高校在線教學(xué)平臺開發(fā)需求文檔一、項目背景與開發(fā)目標(biāo)隨著高等教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型深化，混合式教學(xué)模式在高校場景中廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)教學(xué)工具存在功能分散、互動性不足、數(shù)據(jù)互通性差等痛點(diǎn)，難以支撐教學(xué)全流程數(shù)字化管理與個性化需求。本平臺開發(fā)旨在構(gòu)建一體化、智能化、高兼容的在線教學(xué)支撐體系，實現(xiàn)教學(xué)資源整合、教學(xué)過程全周期管理、多角色協(xié)同互動，助力高校提升教學(xué)質(zhì)量與管理效率，適配“教、學(xué)、管、評”全場景的數(shù)字化教學(xué)需求。二、需求概述（一）用戶角色與核心訴求平臺服務(wù)對象涵蓋教師（教學(xué)資源建設(shè)、教學(xué)活動組織、學(xué)情分析）、學(xué)生（課程學(xué)習(xí)、互動參與、學(xué)業(yè)管理）、教務(wù)管理員（教學(xué)調(diào)度、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、權(quán)限管理）、系統(tǒng)管理員（平臺運(yùn)維、安全保障）四類核心角色，需滿足不同角色在教學(xué)全流程中的差異化需求：教師：高效搭建課程體系、開展互動教學(xué)、精準(zhǔn)掌握學(xué)情；學(xué)生：便捷獲取資源、參與沉浸式學(xué)習(xí)、自主管理學(xué)業(yè)；教務(wù)管理員：統(tǒng)籌排課選課、監(jiān)控教學(xué)質(zhì)量、輸出決策數(shù)據(jù)；系統(tǒng)管理員：保障平臺穩(wěn)定運(yùn)行、數(shù)據(jù)安全與功能迭代。（二）平臺定位平臺定位為高校專屬的教學(xué)數(shù)字化基座，集成“課程建設(shè)-教學(xué)實施-學(xué)業(yè)評價-教學(xué)管理”全流程功能，支持與校內(nèi)教務(wù)系統(tǒng)、身份認(rèn)證系統(tǒng)對接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通與業(yè)務(wù)閉環(huán)；同時具備開放接口，可拓展對接第三方教學(xué)工具（如虛擬仿真平臺、AI助教等）。三、功能需求設(shè)計（一）用戶管理模塊1.身份管理支持多來源用戶導(dǎo)入（校內(nèi)教務(wù)系統(tǒng)同步、線下批量導(dǎo)入、個人自主注冊），自動關(guān)聯(lián)校內(nèi)身份信息（如學(xué)號、工號）；提供多因素認(rèn)證（賬號密碼+短信/人臉/數(shù)字證書），保障賬號安全；支持用戶信息自主維護(hù)（頭像、聯(lián)系方式、個人簡介），管理員可批量更新用戶權(quán)限與狀態(tài)。2.權(quán)限體系基于角色的權(quán)限控制（RBAC），細(xì)分教師（主講/助教）、學(xué)生、教務(wù)、系統(tǒng)管理員等角色權(quán)限；支持課程級權(quán)限靈活配置（如教師授權(quán)助教批改作業(yè)、學(xué)生分組協(xié)作權(quán)限）；權(quán)限變更日志可追溯，保障操作合規(guī)性。（二）課程管理模塊1.課程創(chuàng)建與編排教師可自定義課程結(jié)構(gòu)（章節(jié)、知識點(diǎn)、資源關(guān)聯(lián)），支持按學(xué)期、專業(yè)、班級批量創(chuàng)建課程；提供課程模板庫（含通識課、專業(yè)課等典型模板），支持課程內(nèi)容一鍵復(fù)用與個性化修改；課程發(fā)布前需經(jīng)院系/教務(wù)審核（含內(nèi)容合規(guī)性、學(xué)分設(shè)置等），審核通過后自動同步至學(xué)生選課列表。2.