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教育集成系统架构设计

1、物理架构设计

本系统的物理架构如图 1 所示，有两部分组成。一部分是学生端使用的手机；另一部分是教师端使用的平板电脑、Web 服务器、教室 PC 和教室投影仪等。

2、软件架构设计

本系统通过三个*执行、相互协作的子软件完成所有功能：WebInteract、PadInteract 和ReceiverServer。WebInteract 软件运行在 Web 服务器上，为使用微信、手机浏览器访问系统的师生提供服务。PadInteract 运行在平板电脑上为使用短信的学生提供服务。ReceiverServer 运行在教室 PC 上，接受 PadInteract 发送来的图像数据并显示在投影仪大屏幕上。每个子软件由一些功能模块组成，软件架构与模块如图 2 所示。

WebInteract 子软件的结构划分为：接口层、业务层和数据访问层。接口层包括两个模块：微信收发模块负责把收到的微信传递给业务调度模块；Web 接口模块提供师生访问系统所需的 Web页面，把提交的数据传递给业务调度模块。业务层包括业务调度模块和具体的业务功能模块。业务调度模块负责根据当前工作模式，调度执行相应的业务模块。数据访问层为各业务模块提供读写数据库的功能。

PadInteract 子软件的结构、模块与 WebInteract 类似。课堂教学展示模块的一个进程在后台执行，负责把平板电脑的当前屏幕发送到 ReceiverServer 软件；另一个进程前台执行，提供操作界面远程控制教室 PC 上的 PPT 播放。

ReceiverServer 子软件作为一个服务进程运行在教室 PC 上。数据收发模块负责接收指令和图像数据；显示控制模块执行指令、把接受到的图像显示在屏幕上。

大数据技术和学习分析

大数据技术一般包括7个步骤：数据采集，数据存取，基础架构，多媒体会议室设备，数据预处理（数据清理、数据集成、数据变换、数据归约），统计分析，数据挖掘（分类、估计、预测、相关性分组或关联分组、聚类、复杂数据类型挖掘），结果呈现。基于大数据技术的学习分析，能充分了解学习者的动态学习过程，进行学习行为的预测性分析，并建立学习的预警系统，为学习者提供有效的学习支持服务。大数据技术和网络学习分析是目前和未来网络教学研究的*，也是保证网络教学质量的新的途径。在香港大学****进修学院，大数据技术和学习分析尚处于文献研究的阶段，也是下一阶段应用研究的*。