云計(jì)算平臺(tái)在教學(xué)中的應(yīng)用研究

胡竟偉

摘要：構(gòu)建云計(jì)算教學(xué)平臺(tái)可以有效拓展學(xué)生獲取知識(shí)的渠道，有助于學(xué)生從多角度審視問(wèn)題，樹(shù)立學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主觀(guān)能動(dòng)性，此外云計(jì)算平臺(tái)的推廣應(yīng)用是對(duì)現(xiàn)有教學(xué)模式改革，實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)質(zhì)量的進(jìn)一步提升。云計(jì)算平臺(tái)在建設(shè)過(guò)程中需要充分考慮到相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際環(huán)境的具體需求，保證云計(jì)算技術(shù)與教育教學(xué)需求的有效結(jié)合。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算平臺(tái)；數(shù)字教學(xué)資源；應(yīng)用分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）16-0159-02

隨著信息技術(shù)在教育領(lǐng)域的不斷成熟，通過(guò)信息化成果推動(dòng)教學(xué)水平的不斷提高已獲得了廣泛認(rèn)可，各高校都已經(jīng)在積極搭建信息化教育平臺(tái)，并借此為載體實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效率的有效提升。云計(jì)算教學(xué)平臺(tái)搭建是基于云計(jì)算環(huán)境，并以此構(gòu)成具有鮮明特點(diǎn)的信息化教學(xué)環(huán)境，來(lái)輔導(dǎo)教師和學(xué)生完成課程學(xué)習(xí)，促進(jìn)授課教師與學(xué)生之間的良好溝通，不斷促進(jìn)教學(xué)水平的提高。云計(jì)算平臺(tái)的教學(xué)資源不存儲(chǔ)在客戶(hù)端而是存在于網(wǎng)絡(luò)中，其具體的教學(xué)網(wǎng)絡(luò)均通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)信息化與教育的深度結(jié)合，使得教育教學(xué)更加的個(gè)性化、多樣化以及專(zhuān)業(yè)化，學(xué)生可以根據(jù)自身的學(xué)習(xí)情況來(lái)選擇適合自己的優(yōu)秀教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)在教學(xué)過(guò)程中更加主動(dòng)，有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力。

1 云計(jì)算平臺(tái)在教學(xué)中應(yīng)用的重要意義

1.1 實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的高效共享性

搭建教學(xué)資源云計(jì)算平臺(tái)使學(xué)生獲取知識(shí)的平臺(tái)不再局限于學(xué)校課堂，學(xué)生可以不限地點(diǎn)不限時(shí)間的在云平臺(tái)上獲取優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，更加有利于學(xué)生從更多方面對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行思考，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力。傳統(tǒng)的教學(xué)資源共享更加注重于對(duì)圖文、視頻資源等靜態(tài)或半動(dòng)態(tài)資源的分享，而對(duì)于師生在知識(shí)交流過(guò)程中產(chǎn)生的智力資源缺乏必要的存儲(chǔ)，這在很大程度上就忽略了學(xué)生本身的主觀(guān)能動(dòng)性，而教學(xué)資源云平臺(tái)的搭建可以充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)互動(dòng)過(guò)程的充分挖掘，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享更加高效性。基于云計(jì)算平臺(tái)的數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)，可以有效緩解每臺(tái)計(jì)算機(jī)的計(jì)算任務(wù)和存儲(chǔ)任務(wù)，通過(guò)將教學(xué)資源安放在云存儲(chǔ)空間中，又可以保證每臺(tái)計(jì)算機(jī)可以獨(dú)立訪(fǎng)問(wèn)數(shù)字化教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的共同開(kāi)發(fā)與共同受益。

1.2 推進(jìn)教學(xué)模式的改革

學(xué)生可以在云計(jì)算平臺(tái)上獲取大量教學(xué)資源，既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)已學(xué)課程的復(fù)習(xí)，又可以對(duì)未學(xué)進(jìn)行預(yù)習(xí)，這種學(xué)習(xí)模式將會(huì)有效推動(dòng)傳統(tǒng)以教師為主體的授課方式的轉(zhuǎn)變。通過(guò)搭建基于云計(jì)算的教學(xué)資源平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)主體逐漸向以學(xué)生為主體過(guò)渡，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握更多獨(dú)立性，學(xué)生可以借助共享化的教學(xué)資源實(shí)現(xiàn)自身知識(shí)體系的搭建，打破了以往知識(shí)的壟斷性，克服了教學(xué)資源分散、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重復(fù)、硬件和系統(tǒng)消耗較大而形成的“數(shù)字鴻溝”，實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)獲取的便利性，此外云計(jì)算平臺(tái)的建設(shè)還實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源建設(shè)的分工化，有效規(guī)避了對(duì)不必要資源的浪費(fèi)。在這種新教學(xué)模式下，教師應(yīng)通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與學(xué)生的有效溝通，更加及時(shí)地獲取學(xué)生的知識(shí)反饋，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

