动态数学数字资源开放平台的研究与设计
发布时间：2021-09-23 03:28
数字教育资源的共建共享行动已成为当前教育信息化的重要内容和研究热点.经过多年的研究和建设,数字教育资源其价值并未得到充分的利用,反而出现所谓的"资源孤岛"和"数字废墟".究其原因主要是由于现有的资源平台建设未具有足够的开放性以及学科相关性.基于PaaS结构提出了教育资源开放平台模型,并结合动态几何、计算机代数、几何定理自动推理等技术,采用微服务架构设计并实现了一种动态数学教学资源开放平台.该开放平台具有深入数学学科、开放资源与能力定制化、分级授权等特点.利用OAuth2.0技术作为主要的授权流程,为第三方应用和用户提供认证授权、分级定制化的动态数学内容素材和能力.给出该开放平台的相关特点及总体设计,介绍了面向应用及用户权限的分层策略与认证流程及开放资源与工具的定制化流程.根据性能分析,表明该平台已广泛应用于教学活动中.目前该开放平台已为电子教材、通用演示软件及在线备课平台等多个第三方应用提供服务,得到了广泛应用.
【文章来源】：哈尔滨工业大学学报. 2019,51(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
教育资源开放平台模型Fig．1Modelofeducationalresourcesopenplatform
芰Φ玫匠中?嵘?．扩展性强:每个服务都可根据实际需要进行监控与扩展，可更有针对性的进行性能优化及分布式部署．容错性高:由于服务之间相互隔离，故障被隔离在单个服务中，不会影响整体应用的主要业务流程，避免全局性不可用的状况发生．4总体设计与架构4．1架构设计本动态数学数字资源开放平台，其核心资源是由“网络画板”提供的相关素材及能力服务，同时应具备定制化、分级授权等特点．开放平台具有相当的复杂性，而微服架构正式应对复杂应用的首选架构，本平台的总体架构设计如图2所示:图2开放平台总体架构设计Fig．2Architecturedesignoftheopenplatform开放平台主要包含认证/授权、权限定制、订单结算、开放工具及资源服务，各个服务之间通过基于ＲESET的轻量级http协议进行通信．认证/授权服务:开放平台具有开放特性，不可避免会遇到各种安全风险，综合分析主要面临如下三类安全问题［21］:开放接口的越权调用、第三方应用加入平台带来的安全非独立性问题、访问终端数据带来的账户隐私威胁．因此搭建一个可信的开放平台［22］成为最为基础的工作．本平台采用分级授权方式，分别为第三方应用和用户提供接口调用的权限．对于第三方应用对接口的合法调用，开放平台与开发者之间会签订一份服务水平协议［23］(ServiceLevelAgreement，SLA)，向第三方应用分配Appid及Appkey，授权/认证服务则负责验证Appid及Appkey并颁发相应的授权令牌(Token)，令牌中包含了平台对接口访问的权限信息，用于后续的鉴权为第三方的所有用户提供基础的资源和能力服务．而在授权给用户访问私有
个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux机器上，也可以实现虚拟化．容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口，具有极低的性能开销．图4面向用户的业务流程时序Fig．4User-orientedbusinessprocesssequencediagram5性能分析及应用案例5．1性能分析从Apdex指数及吞吐率两个方面在24小时内进行该平台性能分析．Apdex指数为应用的性能指数，反映用户对当前应用的响应时间的满意度．分值为0～1，分值越高代表用户满意度越好，从图5中可见，平均的Apdex指数达到了0．961表明了该平台得到了比较可观的用户满意度．图5平台的Apdex指数Fig．5Apdexindexoftheplatform另一个重要性能指标是吞吐率，即反映了每分钟应用处理请求数的能力，同时也反映了用户使用平台的时间特性．图6反映了最近24小时应用的吞吐率，从图中可以看出，访问较为密集的时间正是上午及下午开展的课程的时间段，说明该应用已广泛应用于教学过程中．图6平台的吞吐率Fig．6Throughputrateoftheplatform从以上数据来看，当前开放平台能够充分满足现有的用户访问需求．随着访问量的增加，微服务架构也为进一步的性能优化提供了良好的可扩展的技术基础．5．2应用案例基于“网络画板”的动态数学数字资源开放平台，截止目前已经汇集了一线老师创作的各类动态第5期管皓，等:动态数学数字资源开放平台的研究与设计·91·
【参考文献】：
期刊论文
[1]An advanced operating environment for mathematics education resources[J]. Yongsheng RAO,Jingzhong ZHANG,Yu ZOU,Yanchun SUN,Xiangping CHEN,Songhua XU. Science China（Information Sciences）. 2018(09)
[2]基于SPOC+数字化教学资源平台的翻转课堂教学模式研究——以大学英语为例[J]. 吕婷婷,王娜. 中国电化教育. 2016(05)
[3]网络教育资源为什么存在“数字废墟”——中国网络教育资源建设之难点剖析[J]. 王竹立. 现代远程教育研究. 2015(01)
[4]高校数字化教学资源共享的困境分析与化解策略——基于博弈论的视角[J]. 丁卫泽,熊秋娥. 中国电化教育. 2015(01)
[5]在线教育的“后MOOC时代”——SPOC解析[J]. 康叶钦. 清华大学教育研究. 2014(01)
[6]建立高校数字化学习资源共享机制的SWOT分析[J]. 李振超,陈琳,郑旭东,蒋倩. 当代教育科学. 2014(03)
[7]基于成本收益的数字化教学资源共享条件分析[J]. 熊秋娥,丁卫泽. 高校教育管理. 2014(02)
