基于云計(jì)算的高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的開發(fā)研究

劉莉莉

（營口職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 營口 115000）

基于云計(jì)算的高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的開發(fā)研究

劉莉莉

（營口職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 營口 115000）

目前云技術(shù)的應(yīng)用日漸廣泛，人們也更多地說“云”，議“云”。如何將這個(gè)先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中，使平臺(tái)功能更強(qiáng)大、應(yīng)用更便捷，文章提出這一應(yīng)用的實(shí)施設(shè)計(jì)方案，分析云計(jì)算與教育領(lǐng)域有效結(jié)合對(duì)教育信息化產(chǎn)生積極的影響。

云技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)；虛擬化技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展與全面應(yīng)用的今天，對(duì)于終端的硬件需求值正以指數(shù)值快速地增加著，行業(yè)間的競爭與發(fā)展也已涉及到網(wǎng)絡(luò)中，開展各類形式的網(wǎng)絡(luò)工作及運(yùn)營平臺(tái)。在此局面下，各高校也將目光投射到以網(wǎng)絡(luò)為支撐的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的開發(fā)與使用上，經(jīng)歷著初期的創(chuàng)建、前期的使用、中期的調(diào)試與再建設(shè)的漸進(jìn)式發(fā)展歷程，但發(fā)展就會(huì)產(chǎn)生矛盾，主要問題表現(xiàn)為資源的重復(fù)性、“孤島性”等。多數(shù)院校都是在“關(guān)門”獨(dú)自開發(fā)屬于自己的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境（網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)）及階段性地建設(shè)學(xué)科性教學(xué)資源，這樣就會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中、高校間教學(xué)資源的重復(fù)建設(shè)、硬件設(shè)備的非必要的重復(fù)投資、教學(xué)軟件平臺(tái)的重復(fù)開發(fā)，滯后了高校間的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的共享，一定程度地影響高教的信息化發(fā)展，而要更好地發(fā)展，必須解決矛盾。隨著“云”的強(qiáng)勢推廣，其核心技術(shù)之一的云計(jì)算已架設(shè)到各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中，高校等教育機(jī)構(gòu)也將信息管理托管給“云”。云計(jì)算需要構(gòu)建在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，借由網(wǎng)絡(luò)將信息技術(shù)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用服務(wù)。針對(duì)教育的專項(xiàng)應(yīng)用，主要體現(xiàn)在校際間終端設(shè)備（以計(jì)算機(jī)、超大存儲(chǔ)器、高性能服務(wù)器集群）和教育教學(xué)所需的各類軟件等方面實(shí)現(xiàn)資源共享，及點(diǎn)到面地?cái)U(kuò)展，更好地提供異地、異校、名校、名師間優(yōu)秀資源共享和學(xué)習(xí)互動(dòng)，從而在虛擬的空間里建立起一個(gè)功能全面、資源完整、安全可靠的基于云計(jì)算的“網(wǎng)絡(luò)高校”。云計(jì)算的應(yīng)用，可謂是當(dāng)前教育的革新之作，給我國教育教學(xué)領(lǐng)域注入了新鮮的血液。

一、云計(jì)算的作用

云計(jì)算（cloud computing）定義性的概括說明其是一種以互聯(lián)網(wǎng)為依托及平臺(tái)的超級(jí)計(jì)算模式。就目前的信息化發(fā)展形式來講，它是比較前沿性的基于服務(wù)的計(jì)算模式。該模式的原理是集中異地多個(gè)計(jì)算機(jī)組成一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)機(jī)組形成一個(gè)集群化的硬件資源池，從而使成員中的個(gè)體中資源信息也實(shí)現(xiàn)共享分布?！岸唷钡健皢巍钡募尚纬闪顺笕萘康拇鎯?chǔ)空間與超級(jí)計(jì)算能力，面向應(yīng)用終端可提供超快計(jì)算能力、超大存儲(chǔ)空間和各種軟件及服務(wù)。若更精準(zhǔn)地描述云計(jì)算，它是集并行、分布式和網(wǎng)格計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、虛擬化、負(fù)載均衡等新舊技術(shù)發(fā)展融合的新科技產(chǎn)物。其核心理念就是努力減少用戶終端的數(shù)據(jù)信息處理能力，降低用戶終端的處理負(fù)擔(dān)，化繁為簡，簡化用戶終端成一個(gè)保有基本的輸入和輸出功能的設(shè)備，同時(shí)又能夠享受“云”的若干服務(wù)。云計(jì)算的作用，簡單的說就是將計(jì)算和存儲(chǔ)放權(quán)到網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，使得個(gè)人計(jì)算機(jī)的性能最小化功能更大化。因此，云計(jì)算對(duì)高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革也有很大的啟發(fā)及應(yīng)用價(jià)值。積極推動(dòng)云計(jì)算技術(shù)在高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中應(yīng)用，有效地整合教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享，突破傳統(tǒng)提出新的思路，是十分必要的。

