基于云計(jì)算的高校教育信息化應(yīng)用研究

湯建國(guó) 韓莉英 孫宜龍

摘? ?要：文章對(duì)新時(shí)期云計(jì)算在高校教育信息化中的應(yīng)用展開(kāi)研究和探討，從基于云計(jì)算技術(shù)圍繞資源整合與共享、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、數(shù)據(jù)與系統(tǒng)安全、教師信息化培訓(xùn)和多樣化學(xué)習(xí)平臺(tái)構(gòu)建等5個(gè)方面展開(kāi)研究，進(jìn)一步推進(jìn)高校教育信息化建設(shè)。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算;教育信息化;應(yīng)用

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》和《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》中指出，必須要高度重視信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展所產(chǎn)生的革命性影響，加快教育信息化進(jìn)程，并對(duì)教育信息化工作進(jìn)行了全局上的部署，使教育信息化進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā)展階段。面對(duì)這一新的發(fā)展階段，高校的教育信息化建設(shè)還面臨一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)，比如各高校之間教育信息化的基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用水平不均衡，信息和資源不能充分、有效地共享，資源利用率低等，而這也正是高校教育信息化發(fā)展的瓶頸。

云計(jì)算是由網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、并行處理和分布式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合發(fā)展起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式，其優(yōu)勢(shì)在于資源整合和服務(wù)集中，將有利于推進(jìn)高校教育信息化的建設(shè)和發(fā)展。目前，有一些高校和機(jī)構(gòu)正基于云計(jì)算技術(shù)興建各類教育項(xiàng)目，如阿拉丁網(wǎng)絡(luò)教育推出了云教育實(shí)戰(zhàn)教學(xué)、云教育網(wǎng)建立了在線云教育系統(tǒng)，中國(guó)教育網(wǎng)體檢中心運(yùn)用“云端”為600余所高校網(wǎng)站提供監(jiān)測(cè)保障服務(wù)。北京科技大學(xué)建立的云平臺(tái)提供了Iaas，Paas，Saas服務(wù)，山東科技大學(xué)等多所教育機(jī)構(gòu)利用微軟教育的云計(jì)算技術(shù)解決方案來(lái)構(gòu)架內(nèi)外門戶網(wǎng)站，提供了全面而穩(wěn)定的信息服務(wù)。文章將探索和研究云計(jì)算在高校教育信息化中的應(yīng)用，為基于云計(jì)算技術(shù)進(jìn)一步推進(jìn)高校教育信息化建設(shè)提出解決方案和建議。

1? ? 研究現(xiàn)狀

世界各國(guó)政府都高度關(guān)注教育信息化的發(fā)展和建設(shè)，力求在高速發(fā)展的信息社會(huì)中讓教育處在具有優(yōu)勢(shì)的地位[1]。美國(guó)是目前教育信息化建設(shè)水平最高的國(guó)家，自2001年起構(gòu)建以“電子學(xué)習(xí)構(gòu)建世界課堂”為指導(dǎo)思想的教育信息化戰(zhàn)略體系。英國(guó)政府注重于運(yùn)用信息通信技術(shù)推動(dòng)教育改革及發(fā)展，將信息通信技術(shù)作為全國(guó)教育改革的核心推動(dòng)力，目前已建立起“全國(guó)學(xué)習(xí)網(wǎng)”作為信息高速公路的教育通道。日本的教育信息化發(fā)展水平也處于世界前列，主要注重于提高學(xué)生的信息技術(shù)活用能力、學(xué)校信息化環(huán)境的建設(shè)和教學(xué)活動(dòng)中信息技術(shù)的有效運(yùn)用等問(wèn)題。

我國(guó)政府近年來(lái)發(fā)布了一系列政策文件，明確了未來(lái)教育信息化發(fā)展的目標(biāo)和方向。2010年發(fā)布的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2010-2020年）》明確指出了基于我國(guó)高等教育改革創(chuàng)新和提高質(zhì)量的要求，必須加快實(shí)施高等教育信息化。2017年發(fā)布的《國(guó)家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中多次強(qiáng)調(diào)要全面推進(jìn)教育信息化，致力于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化的創(chuàng)新教育體系。

我國(guó)學(xué)者圍繞高校教育信息化展開(kāi)了一系列研究，周平紅等[2]構(gòu)建了教育信息化整體發(fā)展水平的測(cè)評(píng)模型，測(cè)評(píng)結(jié)果表明我國(guó)高校的信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與資源建設(shè)已初具規(guī)模，提升高校信息化應(yīng)用水平是提升高校教育信息化整體水平的關(guān)鍵。蔣艷紅等[3]對(duì)中美高校的教育信息化發(fā)展水平進(jìn)行了對(duì)比研究，認(rèn)為我國(guó)高校教育信息化在現(xiàn)階段已經(jīng)基本完成了基礎(chǔ)技術(shù)設(shè)施的建設(shè)，開(kāi)始進(jìn)入綜合應(yīng)用時(shí)期。還有一部分學(xué)者[4-7]開(kāi)始嘗試將新技術(shù)，如云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等應(yīng)用于促進(jìn)教育信息化的發(fā)展，并對(duì)此展開(kāi)了一系列研究，取得了一定的成果。

