蘆斌

● 源起：低姿做起，逐步規(guī)劃

如今，電子書包已成為一個熱門話題，周圍的電子書包層出不窮，但真正用于實際的卻不多，很多“電子書包”被商家的利益歪曲，無形中扭曲了“電子書包”的功能。為了避免出現(xiàn)宏觀規(guī)劃過大、過空、脫離實際的教學現(xiàn)象，所以我區(qū)做該電子書包項目時，是抱著“平民化”的姿態(tài)，從小處著眼，以某一學科——信息技術學科作為實體內容，從實際教學應用著手，先確定核心電子課本的功能，再根據(jù)教學實際需求逐步規(guī)劃體系框架，在課本成形的基礎上提出了動態(tài)教學數(shù)據(jù)的要求，于是便逐步有了多平臺服務支持、數(shù)據(jù)動態(tài)更新的整體架構方案，在實際的教學應用中，不斷優(yōu)化體系架構以及各功能模塊。接下來就與大家分享一下我區(qū)電子書包具體架構的實施過程。

● 實施：聚沙成塔，步步優(yōu)化

1.“實”的開始——以實際教學需求為核心，逐步完善平臺體系建設

在研發(fā)設計初期，確定了課程管理平臺的架設需求，只有與電子課本教材體系同步，服務平臺才能在教學中發(fā)揮作用，并在此基礎上逐步形成了兩條主線的開發(fā)模式，一條是課程平臺，另一條是電子課本，以及兩者的優(yōu)化協(xié)同，方便實際教學使用的總體設計思路。

談到課程平臺，不難讓人想到CMS，在功能結構上體現(xiàn)了現(xiàn)代教育技術理念，更加注重教師資源活動的個性化需求，更加便于師生、生生之間的互動、協(xié)作和交流。但這些大型的、“企業(yè)化”的網絡課程管理平臺，在實際教學中師生使用存在著許多的不適應性，一是學生對課程平臺的登錄方式不習慣而且登錄后在課程系統(tǒng)與電子書包間切換會造成許多不便；二是由于操作界面設計考慮比較成人化，雖說功能比較完善，但就學生而言過于繁雜。同時，課程平臺作為電子書包的一部分內容，不能完全實行拿來主義。

針對這些情況，我們開發(fā)小組對實際教學的需求進行了分析，既需要課程管理的體系，又要簡化登錄界面，快速讀取資源數(shù)據(jù)。因此制定了以課程平臺為主體服務架構，以主題劃分的結構作為同步基礎，以主題單元內的資源、活動索引數(shù)據(jù)作為教師自主的課程拓展資源，并且在客戶端連接網絡后同步地加載到本地的“教學資源”、“教學活動”兩大教學服務模塊。作為教師仍然可以利用課程管理平臺方便地調整資源、規(guī)劃課程、設計課堂活動，作為學生可以實時地與教師同步實現(xiàn)教學資源的一致性，作為電子書包的核心教學內容，課程平臺既有標準化的電子課本作為基礎，又有教師個性化的教學支持作為拓展。

2.“云”的啟發(fā)——以云技術云理念為引導，打造符合教學實際的服務架構

學生考勤是電子書包一個重要的功能模塊，但開發(fā)初期作為唯一平臺的課程管理系統(tǒng)的用戶登錄方式相對簡單，而且對于用戶登錄數(shù)據(jù)的統(tǒng)計也不清晰，要修改系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結構會牽連過大。開發(fā)小組在“云”理念的啟發(fā)下，提出了用多平臺“云”架構的方式來實現(xiàn)，不拘泥于一個服務平臺，盡最優(yōu)化的服務方案來提供對電子書包的支持，同時開發(fā)小組單獨設置了一個“教學管理平臺”用于學生考勤登錄、課堂實時討論以及一些臨時數(shù)據(jù)的中轉。另外，在課堂實際運用過程中，我們發(fā)現(xiàn)在學生上傳大數(shù)據(jù)作業(yè)或作品時會出現(xiàn)擁塞或緩慢現(xiàn)象，因此我們將課堂實時的作品數(shù)據(jù)匯總服務放置到了教室局域網中作為第三類服務平臺——“即時上傳平臺”。這三類平臺的設置是考慮到了實際教學需求后進行的劃分架設，如圖1所示從左至右服務的響應速率、通訊要求越來越高。

多平臺的系統(tǒng)體系雖滿足了不同的教學需求，但給使用者也帶來了麻煩，就是多平臺的登錄，為了用戶使用更為方便，我們采用了“單點登錄”技術，讓用戶通過一次登錄實現(xiàn)對多個平臺的驗證提交。隨著云服務、云架構的不斷完善強大，學生手中的電子書包也變得更豐富多彩，逐步成為“云”端的一抹亮色。

3.“流”的優(yōu)化——以新技術新平臺為依托，提高服務體系的整體性能

如果說多平臺“云”服務給了平江版電子書包的靈魂，那么Ajax、NGINX就是銜接我們電子書包外殼與靈魂的高速“流”，從asp到.net再到Ajax，我們開發(fā)小組對系統(tǒng)的通訊作了諸多調試，目的是讓電子書包中的服務通訊數(shù)據(jù)能更為平滑地過渡到師生端界面。電子書包的研發(fā)過程中，新技術的融匯應用是必不可少的，通過研究比較，Ajax技術加載時間少，數(shù)據(jù)精簡，且通訊中斷不會報錯，通過定制Ajax與課程服務平臺進行數(shù)據(jù)同步，實現(xiàn)了高效加載，讓服務數(shù)據(jù)自然融入電子書包，師生完全沒有使用外部資源的感覺。另一股高速“流”就是NGINX，作為新興的Web服務技術，它的系統(tǒng)效率、客戶提交數(shù)據(jù)處理速度均遠高于IIs、apache。因此，為了讓服務端能提供更高效的“流”，讓電子書包在大規(guī)模應用的情況下仍保持穩(wěn)定狀態(tài)，我們對Web服務的架構進行了NGINX化的改建，形成了“centos系統(tǒng)+NGINX+PHP組件”的整體方案。在正式的實驗課程中，在兩班學生同時訪問的情況下，系統(tǒng)依然能保證正常訪問。新技術的引入，關鍵技術的優(yōu)化，幫助我們不斷提升了電子書包的性能，也為今后的大規(guī)模推廣、應用提供了經驗借鑒，提供了基礎保障。

