云計(jì)算環(huán)境下研究生課程信息化體系的重塑與優(yōu)化

應(yīng)梅++胡濤

摘 要：隨著云計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展，一些高校開(kāi)始嘗試?yán)眠@項(xiàng)技術(shù)整合教育資源，為教育、科研的水平提高提供有力的保障。中國(guó)人民大學(xué)分析現(xiàn)行研究生課程信息化體系存在的問(wèn)題，提出依托云計(jì)算在課程資源整合方面的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)新型研究生課程管理信息系統(tǒng)，重塑研究生課程信息化體系，優(yōu)化信息系統(tǒng)的架構(gòu)，以期促進(jìn)研究生課程教學(xué)的創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；研究生課程；信息化體系；重塑；優(yōu)化

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教育信息化系統(tǒng)在教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著舉足輕重的作用。中國(guó)人民大學(xué)研究生院作為學(xué)校研究生教育及學(xué)習(xí)的平臺(tái)，有力促進(jìn)和保障了研究生教育管理工作的有序順利進(jìn)行。然而，隨著研究生規(guī)模的擴(kuò)大及信息化教學(xué)研究的不斷深入，授課教師與學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上互動(dòng)，如共享教學(xué)資源、發(fā)布科研任務(wù)及探討學(xué)術(shù)等需求日益增多，現(xiàn)有的信息系統(tǒng)體系已經(jīng)滿足不了教學(xué)發(fā)展的需要。云計(jì)算融合了網(wǎng)格計(jì)算、分布式計(jì)算、并行處理、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、虛擬化等傳統(tǒng)技術(shù)[1]，為課程管理提供了新的平臺(tái)，利用云計(jì)算技術(shù)可解決以上問(wèn)題。本文就如何利用云計(jì)算技術(shù)重塑和優(yōu)化研究生課程信息化體系等問(wèn)題進(jìn)行研究。

當(dāng)前研究生課程信息化現(xiàn)狀

隨著一批高水平信息化系統(tǒng)的建立，研究生信息化水平有了很大的飛躍，但是研究生課程教學(xué)信息化體系尚未完全建立。當(dāng)前課程信息化體系的主要問(wèn)題有以下四點(diǎn)：

1.資源共享性差。由于課程信息化建設(shè)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各學(xué)院按照各自學(xué)科的特點(diǎn)建設(shè)課程信息化平臺(tái)，導(dǎo)致了平臺(tái)間的相互獨(dú)立，而平臺(tái)開(kāi)發(fā)軟件、硬件的差異造成課程信息化平臺(tái)的兼容性較差，給課程資源的共享造成了困難，研究生需要登錄到不同的平臺(tái)上獲得教學(xué)資源，這樣不便于學(xué)生的學(xué)習(xí)，也給教師帶來(lái)很多麻煩，資源建設(shè)效率不高。

2.資源更新不及時(shí)。問(wèn)卷調(diào)查顯示：學(xué)校約80%的研究生課程僅在合格驗(yàn)收的時(shí)候更新過(guò)一次，近一年內(nèi)進(jìn)行更新的課程比例不足 20%，有64%的教師不清楚如何上傳、更新資料。課程資源更新難的原因主要是課程信息化平臺(tái)功能設(shè)計(jì)不便利，沒(méi)有提供簡(jiǎn)單且易操作的控制系統(tǒng)。通常情況下，如果需要更新資料，教師需將材料按照規(guī)定格式做好后提交給學(xué)院教務(wù)秘書(shū)，再由教務(wù)秘書(shū)上傳，在這過(guò)程中因溝通問(wèn)題容易造成更新延誤。

3.功能單一。目前，研究生普遍使用的課程系統(tǒng)僅提供課程的上課時(shí)間、地點(diǎn)及備注等簡(jiǎn)單信息，無(wú)法提供更豐富的下載信息，如電子教案、教學(xué)大綱、習(xí)題、網(wǎng)絡(luò)課件、參考文獻(xiàn)等，更無(wú)法上傳更豐富的信息，如實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、作業(yè)等。這樣就無(wú)法形成內(nèi)容完整、表現(xiàn)豐富、適應(yīng)研究者學(xué)習(xí)的課程信息化體系，無(wú)法實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀教學(xué)資源共享， 不能為研究生提供一個(gè)方便快捷的課程信息平臺(tái)。