2? ? 云計(jì)算在高校教育信息化中的應(yīng)用

2.1? 基于云計(jì)算的資源整合與共享

高校教育信息化注重于整合各類教育資源，目的是提高教學(xué)和管理效率。目前，各高校所建設(shè)的信息化資源相互之間是獨(dú)立的，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)資源的共享，這也將會(huì)導(dǎo)致信息化資源的重復(fù)建設(shè)、資源利用率低下和資源分布不均勻等問(wèn)題。

運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)能夠較好地解決上述這些問(wèn)題。首先，在當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代，云計(jì)算技術(shù)采用的是資源集中存儲(chǔ)的方式，云平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)能夠存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，并且可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、整合和提煉，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)，以網(wǎng)絡(luò)共享的方式使用各類優(yōu)質(zhì)資源，從而有效解決提高資源利用率低和資源分布不均勻的問(wèn)題。其次，云計(jì)算技術(shù)能夠有效整合教學(xué)資源，通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)來(lái)統(tǒng)一管理和調(diào)配資源，一方面，用戶能夠從資源使用者的角度去獲取和使用所需的優(yōu)質(zhì)資源，另一方面，也能夠從資源管理和組織者的角度去對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行更新和擴(kuò)充，豐富教學(xué)資源，持續(xù)推動(dòng)高校教育優(yōu)質(zhì)資源的共享。

2.2? 推進(jìn)高校教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)

高校的信息化資源包括硬件資源和軟件資源兩個(gè)方面，隨著IT技術(shù)的迅速發(fā)展，高校需要持續(xù)對(duì)所擁有的軟硬件設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，導(dǎo)致在維護(hù)和管理上花費(fèi)很多精力和資金。

采用云計(jì)算技術(shù)可以有效解決這一問(wèn)題，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的IT設(shè)備進(jìn)行改造，能夠提升IT設(shè)備的性能，同時(shí)，通過(guò)有效地利用和整合現(xiàn)有資源，降低軟件的采購(gòu)成本以及設(shè)備的管理和維護(hù)成本，在有限的資金和時(shí)間條件下加快信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及推廣應(yīng)用。

首先，云計(jì)算技術(shù)對(duì)硬件進(jìn)行虛擬化，以此減少軟件和硬件的相關(guān)性，同時(shí)，集成云計(jì)算平臺(tái)底層的硬件設(shè)施，用以降低軟硬件的相關(guān)性與依賴性。其次，云計(jì)算運(yùn)用虛擬技術(shù)使得資源彈性化，能夠?qū)崟r(shí)擴(kuò)充系統(tǒng)資源和增強(qiáng)系統(tǒng)內(nèi)部功能，但對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的界面并沒(méi)有產(chǎn)生變化，這些內(nèi)部操作對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)是透明的，還能夠根據(jù)其需求及時(shí)調(diào)整，為用戶提供所需的服務(wù)和軟件。

2.3? 基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)安全

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)中潛在的威脅形式多樣，信息安全模式也在發(fā)生著改變，對(duì)于高校來(lái)說(shuō)，抵御來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的攻擊、維護(hù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全可靠就顯得尤為重要，而目前高校普遍存在著信息安全專業(yè)人才缺乏的問(wèn)題，需要提出新的措施去應(yīng)對(duì)。

基于云計(jì)算技術(shù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析與信息安全防護(hù)技術(shù)，能夠有效提升高校教育信息資源的安全性和可靠性。首先，云計(jì)算技術(shù)將數(shù)據(jù)與資源儲(chǔ)存在云端，能夠從一定程度上防止由于硬件的損壞和病毒的入侵導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失。其次，云計(jì)算中的分布式計(jì)算技術(shù)和負(fù)載均衡技術(shù)，能夠在資源共享和讀取的過(guò)程中有效降低數(shù)據(jù)的丟失率，提高數(shù)據(jù)的使用率。最后，運(yùn)用數(shù)據(jù)加密技術(shù)、備份技術(shù)以及身份認(rèn)證技術(shù)能夠提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性。

未來(lái)需要進(jìn)一步研究和探討如何利用云計(jì)算技術(shù)來(lái)提升數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的安全性，增強(qiáng)抵御攻擊和風(fēng)險(xiǎn)的能力，給出一個(gè)成本和效果均衡的信息安全建設(shè)方案。