二、“云”模式下的網(wǎng)路教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

（一）現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)

在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中，功能模塊比較全面，概括說明包括教師管理、課程管理、學(xué)生管理、學(xué)習(xí)行為管理、師生交流、在線測試等。最大可能地構(gòu)建完整、方便、實(shí)效的教學(xué)資源庫，支持教師和學(xué)生的一切學(xué)習(xí)互動(dòng)行為，促進(jìn)他們?nèi)〉酶训慕虒W(xué)效果。

1.教師管理模塊：能夠提供注冊(cè)教師身份的功能。具有系統(tǒng)承認(rèn)的教師可以在平臺(tái)上載與課程直連的教學(xué)視頻、電子教案（課件）、相關(guān)課程資料等，并可以定期維護(hù)。

2.課程管理模塊：權(quán)限范圍小，一般僅限教學(xué)管理者使用。針對(duì)專業(yè)計(jì)劃及發(fā)展，設(shè)定規(guī)范的課程列表，分專業(yè)上載在平臺(tái)中，提供給教師和學(xué)生使用。

3.學(xué)生管理模塊：提供學(xué)生學(xué)籍注冊(cè)管理功能，讓學(xué)生有權(quán)進(jìn)行在線學(xué)習(xí)。

4.學(xué)生行為管理模塊：提供給教師及管理員可以查看學(xué)生在線學(xué)習(xí)及平臺(tái)使用情況，方便實(shí)施對(duì)學(xué)生的課外學(xué)習(xí)管理與監(jiān)測。

5.在線測試模塊：提供給學(xué)生一個(gè)真實(shí)的虛擬考試環(huán)境，進(jìn)行單元、期中及期末的即時(shí)在線測試并可以系統(tǒng)評(píng)分及教師評(píng)分，以便監(jiān)測學(xué)習(xí)的階段性實(shí)效。

（二）“云”模式中平臺(tái)架構(gòu)的增加

加入“云”技術(shù)的教學(xué)平臺(tái)與普通網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)相比，體系架構(gòu)將會(huì)有所改變。該模式下的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的使用情況如下：首先，移植網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)架構(gòu)到統(tǒng)一的“云”平臺(tái)中，與其他高校的教學(xué)平臺(tái)統(tǒng)一集成為一體，學(xué)生用戶通過終端（計(jì)算機(jī)、平板電腦等）連接入因特網(wǎng)中，向“云”端提出訪問或服務(wù)請(qǐng)求，“云”端會(huì)即時(shí)收集虛擬存儲(chǔ)空間里的海量信息，快速計(jì)算出所需內(nèi)容，通過網(wǎng)絡(luò)回傳給學(xué)生用戶終端。基于以上分析，我們要做的是將現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)架構(gòu)在云服務(wù)技術(shù)部門提供的統(tǒng)一信息平臺(tái)上，之后只需將重心轉(zhuǎn)移到管理終端和網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備中，而云計(jì)算模式中對(duì)客戶終端的配置并無特定要求終端升級(jí)投入可以忽略。體系組建主要考量三個(gè)方面的設(shè)計(jì)層面：數(shù)據(jù)管理與“云”集成、網(wǎng)絡(luò)接口管理、終端接入管理。

1.數(shù)據(jù)管理與“云”集成。此層是“云”架構(gòu)中最為重要的部分，是核心技術(shù)所在，設(shè)計(jì)復(fù)雜化及多樣化。將互聯(lián)網(wǎng)比作一個(gè)最大的“云”，在該浩瀚的空間中，要先集群各個(gè)計(jì)算機(jī)，通過網(wǎng)絡(luò)計(jì)算及分布式計(jì)算等方式保障高效能的計(jì)算能力，同時(shí)將各個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端里的教學(xué)資源分門別類地封裝成“云”包，統(tǒng)一存儲(chǔ)，其中要加強(qiáng)的是存儲(chǔ)設(shè)備的協(xié)同工作。最后，通過虛擬化對(duì)外提供統(tǒng)一的訪問方式，從而提高數(shù)據(jù)的訪問性能。

2.網(wǎng)絡(luò)接口管理?！霸啤庇?jì)算發(fā)展至今，已經(jīng)不是面向某個(gè)行業(yè)的新技術(shù)，而是越發(fā)地被各個(gè)行業(yè)使用。因此，不同的應(yīng)用方向有不同的接口及管理標(biāo)準(zhǔn)，這也是是云計(jì)算多變的緣由。對(duì)于教育教學(xué)應(yīng)用服務(wù)而言，“云”教學(xué)平臺(tái)運(yùn)營商可以根據(jù)自身經(jīng)營需要，開發(fā)出不同的接口，在網(wǎng)絡(luò)接口管理中還要提供相關(guān)的用戶身份安全認(rèn)證等服務(wù)，從而保證接口的信息安全性。

