在线教育平台建设方案.docx

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在线教育平台建设方案

在线教育平台建设方案

1.

项目概述

1.1.现状分析

根据XXX青年和体育部的调查，XXX本国有近94%的年轻劳动力没有修完中等教育课程。

如此高的数据令人惊愕，它是阻碍XXX产出富有成效生产力的关键性障碍。

因此增强的劳动力技能可以提高个人生产力，而如果全国的总生产力能得到提高，将会带来劳动力工资报酬提高和国内消费力增强的相应效应。

要是XXX年轻一代的劳动技能得到增强，他们创造出的经济价值也就更大。

因此为了给更多的XXX成年人创造更多的职业培训机会，在线教育平台就显得尤为重要。

1.2.项目背景

随着互联网正在悄悄地改变我们的工作、学习和生活，传统的学习方式已经失去了在信息化时代的优势，渴求知识的人们需要一种更便捷、快速并且适合自己需求的学习方式，由此，在线教育平台应运而生。

在线教育平台结合不同培训的需求分析，为注册人员的教育培训工作提供信息化手段，最大限度地满足不同类别、不同层次人员的学习需求，为大规模培训各类人员提供更为有利的条件和更为广阔的空间。

在线教育平台可以将课程资源、管理、培训、考核结合起来形成完整的教育与培训体系，实现网络化培训，最大程度节约培训成本和提高培训效果。

1.3.建设目标

本平台的目标是建立一个在线教育平台，通过该平台，用户从培训计划的规划、申请、实施及培训资源共享和学习档案的管理都变得轻松又便捷；学员的教育培训从传统的被动模式和孤立学习转换为“主动学习”、“发现式学习”、“协作学习”。

社会网络（SNS）、P2P、即时信息（IM）等WEB2.0核心技术，使学习变得有趣而生动。

借助这个平台，解决了传统教育培训存在的资源不对称、过程不可控和培训档案不完善等难题，同时通过一体化平台从时间、空间上提升教学能力、管理水平和效率。

2.项目总体需求

2.1.软件需求

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2.

2.1.

2.1.1.总体需求

通过构建在线教育平台，实现通过对视频，维修手册，PPT教学材料等的学习完成网络在线培训，及实现题库系统管理、考试出题、智能组卷，自动生成试卷，及对学员及考试进行网考，自动评分、发放电子证书等系列功能。

在一定程度上简化培训学习及考试试卷制作，降低考试出题中所涉及到的繁琐操作，并保障考试试卷的质量和安全性，从而对所有考试进行系统化管理，提高培训效率，加强对学员的考核力度。

