本报告系2020年浙江省教育科学规划“疫情与教育”专项课题《数据驱动下面向全过程的线上教学质量控制研究》的阶段性成果公报，课题编号：2020YQJY257。课题负责人张忠良。
0 引言
针对目前新冠病毒对学生线下课堂教学带来的巨大影响，教育部发布的《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》中，要求社会各方实现“停课不停学”。多家在线教育企业领头企业响应教育部文件的号召，为在家的学生提供在线的免费课程。短时间剧烈增长的用户需求将“在线教育”推向“C位”。各式各样的在线教育系统雨后春笋般涌出，但教学质量问题亟待解决。
目前存在的许多在线教育系统，几乎完全仿照线下教育形式，只是转移线上，虽然线上教育在时间、场地等方面具有优势，但相较于线下现场在教学质量方面存在缺失，并未形成有效的教学监管，教学质量普遍远不及线下。另外很多系统并未充分利用线上优势，缺少对教学过程产生的数据进行分析挖掘，获得对教育有用的信息。仅仅只是将课程转移到线上，这样的教育形式不会发展长远。
本系统针对教育质量问题，提出一套不同线下的评价体系，利用线上网络优势收集用户学习信息，在学习过程中教育者与受教育者及时反馈，从而提高教学质量。不同传统的“期末考核”评价体系，更注重学习过程中的过程性评价，因此贯穿教学全过程的评价较传统会更加客观、全面、准确。
考虑到随着用户需求的不断变化，在线教育平台的功能也需要不断扩展，因此考虑到系统的可扩展性的要求需要使用微服务架构，引入消息中间件。该系统分为前台用户系统和后台运营管理平台。前后端分离开发前端使用Node.js、 Vue.js技术栈;后端采用SpringCloud微服务架构，同时包含服务发现、服务路由、服务容错、API 网关、自动化部署、服务监控、服务跟踪等基础设施模块。
1 技术架构
1.1 前端核心技术
Vue是一套用于构建用户界面的渐进式框架。Vue的核心库只关注视图层，不仅易于上手，还便于与第三方库或既有项目整合。另一方面，当与现代化的工具链以及各种支持类库结合使用时，Vue 也完全能够为复杂的单页应用提供驱动。
Node.js是一个让 JavaScript 运行在服务端的开发平台。Node.js使用了一个事件驱动、非阻塞式 I/O的模型，使其轻量又高效。Node.js的包管理器NPM，成为世界上最大的开放源代码的生态系统。
ECharts是百度的一个项目，用于图表展示，为用户数据可视化提供了多类视图。
1.2 后端核心技术
总体架构分为业务层、用户层、服务层、开发层、存储层，
（1）业务层：业务层主要利用阿里云视频点播技术实现教学视频的上传点播，阿里云OSS实现用户资料上传。阿里云短信实现用户注册短信验证。
（2）用户层：SSO技术实现单点登录，多个页面只需登录一次，无需重复登录。JWT是JSON Web Token的缩写，即JSON Web令牌，是一种自包含令牌，多web服务器下实现无状态分布式身份验证。
（3）服务层：Nacos集成了服务配置的功能，可以直接使用它作为服务配置中心。Gateway为微服务架构提供简单、有效和统一的API路由管理方式。
（4）开发层：Spring MVC是一个基于Java的实现了MVC设计模式的请求驱动类型的轻量级Web框架，通过把Model，View，Controller分离，简化开发，减少出错，方便组内开发人员之间的配合。
（5）存储层：采用完全多线程、支持多处理器、性能稳定的关系型数据库管理系统MySQL。Redis技术缓存用户首页数据，减少数据库压力和提高访问速度。
2 系统功能
2.1 系统角色
本系统的使用角色分为学生、教师、管理员、教务处。
学生的主要业务是，注册登录后在网站课程页面进行课程浏览，选择添加课程并进行学习，学习的主要方式是通过视频学习，同时伴随在线试题测试，在每个课程下面学生之间可以进行讨论。如果遇到特殊情况，学生可以申请退课，填写退课申请并经教务处审核后，可以完成退课操作。
教师的主要业务是，注册审核登录后，可以设计编辑课程内容和考核指标，提交教务处，审核通过后课程上线。教师可以在测评模块中对于学生的学习情况根据考核指标进行打分。
教务处的主要业务是，审核教师的开课申请和学生的退课申请以及教学情况的查看等。
管理员的主要业务是，对学生、教师、课程信息进行增删管理和教师的注册审核。
2.2 系统核心模块
（1）用户管理模块：
用户管理模块分为角色管理模块、账号管理模块和通知管理模块，系统的使用角色有三种角色，分别是管理人员、教师、学生，每个角色的功能使用权限都不一样。管理人员具有所有功能的最高使用权限。学生具有课程观看、课程测验参与、课程讨论、学习结果分析查看等功能权限。教师具有发布课程信息、修改课程内容、发布修改课件信息、查询课程选秀情况、试题评分、查询评分结果、发布回复评论等功能权限。管理人员具有删除课程、删除评论、修改学生教师信息审核教师教学内容等独有功能权限。学生、教师均可在账号管理模块中，对个人基本信息进行修改和账号密码修改。
（2）教学管理模块：
教学管理模块的分为课程管理模块和学习情况管理模块，课程发布模块仅教师、管理人员具有使用权限。教师可以发布课程基本信息，然后提交审核，管理人员进行审核，审核通过后课程上线。教师在课程途中可根据学生评价的反馈情况，适当的调节课程内容，可以对课程进行修改。教师在课件管理模块中，可以发布、修改教学中的课件信息。学习情况管理模块中，教师可以查询课程选修情况和学生的学习进度情况，并可以对学生进行提醒建议。
（3）学习管理模块：
该模块分为两部分，课程学习和讨论。课程学习中，学生可以进行课程选择，自己选修情况查询和课程学习进度查询。讨论模块中，学生可以根据自己的学习情况在相应课程讨论区进行讨论，教师可以查看讨论结果，并进行回复。管理人员可以观察讨论情况，也可以删除讨论。管理人员也具有删除讨论的权限。
（4）测评模块：
测评模块需要师生的共同参与，该模块分为试题管理模块和课程综合评价模块。试题管理模块，教师在课程开始前、课程中、课程结束对学生进行多次试题测验，教师可以发布试题内容，对学生的试题进行评分。学生可以在此模块进行试题作答，查询试题测评结果。分析模块，系统会在学生完成课程后，对学生的学习情况进行分析，根据学习过程中的数据量化分析，得到分析结果，并反馈给学生。老师对学生状况提出建议，学生可以在此模块查看自己的分析结果，以根据课程结果安排接下来的学习生活。
3 结语
本系统解决了平常在线教育平台中，教学质量缺乏对过程质量的关注，过多关注于学生课程结束期末测评情况，导致大部分学生对于网络课程缺少学习热情、学习自觉性，杜绝了平常不听课不讨论，期末阶段恶补，依然取得高分的情况，实质上对课程的掌握不是很理想。在学习过程中，教师可以通过讨论区的讨论情况和学生在学习过程中的测验情况，对学生的学习情况进行把握，从而对教学内容进行调整。最终的测评，不再向以往的终结性测试，结合课前、课中、课后的评价结果，得出学生最终的课程考评情况，保证了课程成绩的公平性。大的角度来看，这些学习数据同时将会对日后教育行业的发展具有重要参考价值。
软件著作
软件名称：大学在线教育过程管理信息系统V1.0
开发完成日期：2020年5月11日
登记号：2020SR1023682
