基于云計(jì)算平臺(tái)的MOOC課程研究

崔 利，楊穎輝

（河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，河南 鄭州 450044）

基于云計(jì)算平臺(tái)的MOOC課程研究

崔 利，楊穎輝

（河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，河南 鄭州 450044）

互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)教育的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)也由傳統(tǒng)的講授向交互型轉(zhuǎn)變，在線課程進(jìn)入人們的新視野。MOOC不僅是一種在線資源更是一個(gè)注重教學(xué)互動(dòng)結(jié)構(gòu)完整的在線課程。由于其還停留在起步階段，存在傳統(tǒng)平臺(tái)不夠靈活、缺乏強(qiáng)有力的技術(shù)軟件的支撐等缺點(diǎn)。因此，文章提出了云平臺(tái)以解決這個(gè)問(wèn)題。

云計(jì)算；在線課程；SQL SERVER

1 MOOC產(chǎn)生的背景

科技的進(jìn)步推動(dòng)了教育資源的發(fā)展，教育由傳統(tǒng)的課堂面授發(fā)展為遠(yuǎn)程教育、在線教育、數(shù)字化教育等多種形式。大規(guī)模開(kāi)放在線課程（Massively Open Online Courses，MOOC）主要特點(diǎn)有：大規(guī)模性、開(kāi)放性、在線。MOOC課程實(shí)現(xiàn)了用戶通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)參與和開(kāi)放式接入，人們可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)選擇自己喜歡的課程資源進(jìn)行學(xué)習(xí)。它是教育領(lǐng)域的一個(gè)新發(fā)展。2013年前后，在線課程在國(guó)內(nèi)進(jìn)入迅猛發(fā)展時(shí)期，在這之前相關(guān)的研究較少。斯坦福大學(xué)、浙大、復(fù)旦等名校紛紛加入到MOOC的研究和實(shí)踐中。

MOOC有別于傳統(tǒng)的在線資源，它不僅僅是一種資源，更是一種注重學(xué)習(xí)者參與的具有完整結(jié)構(gòu)的在線課程，MOOC注重全世界資源的建設(shè)和分享，打破了傳統(tǒng)遠(yuǎn)程教育在自己平臺(tái)創(chuàng)建課程的封閉形式，它具有開(kāi)放、共享、大規(guī)模性等特點(diǎn)。MOOC課程表現(xiàn)形式靈活多樣，其中時(shí)長(zhǎng)10分鐘左右的微視頻是課程的經(jīng)典部分，同時(shí)將很多的小問(wèn)題穿插于微視頻中，它不同于傳統(tǒng)在線課程學(xué)習(xí)的獨(dú)立自主性，當(dāng)然網(wǎng)絡(luò)課程的發(fā)展離不開(kāi)教學(xué)平臺(tái)的支持，云計(jì)算平臺(tái)是本文的一個(gè)創(chuàng)新嘗試。

2 云計(jì)算及其關(guān)鍵技術(shù)

本文是以云計(jì)算環(huán)境下的MOOC應(yīng)用為主要研究對(duì)象，云計(jì)算是其核心技術(shù)，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，云計(jì)算技術(shù)越來(lái)越成熟，本文主要探討云計(jì)算技術(shù)及搭建課程平臺(tái)的環(huán)境。

2.1 云計(jì)算技術(shù)

云是一種新型的計(jì)算模式，它綜合網(wǎng)格計(jì)算、并行計(jì)算、分布式計(jì)算等多種技術(shù)，并能讓用戶在沒(méi)有相關(guān)技術(shù)的情況下，便捷地獲取資源池提供的相應(yīng)資源服務(wù)。一方面，云計(jì)算不是一種新技術(shù)，它建立在分布式處理、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、并行處理等已有的技術(shù)之上，利用互聯(lián)網(wǎng)的高效性把數(shù)據(jù)處理過(guò)程傳送給虛擬的共享資源池的一種計(jì)算方式。由于它是建立在已有技術(shù)的基礎(chǔ)上，使用已經(jīng)成熟的方法技術(shù)因而降低了互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)交付成本，實(shí)現(xiàn)了軟件的開(kāi)源和按需部署。而另一方面，云計(jì)算又是一種新技術(shù)，它改變了部署更新應(yīng)用軟件及運(yùn)行基礎(chǔ)設(shè)施所需要的付費(fèi)方法。它具有高可靠性和動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展性、高存儲(chǔ)性、虛擬等特征。