4.教學(xué)互動(dòng)差。研究生課堂往往需要研討，而現(xiàn)行的課程管理系統(tǒng)缺乏互動(dòng)性強(qiáng)的環(huán)節(jié)，缺乏虛擬社區(qū)、微信息傳遞等容易引起研究生參與興趣的形式，造成教師無(wú)法了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和意見(jiàn)。學(xué)生點(diǎn)擊下載網(wǎng)絡(luò)課程，仍然是以自學(xué)形式為主，缺乏師生互動(dòng)的氛圍，嚴(yán)重影響學(xué)習(xí)效果。雖然有少部分課程系統(tǒng)開(kāi)展了課程的在線答疑，但多數(shù)只是停留在延時(shí)文字答疑，并且答疑往往不及時(shí)。如果要提供實(shí)時(shí)視頻在線答疑，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)，多人在線容易導(dǎo)致視頻不穩(wěn)定，影響互動(dòng)的效果[2]。

云計(jì)算的發(fā)展研究

1.云計(jì)算。云計(jì)算是面向服務(wù)的架構(gòu) （SOA）、分布式計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算和虛擬化等多種技術(shù)混合演進(jìn)的結(jié)果?！霸啤笔且粋€(gè)巨大的虛擬化資源池 （由硬件、開(kāi)發(fā)平臺(tái)和服務(wù)等組成），這些資源能動(dòng)態(tài)地根據(jù)各種規(guī)模的負(fù)載進(jìn)行自動(dòng)配置，使資源的利用率達(dá)到最優(yōu)化。用戶按照“即用即付費(fèi)”（pay-per-use） 的方式使用資源，基礎(chǔ)架構(gòu)提供商 （Infrastructure Provider）根據(jù)服務(wù)級(jí)別協(xié)議 （SLA） 提供服務(wù)[3]。

2.云計(jì)算與教育。隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，云計(jì)算將為高校與科研單位提供實(shí)效化的研發(fā)平臺(tái)。目前，云計(jì)算應(yīng)用已經(jīng)在清華大學(xué)、中科院等單位得到了初步應(yīng)用，并取得了很好的應(yīng)用效果。未來(lái)，云計(jì)算將在我國(guó)高校與科研領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用普及，各大高校將根據(jù)自身研究領(lǐng)域與技術(shù)需求建立云計(jì)算平臺(tái)，并對(duì)原來(lái)各院系研究所的服務(wù)器與存儲(chǔ)資源加以有機(jī)整合，提供高效可復(fù)用的云計(jì)算平臺(tái)，為科研與教學(xué)工作提供強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)資源，進(jìn)而大大提高研發(fā)工作效率[4]。

課程信息化平臺(tái)的設(shè)計(jì)體系

學(xué)校云計(jì)算環(huán)境下的研究生課程信息化系統(tǒng)是將云計(jì)算技術(shù)與傳統(tǒng)課程信息化相結(jié)合的初步嘗試，系統(tǒng)整合了學(xué)校的硬件資源與軟件資源，構(gòu)成云計(jì)算平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)部分，在應(yīng)用層優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)課程的功能，在客戶端提供了不同的接入方式，重塑了課程信息化體系，優(yōu)化了系統(tǒng)架構(gòu)。

1.課程信息化體系的重塑。由于學(xué)校之前的課程管理系統(tǒng)只包含課程基本信息，如任課教師、上課教室及上課時(shí)間等。在云平臺(tái)上，學(xué)校在原有系統(tǒng)內(nèi)容的基礎(chǔ)上對(duì)研究生網(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)行了重新定義，重塑了研究生課程的信息化體系，并定義了網(wǎng)絡(luò)課程的基本標(biāo)準(zhǔn)，即所有研究生網(wǎng)絡(luò)課程必須包含課程簡(jiǎn)介、課件和教學(xué)大綱三個(gè)要素，并且規(guī)定了其相應(yīng)的格式。依托云平臺(tái)強(qiáng)大的空間和計(jì)算能力，學(xué)校在基本標(biāo)準(zhǔn)中擴(kuò)展出遠(yuǎn)程自主學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)支持體系兩個(gè)部分。其中，遠(yuǎn)程自主學(xué)習(xí)包括視頻教學(xué)和拓展問(wèn)題，教師可以自行選擇此功能，把視頻課程和思考習(xí)題等拓展問(wèn)題發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)；學(xué)習(xí)支持體系包括交流討論、作業(yè)發(fā)布與收集、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集等功能。這些功能可以讓教師和研究生在課后開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)討論，并且實(shí)現(xiàn)了作業(yè)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)上采集。