2.1.2.功能需求

系统包含两大主要功能，即在线培训和在线考试。

1、在线培训

学员通过对各种资料的学习完成基本知识的培训，主要通过教学视频，及讲课PPT来自主学习，同时也可以布置相关作业，单元测试来加强学员对知识点的掌握情况。

同时引入课程概念，建立以课程为单位来管理某机种的或学员的整个培训过程。

培训管理、课程、学习

1）计划管理某个培训的培训课程，规定学习时间；

2）通过考试来了解培训效果；

3）完成课程后有相关练习题，或作业。

2、在线考试

以知识点来分类管理题库的方式，对考试试题进行统一管理，包括对所有考试（初级考试，中级考试，高级考试）的试卷管理。

同时完成对学员考试的在线网络考试，全面实现了考试工作的网络化、自动化、系统化。

题库管理、试卷、考试

1）采用题库的管理方式，宏观来管理数年试题、试卷。

2）采用题型：

单选题、多选题、判断题、实操题等。

3）用户可以根据需要设定不同科目、部门，及时间段的题库。

各种类型的题目都对应着课程的章节，和知识点，机种，并有自己的难度值，出题时可以自由组合，也可以修改题型的现实名称和在试卷中的显示顺序。

4）面向各种考试，可以迅速的做成试卷，提供两种试卷的生成形式：

自动生成，手动生成。

5）每份试卷是在设置了各种题型配置参数和题型后，从题库中随机抽取，每份试卷都不相同，避免了学生的抄袭。

我们也可以为某个考试设定X套试卷，考试时从这X套内随机抽取。

6）试题查看方式为：

逐题查看。

7）试卷生成后，考生在规定的时间内答题，无需人工监控。

提交后自动评卷，反馈考试成绩，及具体情况。

8）用户可以按各种条件分析/统计考试结果，例如考试信息、考生信息、成绩分析等。

9）根据学院考试成绩，发放相应学业证书。

2.2.性能标准

在服务器硬件环境（服务器+网路）和应用系统环境允许的情况下，软件保证如下性能要求：

1、系统最大用户人数不限制；

2、同时在线用户数量不限制；

3、并发登录量5000人以上，并且登录时间不超过3秒；

4、并发考试5000人以上，并且开考时间不超过6秒，交卷时间不超过3秒（注：

如果考试题目中有大量的视频题，并且视频文件比较大，则需要根据用户的网络实际情况而定）；

5、试题数量不做限制；

6、系统支持多服务器扩展负载均衡，当在实际使用中并发人数过大的时候，可以采用扩展考试分服务器的方式来分摊考试压力。

2.3.安全标准

2.2.

2.3.

2.3.1.安全标准

应用安全需求是针对用户和系统应用资源的，确保合法用户对信息的合法提取。

具体包括：

1、数据保密

通过数据的保密规则、数据的加密传输与校验保障关键数据，如系统题库相关数据的安全性；

2、数据完整性、准确性

在系统业务逻辑和数据应用上保障数据的合理使用、数据的完整性、一致性、数据的容错能力和回复能力，使数据可靠性达到要求。

3、身份认证与访问授权

建立安全的用户管理体系和访问授权机制，除了“共享题库、开放题库”等类别资源可匿名访问外，其他资源作访问权限控制。

特别是对于用户信息、考试记录、成绩记录、评分记录的访问都有权限控制。

4、培训课件的防盗链机制

培训课件的防盗链机制可保证课件不会被非法访问和非法下载，即便被检测出真实路径也不会被盗取。

2.3.2.安全需求响应及实现

在响应以上安全需求外，同时对主要的几个部分做周到的处理：

1、更安全的访问控制：

1）系统在所有的页面录入都进行了严格安全控制，对用户进行的恶意的SQL注入攻击和CSS攻击进行了有效的屏蔽，并能保障用户录入的所有信息都能够完整的保存到系统中并能被查看；

2）所有的页面都绑定了严格的用户身份验证机制，保障了只有合法的用户才能进入其有权限进入的页面，防止了非法用户强行进入系统以及合法用户进入没有权限进入的页面；

3）系统关键数据采用了编码保护机制，能够有效的防止黑客采用暴力破解的方法对系统进行攻击；

4）系统对数据库的访问避免了SA用户直接访问数据库，采用了自定义用户的访问方式，将自定义用户的权限进行了最小化，这样保证了恶意用户通过盗取数据库用户口令来对系统进行破坏。

2、更完备的资源保护：

1）系统对题库资源进行了全面的保护，对非法访问者进行了全面屏蔽，有效的保护了资源的安全性。

2）系统对课件资源进行了防盗链保护，对非法访问者进行全面屏蔽，即便入侵者知道了课件的完整真实路径依然不能盗取课件。

3、更安全的考试体系：

1）系统对所有的题库都进行了严格的权限保护，防止考试用题库外泄；

2）考试过程数据的安全性得到保障，考试系统对考试过程中上传下载的数据考题数据采用自有的加密技术，防止数据被盗取；

3）对学员的考试过程进行保护，学员端一旦出现故障可以将答题过程中的数据进行恢复，最大限度的解决考试过程中的问题。

4、全面提升用户进入安全控制，支持SSL加密和集成数字认证，另外系统内的口令进行了MD5加密。

3.整体设计方案

1、核心运行环境提供最基本的系统运行环境，包括操作系统、数据库服务系统、应用服务器、其他服务器等。

2、应用支撑层向考试应用层提供所需的各种通用服务，如信息交换服务、事务处理服务和流程控制服务等；这一层主要包括用户统一管理系统、内容管理系统、日志记录、数据交换系统、报表管理系统和消息传输系统等实现；