選課與排課學(xué)生端支持“自主選課+教務(wù)指派”雙模式，選課結(jié)果實時同步至教務(wù)系統(tǒng)；教務(wù)端可按班級、專業(yè)批量排課，自動檢測時間沖突（與線下課、其他線上課沖突預(yù)警）；課程容量支持動態(tài)調(diào)整，超額選課自動進(jìn)入候補(bǔ)隊列，名額釋放時自動補(bǔ)選。（三）教學(xué)互動模塊1.直播教學(xué)支持多路音視頻互動（教師主講、學(xué)生連麥、屏幕共享），支持4K畫質(zhì)與超低延遲（≤200ms）；直播過程自動錄制，生成“直播回放+關(guān)鍵知識點(diǎn)切片”，支持AI字幕生成與內(nèi)容檢索；直播中支持投票、搶答、隨堂測驗等互動工具，數(shù)據(jù)實時反饋至學(xué)情統(tǒng)計。2.異步教學(xué)提供錄播課程上傳（支持MP4、PPT、PDF等格式），自動生成章節(jié)索引與知識點(diǎn)標(biāo)簽；學(xué)生可對視頻片段“標(biāo)記疑問”“添加筆記”，教師端實時查看疑問點(diǎn)并針對性答疑；討論區(qū)支持“話題分類+@提及+精華帖置頂”，鼓勵師生、生生異步交流。3.作業(yè)與考試作業(yè)支持“客觀題自動批改+主觀題人工批改”，支持作業(yè)附件（如論文、實驗報告）在線批注；考試支持防作弊機(jī)制（人臉核驗、切屏監(jiān)測、多視角監(jiān)考），客觀題自動判分，主觀題支持“雙盲互評”或教師批改；作業(yè)/考試成績自動關(guān)聯(lián)課程總成績，支持成績曲線分析與薄弱知識點(diǎn)定位。（四）教學(xué)資源管理模塊1.資源庫建設(shè)支持教學(xué)資源（課件、視頻、文獻(xiàn)、題庫）的分類上傳（按課程、知識點(diǎn)、資源類型），支持資源版本管理與歷史回溯；提供資源智能檢索（關(guān)鍵詞、知識點(diǎn)、資源類型多維度篩選），支持資源推薦（基于學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡）；資源訪問權(quán)限精細(xì)化控制（公開、課程內(nèi)可見、指定用戶可見），保障知識產(chǎn)權(quán)。2.資源共享與協(xié)作教師可創(chuàng)建“教學(xué)資源協(xié)作組”，邀請同院系教師共建共享資源庫；支持資源“引用”功能，避免重復(fù)上傳，引用關(guān)系可追溯；（五）教務(wù)管理模塊1.教學(xué)調(diào)度支持學(xué)期教學(xué)計劃導(dǎo)入（課程、教師、班級、學(xué)時關(guān)聯(lián)），自動生成教學(xué)日歷；教師調(diào)課/停課申請在線審批，審批后自動同步至學(xué)生端與課程日歷；教學(xué)任務(wù)自動分配（按教師負(fù)荷、專業(yè)需求），支持任務(wù)認(rèn)領(lǐng)與調(diào)整。2.數(shù)據(jù)統(tǒng)計與報表實時統(tǒng)計教學(xué)核心數(shù)據(jù)（課程完成率、互動參與度、成績分布），生成可視化報表（柱狀圖、折線圖、熱力圖）；支持自定義報表（如院系教學(xué)質(zhì)量分析、教師教學(xué)負(fù)荷統(tǒng)計），數(shù)據(jù)可導(dǎo)出為Excel/PDF；學(xué)情預(yù)警（如學(xué)生連續(xù)未登錄、作業(yè)提交率過低），自動推送至教師與輔導(dǎo)員。（六）數(shù)據(jù)分析與教學(xué)優(yōu)化模塊1.學(xué)習(xí)行為分析追蹤學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡（登錄頻率、資源訪問時長、互動參與度），生成個人學(xué)習(xí)畫像；基于AI算法識別學(xué)習(xí)薄弱環(huán)節(jié)（如知識點(diǎn)掌握率低于60%），推送個性化學(xué)習(xí)建議（如推薦補(bǔ)充資源、匹配答疑輔導(dǎo)）；班級/專業(yè)學(xué)情對比分析，輔助教師調(diào)整教學(xué)策略。2.教學(xué)質(zhì)量評估支持學(xué)生匿名評教（課程內(nèi)容、教學(xué)方法、平臺體驗多維度評分），評教結(jié)果自動關(guān)聯(lián)教師考核；教學(xué)行為分析（教師資源更新頻率、互動響應(yīng)速度、成績反饋及時性），生成教學(xué)改進(jìn)建議；課程質(zhì)量分析（通過率、優(yōu)秀率、知識點(diǎn)掌握率），為課程迭代提供數(shù)據(jù)支撐。