1.3 解決教育教學(xué)成本問(wèn)題

隨著教育教學(xué)改革的不斷深入，數(shù)字化教學(xué)已經(jīng)在教育過(guò)程中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，而推進(jìn)數(shù)字化教學(xué)建設(shè)的基礎(chǔ)就是有效保證軟硬件條件和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，這樣才能實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的存儲(chǔ)、編輯和檢索等工作。我國(guó)傳統(tǒng)的教學(xué)資源管理模式是采取層級(jí)式的建設(shè)模式，而這種資源建設(shè)模式往往需要較大的資金投入，對(duì)網(wǎng)絡(luò)寬帶、硬件資源、地域因素等都有一定要求?；谠朴?jì)算平臺(tái)的教學(xué)資源建設(shè)普遍采取集群架構(gòu)技術(shù)，可以在很大程度上節(jié)約資源成本，這就對(duì)數(shù)字化教學(xué)在全國(guó)范圍的推廣奠定基礎(chǔ)，有效緩解成本投入對(duì)數(shù)字化教學(xué)推廣的制約。

2 云計(jì)算平臺(tái)在教學(xué)中應(yīng)用的技術(shù)概述

2.1 云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)的分析

云計(jì)算屬于一種分布式計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)充分使用網(wǎng)絡(luò)來(lái)將計(jì)算處理過(guò)程進(jìn)行拆分，最后在由服務(wù)器實(shí)現(xiàn)處理結(jié)果對(duì)用戶(hù)的反饋，目前較為常用的云計(jì)算的包括SaaS、PaaS和IaaS三類(lèi)，由于不同的服務(wù)商往往采用不同的解決方案，因此目前還未能形成較為統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)，常用的云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，其主要包括物理資源層、資源池、管理中間件和SOA構(gòu)建層四個(gè)部分。物理資源層是對(duì)計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施等物理資源的描述，是開(kāi)展云計(jì)算的基礎(chǔ)。資源池根據(jù)要完成的功能不同，包括計(jì)算資源池、資源存儲(chǔ)池、網(wǎng)絡(luò)資源池或軟件資源池等。管理資源件是保證對(duì)云計(jì)算資源進(jìn)行有效管理的部分，通過(guò)用戶(hù)管理、任務(wù)管理、資源管理等實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源管理的高效化。SOA構(gòu)建層的主要功能是為了滿(mǎn)足Web Services而將云計(jì)算進(jìn)行封裝。

2.2 云服務(wù)技術(shù)分析

云服務(wù)是指基于Web的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，用戶(hù)可以按照自身需要在網(wǎng)絡(luò)上使用IT資源服務(wù)，用戶(hù)無(wú)需投建物理基礎(chǔ)設(shè)施，只需要與云服務(wù)提供商之間執(zhí)行相應(yīng)協(xié)議。云服務(wù)可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)的透明性，用戶(hù)可以不需要關(guān)系技術(shù)的具體細(xì)節(jié)并可以保持原有的使用體驗(yàn)，此外由于計(jì)算平臺(tái)和應(yīng)用透明，部分繁瑣工作可由虛擬機(jī)直接實(shí)現(xiàn)。云服務(wù)不僅僅是一種孤立的產(chǎn)品和服務(wù)，而是有多種產(chǎn)品和服務(wù)構(gòu)成的端到端的解決方案，云服務(wù)的基本功能包括云計(jì)算服務(wù)和云存儲(chǔ)，總結(jié)云服務(wù)具有易獲取、成本低、按需擴(kuò)展和數(shù)據(jù)安全的特點(diǎn)。

2.3 教育云功能應(yīng)用分析

基于云計(jì)算功能的教學(xué)平臺(tái)通常被稱(chēng)為教育云平臺(tái)，教育信息化中所包括的硬件計(jì)算資源是教育云中的重要內(nèi)容，在完成計(jì)算資源的虛擬化之后可以為師生提供服務(wù)。教育云平臺(tái)的建設(shè)在很大上打破了傳統(tǒng)教育信息化的邊界，促進(jìn)教育中教學(xué)、學(xué)習(xí)、管理和互動(dòng)的便捷化轉(zhuǎn)變。教育云實(shí)現(xiàn)云計(jì)算與教育資源的有效融合，是響應(yīng)國(guó)家“十三五”期間對(duì)建設(shè)大規(guī)模共享教育資源庫(kù)的要求。教育云需要包括云學(xué)習(xí)、云教研、云評(píng)價(jià)和云存儲(chǔ)等在內(nèi)的功能，在云學(xué)習(xí)模式下，學(xué)生可以通過(guò)賬號(hào)而登錄到云端參與學(xué)習(xí)，保證了學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主觀(guān)能動(dòng)性。云教研功能落點(diǎn)于對(duì)教師個(gè)人教學(xué)水平的提升，打破了空間和時(shí)間的限制。云評(píng)價(jià)是教師對(duì)學(xué)生的課堂表現(xiàn)和成績(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)，保證學(xué)生家長(zhǎng)可以更加有效的了解學(xué)生的日常情況，同時(shí)家長(zhǎng)也可以在平臺(tái)上及時(shí)與教師進(jìn)行反饋。云存儲(chǔ)是指利用分布式存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)碎片化存儲(chǔ)，為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供高可靠性。

