CN103631579A - 一种插件式的教学软件平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种插件式的教学软件平台，包括主框架和插件；主框架包括内核模块、桌面管理模块和应用接口模块；内核模块，用于为桌面管理模块和应用接口模块提供包括插件管理在内的基本服务；桌面管理模块，用于通过应用接口模块与各插件交互，利用内核模块提供的服务初始化交互窗口以供用户使用插件；应用接口模块，用于为插件提供统一的行为规范和接口标准；插件为教学及实用工具插件。本发明将插件化思想应用于教学软件平台中，使平台中各个部分的耦合度降低，独立性增强，不仅具有强大的可扩充性，还便于维护和管理，平台可以根据不同的教学需求方便快捷地搭建出合适的教学环境，从而更好地为教学服务。

Description

一种插件式的教学软件平台

技术领域

本发明涉及教学信息化技术领域，具体涉及一种插件式的教学软件平台。

背景技术

教学平台，是指为开展教学实践使用的一系列软硬件设施的统称。随着教育信息化的不断发展，各种教学软件平台广泛应用于教育领域。教学软件平台的应用不仅革新了传统教育，而且可以充分利用高质量的教育资源，最大限度地发展教育功效，所以是现在也是未来重要的教育手段。

目前存在的教学软件系统多基于传统架构，而非插件式软件架构。传统架构的教学软件平台随着版本的升级，增加的功能繁多，会演化出庞大的代码量。这样的一个系统运行起来，往往会加载很多不需要的功能，造成系统稳定性降低、维护难度增加以及扩展性差。

此外，教学软件系统面临着媒体格式、学科资源种类、教学方式、师生交互方式的不间断增加、改变等问题，使得对系统可扩展性、灵活性等方面的需求更加迫切。传统的软件体系架构已经无法很好地解决这类复杂度高、变化频繁的软件开发问题。

针对上述问题，如何在保证为高质量教学提供充足的工具与资源的前提下，提高教学软件平台的扩展性、灵活性、交互性及用户体验效果，并降低平台维护的复杂性，从而为高效的课堂教学、课前及课后学习提供保障，是目前需要探究的一个问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种插件式的教学软件平台，将插件化思想应用于教学软件平台中，使平台中各个部分的耦合度降低，独立性增强，不仅具有强大的可扩充性，还便于维护和管理，平台可以根据不同的教学需求方便快捷地搭建出合适的教学环境，从而更好地为教学服务。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种插件式的教学软件平台，包括主框架和插件；主框架包括内核模块、桌面管理模块和应用接口模块；

内核模块，通过应用接口模块与插件交互，用于为桌面管理模块和应用接口模块提供包括插件管理在内的基本服务；

桌面管理模块，通过应用接口模块与各插件交互，并利用内核模块提供的基本服务构建交互窗口以供用户使用插件；

应用接口模块，用于为内核模块和桌面管理模块与插件之间的交互提供统一的行为规范和接口标准；

插件为教学及实用工具插件，包括媒体类插件、学科工具插件、实用工具插件及第三方插件；媒体类插件是指用来传递或展示特定信息的工具；学科工具插件是指教学领域中针对某一门学科而开发的用于搭建实时计算、模拟实验环境的专门工具；实用工具插件是指具有教学活动制作、展示和交互的实用性工具；第三方插件指相关教学应用软件。

进一步地，所述媒体类插件为PDF插件、PPT插件、DOC插件、视频插件或Web插件；所述学科工具插件为数学学科工具、地理学科工具、物理学科工具、化学学科工具或音乐学科工具；实用工具插件为电子白板工具集、教学活动制作系统或教学活动展示交互系统；第三方插件为VC++开发工具或几何画板教学工具。

总体而言，本发明与现有的教学软件平台相比具有以下优点：

1.提供一个完整的教学软件支撑平台。该教学软件平台是一个集课前准备、课堂教学、课后交流为一体的全方位教学支撑平台，基于该支撑平台可开发、集成多种教学系统，例如，在该平台上可开发电子双板课堂教学、电子白板课堂教学、电子书等系统，可集成VC++开发工具、几何画板教学工具等。