3、表示层是建立在服务支撑层上的，根据需求建立相应的应用服务，包括核心的考试中心、管理中心、题库中心组成；

4、同时配置上网行为管理设备对用户上网行为进行审计管理，对网络带宽进行合理的分配，提高管理能力和网络环境整体水平。

3.1.总体框架图

图1.功能结构图

3.2.网络拓扑图

通过以上的需求分析及网络的整体规划，设计的网络拓扑如下：

图2.网络拓扑图

4.系统遵循的标准

运行系统为Windows主流操作系统，支持MSSQLServer等数据库。

系统运行在开放的TCP/IP网络环境下，支持HTTP、HTTPS、SSL等Internet协议；

系统各项技术遵循现有的（或通用的）国际技术标准（遵循国际SCORM1.1/1.2、IMS标准；遵循IEEELTSA教育技术系统体系。

在保证遵循以上标准的情况下，系统保证以下几个基本标准：

1、先进性：

采用先进的教育理念、先进的软件技术。

2、正确性：

系统能正确处理用户的需求，系统各部分功能协调，并保证数据的一致性和正确性。

3、实用性：

系统功能符合项目实际需求、业务流程简练、界面操作友好、方便。

资料查询平均响应速度不超过2秒。

5.系统的技术特点

5.1.系统的技术特点和优势

1、开放性：

系统所采用的技术（如TCP/IP、HTML、HTTP、CGI等）都是开放的标准，有利于系统集成和信息共享。

由于这些技术不被任一公司所垄断，这有利于降低系统建设、开发和维护费用。

2、系统应用为用户提供统一的浏览器界面，有利于系统的推广应用，并减少用户的培训费用。

3、应用程序开发周期短：

系统应用程序的开发基于成熟的Internet/Intranet技术，用户界面设计简单，使开发人员可以集中精力设计系统的应用模型、数据结构和数据处理的方法等，从而减少系统开发的工作量，缩短开发周期。

4、系统具有很好的伸缩性和扩展性：

系统功能采用模块化设计，今后能够自由组合和扩展。

系统具有良好的性能，并能够通过增加硬件服务器的方式不断提供系统整体性能，满足大规模考试应用的要求。

5、有较高的安全性：

系统通过远程访问，物理隔离的方式；同时采用多层密码认证和防火墙等技术措施保证网络和网络内部信息系统的安全。

5.2.系统的部署方式

系统有2种分布式部署方式，可根据实际情况来选定。

1、应用分布式部署方式：

部署方式介绍：

这是最常用的一种分布式部署方式，即将多个Web应用分布部署在多台服务器上，这些应用的数据库指向均指向同一个数据库。

部署方式特点：

简单、方便、快捷。

将系统在应用服务器上产生的压力进行了有效的分摊，同时保证了数据只有一份，不存在数据同步的问题。

图3.应用分布式部署方式应用示意图

2、应用服务器和数据库服务器均分布式部署方式：

部署方式介绍：

这种方式通常用在应用并发量非常大规模的情况下。

通常除了应用服务器分布式部署外，数据库服务器也采取分布式部署的方式。

众多服务器中，有一台是主控服务器，负责整个应用的压力均衡。

主控服务器会根据各个分服务器的压力情况自动将学员的应用分发到压力小的服务器中。

同时，主控服务器负责定时与分服务器的数据同步。

部署方式特点：

最大限度的将应用服务器和数据服务器的压力进行了分摊，适应于几十万人以上的超大型并发考试，由于将数据库分别安装在不同的服务器上，所以需要进行服务器间的数据同步。

以下为这种方式下的考试分布式部署应用示意图：

图4.分布式部署应用示意图

5.3.软件部署模块

本次系统应用服务器组部署于培训中心现在有服务器组上，培训系统分别部署于培训中心服务器组的两台不同服务器内。

数据共享服务即数据交换服务平台部署于局内机房的前置服务器，通过前置服务器，使用POP3/SMTP/WebService协议同培训中心的前置服务器进行数据交换和服务调用。