四、非功能需求（一）性能需求響應(yīng)速度：核心功能（如課程訪問、作業(yè)提交、直播加載）響應(yīng)時間≤1秒，批量數(shù)據(jù)處理（如選課、報表生成）≤10秒；并發(fā)能力：支持單校10萬級用戶同時在線，直播教學(xué)支持5000人同時觀看（超清畫質(zhì)下無卡頓）；穩(wěn)定性：全年系統(tǒng)可用率≥99.9%，故障恢復(fù)時間≤2小時，數(shù)據(jù)丟失率為0。（二）兼容性需求設(shè)備兼容：支持PC端（Windows/macOS主流瀏覽器）、移動端（iOS/Android原生APP、微信小程序）、Pad端適配，操作體驗一致；系統(tǒng)對接：支持與校內(nèi)統(tǒng)一身份認(rèn)證（如CAS、OAuth）、教務(wù)系統(tǒng)（如正方、青果）、財務(wù)系統(tǒng)（如金蝶）對接，數(shù)據(jù)實時同步；格式兼容：支持常見教學(xué)資源格式（PPT、PDF、MP4、DOC等），支持作業(yè)/考試答案多格式提交（文本、圖片、附件）。（三）易用性需求界面設(shè)計：遵循“極簡高效”原則，教師端突出“教學(xué)工具”，學(xué)生端突出“學(xué)習(xí)路徑”，管理員端突出“數(shù)據(jù)看板”；操作流程：核心功能操作步驟≤3步（如發(fā)布作業(yè)、參與直播），提供新手引導(dǎo)（圖文教程、視頻演示）與智能客服；無障礙設(shè)計：支持屏幕閱讀器、鍵盤快捷操作，色彩對比度符合WCAG標(biāo)準(zhǔn)，保障視障、色弱用戶使用。（四）可擴(kuò)展性需求功能擴(kuò)展：采用微服務(wù)架構(gòu)，支持快速新增功能模塊（如虛擬仿真、AI助教），模塊間低耦合；接口開放：提供標(biāo)準(zhǔn)化API接口，支持第三方系統(tǒng)（如科研平臺、圖書館系統(tǒng)）對接，數(shù)據(jù)雙向互通；部署擴(kuò)展：支持云原生部署（Kubernetes），可根據(jù)用戶量動態(tài)擴(kuò)容/縮容，本地部署與云端部署靈活切換。（五）可靠性需求數(shù)據(jù)備份：核心數(shù)據(jù)（用戶、課程、成績）每日全量備份，增量數(shù)據(jù)實時同步，備份數(shù)據(jù)異地存儲；容災(zāi)機(jī)制：支持多活集群部署，單點(diǎn)故障自動切換，保障服務(wù)不中斷；故障恢復(fù)：系統(tǒng)異常時提供友好提示（如“系統(tǒng)維護(hù)中，預(yù)計X分鐘后恢復(fù)”），并自動記錄故障日志，輔助快速定位問題。五、數(shù)據(jù)需求（一）數(shù)據(jù)類型與結(jié)構(gòu)1.用戶數(shù)據(jù)：基礎(chǔ)信息（姓名、學(xué)號/工號、院系、角色）、認(rèn)證信息（密碼哈希、認(rèn)證方式）、權(quán)限信息（角色、課程權(quán)限）；2.課程數(shù)據(jù)：課程基本信息（名稱、學(xué)分、學(xué)時、教學(xué)大綱）、結(jié)構(gòu)信息（章節(jié)、知識點(diǎn)、資源關(guān)聯(lián)）、排課信息（時間、班級、教師）；3.教學(xué)互動數(shù)據(jù)：直播/錄播觀看記錄（時長、進(jìn)度、疑問點(diǎn)）、討論區(qū)互動（發(fā)帖、回帖、精華帖）、作業(yè)/考試數(shù)據(jù)（提交內(nèi)容、批改結(jié)果、成績）；5.教務(wù)數(shù)據(jù)：教學(xué)計劃、調(diào)課記錄、評教數(shù)據(jù)、統(tǒng)計報表。