【51CTO.com原创稿件】 2020年初，新型冠状病毒肆虐，为了阻断疫情向校园蔓延，确保师生生命安全和身体健康，教育部通知，要求2020年春季学期延期开学。而各地教育部门也在积极服务保障防控疫情期间的“停课不停教、停课不停学”工作。
疫情催生了在家隔离的模式，这是在线教育快速发展的契机，同时，也给在线教育带来一系列的挑战。2月17日，各大高校按计划复课，并且以在线教育的方式完成学习。一时间，大量学子同时涌入，各家网课平台也都纷纷崩溃，一度登上了微博热搜榜。
正如作业帮直播课技术负责人洪定乾所说，业务爆发性增长的时候有很多不确定的因素，我们要保证整体稳定性，就需要技术在后面做好支撑和承载。的确，在线教育爆发式增长，如果背后的技术没有跟上，往往会影响老师的教学和学生的学习。
在线教育挑战多
过去，传统教育都是以线下教学方式为主，这次也全部都搬到了线上，云课堂、网络课堂、在线课堂层出不穷。但是，在线教育不是简单的将线下授课搬到了线上，老师对着屏幕讲课，学生通过电脑、手机观看，这背后还需要更多的技术支撑。那么，对于在线教育来说，都有哪些技术挑战呢？
短期挑战：流量洪峰
可以看到，此次在线教育的崩溃主要是集中时刻的高并发带来的系统运行压力过大，一是事前对于同时在线人数以及流量的预估不准确造成的，二是面对流量洪峰时，没有提前预警，开启应急解决方案。
虽然事前已经预估过流量，但是实际的流量洪峰，是很多技术人员无法预估的，甚至是超出预期值的。
UCloud互联网事业部研发总监裴志伟告诉笔者，在运营方面，在线教育行业用户相对于互联网行业还属于新手，对于用户量、流量没有很好的预估。以电商行业为例，早年的双11和618期间，也出现过系统不堪重负而宕机的情况，而近几年大促活动中出现系统宕机的情况越来越少，这说明电商企业都提前预估了流量洪峰、进行了压力测试、云资源扩容等准备工作。而这次的在线教育行业，没有类似的实战经验，出现了预想和实际的用户和流量差距较大的情况，因此IT系统无法支撑。
长期挑战：优化在线教育的效果
流量洪峰并不是一直都存在的，通过前期的流量预判、并且做好压力测试、应急预案等方式，都是可以解决的。当在线教育平台趋于稳定后，系统崩溃、卡顿的现象不再出现时，则需要考虑后续的技术挑战。当老师和学生通过电子屏幕进行交互时，学生的学习效果会大打折扣，老师在讲课的同时不会注意到每个学生的课堂学习情况，对于课前的预习、课后的复习等工作都很难监督。
学霸君首席科学家陈锐锋表示，在线教育的短期挑战是保障瞬间增长的用户同时在线上课，当趋于稳定后，第二个挑战便是在线平台可以支持多媒体内容的稳定展现，例如视频、课件，甚至是类似游戏化的交互素材，让老师将在线课堂从一个冰冷的会议系统变成更加吸引学生的表演舞台。第三个挑战则是利用信息技术手段来协助老师高效地完成课前、课中、课后的相关工作，优化在线教育的效果。
如何应对流量洪峰
无论是在线教育，还是电商大促，亦或是视频网站，都会遇到流量洪峰的情况，那么，企业该如何应对流量洪峰，提前做好哪些准备工作呢？
1、做好流量和用户预判
面对流量洪峰，首先要做好流量和用户的预判。虽然具体流量增加的服务不容易准确计算出来，但是还是有些手段方法可以辅助预警的。保利威技术专家表示，在线教育的流量洪峰是可以提前收集开课时间、报名人数等来预估流量，提前做好扩容工作。
2、应急预案
即使事前做好了充分的准备，但是不免还会有突发情况发生，为此就要做好应急预案。例如，在流量洪峰或者容量要到达临界点时，IT系统监控等方面需要提前预警，然后提前按照预案进行紧急处理。
除了提前预警处理之外，对于突发的流量，还可以通过云计算来解决。学霸君陈锐锋表示，在线教育的企业可以和云服务提供商进行合作，保障足够的服务器资源来支撑弹性扩容，这也是最直接有效的手段。此外，陈锐锋还推荐容器化结合Kubernetes部署上课平台的相关服务，一是拓展方便，而是可以灰度密集上线，来满足不同学校或机构的需求。