[8]数字教育资源共建共享的系统分析框架研究[J]. 钱冬明,管珏琪,祝智庭. 电化教育研究. 2013(07)
[9]移动互联网能力开放平台的层次安全服务模型[J]. 李敏,秦志光. 电子科技大学学报. 2013(02)
[10]近年我国高校数字化教学资源建设与应用研究分析[J]. 刘新阳. 电化教育研究. 2012(03)
本文编号：3404940
【文章来源】：哈尔滨工业大学学报. 2019,51(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
教育资源开放平台模型Fig．1Modelofeducationalresourcesopenplatform
芰Φ玫匠中?嵘?．扩展性强:每个服务都可根据实际需要进行监控与扩展，可更有针对性的进行性能优化及分布式部署．容错性高:由于服务之间相互隔离，故障被隔离在单个服务中，不会影响整体应用的主要业务流程，避免全局性不可用的状况发生．4总体设计与架构4．1架构设计本动态数学数字资源开放平台，其核心资源是由“网络画板”提供的相关素材及能力服务，同时应具备定制化、分级授权等特点．开放平台具有相当的复杂性，而微服架构正式应对复杂应用的首选架构，本平台的总体架构设计如图2所示:图2开放平台总体架构设计Fig．2Architecturedesignoftheopenplatform开放平台主要包含认证/授权、权限定制、订单结算、开放工具及资源服务，各个服务之间通过基于ＲESET的轻量级http协议进行通信．认证/授权服务:开放平台具有开放特性，不可避免会遇到各种安全风险，综合分析主要面临如下三类安全问题［21］:开放接口的越权调用、第三方应用加入平台带来的安全非独立性问题、访问终端数据带来的账户隐私威胁．因此搭建一个可信的开放平台［22］成为最为基础的工作．本平台采用分级授权方式，分别为第三方应用和用户提供接口调用的权限．对于第三方应用对接口的合法调用，开放平台与开发者之间会签订一份服务水平协议［23］(ServiceLevelAgreement，SLA)，向第三方应用分配Appid及Appkey，授权/认证服务则负责验证Appid及Appkey并颁发相应的授权令牌(Token)，令牌中包含了平台对接口访问的权限信息，用于后续的鉴权为第三方的所有用户提供基础的资源和能力服务．而在授权给用户访问私有
个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux机器上，也可以实现虚拟化．容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口，具有极低的性能开销．图4面向用户的业务流程时序Fig．4User-orientedbusinessprocesssequencediagram5性能分析及应用案例5．1性能分析从Apdex指数及吞吐率两个方面在24小时内进行该平台性能分析．Apdex指数为应用的性能指数，反映用户对当前应用的响应时间的满意度．分值为0～1，分值越高代表用户满意度越好，从图5中可见，平均的Apdex指数达到了0．961表明了该平台得到了比较可观的用户满意度．图5平台的Apdex指数Fig．5Apdexindexoftheplatform另一个重要性能指标是吞吐率，即反映了每分钟应用处理请求数的能力，同时也反映了用户使用平台的时间特性．图6反映了最近24小时应用的吞吐率，从图中可以看出，访问较为密集的时间正是上午及下午开展的课程的时间段，说明该应用已广泛应用于教学过程中．图6平台的吞吐率Fig．6Throughputrateoftheplatform从以上数据来看，当前开放平台能够充分满足现有的用户访问需求．随着访问量的增加，微服务架构也为进一步的性能优化提供了良好的可扩展的技术基础．5．2应用案例基于“网络画板”的动态数学数字资源开放平台，截止目前已经汇集了一线老师创作的各类动态第5期管皓，等:动态数学数字资源开放平台的研究与设计·91·
【参考文献】：
期刊论文
[1]An advanced operating environment for mathematics education resources[J]. Yongsheng RAO,Jingzhong ZHANG,Yu ZOU,Yanchun SUN,Xiangping CHEN,Songhua XU. Science China（Information Sciences）. 2018(09)
[2]基于SPOC+数字化教学资源平台的翻转课堂教学模式研究——以大学英语为例[J]. 吕婷婷,王娜. 中国电化教育. 2016(05)
[3]网络教育资源为什么存在“数字废墟”——中国网络教育资源建设之难点剖析[J]. 王竹立. 现代远程教育研究. 2015(01)
[4]高校数字化教学资源共享的困境分析与化解策略——基于博弈论的视角[J]. 丁卫泽,熊秋娥. 中国电化教育. 2015(01)
[5]在线教育的“后MOOC时代”——SPOC解析[J]. 康叶钦. 清华大学教育研究. 2014(01)
[6]建立高校数字化学习资源共享机制的SWOT分析[J]. 李振超,陈琳,郑旭东,蒋倩. 当代教育科学. 2014(03)
[7]基于成本收益的数字化教学资源共享条件分析[J]. 熊秋娥,丁卫泽. 高校教育管理. 2014(02)
[8]数字教育资源共建共享的系统分析框架研究[J]. 钱冬明,管珏琪,祝智庭. 电化教育研究. 2013(07)
[9]移动互联网能力开放平台的层次安全服务模型[J]. 李敏,秦志光. 电子科技大学学报. 2013(02)
[10]近年我国高校数字化教学资源建设与应用研究分析[J]. 刘新阳. 电化教育研究. 2012(03)
本文编号：3404940
本文链接：https://www.wllwen.com/jiaoyulunwen/jsxd/3404940.html