3.終端接入管理。這是整體設(shè)計(jì)的“展示窗口”，就技術(shù)與設(shè)計(jì)而論相對(duì)簡單，主要借助計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)使用因特網(wǎng)上提供的各類“教學(xué)資源云”，享受“云”帶給我們的便捷、廣泛的教育服務(wù)。

在云技術(shù)的支持下，跨地域與時(shí)間地將各個(gè)高校間的資源分類為“積雨成云”，如各高校網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的教學(xué)電子課件、課堂教學(xué)實(shí)錄、課程習(xí)題等各種資源封裝成“云服務(wù)”。既為本校學(xué)生調(diào)用，也可以為其他教育信息系統(tǒng)提供服務(wù)，使高校的資源在最大范圍內(nèi)共享，避免重復(fù)開發(fā)或造成資源浪費(fèi)。

（三）“云”模式網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用

云計(jì)算及云存儲(chǔ)下的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)形成了需求終端——網(wǎng)絡(luò)——“云”端的互通。在管理及運(yùn)行模式中，全國各院校之間可以構(gòu)筑共同的資源信息共享域，借由云技術(shù)，達(dá)到大跨度的教學(xué)資源的集中與統(tǒng)一，從而實(shí)現(xiàn)異地、異時(shí)間等虛擬化的教與學(xué)。

1.提供教學(xué)資源存儲(chǔ)“云”

在網(wǎng)絡(luò)中形成的“云”教學(xué)平臺(tái)中，將多方的教學(xué)資源通過分布式的存儲(chǔ)管理方式集成到網(wǎng)絡(luò)中形成存儲(chǔ)“云”，并規(guī)范系統(tǒng)管理，將單一變?yōu)閺?fù)合。以學(xué)校為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，沒有“云”的情況下，教學(xué)資源更多是單獨(dú)的、封閉形式，來源主要依靠本校教師自行設(shè)計(jì)及組建。這樣將不可避免地形成資源的獨(dú)立性及優(yōu)質(zhì)資源的貧瘠。在云計(jì)算的管理模式下，規(guī)避了不同節(jié)點(diǎn)間的局限，高校間形成教學(xué)資源的聚合，如小溪匯集大海一樣，通過技術(shù)聚合在“云”端的服務(wù)器中，組成最廣泛的教學(xué)資源存儲(chǔ)“云”，實(shí)現(xiàn)資源共享，為網(wǎng)絡(luò)教育的廣泛開展提供了良機(jī)，從而使教育可以真正地適應(yīng)終身學(xué)習(xí)的需要。

2.提供訪問請(qǐng)求的計(jì)算“云”

在“云”教學(xué)平臺(tái)中，能夠?qū)崿F(xiàn)將一個(gè)任務(wù)拆分成多個(gè)計(jì)算請(qǐng)求分別派發(fā)到多個(gè)云節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行計(jì)算收集，最后匯總結(jié)果；能夠提供大量數(shù)據(jù)的交換，集中共享，同時(shí)又保證權(quán)限更新（只可以在發(fā)布節(jié)點(diǎn)端維護(hù)更新）。“云”教學(xué)平臺(tái)打破了數(shù)據(jù)孤島，通過資源虛擬化技術(shù)，力爭在少的資源中運(yùn)行更多的數(shù)據(jù)計(jì)算及訪問應(yīng)用。

三、“云”技術(shù)在高校網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)應(yīng)用中注意的問題

作為一種新科技，“云”技術(shù)已經(jīng)得到了應(yīng)用級(jí)的追捧，與此同時(shí)，“云”技術(shù)在高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的開發(fā)與完善中也出現(xiàn)了一些問題。應(yīng)用到現(xiàn)在終端極的互操作性和標(biāo)準(zhǔn)化沒有達(dá)成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)現(xiàn)手段，這樣在一定程度上滯后了信息資源的共享。因此，現(xiàn)下必須要解決的是數(shù)據(jù)接口的API標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。

其次，由于“云”下的所有服務(wù)與操作都是基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。如果網(wǎng)絡(luò)中同一時(shí)期傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息過大，對(duì)于客戶端的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和應(yīng)用軟件的性能要求就比較高。因此，提高與適當(dāng)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施是高校應(yīng)用“云”技術(shù)基本點(diǎn)。

“云”作為一種新型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，是網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展時(shí)代應(yīng)勢而生的技術(shù)高點(diǎn)，必將在教育發(fā)展中廣泛地應(yīng)用。目前的云技術(shù)還如同初陽一般處于上升期，有很多亟待完善與解決的問題。怎樣合理架設(shè)，應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中，是對(duì)高校教學(xué)新模式的一個(gè)探索。有效利用該技術(shù)將助力教學(xué)資源的共享，使小規(guī)模高等學(xué)校以及高職院校享受到高級(jí)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源服務(wù)，進(jìn)而提升高校的教學(xué)信息化水平。

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1673-0046（2014）4-0174-02