基于NGB的社区网络教育平台设计与研究

陆一颖，陈 斌，杨湘浩

（1.上海市教育考试院，上海 200235；2.上海全景数字技术有限公司，上海 200083）

中国社区教育起步于20世纪80年代。教育部于2004年12月1日颁布了《教育部关于推进社区教育工作的若干意见》（教职成2004年6号），成为当前开展社区教育的纲领性文件[1]。由于目前受到入户带宽和终端设备等基础设施的限制，我国社区教育的建设还处于起步阶段。

2008年12月4日，科技部与广电总局签署了《国家高性能宽带信息网暨中国下一代广播电视网自主创新合作协议书》，共同推动建设下一代广播电视网（NGB），标志着我国下一代广播电视网已进入国家自主创新、产业开发应用的新阶段[2]。

NGB将建设成为一个可管理、可审计、可交互、可控制、可迁移、可漫游、可扩展、可运营的网络[3-6]。基于NGB的技术和功能特点，NGB可以为社区教育平台解决家庭接入网络带宽和终端设备的问题。NGB在家庭接入网络上利用现有的有线电视网络，可以使入户带宽高达几十兆比特/秒，在终端上提供三网融合的智能设备，在NGB网络上能运营数据、语音、视频等多种业务，支持双向交互，可以为社区教育平台的建设和发展提供坚实的网络和技术基础。

文章重点研究基于广电NGB的社区教育平台的设计及相关技术问题。

1 社区网络教育平台的主要系统需求

社区教育是满足广大社区居民不断增长的多样化学习需求的新型教育形式，与其他教育形式相比，社区教育主要特点有：教育对象的广泛性，社区所有居民都是潜在的教育对象；教育需求的多元化，包括学历教育和非学历教育等。基于社区教育形式的特点，社区网络教育平台的主要功能需求有：

1）能够整合各种社会资源，并对其进行有效管理；

2）建立丰富的教学资源数据库；

3）支撑社区教育的正常开展；

4）对社区教育教员、学员进行管理，并提供互动的平台[7]。

主要非功能需求有：

1）安全、稳定可靠性。作为一个公共网络教育平台，必须能够抵御各种非法破坏，并能为社区居民提供可靠服务。

2）可用性。由于社区教育中的大多教学资料都是流媒体，所以平台必须建设在较高的网络宽带基础上，确保居民能够随时随地上网学习，确保平台的高可用性。

3）可扩展性。平台应该能够方便集成各种教育系统，具备高扩展性。

2 社区教育平台网络拓扑和技术路线

2.1 网络拓扑

整个社区教育平台前端系统主要包括数据库服务器、应用服务器、接口服务器、磁盘整列等设备，并可根据需要划分为多个虚拟网段。硬件设计考虑到可扩展性，可方便增加和替换设备。前端系统通过NGB网络连接社区各种终端设备[8]。整个网络拓扑如图1所示。

2.2 技术路线

社区网络教育平台采用SOA架构技术、RCP客户端技术，支持浏览器访问和客户端访问模式。整个系统采用分层设计，主要包括表示层、应用层和数据层等。平台技术架构如图2所示。

3 社区教育平台设计原则

3.1 技术性设计原则

社区教育平台的技术性设计原则为：

1）先进性。充分利用当前先进的NGB网络技术，参考了国际国内远程教育资源开发标准，力求整个系统设计的规范化。在软件平台实现方面，应用当前最新的软件架构技术SOA以及客户端技术RCP。

2）可靠性。在软件方面，采用成熟的架构技术、商用的中间件服务器（Weblogic）和数据库（Oracle），平台自身设计也考虑了稳定性及冗余。在硬件方面，采用具有容错功能的服务器及网络设备，应用双机热备份及磁盘阵列技术。

3）安全性。由于系统要连接到Internet，所以系统的安全性就极为重要。首先采用通常的路由防火墙设计将外部对内网的攻击进行屏蔽，同时采用代理服务器（PROXY）技术，对网内外出及外网进入功能进行限制，充分保证系统网内的安全。

4）可扩展性。随着社会的进步、市场需求的变化，社区教育需求会不断发生变化，社区教育平台必须能够不断扩展。该平台设计的可扩展性体现在如下方面：采用分层的体系结构，方便增加服务器；采用SOA架构技术，容易集成新的应用。

3.2 应用性设计原则

社区教育办学模式多样，教学对象差异化较大，在应用设计方面要充分考虑上述特点，能够提供灵活的、可缩放的、适合于多种层次、多种对象的交互式教学环境。

遵循以社区学员为主体，教员为主导的原则，体现现代教育理论的最新思想；建设丰富而标准的网上教学资源库；提供统一的外部接口，方便接入各种外部教学资源库。

充分利用NGB的网络特点，提供丰富的数据、视频、音频的多媒体教学素材，支持多种教学平台访问终端（PC、电视、电话、智能终端等）。提供个性化设计功能，使用户可以定制界面环境、学习和研究的路线、方式及其资源，使用灵活便捷的个人工具等。