3 基于云計(jì)算平臺(tái)教學(xué)資源建設(shè)相關(guān)建議

3.1 建設(shè)扁平化網(wǎng)絡(luò)的云計(jì)算平臺(tái)

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)在使用過(guò)程中具有易延遲和易阻塞的缺點(diǎn)，在建設(shè)云計(jì)算平臺(tái)過(guò)程中可以通過(guò)打造扁平化的網(wǎng)絡(luò)來(lái)最大程度上利用云計(jì)算平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)構(gòu)建數(shù)字化教學(xué)資源。在建設(shè)過(guò)程中取消匯聚層以往的三層網(wǎng)絡(luò)，使交換機(jī)與路由器直接連接實(shí)現(xiàn)路由選擇來(lái)簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而可以降低網(wǎng)絡(luò)延遲，提高網(wǎng)絡(luò)的可用率，拓展網(wǎng)絡(luò)路徑。此外，用星形網(wǎng)絡(luò)來(lái)取代樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)，保證每個(gè)交換機(jī)都可以獨(dú)立使用工作站，充分保證與其他交換機(jī)的連接功能，有利于以后網(wǎng)點(diǎn)的擴(kuò)容，滿(mǎn)足教育資源平臺(tái)的擴(kuò)容需要。

3.2 有效集成現(xiàn)有的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源

為了在最大程度上提高教學(xué)資源的可利用率，避免重復(fù)性的資金投入，縮短教育資源建設(shè)周期，在基于云計(jì)算平臺(tái)的教學(xué)資源建設(shè)過(guò)程中可以通過(guò)采購(gòu)、合作和引進(jìn)等方式實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域優(yōu)質(zhì)教育資源的集成共享，隨后在根據(jù)云計(jì)算平臺(tái)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)素材進(jìn)行二次加工，形成具有符合現(xiàn)代化教育特點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，從而可以提高平臺(tái)的建設(shè)效率，降低投入成本，確保資源建設(shè)的質(zhì)量和數(shù)量，推動(dòng)特色教學(xué)資源的建設(shè)的應(yīng)用。

3.3 基于云平臺(tái)的數(shù)字教育資源建設(shè)的安全策略

構(gòu)建基于云平臺(tái)的數(shù)字教育資源建設(shè)的安全策略是保證平臺(tái)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，在制定安全策略過(guò)程中可以從隱私、虛擬化、審計(jì)、監(jiān)管、存儲(chǔ)五個(gè)方面制定云存儲(chǔ)安全分層模型。為了保證云存儲(chǔ)安全和云存儲(chǔ)業(yè)務(wù)之間的協(xié)調(diào)配合，從計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的安全防護(hù)出發(fā)可以將云存儲(chǔ)系統(tǒng)分為四個(gè)安全層次，更好地實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)效率、防護(hù)投入以及安全可用性等功能。在用戶(hù)端和服務(wù)器端實(shí)行不同的可信安全策略，有效防止電腦病毒對(duì)云平臺(tái)的威脅。

4 結(jié)束語(yǔ)

云計(jì)算技術(shù)已經(jīng)得到社會(huì)各界的廣泛重視，通過(guò)云計(jì)算技術(shù)與教學(xué)任務(wù)進(jìn)行有效結(jié)合，可以不斷推動(dòng)教學(xué)模式的改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主觀(guān)能動(dòng)性，取得更好的學(xué)習(xí)效果。在基于云計(jì)算基礎(chǔ)的數(shù)字教育資源建設(shè)過(guò)程中，需要充分把握相關(guān)技術(shù)特點(diǎn)，保證技術(shù)推廣應(yīng)用的可用性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉越.云計(jì)算綜述與教育云計(jì)算的應(yīng)用研究[J].信息通信技術(shù)，2010（2）：14-20.

[2] 楊克戎，韓興順.云計(jì)算與高校信息化建設(shè)中問(wèn)題的解決方案[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2009，5（20）：5571-5573

[3] 袁磊，程美，劉丹，等.我國(guó)云計(jì)算教育應(yīng)用的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2011（6）：42-46.

[4] 孫照.共建教育云平臺(tái)服務(wù)教育信息化[J].中國(guó)信息技術(shù)教育，2012（1）：93-95.