2.支持分学科管理。基于插件化的设计思想，可以针对不同学科的教学需求自由设置教学软件平台，有利于学科教师的个性化部署使用，帮助教师轻松实现个性化课件制作，满足教师个性化教学需求。

3.提供一套插件开发标准。为便于开发人员快速开发插件，该教学软件平台提供完整的插件开发标准，开发人员可依照其标准并行开发插件，从而提高开发效率，降低用于沟通的时间成本。开发完成的插件所需文件全部打包后，随教学软件平台一起发行，用户在安装教学软件平台后利用插件管理工具安装并使用该插件。

4.插件式的设计方法。该设计方法使教学软件平台除支持Office、Web、PDF、Flash和音视频等常用教学媒体资源外，还可支持学科工具类资源。学科工具是指用于数学、物理、化学等学科的专门工具，表现形式不同，编程语言不同。本发明将开发好的每一门学科工具看作插件，依照平台的标准接口插入到教学软件平台，不仅提升了教学平台的灵活性，而且丰富了课堂教学活动，提高了教学质量，达到了更好地为教学服务的目的。

5．提高系统性能和部署的灵活性。由于插件是可以动态加载的，故在使用时可以根据教学需求只加载需要的插件，达到针对性教学、个性化部署的目的。

6.可扩展性好。如果需要接入某个插件时，只需完成该插件的开发。以插件的形式开发，是相对独立的，不会影响到系统的主体功能，也不会影响到其他插件，从而达到延长软件系统的生命周期的效果。

7.可维护性好。当系统中的某个插件的功能需要升级或者存在缺陷时，可以修改尽可能小的一部分代码，节省了维护成本，也降低修改后对系统的风险。

附图说明

图1是本发明的用例图。

图2是本发明的系统架构图。

图3是本发明的插件调用流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更为清晰，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供的教学软件平台采用基于插件式的框架结构，包括两大部分：主框架和插件。该教学软件平台运行的具体流程如下：

a)系统启动，加载内核中的基本服务和插件。其中基本服务主要是指内核提供的诸如字符、通信、资源、属性等方面的服务，这些服务为教学桌面管理模块及插件部分提供服务。

b)教学桌面管理根据内核提供的属性、字符、资源等服务设置平台窗口和菜单的呈现方式，具体是指初始化教学软件平台，其中包括创建所有的菜单、工具条、面板、状态条等界面元素，继而将来自用户的互动操作消息发送给上层应用接口模块。

c）应用接口模块的目的是为系统所支持的插件提供统一的行为规范和接口标准，实现该模块定义的接口的插件开发完毕之后，即可插入到教学软件平台，以达到为教学服务的目的。该模块为各插件提供标准接口，开发人员参照接口开发及插入相应插件。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述

图1所示是本发明的用例图。

1.1教学活动制作系统既是教学软件平台中的一个插件，又是插件的平台。它利用教学软件平台框架提供的内核及媒体类插件接口、学科工具插件接口等应用接口，为教师课前备课提供工具，帮助教师组织课堂上的教学活动所需的各类媒体、学科工具等资源，例如PPT幻灯片、PDF文档、音视频、数学资源、物理模拟实验、化学模拟实验等。该系统支持的资源种类可随着教学软件平台中媒体插件、工具插件的增加不断补充到系统中，从而使教学活动制作系统无需修改代码即可实现扩展。教师课前备课时首先准备相关资源，资源可以从教育部门提供的资源库、互联网或者本地素材获得，继而借助教学活动制作系统，将资源组织起来，制作成为教学课件，为授课做好准备。

1.2教学活动展示交互系统既是教学软件平台中的一个插件，又是支持插件的平台。它利用教学软件平台框架提供的内核及媒体类插件接口、学科工具插件接口等，主要负责教学活动的展示与呈现。教师通过教学活动展示交互系统在课堂上展示教学课件，即教师在课前组织好的系列教学活动。展示过程中允许通过课堂交互与学生互动。课堂交互可以通过实时讲解、主客观题答题方式检查学生对知识点的掌握情况，从而做出及时性诊断。资源种类与交互方式亦可随着教学软件平台中媒体插件、工具插件的增加不断补充到系统中，从而使教学活动展示交互系统无需修改代码即可实现扩展。

