職業(yè)院校云學(xué)堂電腦房的建設(shè)和應(yīng)用

王碧玉　葉朝勇

[摘 要] 教育信息化是職業(yè)院校教育教學(xué)中的一項(xiàng)重要改革，隨著教育云平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，云學(xué)堂的應(yīng)用也隨之增加。云學(xué)堂利用云計(jì)算平臺(tái)，將傳統(tǒng)的教學(xué)電腦房轉(zhuǎn)變成基于“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)平臺(tái)上的教學(xué)環(huán)境，有效利用了電腦房，并且減少了機(jī)房管理員的工作量。通過(guò)對(duì)云學(xué)堂的建設(shè)，硬件架設(shè)，了解云學(xué)堂的突出特點(diǎn)，以直觀地了解云學(xué)堂“多、快、好、省”的優(yōu)勢(shì)，為教學(xué)電腦房的改革提供相應(yīng)參考。

[關(guān) 鍵 詞] 職業(yè)院校；電腦房建設(shè)；云學(xué)堂

[中圖分類號(hào)] TP399 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2018）23-0228-03

一、云學(xué)堂的內(nèi)涵

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，教學(xué)的需求也越來(lái)越多元化，傳統(tǒng)的教學(xué)方式顯然已經(jīng)不能滿足當(dāng)前教學(xué)發(fā)展的要求，同時(shí)，教學(xué)過(guò)程中的一系列問(wèn)題也嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)進(jìn)度。從國(guó)家主管部門到深耕三尺講臺(tái)的教師都深刻地意識(shí)到，必須對(duì)教育進(jìn)行信息化改造，才能持續(xù)滿足不斷變化的教學(xué)需求，其中，教育方式的信息化改造又是最基礎(chǔ)也是最重要的一部分。而如何利用先進(jìn)的信息技術(shù)為教育創(chuàng)新營(yíng)造有利的環(huán)境，是擺在教育工作者面前的一個(gè)嶄新且富有挑戰(zhàn)的課題。

云計(jì)算的發(fā)展為教育帶來(lái)了嶄新的信息技術(shù)，教育云平臺(tái)也隨之產(chǎn)生。教育云平臺(tái)是對(duì)典型云計(jì)算平臺(tái)的繼承和發(fā)展，它具有規(guī)模大、并發(fā)性高、可靠性高等特點(diǎn)，平臺(tái)由基礎(chǔ)硬件、虛擬化平臺(tái)、云操作系統(tǒng)等組成。而作為職業(yè)院校，計(jì)算機(jī)電腦房建設(shè)必不可少，云學(xué)堂因此而產(chǎn)生。云學(xué)堂是使用最前沿的云計(jì)算技術(shù)打造云教學(xué)機(jī)房，通過(guò)在教室部署高性能云學(xué)堂主機(jī)和云學(xué)堂終端，用虛擬桌面替代傳統(tǒng)PC，向?qū)W生交付上課需要的教學(xué)桌面，并通過(guò)云學(xué)堂管理平臺(tái)對(duì)云主機(jī)進(jìn)行管理。云學(xué)堂將云計(jì)算技術(shù)和教育場(chǎng)景緊密結(jié)合，可以按照課程創(chuàng)建豐富多彩的教學(xué)模板，從而提供豐富的教學(xué)場(chǎng)景支持，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)體驗(yàn)，降低運(yùn)維難度，在達(dá)到信息化目標(biāo)的同時(shí)，節(jié)能環(huán)保，打造綠色的云校園，體現(xiàn)“多、快、好、省”的核心價(jià)值，將教學(xué)帶入云時(shí)代。

二、云學(xué)堂的硬件架設(shè)

云學(xué)堂的架設(shè)環(huán)境包括硬件環(huán)境和軟件平臺(tái)兩個(gè)方面，硬件是實(shí)現(xiàn)云學(xué)堂的基礎(chǔ)設(shè)備，它主要包括云主機(jī)、云終端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，軟件平臺(tái)是云學(xué)堂的核心，是云學(xué)堂應(yīng)用中最主要，也是用戶最直接接觸的內(nèi)容，也是云學(xué)堂優(yōu)勢(shì)最好的體現(xiàn)。