2.4? 基于云計(jì)算的教師信息化培訓(xùn)

在高校教育信息化建設(shè)中重要的一環(huán)是有針對(duì)性地規(guī)劃和建設(shè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，這是推進(jìn)高校信息化建設(shè)的前提和基礎(chǔ)，教師的信息化水平將直接影響到高校信息化教學(xué)過(guò)程的效率和效果。然而，目前高校中有相當(dāng)比例的教師對(duì)信息化教學(xué)手段與方法還不太熟悉，這不僅會(huì)導(dǎo)致教學(xué)效果未能達(dá)到預(yù)期的效果，而且還有可能增加這些教師對(duì)信息化教學(xué)方式的抵觸情緒。另外，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，教師作為信息化教學(xué)過(guò)程中的主導(dǎo)，要持續(xù)進(jìn)行知識(shí)動(dòng)態(tài)更新，提高自身素質(zhì)。

因此，需要利用云計(jì)算技術(shù)來(lái)構(gòu)建一個(gè)教師信息化能力的培訓(xùn)平臺(tái)，讓教師能夠隨時(shí)獲得信息化教學(xué)相關(guān)的最新學(xué)習(xí)資源，提升專業(yè)與創(chuàng)新技能，保障更新學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容和知識(shí)。同時(shí)，也能夠促進(jìn)不同高校教師之間的教學(xué)與學(xué)術(shù)交流，并獲取前沿研究信息和資源，實(shí)現(xiàn)協(xié)同學(xué)習(xí)，全面提升教師的信息化水平和教學(xué)能力。

2.5? 基于云計(jì)算的多樣化學(xué)習(xí)平臺(tái)構(gòu)建

基于云計(jì)算的多樣化學(xué)習(xí)平臺(tái)，能夠促進(jìn)教師的創(chuàng)新教學(xué)和學(xué)生的協(xié)作學(xué)習(xí)。在教學(xué)過(guò)程中以學(xué)生為中心，為學(xué)生專門訂制個(gè)性化的學(xué)習(xí)計(jì)劃以及提供學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的個(gè)性化教育，有效激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助找到適合自己的學(xué)習(xí)資源和方法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和探討，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。具體包括以下兩方面。

（1）運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)的數(shù)據(jù)處理能力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，提升課堂的教學(xué)效果，例如在平臺(tái)上安排課后測(cè)試，通過(guò)云計(jì)算技術(shù)對(duì)學(xué)生完成的情況進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，反饋于教學(xué)，有助于教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃和優(yōu)化教學(xué)方案，循環(huán)改善教學(xué)效果。

（2）云計(jì)算技術(shù)通過(guò)對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的全數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行多角度、全方位的評(píng)價(jià)，有助于明確未來(lái)學(xué)習(xí)的加強(qiáng)方向，提升學(xué)生獲取知識(shí)的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新技能。

3? ? 結(jié)語(yǔ)

目前，基于云計(jì)算的高校教育信息化應(yīng)用還存在一些有待解決的問(wèn)題。（1）基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，各高校現(xiàn)有的硬件設(shè)備種類繁多，性能上也存在較大差異，由此會(huì)增加硬件整合的難度，且各高校的軟件平臺(tái)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，資源存儲(chǔ)的方式也不同，無(wú)形中增加了數(shù)據(jù)資源整合的難度。另外，不同高校之間的信息化建設(shè)水平不同，在整合過(guò)程中難免會(huì)遇到各種利益分配和管理等問(wèn)題，如何協(xié)調(diào)各方利益是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。（2）構(gòu)建多樣化的學(xué)習(xí)平臺(tái)，需要學(xué)校投入大量經(jīng)費(fèi)來(lái)支持和建設(shè)，而且為了跟上時(shí)代技術(shù)發(fā)展的步伐，既需要不斷地增加資金投入，還需要加強(qiáng)相關(guān)配套制度建設(shè)，不斷調(diào)整管理模式。此外，由于學(xué)生是一個(gè)很大的群體，如何讓開(kāi)發(fā)的云平臺(tái)被學(xué)生接受，也是需要耗費(fèi)大量時(shí)間和精力進(jìn)行研究和探討的問(wèn)題。

云計(jì)算技術(shù)提供了一種新的運(yùn)行模式去推進(jìn)高校教育信息化的建設(shè)，有利于有效實(shí)現(xiàn)資源共享和管理教育資源，也有助于提升信息服務(wù)和教學(xué)應(yīng)用水平，提高資源利用率和工作效率，節(jié)約運(yùn)行成本，提升教學(xué)和管理水平。隨著云計(jì)算技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，云計(jì)算技術(shù)會(huì)越來(lái)越多地應(yīng)用到高校教育信息化的建設(shè)中，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)高等教育信息化進(jìn)程。

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