（二）數(shù)據(jù)存儲與同步存儲方式：結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（用戶、課程、成績）采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（MySQL/PostgreSQL），非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（視頻、課件）采用對象存儲（MinIO/OSS）；同步機(jī)制：與校內(nèi)教務(wù)系統(tǒng)、身份認(rèn)證系統(tǒng)實時同步（通過Webhook或定時任務(wù)），保障數(shù)據(jù)一致性；數(shù)據(jù)脫敏：用戶敏感信息（如身份證號、手機(jī)號）加密存儲，展示時脫敏處理（如手機(jī)號顯示為1385678）。六、安全需求（一）用戶認(rèn)證與授權(quán)采用多因素認(rèn)證（MFA），支持“密碼+短信驗證碼”“密碼+人臉”“數(shù)字證書”等組合認(rèn)證方式；權(quán)限控制遵循“最小必要”原則，普通用戶僅能訪問授權(quán)范圍內(nèi)的資源與功能；會話管理支持token過期自動登出，防止會話劫持。（二）數(shù)據(jù)安全存儲安全：用戶密碼、敏感信息采用SHA-256+鹽值加密，核心數(shù)據(jù)定期備份并加密存儲；（三）系統(tǒng)安全防護(hù)機(jī)制：部署Web應(yīng)用防火墻（WAF）、入侵檢測系統(tǒng)（IDS），防范SQL注入、XSS攻擊等常見漏洞；漏洞管理：定期進(jìn)行安全漏洞掃描（每月至少1次），發(fā)現(xiàn)漏洞后24小時內(nèi)修復(fù)；應(yīng)急響應(yīng)：建立安全事件響應(yīng)機(jī)制，發(fā)生數(shù)據(jù)泄露、服務(wù)中斷等事件時，1小時內(nèi)啟動應(yīng)急預(yù)案，4小時內(nèi)對外通報（如需）。七、部署與運(yùn)維需求（一）部署方式云端部署：支持公有云（如阿里云、騰訊云）或私有云部署，提供容器化部署方案（Docker+Kubernetes），快速完成環(huán)境搭建；本地部署：支持物理機(jī)/虛擬機(jī)部署，提供詳細(xì)的部署手冊與技術(shù)支持，適配校內(nèi)現(xiàn)有IT架構(gòu)；混合部署：核心數(shù)據(jù)（如用戶、成績）本地存儲，非敏感資源（如公開課程）云端存儲，兼顧安全性與訪問效率。（二）運(yùn)維支持監(jiān)控體系：實時監(jiān)控系統(tǒng)性能（CPU、內(nèi)存、帶寬）、服務(wù)狀態(tài)（接口響應(yīng)、錯誤率），提供可視化監(jiān)控面板與告警通知（郵件、短信）；日志管理：集中管理系統(tǒng)日志、操作日志、安全日志，支持日志檢索與分析，輔助故障定位；故障處理：提供7×24小時技術(shù)支持，故障響應(yīng)時間≤30分鐘，重大故障（如服務(wù)中斷）需現(xiàn)場支持（如需）。（三）更新迭代版本管理：采用語義化版本號（如v1.0.0），每次更新提供版本說明（新增功能、優(yōu)化點(diǎn)、修復(fù)問題）；灰度發(fā)布：新功能上線前進(jìn)行灰度測試（選取部分班級/院系試點(diǎn)），驗證無誤后全量發(fā)布；用戶反饋：建立用戶反饋通道（在線問卷、意見箱、用戶大會），收集需求與問題，每季度輸出迭代計劃。八、驗收標(biāo)準(zhǔn)（一）功能驗收核心功能（用戶管理、課程管理、直播教學(xué)、作業(yè)考試、數(shù)據(jù)分析）測試用例通過率≥95%；系統(tǒng)與校內(nèi)教務(wù)系統(tǒng)、身份認(rèn)證系統(tǒng)對接成功，數(shù)據(jù)同步延遲≤5分鐘；第三方工具（如虛擬仿真平臺）對接接口調(diào)用成功率≥99%。（二）性能驗收單校1萬用戶同時在線時，核心功能響應(yīng)時間≤1秒，直播教學(xué)（500人同時觀看）卡頓率≤1%；系統(tǒng)壓力測試（模擬2萬用戶并發(fā)）下，CPU使用率≤80%，內(nèi)存使用率≤70%，無服務(wù)崩潰；數(shù)據(jù)備份恢復(fù)測試：備份數(shù)據(jù)可在2小時內(nèi)完成恢復(fù)，數(shù)據(jù)完整性100%。（三）兼容性驗收主流設(shè)備（PC、手機(jī)、Pad）、主流瀏覽器（Chrome、Edge、Safari、微信小程序）功能兼容性測試通過率≥98%；無障礙功能測試（屏幕閱讀器、鍵盤操作）