云學(xué)堂的硬件架設(shè)由云主機(jī)（服務(wù)器）、云終端、教師機(jī)、交換機(jī)、核心交換機(jī)組成，其實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

其中這里的云主機(jī)是云學(xué)堂構(gòu)成的核心，一般采用高性能的服務(wù)器，具有卓越的處理器，高速的固態(tài)存儲(chǔ)，高速內(nèi)存，并可搭載先進(jìn)的虛擬化平臺(tái)和云學(xué)堂軟件，它是云學(xué)堂正常進(jìn)行的關(guān)鍵，也是管理員重點(diǎn)管理的對(duì)象。管理員通過(guò)管理云主機(jī)，制定相應(yīng)的模塊，并通過(guò)一定的桌面?zhèn)鬏攨f(xié)議，將對(duì)應(yīng)的界面發(fā)送到學(xué)生機(jī)端，高效、靈活管理。

云學(xué)堂的云終端可以使用已有的舊的PC機(jī)，通過(guò)安裝相應(yīng)軟件改成云終端，起到利舊的作用，也可以用瘦客戶機(jī)來(lái)代替PC機(jī)，這不僅可以降低機(jī)房建設(shè)的成本，并做到了節(jié)能環(huán)保。

網(wǎng)絡(luò)是云學(xué)堂的關(guān)鍵，需要為云學(xué)堂環(huán)境單獨(dú)配置局域網(wǎng)環(huán)境，并配置專用交換機(jī)，連接數(shù)據(jù)中心的云主機(jī)和教學(xué)機(jī)房中的云終端，核心交換機(jī)一般建議部署在數(shù)據(jù)中心，便于管理和維護(hù)，服務(wù)器性能也更容易發(fā)揮到極致。另外，綜合布線時(shí)建議使用六類網(wǎng)絡(luò)，以提高傳輸速率和穩(wěn)定性。

三、云學(xué)堂的特點(diǎn)

（一）安全、高效，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

云學(xué)堂使用了先進(jìn)的虛擬化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)云主機(jī)資源、虛擬機(jī)和教學(xué)模擬的管理，由于虛擬化平臺(tái)的卓越性能，不僅可以在同等硬件資源下交付更多、更高性能虛擬桌面，還可以提供多種獨(dú)特的虛擬化特性；云學(xué)堂的架構(gòu)十分靈活，借助云主機(jī)集群部署，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，提供最大限度的靈活性，真正做到按需交付。

教學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)健、高效、安全及方便是電腦房管理中最需要考慮的問(wèn)題，使用云學(xué)堂后，管理員可以通過(guò)Web隨時(shí)隨地登錄管理平臺(tái)，進(jìn)行云主機(jī)資源監(jiān)控、課程模板管理與制作、賬號(hào)管理、虛擬機(jī)管理、云終端管理等工作，教學(xué)過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可以直接找到問(wèn)題，快速解決。圖2為云學(xué)堂的管理端，管理端擁有美觀、友好、簡(jiǎn)潔的界面，極簡(jiǎn)的操作就可以涵蓋極豐富的管理功能。

（二）使用模板化管理，靈活方便

傳統(tǒng)的電腦房，管理員根據(jù)任課教師提供的軟件，先將一臺(tái)計(jì)算機(jī)作為母機(jī)進(jìn)行安裝，將電腦房所需要的軟件全部安裝進(jìn)入，做好母機(jī)之后，再利用同傳軟件，將母機(jī)的內(nèi)容同傳到其他電腦上，一般一個(gè)電腦房如果有60臺(tái)電腦的話，將所有電腦全部同傳好需要花費(fèi)2個(gè)多小時(shí)才能完成，要做好一個(gè)電腦房，管理員需要花費(fèi)一天的時(shí)間才能做好，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，對(duì)管理員來(lái)說(shuō)也是一個(gè)很大的工作量，而且如果軟件有所增加或者變化，管理員又要花上好幾個(gè)小時(shí)進(jìn)行安裝軟件、同傳工作，靈活性太差。