云計(jì)算以數(shù)據(jù)為中心，具有超級(jí)計(jì)算的能力，以低成本提供高密度的服務(wù)。云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)包括數(shù)據(jù)海量存儲(chǔ)技術(shù)、數(shù)據(jù)中心虛擬技術(shù)、服務(wù)模式等關(guān)鍵技術(shù)。

2.1.1 數(shù)據(jù)海量存儲(chǔ)技術(shù)

云的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)大部分采用的是Hadoop開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的開(kāi)源的HDFS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。它的主要特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)性和高可靠性。因而，它在存儲(chǔ)方式上采用分布式，同時(shí)又要考慮系統(tǒng)的I/O，為了避免瓶頸問(wèn)題，客戶端不直接讀取數(shù)據(jù)，而是定位目標(biāo)數(shù)據(jù)塊的位置，然后直接讀取服務(wù)器。

2.1.2 虛擬技術(shù)

虛擬技術(shù)是云計(jì)算的一種重要技術(shù)，它打破實(shí)體間的異構(gòu)性，對(duì)資源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，節(jié)約了開(kāi)銷的成本，實(shí)現(xiàn)多用戶分享資源池的彈性需求，虛擬技術(shù)在CPU，OS，網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)容量方面都有應(yīng)用。

2.1.3 服務(wù)模式

云計(jì)算的另一個(gè)重要技術(shù)是服務(wù)模式的創(chuàng)新，云計(jì)算把所有的資源都變成了一種服務(wù)。IaaS/PaaS/SaaS服務(wù)模式實(shí)現(xiàn)了服務(wù)的變革 。

2.2 云計(jì)算環(huán)境

云計(jì)算環(huán)境是指借助網(wǎng)格計(jì)算將分布在互聯(lián)網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)等終端設(shè)備相互整合，從而實(shí)現(xiàn)資源共享和協(xié)同調(diào)度的一種虛擬計(jì)算系統(tǒng)。系統(tǒng)以云計(jì)算技術(shù)為核心，主要是從以下幾個(gè)技術(shù)層面衍生而來(lái)。

2.2.1 網(wǎng)格計(jì)算

網(wǎng)格計(jì)算是云計(jì)算的雛形，能夠把大規(guī)模的復(fù)雜問(wèn)題分解成一個(gè)個(gè)的小問(wèn)題，然后交給地理位置分散的“虛擬超級(jí)計(jì)算機(jī)”并行解決，支持跨管理域計(jì)算能力，參與運(yùn)算的一臺(tái)計(jì)算機(jī)類似其中一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”，數(shù)以萬(wàn)計(jì)的“節(jié)點(diǎn)”組成圖所示的一張網(wǎng)格。

2.2.2 面向服務(wù)架構(gòu)

面向服務(wù)架構(gòu)（Service Oriented Architecture，SOA）實(shí)現(xiàn)了將不同服務(wù)通過(guò)事先定義好的接口和協(xié)議聯(lián)系起來(lái)。SOA架構(gòu)的靈活性將應(yīng)用與數(shù)據(jù)分離，來(lái)更好地滿足不斷變化的業(yè)務(wù)需求，提供給用戶更好的實(shí)際效果，推動(dòng)了云計(jì)算的成熟應(yīng)用。

2.2.3 Web 2.0

該模式提供一個(gè)供人們進(jìn)行互動(dòng)的合作空間，改變了Web 1.0被動(dòng)地進(jìn)行信息瀏覽的狀況。它提供了一個(gè)真正互相連通的互聯(lián)網(wǎng)，不管是從接入方式還是接入終端，使云計(jì)算有了展示自己的舞臺(tái)。

3 云計(jì)算框架下MOOC的體系

在線課程的發(fā)展離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的支持，Internet、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算給MOOC課程提供了技術(shù)支持，推動(dòng)和促進(jìn)了在線課程的發(fā)展。越來(lái)越多的企業(yè)和個(gè)人對(duì)MOOC研究和實(shí)踐，其中，比較著名的是Coursera，Udacity和edX三大企業(yè)。