1、应用层

业务功能层对应个业务应用系统，他们可以使用其他平台的基础服务，将应用水平提高到新的层次。

2、交换层

通过数据交换平台，实现信息交换和业务系统。

通过工作流机制将部门内部工作流和信息流与外部工作流和信息流有效隔离，保证全系统范围内的应用系统松散耦合。

在孤岛信息基本连通、通用流程基本建立之后，可以通过WebService服务将异构的应用系统集成，最终实现全系统范围内的应用集成。

3、数据层

信息层中物理存储个应用系统的数据信息，存储形式包括关系型数据库、文件数据库、WebDB和流媒体库等。

关系数据库选用SQLServer2000或者以上数据库，实现业务数据的存储管理。

数据之间的交互，跨系统之间的交易（事务）都通过应用软件平台予以支持，对用户而言屏蔽了数据存储机制之间的差异。

4、客户端

平台配套在线学习客户端程序，支持SCROM课件的离线浏览学习和在线提交，用户可在培训中心门户网站上报名后在线培训学习软件客户端程序，按照安装说明文件完成客户端程序的安装过程后，登陆客户端程序开始培训学习。

客户端程序可考虑结合指纹采集仪的使用，防止学习用户冒名顶替、学习过程中偷逃等行为，大大保证了培训学习的质量。

6.系统的功能特点

6.1.可扩展的集团多机构管理模型

本系统可以创建多个允许独立管理的机构，机构管理员拥有本机构单独管理节点，如同使用单独的系统，集团知识库允许共享给下属机构使用。

提供独立的下属机构管理，更符合教育管理模式。

下属机构完全管理独立、使用独立、数据独立，类似使用单独产品，与总部及其他机构相互不影响。

总部可以对下属机构的所有对象和数据进行管理，并可针对下属机构进行综合查询和统计分析。

6.2.知识库共享

总部创建的知识库可以共享给下属使用，下属机构创建的知识库可以导入和导出给总部采用。

6.3.灵活的权限管理系统

本系统的权限模型非常灵活，提供多级角色和多重身份的双重权限设计。

提供系统管理员、机构管理员、领导和学员四级角色设计，同时提供包括：

总部领导、机构领导、培训管理员，讲师、考试组织员、手工评卷员、题库管理员、考生、学员等众多身份设计，而且这些身份可以合而为一，满足项目有可能对分布式权限分配的复杂需要。

6.4.完善的题库管理系统

题型自定义功能

依据基础题型，管理员可以增加新题型，修改现有题型，题型数量不受限制。

支持的基础题型包括：

单选题、多选题、判断题、填空题、问答题、组合题（即一道大题中包含各种题型的小题，可以满足英语的阅读理解、各种综合题等在线考试需求）；

扩展支持题型不受限制，例如：

听力题、视频题、完型填空、阅读理解、不定项选择、文档操作题等等。

另外，加强了题目对附件的支持，单题支持多附件（一道题可以有多个附件），支持附件有图片、TXT、视频、音频、Flash等流媒体的嵌入播放，也支持Word、Excel、PPT等各种文档的下载和浏览等。

而且附件可以存在试题的任何位置。

6.5.功能强大高性能的考试系统

功能强：

题库管理、随机组卷、智能阅卷、考试安排、导入导出等；

性能好：

单台服务器万人在线，性能优化设计；

安全高：

防舞弊、打乱顺序、倒计时、容错交卷、本地缓存、服务器缓存、确保考试不失败；

具有多种组卷方式：

固定试卷组卷、随机试卷组卷。

每次考试结束后，系统会自动对考试进行详细分析，让学员对自己，培训管理员、管理员以及领导对所有学员进行全面细致的了解。

6.6.全面的培训过程管理

从发布培训需求调查、制定培训计划、制作培训课件、发布培训课程、组织培训学习班、跟踪学员学习课程、组织培训课程考试直到培训结束发放证书，对培训的每个过程都有详细的管理。