而云學(xué)堂是采用課程模板化管理，管理員可以針對(duì)不同軟件制定多個(gè)操作系統(tǒng)，并且與傳統(tǒng)的電腦房的同傳不同，管理員只需要根據(jù)教學(xué)需要在云主機(jī)上制定模板，不同的教學(xué)環(huán)境以不同的虛擬機(jī)模板形式呈現(xiàn)。模板專用，告別臃腫、卡頓的單一系統(tǒng)，也減少傳統(tǒng)同傳時(shí)的費(fèi)時(shí)費(fèi)力情況，只需要在虛擬機(jī)模板上進(jìn)行修改，即可發(fā)布最新的虛擬桌面給所有學(xué)生，工作量是傳統(tǒng)方式的十分之一，每次教師上課時(shí)可以根據(jù)自己的軟件需求選擇對(duì)應(yīng)的操作系統(tǒng)，單擊“上課”學(xué)生就可以獲得全新的虛擬桌面，不僅保證了所有學(xué)生使用的系統(tǒng)統(tǒng)一，也告別了病毒的困擾。圖3為云學(xué)堂教師機(jī)端平臺(tái)的界面，操作簡(jiǎn)潔，使用靈活。

上課時(shí)，教師先通過(guò)遠(yuǎn)程開機(jī)開啟所有學(xué)生終端，在課程列表選擇需要的課程，點(diǎn)擊“上課”按鈕，虛擬機(jī)就會(huì)在2分鐘內(nèi)啟動(dòng)完畢，并交付給學(xué)生。上課過(guò)程中，教師可以點(diǎn)擊“啟動(dòng)教學(xué)軟件”按鈕打開多媒體教學(xué)管理組件，使用豐富的教學(xué)功能。下課時(shí)，教師點(diǎn)擊“下課”按鈕，所有資源會(huì)被云主機(jī)回收，然后通過(guò)遠(yuǎn)程關(guān)機(jī)關(guān)閉所有學(xué)生終端。同時(shí)，教師還能通過(guò)“更多”菜單喚出更豐富細(xì)致的管理功能。

同樣，學(xué)生端也是很靈活的，教師端開始上課前，學(xué)生可以自由選擇課程列表里的課程進(jìn)行學(xué)習(xí)。當(dāng)教師開始上課后，學(xué)生端會(huì)自動(dòng)切換到教師選擇的課程。當(dāng)學(xué)生端系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，學(xué)生可以發(fā)起請(qǐng)求，由任課教師控制學(xué)生端系統(tǒng)還原成初始狀態(tài)，只需十幾秒，發(fā)起請(qǐng)求的學(xué)生就可以獲得全新的教學(xué)桌面，繼續(xù)上課，并且不會(huì)影響其他學(xué)生。學(xué)生端網(wǎng)絡(luò)斷開重連或系統(tǒng)重啟后，都會(huì)自動(dòng)連入教學(xué)桌面，無(wú)法逃脫，保證同步教學(xué)。學(xué)生端可以使用虛擬應(yīng)用的功能，借助S虛擬化平臺(tái)的分布式計(jì)算功能，將計(jì)算壓力從云主機(jī)分擔(dān)到負(fù)載相對(duì)較輕的學(xué)生終端，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)CPU消耗較大的重載應(yīng)用的支持。

（三）自帶多媒體教學(xué)管理軟件

與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)電腦房不同，云學(xué)堂自帶自己特定的教學(xué)多媒體軟件，不再需要安裝像極域、紅蜘蛛等教學(xué)管理軟件，不僅方便教學(xué)，還降低了因軟件的引入而使計(jì)算機(jī)中毒的風(fēng)險(xiǎn)。云學(xué)堂的多媒體教學(xué)軟件提供了豐富的教學(xué)功能，涵蓋功能包括：屏幕廣播、屏幕錄播、屏幕轉(zhuǎn)播、屏幕監(jiān)看、網(wǎng)際影院、網(wǎng)絡(luò)過(guò)濾、分組教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)畫板、電子舉手、電子點(diǎn)名、遠(yuǎn)程控制、學(xué)生演示、聯(lián)機(jī)討論、試卷導(dǎo)入、在線考試、電子搶答、文件管理、文件分發(fā)、電子教鞭、電子表決、黑屏肅靜、語(yǔ)音廣播、語(yǔ)音對(duì)講。功能上基本可以覆蓋95%以上的教學(xué)場(chǎng)景，且針對(duì)虛擬化環(huán)境做了大量細(xì)致的優(yōu)化，性能相比同類軟件大幅領(lǐng)先。