2. 課程信息化體系的優(yōu)化措施。研究生課程管理系統(tǒng)的主要目的是利用云計(jì)算技術(shù)將學(xué)校的分散服務(wù)器資源整合到一起，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)打造標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、形式多樣的課程信息化體系，方便教師對(duì)課程資源進(jìn)行個(gè)性化管理，為研究生的學(xué)習(xí)和學(xué)術(shù)研究提供便利。

第一，用戶終端。云計(jì)算的課程信息化平臺(tái)用戶主要分為三類：研究生、教師、管理員。不同的角色接入系統(tǒng)不同表現(xiàn)層。在用戶終端方面，隨著時(shí)代的發(fā)展，每個(gè)用戶可以使用不同終端接入系統(tǒng)，以一個(gè)學(xué)生為例，可以在宿舍通過(guò)個(gè)人筆記本登陸系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)實(shí)驗(yàn)室電腦登陸系統(tǒng)，在餐廳可以通過(guò)平板電腦使用系統(tǒng)，在校園通過(guò)手機(jī)使用系統(tǒng)應(yīng)用。

第二，基礎(chǔ)設(shè)施?；A(chǔ)設(shè)施為底層支持，主要包括物理硬件層、負(fù)載均衡器、虛擬化層及網(wǎng)絡(luò)。利用分布式文件系統(tǒng)，把院系間不同服務(wù)器組織在一起，構(gòu)建成一個(gè)虛擬目錄樹(shù)，由分布式文件系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)來(lái)存放數(shù)據(jù)，然后由應(yīng)用程序直接與節(jié)點(diǎn)建立和傳輸數(shù)據(jù)。

第三，表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)控制層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層。表現(xiàn)層是面向用戶的功能接口。主要分為應(yīng)用模塊、管理模塊、存儲(chǔ)模塊和互動(dòng)模塊；業(yè)務(wù)控制層主要通過(guò)接收用戶請(qǐng)求，判斷調(diào)用哪個(gè)處理程序，并將響應(yīng)結(jié)果顯示給用戶；數(shù)據(jù)訪問(wèn)層接收到具體的數(shù)據(jù)訪問(wèn)請(qǐng)求去云端訪問(wèn)相應(yīng)數(shù)據(jù)，處理后返回結(jié)果給業(yè)務(wù)控制層。

第四，計(jì)算平臺(tái)。云計(jì)算平臺(tái)分為兩大模塊：管理模塊、存儲(chǔ)模塊。其中，管理模塊主要管理數(shù)據(jù)在云端的負(fù)載均衡，容錯(cuò)機(jī)制，提供外部訪問(wèn)數(shù)據(jù)的路由，由負(fù)載均衡器控制和管理集群，為用戶提供海量存儲(chǔ)及超強(qiáng)的計(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)快速、可靠的服務(wù)。存儲(chǔ)模塊不僅存儲(chǔ)著研究生、教師、課程等傳統(tǒng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的信息，還存儲(chǔ)著研究生或教師上傳的各種數(shù)據(jù)。

隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)的不斷優(yōu)化完善，云計(jì)算平臺(tái)將不僅為師生提供交互平臺(tái)、存儲(chǔ)空間，而且可以為師生提供包括IT系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等基礎(chǔ)設(shè)施的服務(wù)，師生可組成實(shí)驗(yàn)小組將計(jì)算任務(wù)提交到系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算。此外，云計(jì)算平臺(tái)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)將可以獲得大量師生行為數(shù)據(jù)，這也為大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)師生行為進(jìn)行深入的數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析提供有利條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳彥文，李詩(shī)，李珍. 面向研究生科研引導(dǎo)的個(gè)人云知識(shí)管理系統(tǒng)的構(gòu)建[J]. 圖書(shū)情報(bào)工作， 2012（19） ：90-94.

[2]曾文雄. 變精品為日用品：云計(jì)算在精品課程建設(shè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)遠(yuǎn)程教育，2011（07）：58-62.

[3]章澤昂，鄔家煒. 基于云計(jì)算的教育信息化平臺(tái)的研究[J]. 中國(guó)遠(yuǎn)程教育， 2010（06）：66-69.

[4]在線咨詢與技術(shù)中心. 云計(jì)算重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì). [EB/OL].http：//www.ccidconsulting.com/ei/yjs/sdpl/webinfo/2011/03/1301533330942617.html.

（作者單位：中國(guó)人民大學(xué)研究生院）

[責(zé)任編輯：翟 迪]