3.1 平臺(tái)體系

開(kāi)放學(xué)習(xí)平臺(tái)是在同一個(gè)共享學(xué)習(xí)環(huán)境下課程以不同形式存在，一個(gè)完整交互訪問(wèn)并具有動(dòng)態(tài)性和可追溯性的學(xué)習(xí)方式。本文提出的基于云計(jì)算環(huán)境下MOOC課程應(yīng)用，能夠跟蹤評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果，并基于SECTIONS的設(shè)計(jì)原則，在現(xiàn)有在線課程的基礎(chǔ)之上，增加自制開(kāi)放課程從而實(shí)現(xiàn)課程資源的大規(guī)?；?，以云計(jì)算為技術(shù)支持，在原有資源上增加其他資源，用戶通過(guò)多種終端進(jìn)行訪問(wèn)。

3.2 層次模型

云計(jì)算環(huán)境根據(jù)不同架構(gòu)層次提供不同的服務(wù)，從底層的基礎(chǔ)設(shè)施、平臺(tái)以及具體的業(yè)務(wù)流程都可以隨時(shí)、隨地按需提供服務(wù)，從技術(shù)層面將云存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了層次的劃分，從下往上基本組成包括 :基礎(chǔ)設(shè)施層、云平臺(tái)服務(wù)層、應(yīng)用層。系統(tǒng)中層次劃分清晰，模塊設(shè)計(jì)合理，為用戶日后的擴(kuò)充功能預(yù)留了空間。

3.2.1 基礎(chǔ)設(shè)施層

該層利用虛擬技術(shù)將現(xiàn)有的機(jī)房環(huán)境包括服務(wù)器、路由器、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)施進(jìn)行改造，以滿足變化的負(fù)載。嚴(yán)格意義上講，不屬于本平臺(tái)建設(shè)范疇。

3.2.2 云平臺(tái)服務(wù)層

該層是核心層主要實(shí)現(xiàn)教學(xué)體系基礎(chǔ)平臺(tái)服務(wù)，為上層應(yīng)用提供基礎(chǔ)支撐。平臺(tái)服務(wù)層提供存儲(chǔ)服務(wù)、身份驗(yàn)證服務(wù)及相關(guān)接口導(dǎo)入服務(wù)。該系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)以MySQL server 2005作為數(shù)據(jù)庫(kù)，整體的構(gòu)建采用了 MVC 模式，并進(jìn)行了封裝設(shè)計(jì)。

3.2.3 應(yīng)用層

該層可根據(jù)不同用戶的不同需求提供不同的服務(wù)。用戶在得到授權(quán)后可通過(guò)Web網(wǎng)站或接口服務(wù)進(jìn)行學(xué)習(xí)、測(cè)試、教學(xué)等用戶服務(wù)；為改善用戶使用體驗(yàn)，考慮平臺(tái)大流量用戶訪問(wèn)的情況，在該層服務(wù)中可使用緩存技術(shù)。

3.3 功能設(shè)計(jì)

開(kāi)放課程的應(yīng)用主要是基于互聯(lián)網(wǎng)，而云計(jì)算環(huán)境則建立了一個(gè)跨平臺(tái)、跨終端和側(cè)重云端架構(gòu)的開(kāi)放平臺(tái)，能夠?yàn)橛脩綦S時(shí)隨地地提供跨平臺(tái)、共享云端的服務(wù)。開(kāi)放課程的功能模式主要由云計(jì)算平臺(tái)、學(xué)習(xí)者服務(wù)管理模塊、開(kāi)放課程管理模塊、學(xué)習(xí)效果跟蹤模塊、學(xué)習(xí)進(jìn)度模塊、學(xué)習(xí)社區(qū)模塊等組成。每個(gè)模塊具體包含的內(nèi)容如下。

3.3.1 云計(jì)算平臺(tái)

構(gòu)建云計(jì)算平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)開(kāi)放課程的基礎(chǔ)條件。跨設(shè)備、跨平臺(tái)的云計(jì)算互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，可以使用戶隨時(shí)隨地進(jìn)行在線學(xué)習(xí)和交流，大大提高了學(xué)習(xí)的靈活性，保持了學(xué)習(xí)的積極性和延展性。