（四）收發(fā)數(shù)據(jù)靈活

為保證電腦房的安全，防止學(xué)生操作導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失和系統(tǒng)損壞，傳統(tǒng)的電腦房建設(shè)時(shí)都會(huì)在每臺(tái)電腦上安裝還原卡，讓計(jì)算機(jī)做到一天一還原，或者重啟就還原的情況。但是這樣做會(huì)使得教學(xué)數(shù)據(jù)不能保存，對(duì)需要連續(xù)性數(shù)據(jù)的教師來(lái)說(shuō)會(huì)有一定的困擾，教師需要花費(fèi)很大一部分時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)，以保證學(xué)生學(xué)習(xí)的連續(xù)性，有些大型作業(yè)，需要連續(xù)進(jìn)行操作同一項(xiàng)目的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大，教師往往需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)發(fā)數(shù)據(jù)，又要提前半節(jié)課時(shí)間來(lái)收學(xué)生做完的作業(yè)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，課堂有效性低，學(xué)生能學(xué)習(xí)和練習(xí)的時(shí)間少，不僅影響教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，降低上課體驗(yàn)，也極大地增加了管理員的工作量。而云學(xué)堂很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。

由于云學(xué)堂的運(yùn)行是在云主機(jī)上，學(xué)生端只是一個(gè)虛擬桌面，學(xué)生操作的數(shù)據(jù)也不是在本機(jī)上進(jìn)行的，只要當(dāng)前的應(yīng)用請(qǐng)求沒(méi)有關(guān)閉，云學(xué)堂上的數(shù)據(jù)就不會(huì)被還原。對(duì)教師來(lái)說(shuō)，只要單擊“上課”按鈕后，云主機(jī)就隨之創(chuàng)建虛擬桌面，并將虛擬桌面推送到學(xué)生端，學(xué)生的云終端開機(jī)后自動(dòng)與云主機(jī)連接，獲取虛擬桌面，即使學(xué)生不小心關(guān)閉了電腦，再次打開時(shí)他所做的內(nèi)容還是存在的。與傳統(tǒng)的電腦房還原功能不同，云學(xué)堂把還原的決定權(quán)交給了任課教師，只要不單擊“下課”，資源就不會(huì)被釋放、被還原，很大程度上減少了數(shù)據(jù)收發(fā)的時(shí)間，提高了教學(xué)有效性，學(xué)生練習(xí)體驗(yàn)感大大增加，同時(shí)也減少了管理員的工作量。計(jì)算和數(shù)據(jù)都在云端，網(wǎng)絡(luò)上只傳輸桌面圖像變化，即使出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，虛擬機(jī)依舊正常運(yùn)行，不會(huì)受到任何影響，待故障恢復(fù)后即連即用。同時(shí)，云學(xué)堂具備系統(tǒng)逃生功能，可由教師控制切換到備用系統(tǒng)，且多媒體教學(xué)管理組件的主要功能還能正常使用，上課不會(huì)中斷。另外，課程模板會(huì)在所有云主機(jī)上實(shí)時(shí)同步備份，極大地降低了數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。

四、云學(xué)堂的應(yīng)用展望

云學(xué)堂的產(chǎn)生，給教育教學(xué)信息化帶來(lái)了前所未有的體驗(yàn)，也是對(duì)傳統(tǒng)PC機(jī)房管理的一次變革，讓電腦房管理真正進(jìn)入“互聯(lián)網(wǎng)+”的教學(xué)時(shí)代。未來(lái)，云學(xué)堂的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛，特別是對(duì)像職業(yè)院校類的電腦房，安裝軟件多，更新速度快，云學(xué)堂的優(yōu)勢(shì)更加突顯，能更好地優(yōu)化教育環(huán)境，提高教學(xué)的效率和品質(zhì)，也必將是職業(yè)院校計(jì)算機(jī)機(jī)房建設(shè)中的新生力軍。

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