1.3在线课堂系统教学软件平台中的一个插件，实现了课后远程布置作业、作业批改、答疑、讨论等功能，为教师与学生课后的交流提供平台，使其不受空间的限制。教师可以根据学生的反馈及时调整课程安排，使教学内容更具针对性。

图2所示是本发明的系统架构图，本发明包括主框架和插件。

2.1插件。插件部分包括了各种教学及实用工具插件，具体有媒体类插件、学科工具插件、实用工具插件及第三方插件。媒体类插件是指用来传递或展示特定信息的工具，例如PDF插件、PPT插件、DOC插件、视频插件和Web插件等；学科工具插件是指教学领域中针对某一门学科特点而开发的专门工具，搭建实时计算、模拟实验环境，为教师的探究式教学提供工具，例如数学学科工具、地理学科工具、物理学科工具、化学学科工具和音乐学科工具。实用工具插件主要是具有交互功能的实用性工具，例如电子白板工具集、教学活动制作工具、教学活动展示工具、插件管理工具。第三方插件是指教师常用的第三方开发的教学软件，集成到本教学软件平台中统一管理，便于课堂教学，例如中学老师常常使用的几何画板，计算机编程教学中常用的Visual C++等。插件可有选择性地实现应用接口标准中的接口，以支持教学资源的翻页展示、批注、资源发送、习题解答等功能。

2.2主框架。主框架包括内核模块、桌面管理模块和应用接口模块。内核模块采用微内核结构，主要提供可以扩展内核功能的基本子系统，包括系统的基本服务，并负责插件的管理。系统启动时，首先初始化内核，启动内核中的服务，装载相应插件；然后调用桌面管理模块，用于创建所有的菜单、工具条、面板和状态条等界面元素，通过应用接口模块与各插件交互。应用接口模块针对教学中展示教学资源与交互的特点，向外提供了统一的接口标准，包括教学资源的翻页展示、批注、资源发送、习题解答等。这样设计有利于系统的兼容性和扩展性，使插件可根据实际情况通过实现不同的接口接入到教学软件平台系统中。插件和教学软件平台通过应用接口模块相互契合，各功能模块相互之间比较独立，在功能扩展方面更有优势。

如图3所示，是本发明的插件调用流程图，具体过程为：

3.1.系统启动，加载内核中的基本服务，基本服务主要是指内核提供的诸如字符、通信、资源、属性等方面的服务，为桌面管理模块及插件提供服务。

3.2.装载系统中登记的插件，循环判断插件是否符合应用接口模块中定义的接口标准，符合则插件装载成功，否则装载失败。

3.3.插件装载完毕，进入桌面管理，然后根据内核提供的属性、字符、资源等服务设置平台窗口和菜单的呈现方式，主要是初始化教学软件平台。

3.4.用户操纵教学平台，选择需要使用的插件工具。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种插件式的教学软件平台，其特征在于，包括主框架和插件；主框架包括内核模块、桌面管理模块和应用接口模块；

内核模块，通过应用接口模块与插件交互，用于为桌面管理模块和应用接口模块提供包括插件管理在内的基本服务；

桌面管理模块，通过应用接口模块与各插件交互，并利用内核模块提供的基本服务构建交互窗口以供用户使用插件；

应用接口模块，用于为内核模块和桌面管理模块与插件之间的交互提供统一的行为规范和接口标准；

插件为教学及实用工具插件，包括媒体类插件、学科工具插件、实用工具插件及第三方插件；媒体类插件是指用来传递或展示特定信息的工具；学科工具插件是指教学领域中针对某一门学科而开发的用于搭建实时计算、模拟实验环境的专门工具；实用工具插件是指具有教学活动制作、展示和交互的实用性工具；第三方插件指相关教学应用软件。

2.根据权利要求1所述的插件式的教学软件平台，其特征在于，所述媒体类插件为PDF插件、PPT插件、DOC插件、视频插件或Web插件；所述学科工具插件为数学学科工具、地理学科工具、物理学科工具、化学学科工具或音乐学科工具；实用工具插件为电子白板工具集、教学活动制作系统或教学活动展示交互系统；第三方插件为VC++开发工具或几何画板教学工具。

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