3.3.2 學(xué)習(xí)者服務(wù)管理模塊

該模塊中對(duì)系統(tǒng)用戶角色進(jìn)行了定義，共分為：訪客、學(xué)生、教師、管理者等。系統(tǒng)對(duì)不同的用戶分配不同的使用權(quán)限。

3.3.3 開(kāi)放課程管理模塊

該模塊將對(duì)發(fā)布在學(xué)習(xí)平臺(tái)上的開(kāi)放課程進(jìn)行審核和管理，以滿足用戶對(duì)學(xué)習(xí)課程和資料的需求。

3.3.4 學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)管理模塊

該模塊將對(duì)用戶即學(xué)生學(xué)習(xí)課程完成的情況、課后習(xí)題正確率以及學(xué)習(xí)的時(shí)間等進(jìn)行評(píng)價(jià)管理。要達(dá)到這樣的管理，該模塊又分為學(xué)生在線學(xué)習(xí)跟蹤、互動(dòng)反饋評(píng)價(jià)、學(xué)分評(píng)價(jià)等子模塊。學(xué)習(xí)平臺(tái)將記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)課程及學(xué)習(xí)時(shí)間，并對(duì)學(xué)生提交的課程試題進(jìn)行測(cè)評(píng)并給出相應(yīng)的評(píng)價(jià)。

3.3.5 學(xué)習(xí)進(jìn)度管理模塊

該模塊主要對(duì)學(xué)習(xí)大綱、學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)安排，使學(xué)生能夠根據(jù)自己的個(gè)體差異進(jìn)行差別化學(xué)習(xí)。

3.3.6 學(xué)習(xí)社區(qū)管理模塊

該模式是一個(gè)教師與學(xué)生交流的平臺(tái)。在該模塊中設(shè)立課程的興趣討論區(qū)，學(xué)生在各個(gè)討論區(qū)可針對(duì)自己在學(xué)生中產(chǎn)生的問(wèn)題對(duì)教師提出問(wèn)題。教師則可針對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行解惑，學(xué)生之間也可以進(jìn)行交流。

4 結(jié)語(yǔ)

本文嘗試在MOOC中引入云計(jì)算技術(shù)，充分利用高?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施及優(yōu)質(zhì)資源，實(shí)現(xiàn)用戶隨時(shí)隨地通過(guò)PC、上網(wǎng)本、ipad等移動(dòng)終端訪問(wèn)互動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)人人學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)模式。這對(duì)建設(shè)一個(gè)基于云計(jì)算環(huán)境，以學(xué)習(xí)者為中心的實(shí)時(shí)互動(dòng)幵放課程教學(xué)平臺(tái)，致力于社會(huì)化教育具有一定的實(shí)用價(jià)值。

[1]許斌，亓?xí)x，郭陽(yáng)，等.基于階段式教學(xué)目標(biāo)設(shè)定法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教學(xué)研究[J].高教學(xué)刊，2015（15）：1-2.

[2]孫雨生，程亞南，朱禮軍.基于MOOC的高校教學(xué)模式構(gòu)建研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2015（3）：65-71.

[3]鮑愛(ài)華，陳衛(wèi)衛(wèi)，劉鵬，等.云計(jì)算課程內(nèi)容體系的建設(shè)與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2014（S2）：42-45.

[4]張偉遠(yuǎn).網(wǎng)絡(luò)教學(xué)發(fā)展模式的理論構(gòu)建與應(yīng)用[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育，2013（1）：7-14.

Research on MOOC curriculum based on cloud computing platform

Cui Li,Yang Yinghui
（Henan College of Animal Husbandry and Economics, Zhengzhou 450044, China）

The development of the Internet has promoted the development of network education, and the network teaching has changed from traditional teaching to interactive, online courses have entered people’s new horizons. MOOC is not only a kind of online resource, but also an online program focusing on teaching interaction and structurally-complete. But it is still at the initial stage, there exists shortages like traditional platforms is not fl exible enough and a lack of strong technical software support. Therefore, cloud platform is proposed in this paper to solve the problem。

cloud computing; online courses; SQL server

崔利（1982— ），女，河南駐馬店。