览相关视频、文档，享有资源的上传下载、公共信息的获取等服务。

（3）平台管理员：审核并管理学习者、教授者的相关信息，上传学习资源，管理论坛，发布消息，管理投诉、论坛系统。

系统架构如图3所示：

图3 系统架构图

4.2 系统业务实现

系统采用ASP.NET MVC模式，结合HTML5、JSP进行开发，数据库使用SQLSERVER2008，移动端实现了在android及IOS上平稳运行。在整个系统中，学习者通过浏览我们网站界面，输入查找条件，根据自身情况选择心仪的名师并发起预约下单，相应名师选择是否接受预约，预约成功后，学习者即可在线付款，然后与名师进行一对一交流学习，系统支持图文、视频交流。若选择同城名师，还可在线付款后，选择线下一对一学习。订单完成后，学习者可进行评价，也可预约下一次学习，此外，学习者也可通过观看下载名师视频、学习资料进行学习。若学习者对此次学习服务不满意，也可发起投诉，系统管理员立即进行相关协商等处理，保护双方权益，系统运行主界面图如图4所示。

图4 主界面图

5 结语

系统通过互联网或移动互联网，借助便携的终端上网设备，为用户提供方便、快捷的移动终端私人定制学习体验，并且利用云计算和数据挖掘技术有针对性、目的性地为学习者私人定制学习内容及其他相关信息，为名师推送相应的学习者，同时发布优秀的学习资料、视频、信息等相关资源，让用户能够加以利用，激发学习兴趣，抓住学习机会，促进学习。为广大用户学习者提供一个高质量、范围广、学习体验优的学习系统，以更好地服务社会，扩大社会效益与经济效益。

[1]胡立如，张宝辉，周榕．从软件进化的视角看网络学习平台的演变趋势[J]．电化教育研究，2016(1)：72-78．

[2]孟小峰，慈祥．大数据管理：概念、技术与挑战[J]．计算机研究与发展，2013（1）：146-169．

[3]江义火．基于A S P．NE TMV C2的三层结构应用系统开发研究与实现[J]．软件导刊，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

张佳倩(1994-)，女，浙江湖州人，本科，研究方向为计算机网络。

*通讯作者：何明昌(1964-)，男，广西贺州人，硕士，系主任，副教授，研究方向为网络工程。

浙江省2015年度高等教育课堂教学改革项目，项目编号：k g 2015372；浙江省大学生科技创新活动计划(新苗人才计划)项目，项目编号：2016 R426013；温州大学2015年校级精品在线开放课程立项，项目编号：9。