基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

馮英偉　徐敏　吉高卿

摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，高校教育信息化建設(shè)全面展開(kāi)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用。基于云計(jì)算的高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的研究成為高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)發(fā)展研究的新課題。該文通過(guò)對(duì)云計(jì)算技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，對(duì)基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，提出了基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)； 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）05-0123-02

1 云計(jì)算簡(jiǎn)述

國(guó)內(nèi)各高校教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)都是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心技術(shù)，并在高校得到了廣泛應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)為教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)提供了一個(gè)全新的學(xué)習(xí)環(huán)境，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)建設(shè)中，學(xué)校在硬件和軟件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上投入了大量的資金，鑒于計(jì)算機(jī)硬件和軟件發(fā)展更新較快，高校為了適應(yīng)計(jì)算機(jī)硬件和軟件的發(fā)展必須及時(shí)對(duì)硬件和軟件進(jìn)行升級(jí)，在日常的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的維護(hù)上也要花費(fèi)大量的人力和物力，這樣給高校帶來(lái)了資金的問(wèn)題。高校在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái)整合的時(shí)候，一些網(wǎng)絡(luò)資源和硬件設(shè)施要重新投資，這樣便造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。受傳統(tǒng)教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái)的影響，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)之間不能進(jìn)行資源的共享，影響了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)。隨著云計(jì)算技術(shù)的普及，各高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)建設(shè)逐漸采用云計(jì)算技術(shù)，云計(jì)算技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)資源的共享。目前，云計(jì)算在我國(guó)的教學(xué)過(guò)程中的輔助作用只是處于開(kāi)始研究階段和初步建設(shè)階段，云計(jì)算在未來(lái)的發(fā)展要重點(diǎn)關(guān)注網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資料信息庫(kù)的建設(shè)，怎樣應(yīng)用云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)使教師教學(xué)達(dá)到現(xiàn)代化專業(yè)化水平，這些都是教育部門要解決的焦點(diǎn)問(wèn)題，基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)模式建立一個(gè)資源優(yōu)化的教學(xué)資源庫(kù)，使高校計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和教育教學(xué)有機(jī)的集合在一起，進(jìn)而可以提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的教學(xué)效率和水平。隨著云計(jì)算時(shí)代的到來(lái)，各高校在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中要接受技術(shù)的改革，把云計(jì)算應(yīng)用到高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，逐步建立一個(gè)完善的云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式對(duì)教學(xué)資源的共享造成信息孤島，使子系統(tǒng)之間不能很好地進(jìn)行信息資源的共享，這樣給高校網(wǎng)絡(luò)資源系統(tǒng)的資源共享造成瓶頸，給用戶帶來(lái)不便。云計(jì)算為高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的發(fā)展帶來(lái)了技術(shù)的支持，滿足了高校教師和學(xué)生對(duì)信息技術(shù)服務(wù)的需求，成為我國(guó)教育部門關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。云計(jì)算技術(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，云計(jì)算是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合，云計(jì)算中的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)有并行計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)和分布計(jì)算等方式。云計(jì)算的目標(biāo)是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供虛擬資源共享，付費(fèi)模式是按使用量計(jì)算的，云計(jì)算提供按需網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)計(jì)算機(jī)共享資源的服務(wù)，共享資源包括服務(wù)器存儲(chǔ)、應(yīng)用軟件服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)。云計(jì)算可以快速提高計(jì)算機(jī)共享資源的服務(wù)，在對(duì)云計(jì)算進(jìn)行管理的工作中不需要投入太多的精力。云計(jì)算的應(yīng)用服務(wù)正在快速的發(fā)展，國(guó)外的一些IT公司比如Intel和IBM是最具有代表性的。云計(jì)算技術(shù)正在影響我們的工作和生活。云計(jì)算具有超大規(guī)模的計(jì)算能力，云計(jì)算的用戶可以在任何時(shí)間和任何地點(diǎn)通過(guò)終端獲取自己需要的應(yīng)用服務(wù)，我們只需要有一個(gè)手機(jī)或者一臺(tái)電腦就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)得到我們需要的服務(wù)。云計(jì)算服務(wù)安全可靠，云計(jì)算具有通用性，可以支持不同的應(yīng)用服務(wù)在同一時(shí)間運(yùn)行。