学员在学习过程中有足够的空间可以和培训主管（老师）进行交流。

强大的消息提醒机制，可以在培训的开始和结束，考试安排等阶段由培训主管主动给学员发送消息（可以同时发送邮件和短信）。

7.主要功能一览表

系统组成

功能说明

用户和权限管理子系统

该功能模块主要包含培训管理员、考试管理员、分机构管理员、学员和系统管理员等类型的用户的基本信息的导入和管理。

主要包含用户信息的添加、修改和删除。

以及对管理员权限的管理，用户登录名为唯一，不能重复。

在线学习子系统

对在线培训课程和学习班的的管理，为学员发布培训需求，制定培训计划，制作培训课程，安排培训课程，监控培训过程，统计分析培训结果

在线考试子系统

包括题型管理、题库分类、题库授权和题目管理等。

包括试卷的发布、考试的组织和过程控制、考试报名审核流程、前台学员考试和考试成绩统计分析。

考试成绩统计子系统

对每个发布的考试，相关的负责人都能看到参与人员的考试情况，包括具体成绩查询，按机构和部门的统计（均分、各分数区间人数、最高、最低等）。

所有报表以excel文件形式提供。

查询各场考试人数，缺考人数，补考人数等。

成绩统计；统计学员各类成绩：

统计考试的平均分和不及格人数，查看考试的人员排行榜；按成绩发放相关学业证书等。

发放证书子系统

系统对已达到相关成绩要求的学员自动发放电子学业证书，并通过向考生发送站内消息及邮件等方式通知。

问卷调查子系统

管理员发布问卷调查，学员参阅调查答卷，管理员对调查结果进行统计分析。

交流园地子系统

为学员分版块提供交流园地，设置版块管理员（老师）解答学员提出的问题，提供学员相互交流的空间，支持学员上传附件。

课件录制系统

专业的课件录制工具通过电脑、摄像头及麦克实时录制多媒体课件，同步记录教师音视频和屏幕操作，并对PPT、Word等教案可自动分节，自动生成纯HTML的网页课件，且操作极为简单。

课件制作工具

可在线下载绿色安装的客户端工具，将您现有资源制作成多媒体课件，并可插入课堂练习题，支持各种音视频、Word、PPT、PDF、Flash的各种格式，生成完全HTML的网页课件，可本地脱机播放，支持离线练习和考试，上传服务器后将获得学时记录、进度控制、答题成绩等交互功能。

课件传输工具

BHO控件，实现管理员将课件上传到服务器，并对服务器课件目录进行管理，支持整个课件目录上传、多服务器同时上传、断点自动重传等功能。

7.1.用户和权限管理子系统

该功能模块主要包含培训管理员、考试管理员、分机构管理员、学员和系统管理员等类型的用户的基本信息的导入和管理。

主要包含用户信息的添加、修改和删除。

以及对管理员权限的管理，用户登录名为唯一，不能重复。

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8.1.1.用户信息管理

主要包含培训培训管理员、考试管理员、分机构管理员、学员和系统管理员等类型的用户的基本信息的管理。

主要包含用户信息的添加、修改和删除。

另外：

系统提供用户注册功能（也可设置为不可用）。

用户可以注册个人信息，由管理员进行审核。

审核通过的注册用户才能成为系统的正式用户。

主要包含的功能:

◎用户导入：

支持用户信息的批量导入

◎用户添加：

添加用户的基本信息。

用户登录名不能重复

◎用户修改：

修改用户的基本信息。

用户登录名不能修改

◎用户删除：

删除没有使用的用户的基本信息

8.1.2.用户权限管理

对使用用户权限进行添加、修改和删除。

其中包括：

多级角色管理：

包括系统管理员、机构管理员、领导和学员四级权限，系统管理员拥有所有权限，机构管理员允许对机构内的账户、考试、学习等具体业务进行单独管理。

学员可以参加在线考试和学习，领导可以对授权数据进行查询和统计分析。

多种身份权限管理：

包括企业领导、培训管理员、考试组织员、手工评卷员、题库管理员、考生、学员等众多身份，由管理员指定后满足不同身份的角色需要，如企业领导能够查询所有考试记和培训录，机构领导查询本机构的考试和培训记录，手工评卷员可以对试卷进行手工阅卷等，题库管理员可以管理某个题库的资源等等。