UCloud裴志伟则建议，教育用户可以参考电商的一些做法。例如每日优鲜运维总监周锋曾分享了他们在19年双十一的“考试”体验。通过收集前期运营促销活动指标数据，然后将“业务语言”翻译成“技术语言”，如哪些代码、模块、服务、系统需要特别关注或者优化，最后再由云服务商翻译成“云端资源语言”，例如需要扩容多少云主机、多大带宽、负载均衡，以及交付节奏等。
3、分级服务
除了对流量预判以及做好应急预案等工作以外，还需要对服务进行分级，以保证流量洪峰时，刚需功能的正常运行。UCloud裴志伟建议，企业应该在产品层面做好柔性降级方案，在极限情况下，采取优先保障某些刚需功能持续运转，牺牲掉无关紧要的、提供临时有损服务，最大程度的保障用户的可用度。
例如视频类网站，网络情况好的时候可以看超清、1080P、蓝光等，但网络信号一旦变弱或者资源受限的情况下，就会建议通过一些降低码率、帧率甚至是采取降级为纯音频的手段，保障授课的连续性。
4、教育企业加强自身IT能力
由于教育企业以教育为首，对自身的IT能力和技术储备能力可能存在不足。因此，在这次在线教育软件崩溃的情况下，教育行业用户应该加强自身IT能力。UCloud裴志伟给出了一些建议，首先是技术层面要更好的进行架构优化、加强全节点监控，避免因架构缺陷、监控不全等原因无法稳定支撑业务运行；其次要做柔性降级的预案准备，如果一旦遇到全网流量超出基础设施资源能力的情况下，保证某些功能或者某些用户是正常运行的；再者现在行业中已经出现了不少PaaS和SaaS服务商，他们提供的产品和服务已经经过多轮验证和迭代，在一些产品能力上面会比自建省时省力省心，尤其是本身IT资源储备较少的公司建议使用。
的确，每一次流量洪峰都是一次大考，不能光靠每次“临时抱佛脚”来解决，而是需要不断的磨练内功，才能抵住一次次的洪峰压力。
如何优化学习效果
在线学习时，老师和学生的互动受到屏幕大小的限制，而且经常是一个老师对多个学生，也看不到每个学生上课的具体情况。只有老师在课堂上掌控多一些，课后及时跟进，方能提升学生的学习效果。而众多在线教育企业也都分享了各自的经验。
学霸君陈锐锋建议，可以通过多种手段可以用来加强老师对课堂的掌控。首先是采用轮播的方式，使在多人在线课堂上，学生可以轮番露脸，保持老师对每一个学生的感知。其次，通过人脸和姿态的识别，也可以协助老师了解当前听课的学生有无开小差或者有无举手愿意参与课堂互动的。第三，在线课堂还可以收集学生上课的数据，包括做题时的书写笔迹、语音内容和讲话频率、各种表情和动作。此外，结合课堂内容的作业和测评系统，协助老师快速出题并收集学生的错题情况，并且学生可以根据自己的知识薄弱点进行自适应学习。
保利威的技术专家表示，线上和线下学习最大的区别在于，老师不能到现场进行监督，要保证学习效果的关键点在于多互动，例如在直播中不断抓住学生的注意力，直播后注意整理数据和跟进学生的学习状况。保利威直播平台支持在直播中设有签到、问答、问卷、音视频连线等互动功能，帮助老师在授课的同时对学员也能进行监管和测评。同时，直播结束后，老师可以对学员听课数据进行分析，如听课时长、参与互动的次数、互动结果等多维度进行学校效果监测。
结语
在线教育，绝不是这一次疫情而突然兴起的，未来，还会有更多线上的教学互动方式，而这背后的技术如何做好支撑，保障学生学习的效果，是每一个教育企业所需要考虑的。正像作业帮洪定乾所述，在这次疫情中，当作业帮直播课结束时，一个值班的技术人表示，虽然一周只睡了15个小时，但是抗住了高并发，没影响到孩子们上课，什么都值了。
疫情当前，有医生、警察、公交司机、建设工人的“逆行而上”，还有更多的人在背后默默的付出与支持，向每一位坚守在工作岗位的人们点赞。
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