4.“底”的革新——以開放的功能需求為目標，徹底改換全系統(tǒng)平臺架構

在第一版電子書包中根據(jù)初期功能分析搭建了一個功能相似的雛形架構（如圖2），功能上初步滿足了設計要求，但課本、服務支持、學具等都融為一體，缺少分割，不適于批量開發(fā)或模塊修改，且制作成本較高。另外一個關鍵問題是開發(fā)基于的平臺是以Windows系統(tǒng)下的軟件功能為主體，這樣會導致移植性較差，不利于推廣。針對上述問題，在新版的客戶端開發(fā)設計時，改變了基礎的開發(fā)平臺，以往思路總定格在某個操作系統(tǒng)作為平臺基礎進行整體搭建，這樣就被操作系統(tǒng)本身給局限了，對此我們開發(fā)小組大膽提出了以Web平臺作為基礎的總體設計方案（如圖3），在Web基礎平臺上電子課本的加載形式靈活開放，HTMl5、PDF、SWF等都可用于課本制作，在Web環(huán)境中與服務器通訊也更為方便，Web作為計算機發(fā)展到現(xiàn)在還能長久不衰的一種媒體形態(tài)，正被越來越多的各類終端所接受，以后不管孩子擁有的是一部手機還是IPAD或者PC機只要能打開Web，他都有機會使用自己的電子書包。

5.“集”的打造——以三層架構理論為指導，區(qū)分功能重部新局

早在系統(tǒng)設計規(guī)劃前，祝教授的工具集、服務集的概念就深入我們心中，但在第一版規(guī)劃時，我們的拓展功能與課本融為一體，過于緊密，沒有真正體現(xiàn)出“集”的概念，在第二版Web版電子書包的開發(fā)過程中，我們利用HTMl5技術在層和JS的作用下逐步地把電子課本與拓展功能區(qū)進行了分離，課本的標準性、穩(wěn)定性得到了充分的體現(xiàn)，教學服務區(qū)作為一個動態(tài)模塊可以實時加載教學資源教學活動，而學具、工具被逐步地歸結在一個“學具箱”的區(qū)塊中。通過這種劃分，學生可以有學生的學具箱（如圖4），教師可以有教師的教具箱（如圖5），不同學科也有不同的“工具箱”，未來我們可以引入外部資源一同開發(fā)Web體系下的工具箱，Web體系作為標準體系不存在兼容性問題，工具集的管理可以引入IGOOGLE概念，分為固有的和可選的，根據(jù)個人喜好自定工具箱。通過電子課本、服務區(qū)、工具箱的劃分，各部分的功能清晰，相互不會牽連，有利于今后的模塊化改造以及第三方開發(fā)。

● 回望：點滴匯聚，經驗分享

通過近一年的電子書包整體開發(fā)實踐，我們不僅有了一套完備的電子書包架構體系，更從中積累了一些開發(fā)心得。

1.與時俱進，不斷創(chuàng)新

電子書包作為一個新興事物，又是未來教育的有力工具，它的“材質”必須是與時俱進的。一是新技術的融入，只有新技術的不斷融入才能讓電子書包更優(yōu)化、更領銜時代，在我們的電子書包開發(fā)過程中，新的Web技術，如AJAX、HTMl5、NGINX在不斷產生發(fā)展，電子書包的架構也需要不斷調整；二是技術的創(chuàng)新引入，一些成熟技術、成套系統(tǒng)不可能一成不變地被引入電子書包，需要開發(fā)者與教師根據(jù)實際教學需求創(chuàng)新引入，如課程平臺的改造、AJAX模塊的再開發(fā)，Web工具類的整合都需要開發(fā)者的再開發(fā)。

2.模塊區(qū)分，功能細化

隨著電子書包的日趨成熟，功能模塊劃分越發(fā)清晰，電子課本與教學服務、學具箱模塊的區(qū)分越發(fā)明顯，清晰的模塊劃分，有助于各模塊內的獨立開發(fā)，也有助于各模塊的功能標準建立，便于今后的拓展延伸。

3.平臺開放，包容萬千

在多次修改了平臺的底層后，我們逐漸發(fā)現(xiàn)平臺越來越“開放”、“包容”，這對新技術的引入也提供了更多的便捷，對平臺自身的升級以及協(xié)同開發(fā)提供了保障。

4.教育為主，引領開發(fā)

只有一個“去利益化”的團體開發(fā)電子書包，尤其是核心的電子課本、教學服務，才能真正讓電子書包為教育服務，才能不斷創(chuàng)新。教育部門應該成為電子書包的開發(fā)主體，在核心成熟、體系完善、標準建立后，再逐步引入其他社會力量介入第三方模塊的開發(fā)，這樣會讓電子書包更適于教學實際，讓我們的教師、學生擁有一個得心應手的電子書包。