云計(jì)算的集中化管理模式可以使企業(yè)在建立和維護(hù)數(shù)據(jù)中心時(shí)成本能夠降低，云計(jì)算的資源利用率比傳統(tǒng)系統(tǒng)服務(wù)的利用率要高，并且成本比較低。云計(jì)算提供軟件服務(wù)、平臺(tái)服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，軟件服務(wù)為基于云計(jì)算平臺(tái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用服務(wù)提高一個(gè)應(yīng)用框架，平臺(tái)服務(wù)是一個(gè)集成的應(yīng)用環(huán)境，把應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)等集成到一起，為用戶研發(fā)提供一個(gè)中間平臺(tái)，基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)提高一個(gè)軟件應(yīng)用的環(huán)境，為用戶提供資源的存儲(chǔ)和虛擬服務(wù)器服務(wù)，基礎(chǔ)設(shè)施包括硬件基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)庫(kù)資源池。云計(jì)算是在互聯(lián)網(wǎng)上按照用戶的要求對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施、軟件和平臺(tái)等整合的計(jì)算機(jī)資源進(jìn)行快速定制。云計(jì)算工作構(gòu)建系統(tǒng)如圖1所示，用戶管理是對(duì)云計(jì)算提供的資源和服務(wù)進(jìn)行管理分配，云計(jì)算保證計(jì)算機(jī)資源和服務(wù)的安全和質(zhì)量。

2 基于云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)研究

2.1基于云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能要實(shí)用，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想要圍繞教師的教學(xué)課件內(nèi)容的制作、教學(xué)資料的上傳、學(xué)生在線學(xué)習(xí)和答疑、課程資源下載、在線考試等基本功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。教師和學(xué)生以及學(xué)生和學(xué)生之間的教學(xué)資源信息應(yīng)及時(shí)交流，這樣教師通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行有效的教學(xué)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)教學(xué)策略、建立網(wǎng)絡(luò)論壇模塊和在線答疑模塊作為學(xué)習(xí)策略的輔助，學(xué)生可以通過(guò)教師提供的課件等教學(xué)資源進(jìn)行自主的學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)在線測(cè)試模塊對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)估，在教學(xué)過(guò)程中要實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)和輔助學(xué)習(xí)相結(jié)合。在教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中要為教師和學(xué)生的教與學(xué)提供平臺(tái)，平臺(tái)的設(shè)計(jì)要以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的設(shè)計(jì)原則，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)要體現(xiàn)在以學(xué)生為中心，確保平臺(tái)功能簡(jiǎn)單實(shí)用，在在線考試和作業(yè)提交模塊的設(shè)計(jì)上要方便快捷，設(shè)計(jì)界面要可視化，維護(hù)方便，設(shè)計(jì)平臺(tái)操作簡(jiǎn)單。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)要有多個(gè)管理模塊，把學(xué)生系統(tǒng)管理、教學(xué)系統(tǒng)管理、課程系統(tǒng)管理等整合到一起。云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的工程，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要有一套完整的策略，保證在有限的資金投入的基礎(chǔ)上，建立一個(gè)高效的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)。

2.2基于云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)工具使用 Windows visual studio 2008，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)使用SQL server 2008版本，采用B/S（瀏覽器/服務(wù)器）體系架構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要功能是完成網(wǎng)絡(luò)教學(xué)要求，為教師和學(xué)生提供安全可靠的高效率教學(xué)服務(wù)。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)總體架構(gòu)基于B/S結(jié)構(gòu)，由管理模塊、教師模塊和學(xué)生模塊三個(gè)模塊構(gòu)成，客戶端操作系統(tǒng)選擇 Windows 7或者Windows 2003操作系統(tǒng)。

