2019年末,新型冠状病毒肺炎（COVID-19）疫情在全世界范围内爆发,人们的社交环境受到极大的影响。国内中小学及高等院校教学也因疫情原因无法按期开学提供正常课堂教学活动,使得以线上教学为主的远程授课模式成为疫情期间的各教育机构的主要授课方式。如今虽然我国的疫情已经得到了有效的控制,但在全球范围内,疫情形式依然较为严峻,因此通过线上教学的方式有效减少社交活动仍然是有效防控疫情的主要方法之一。本文以线上远程教学模式为研究对象,以当前较为流行的软件工程技术对基于J2EE的在线教学系统进行设计与实现。同时针对传统在线教学系统无法满足当前线上远程教育业务对海量教学数据的处理,及网络带宽资源无法满足日益增加的在线学生人数需求等现象,尝试采用当前较为流行的云计算技术及负载均衡算法,对系统进行设计优化,以最大程度的满足教师和学生对在线教学系统的需求。首先,在课题项目背景及研究意义的基础上,结合国内外对在线教学及云计算相关技术的研究现状,提出本文主要研究内容,继而提出本文主要结构框架。其次,对设计与实现基于J2EE的在线教学系统相关的分析建模工具、系统开发技术以及云计算技术等进行分析,为系统的设计与实现提供技术支持。随后,为解决传统在线教学系统无法满足当前线上远程教育业务对海量教学数据的处理,及网络带宽资源无法满足日益增加的在线学生人数需求的问题,在云计算技术的基础上优化负载均衡算法,提升基于J2EE的在线教学系统的教学服务提供能力。继而,在前文云计算框架及负载均衡优化算法的基础上,从实际使用角度出发,对基于J2EE的在线教学系统进行需求分析,继而对系统总体架构方案进行设计。最后,在前文系统总体架构方案及本文提出负载均衡优化算法的基础上,对系统进行分模块详细设计,并在此基础上对系统各功能模块进行编码实现,使系统可以在分布式云计算平台有效运行。