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面向中小学教育的在线实时答疑系统的设计与实现

面向中小学教育的在线实时答疑系统的设计与实现

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作者：刘书国上海交通大学

学位级别：硕士

在线教育作为传统教育的辅助和延伸,丰富了学习资源,突破了时空限制,使知识获取的方式更为灵活与便捷。在线教育模式目前主要有直播型、内容型、工具型等,但这些模式均不同程度存在学生与教师的实时沟通问题。随着移动互联网的发展,学... 详细信息

在线教育作为传统教育的辅助和延伸,丰富了学习资源,突破了时空限制,使知识获取的方式更为灵活与便捷。在线教育模式目前主要有直播型、内容型、工具型等,但这些模式均不同程度存在学生与教师的实时沟通问题。随着移动互联网的发展,学生与教师的在线实时沟通需求向随时随地、轻量化、碎片化等方向发展。针对上述问题,本文以国内某在线教育公司(以下简称H公司)的实际项目为背景,在对实时通讯服务、移动应用开发和Web应用开发等相关技术进行分析研究的基础上,设计并实现了一个面向中小学生教育的在线实时答疑系统(简称ORQAS)。该系统的核心功能包括答疑移动应用、实时通讯服务、答疑活动管理、系统和营运管理等。测试和应用情况表明,该系统是可行及有效的。本文的主要工作要点如下:1)基于交互式白板的在线答疑机制。在线答疑的核心问题主要有:需支持允许旁听的一对一和一对多等多种交互模式、移动端的白板需支持多页面、答疑过程中的所有信息(白板内容及通话信息)可回放,本文在深入分析答疑角色和过程的基础上,提出了一种基于交互式白板的在线答疑机制,分别从服务器端和移动端详细讨论了白板数据结构组织,阐述了基于Android和答疑消息插件的移动端白板的设计与实现,以及基于答疑消息服务器的白板服务的设计与实现。应用情况表明,ORQAS系统目前已支持2万活跃用户。2)基于XMPP协议的答疑消息通讯机制。HTTP通讯协议难以支持基于交互式白板的在线答疑的实时通讯和同步通讯的要求。本文在深入分析多种消息协议的基础上,提出了一种基于XMPP协议的答疑消息通讯机制,阐述了基于Openfire开源框架的答疑消息移动端插件和答疑消息服务器的设计与实现。测试情况表明,8G内存的单节点通讯服务器可以支撑2万用户在线。3)基于REST的答疑活动管理服务。学生和教师在一次在线答疑过程中涉及在线/离线、排队等待/答疑确认、答疑开始/答疑终止等状态变化,ORQAS系统需要分别为学生、教师和管理人员提供对这些状态的管理服务。本文提出了一种基于状态的答疑活动管理机制,阐述了基于REST和Spring框架的答疑活动管理服务的设计与实现,应用情况表明,部署在阿里云的ORQAS系统已成功运行了一年。

关键词：在线答疑交互式答疑白板移动应用 Openfire 实时通讯

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