8.1.3.用户资料维护

修改个人资料：

包括登陆密码、联系方式、电子邮箱等,可以手工帮助恢复用户的登录密码或者用户可以自助找回密码。

7.2.在线学习子系统

本功能主要是发布培训需求调查报告、制作年度培训计划、制作培训课件、发布培训课程、组织在线培训班、设置培训完成考试、学员前台学习课程、学员前台进行课程学习情况反馈等。

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8.2.1.培训需求调查报告

在培训前向学员发布培训需求调查，由学员在前台填写或选择自己期望培训的内容，管理员在后台对学员上交的调查进行统计汇总后得出分析报表，此报表作为培训课程制定和培训计划制定的依据

主要功能有：

◎发布培训需求调查报告

◎设置参加调查人员范围

◎学员前台参加培训调查

◎统计分析学员上交调查报告结果

8.2.2.制定年度培训计划

为学员指定年度培训计划，各级机构即可以指定本机构内部的培训计划，也可以由总部指定的培训计划。

并统计分析处培训计划的完成情况

主要功能有：

◎指定培训计划

◎统计培训计划完成情况

◎查看培训计划完成情况明细清单

8.2.3.制作培训课件

提供课件开发工具来开发三分频课件。

并提供自主研发的课件上传工具将制作好的课件发布到课件服务器上。

讲师用课件开发工具开发自己的课件后，可以上传到服务器上为讲师单独分配的空间，每个讲师管理自己上传的课件，系统管理员可以管理全面课件。

8.2.4.发布培训课程

在线课程管理由培训管理员发布在线培训课程，主要功能如下：

◎发布培训课程，设置培训课程的学分，学时要求。

◎为课程设定所包含的培训课件和课后练习

◎为课程设定参培人员范围

◎查看学习本课程的人员的学习状态

◎查看学员对本课程的培训反馈表

◎启用/停用本课程。

8.2.5.组织在线培训班

培训管理员通过发布培训班的形式将若干学员和多门课程组合成一个学习班，学员只要进入学习班即可清晰知道自己要学习的课程，管理员可以通过学习班的方式对学员的学习进行有效的管理（学分要求和学时要求），并组织学习班的结业考试。

主要功能：

◎发布学习班，设定学习班周期，毕业需要达到的学分要求等

◎安排学习班内的学习课程，可以在一个学习班内安排多门学习课程

◎安排学习人员，可以采用审核报名结合管理员安排的方式进行

◎安排学习班的结业考试

◎统计本学习班的人员学习状况

◎启用/停用学习班

8.2.6.学员学习课程

学员在前台学习课程，系统提供学员在学习过程中记录笔记的功能，并且在完成课程的学习后进行学习反馈评价。

主要功能：

◎学习班报名，学员可以进行学习班报名，在培训管理员审核通过后即可进入学习班进行课程学习。

◎课程学习，学员通过课程学习功能开始学习课程课件，系统会自动记录学员的实际学时。

◎记录课堂笔记，学员在学习课程的时候，系统提供了记录课堂笔记的功能，笔记和课程进行了绑定，学员可以随时调阅自己的课堂笔记。

◎进行课后练习（测试），系统在课程中提供了穿插课后练习的功能，学员在学习的过程中必须完成课后练习才能完成课程的学习。

◎参加学习班结业考试，管理员在学习班管理中提供了设置学习班结业考试功能。

8.2.7.培训信息管理

系统提供信息管理功能，管理员可以在本功能模块对参培学员发送系统内信息，并同时以邮件和短信的方式发给学员。

8.2.8.资源中心管理

资源中心是用来分类存放大量非课程的培训资料的功能，存放的资料供学员公开查看学习，不纳入到培训学分的范畴，是一个类似电子图书馆的功能。

8.2.9.教培管理

面授培训班主要管理非线上培训班的培训情况，包括面授培训班的培训内容，参培人员，培训时间，培训地点，培训经费等。

并且管理其他非线上培训的功能，

主要功能：

◎登记面授培训情况

◎培训会议室申请

◎培训实施录入

◎培训通申请

◎培训延迟登记

8.2.10.培训统计报表

对培训过程中产生的数据进行统计分析。

主要功能：

◎学员学时学分统计

◎培训