在云計(jì)算環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)以云服務(wù)的模式提供學(xué)習(xí)資源的共享，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)中的教師電子課件和教學(xué)電子資源等都提供云服務(wù)的資源共享?；谠朴?jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)中的資源可以被高校自己的教師和學(xué)生使用，也可以與其他高校教師和學(xué)生共享，為教育信息系統(tǒng)提供資源共享服務(wù)。云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)應(yīng)用特定的語(yǔ)言和架構(gòu)，把網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源按云計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行封裝后發(fā)布到云計(jì)算環(huán)境中?；谠朴?jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)可以使高校實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享，避免教學(xué)資源重復(fù)開(kāi)發(fā)。

2.3基于云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái)各層功能

云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的目的是進(jìn)行遠(yuǎn)程教育和學(xué)生自主學(xué)習(xí)，采用云計(jì)算技術(shù)建立教學(xué)評(píng)估、教學(xué)資源管理和教學(xué)管理三個(gè)系統(tǒng)，云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)包括云平臺(tái)展現(xiàn)層、云平臺(tái)核心應(yīng)用層、云平臺(tái)運(yùn)營(yíng)管理層、云平臺(tái)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)層。其中展現(xiàn)層主要功能是平臺(tái)界面設(shè)計(jì)，界面可以為教師提供一個(gè)專門的功能平臺(tái)，包括在線答疑和教學(xué)評(píng)估等，為學(xué)生提供在線選課和在線提問(wèn)的功能，為家長(zhǎng)和學(xué)校之間的溝通提供服務(wù)，便于家長(zhǎng)及時(shí)地掌握學(xué)校的動(dòng)態(tài)信息，為技術(shù)管理人員提供安全管理和故障維護(hù)管理的功能服務(wù)。云平臺(tái)核心應(yīng)用層是整個(gè)與計(jì)算網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái)的核心部分，在云平臺(tái)應(yīng)用層，用戶可以對(duì)自己的資料庫(kù)和軟件庫(kù)進(jìn)行更新完善，在云平臺(tái)核心應(yīng)用層，教學(xué)過(guò)程的實(shí)施情況都可以體現(xiàn)出來(lái)，可以對(duì)教學(xué)進(jìn)行有效的管理。云平臺(tái)運(yùn)營(yíng)管理層的功能是同一調(diào)度分配、計(jì)費(fèi)管理、系統(tǒng)管理和安全管理等基礎(chǔ)管理功能，對(duì)運(yùn)營(yíng)管理層的功能，用戶可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，在軟件和技術(shù)方面都是由第三方提供的。云平臺(tái)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)層運(yùn)用管理能力主要是報(bào)表的統(tǒng)計(jì)分析，應(yīng)用的存儲(chǔ)和計(jì)費(fèi)以及開(kāi)發(fā)者身份認(rèn)證等，開(kāi)發(fā)測(cè)試能力包括AP接口和應(yīng)用性能的測(cè)試，基礎(chǔ)框架能力包括量表查詢模塊、編程接口功能模塊、任務(wù)調(diào)度功能模塊等。

3 總結(jié)

云計(jì)算是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的一種新型的服務(wù)模式，對(duì)于現(xiàn)代高校信息化建設(shè)，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的主要工具?；谠朴?jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)是高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)和創(chuàng)新，云計(jì)算服務(wù)在高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用可以解決教育教學(xué)資源分布不均的問(wèn)題，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教育教學(xué)資源共享，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)信息資源的及時(shí)更新也可以滿足教育科研發(fā)展的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]張家貴，羅龍濤.基于云計(jì)算理念構(gòu)建數(shù)字化教學(xué)資源平臺(tái)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2011（3）.

[2]謝帆，李波，丁穗娟，林小鳳，陳琿.我校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀與建設(shè)對(duì)策研究[J].高教論壇，2007（5）.

[3]胡孔法，陳崚，李斌，潘一得.基于Internet/校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[A].基于信息技術(shù)的教學(xué)新模式研究[C]，2006.