提供多种方式网络交流平台，满足网络环境下社区交流的各种需要，打造丰富多样的虚拟社区教育环境。

4 社区教育平台模块结构及功能设计

基于NGB的社区教育平台主要包括5个部分：学员关系管理、教学运营管理、资源运营管理、合作伙伴管理和教育平台支撑模块。模块结构如图3所示。

1）学员关系管理

学员关系管理包括接触渠道整合、业务受理、学员课程管理、学员管理以及市场分析及挖掘模块。接触渠道整合模块将提供给社区人员多种方式的平台接入。社区人员可以通过呼叫中心、社区门户网站、电视终端以及社区教育推广渠道等多种方式申请使用社区教育平台。市场分析和挖掘模块采用一定的算法对历史数据进行分析，为社区教育提供针对性的指导。

2）教学运营管理

教学运营管理是社区教育平台的重要核心部分。主要包括计划管理、排课系统、选课系统、成绩管理、教师管理和公共信息管理等模块。计划管理主要包含教学计划和学生的学习计划等；排课系统供社区教育运营中心安排课程；选课系统可让学员进行课程注册；成绩管理是对学员的学习成绩进行管理，同时也能供社区教育平台运营中心进行教学评估；教师管理模块统一管理教师相关资料。

3）资源运营管理

资源运营管理模块主要对基础资源、组合资源、课件等进行管理，并构建公共资源库和个人资源库。公共资源库由系统统一管理，个人无权将资源上传到该库中。个人可以构建自己的资源库，并可以设置共享权限，进行授权共享。

4）合作伙伴管理

合作伙伴指与社区教育组织建立长期、稳定合作关系的单位、个人或组织。社区教育运营中心要满足社区教育的日益扩大的需求需要合作伙伴强有力的支持。通过建立合作伙伴管理体系，可以规范与合作伙伴的合作模式，整合与合作伙伴的业务流程，提高与合作伙伴的合作效率，加强与合作伙伴的合作效果，推动社区教育创新和服务延伸，满足社区人员多样化、个性化的需求。

5）教育平台支撑模块

教育平台支撑模块主要包括教学支持系统、收缴费系统、结算系统和系统管理模块。教学支持系统主要包括教师备课系统、辅导答疑系统、作业评阅系统、虚拟实验室系统、网上考试系统和公告系统等。社区教育不完全是免费教育，收缴费系统对教育平台收费进行支撑。结算系统主要管理社区教育运营中心和合作伙伴之间的结算。系统管理员通过系统管理模块对整个系统进行运营管理[7，9]。

5 基于NGB的社区教育平台关键技术

建设基于NGB的社区教育平台用到的关键技术有：

1）采用SOA的架构技术，基于J2EE标准研发的N层结构，实现软件的跨平台使用，能适应不同类型软硬件环境。

2）采用Webservices技术，方便和其他外部系统进行信息共享。应用XML技术进行社区教育资源库的标准化研究和规范化建设。

3）基于企业级服务器，采用Solaris+Oracle+Weblogic软件环境，基于高带宽的NGB网络，确保多媒体教育资源的访问质量和效率。

4）参考RUP过程，采用OOA/D的设计理念，进行全程建模，使升级、维护更为方便。组件化的设计，使得整个系统扩展性和伸缩性较好，能够根据不同的教学要求整合具有个性化的教学系统。

5）采用N层设计，B/S和C/S相结合技术，支持浏览器方式访问，也支持RCP客户端访问。另外整个平台架构在NGB网络上，可以支持多种NGB终端访问，适合社区学员的多种需要。

6）应用先进的数据挖掘技术，在大量的学员信息库、教学库的基础上，充分利用数据挖掘工具，对社区学员行为进行分析，指导社区教育的发展，提供社区教育服务社区发展的需要。

6 结束语

文章介绍了NGB网络的技术特点、功能特点，以及基于NGB网络的社区教育平台的设计构想。NGB的建设解决了社区家庭接入网络的带宽限制，使得个人家庭的接入网最高可达几十兆比特/秒。NGB能够支持数据、音频、视频业务的统一运营，使得多媒体网络教学和互动教学变得更加方便，而且支持多种终端的接入。社区学员可以通过PC、电视等多种终端访问网络教育平台，可以更方便地获取学习资源。通过NGB对社区教育的推动能进一步促进中国终身教育事业的发展，进一步促进学习型社会的形成，提高综合国力。

[1]张海涛.在2009年中国国际广播电视信息网络展览会CCBN主题报告会上的讲话[J].现代电视技术，2009（4）：14-19.

[2]厉以贤.让教育走进社区[J].中国远程教育，2003，（6）：24.

[3]盛志凡.下一代广播电视网（NGB）——网络、业务和管理[R].北京：国家广播电影电视总局科技司，2009.

[4]《电视技术》编辑部.下一代广播电视网（NGB）概述[J].电视技术，2009，33（6）：55-56.

[5]陈光伟.解析下一代广电网的发展形势[J].现代视听，2009（7）：26-28.

[6]马炬.下一代网络研究[R].北京：广播科学研究院，2009.

[7]骆建艳，张晓明.欧美社区教育经验对构建我国终身教育体系的启示[J].中国远程教育，2007（1）：72-74.

[8]SALVAGNO M.Cisco网络设计手册[M].北京：电子工业出版社，2000：1-260.

[9]李克东，谢幼如.构筑数字化教育社区的理论与实践研究[J].电化教育研究，2003（3）：3-6.