虛擬云桌面在外語(yǔ)教學(xué)中的應(yīng)用研究

摘要：本文分析了外語(yǔ)教學(xué)信息化的研究現(xiàn)狀和四、六級(jí)口語(yǔ)考試的具體要求，根據(jù)虛擬云桌面的現(xiàn)有研究，對(duì)比IDV模式和VDI模式的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合外語(yǔ)教學(xué)現(xiàn)有硬件設(shè)施和軟件條件，構(gòu)建了基于IDV模式的虛擬云桌面在外語(yǔ)教學(xué)中的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和詳細(xì)的應(yīng)用部署，通過(guò)多種操作系統(tǒng)鏡像為外語(yǔ)教學(xué)提供了多元化的教學(xué)環(huán)境及考試應(yīng)用，解決了基本教學(xué)環(huán)境與考試環(huán)境相沖突的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了集中式高效管理，降低了設(shè)備維護(hù)成本，按需推送不同的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，提高了教師與學(xué)生的自主多元化的教與學(xué)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：虛擬云桌面;外語(yǔ)教學(xué);多元化;IDV模式

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2020）01-0093-05

引言

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》在“加快教育信息化進(jìn)程”一章中明確指出要加快教育信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)教育資源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。教育部編制的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》也指出推動(dòng)信息技術(shù)與高等教育深度融合，促進(jìn)教育內(nèi)容、教學(xué)手段和方法現(xiàn)代化，促進(jìn)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新。因此，外語(yǔ)教學(xué)信息化得到了快速發(fā)展，信息化技術(shù)促進(jìn)了外語(yǔ)教學(xué)硬件設(shè)備發(fā)展的多樣化，為開(kāi)發(fā)教學(xué)模型多元性提供了條件[1]，因而它成為了外語(yǔ)教學(xué)中的常態(tài)組成部分[2]，被整合到大學(xué)英語(yǔ)數(shù)字化教材中。[3]但外語(yǔ)教學(xué)硬件設(shè)備的多樣性也造成設(shè)備管理困難，無(wú)法為教師和學(xué)生根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)的實(shí)時(shí)需求提供動(dòng)態(tài)的教學(xué)資源服務(wù)[4]，限制了教師和學(xué)生自主性學(xué)習(xí)的發(fā)展。[5]因此，本文研究如何利用虛擬云桌面技術(shù)滿足外語(yǔ)教學(xué)信息化各方面的需求。

外語(yǔ)教學(xué)信息化的管理現(xiàn)狀

1.外語(yǔ)基本教學(xué)信息化現(xiàn)狀

雖然信息技術(shù)與外語(yǔ)教學(xué)的融合越來(lái)越緊密，但由于學(xué)校設(shè)備報(bào)廢或規(guī)定了使用年限，外語(yǔ)教學(xué)設(shè)備類(lèi)別相對(duì)復(fù)雜，存在種類(lèi)不同、新舊程度不同的問(wèn)題，增加了管理人員單獨(dú)安裝不同操作系統(tǒng)的難度。同時(shí)，國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校使用的大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)軟件，部分存在知識(shí)體系不完整、內(nèi)容層次性不強(qiáng)、系統(tǒng)操作的交互性和兼容性較差等缺陷，且無(wú)法根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)改變，導(dǎo)致在教學(xué)中教師無(wú)法自主發(fā)揮、學(xué)生無(wú)法自由選擇[6]，限制了學(xué)生多元化的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

2.四、六級(jí)口語(yǔ)考試現(xiàn)狀

自2016年起，全國(guó)大學(xué)英語(yǔ)四、六級(jí)口語(yǔ)考試作為口試考核環(huán)節(jié)，被納入全國(guó)大學(xué)英語(yǔ)四、六級(jí)考試考核體系中，教育部考試中心要求從2017年起在全國(guó)范圍內(nèi)全面開(kāi)考全國(guó)大學(xué)英語(yǔ)四、六級(jí)口語(yǔ)考試。根據(jù)《全國(guó)大學(xué)英語(yǔ)四、六級(jí)口語(yǔ)考試考務(wù)工作手冊(cè)》要求，四、六級(jí)口語(yǔ)考試的機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)為每個(gè)考試端必須配備具有10G以上本地硬盤(pán)PC機(jī)，且為獨(dú)立純凈的Windows操作系統(tǒng)。但因?qū)W校經(jīng)費(fèi)有限無(wú)法為四、六級(jí)口語(yǔ)考試建設(shè)專(zhuān)用設(shè)備，需利用現(xiàn)有PC機(jī)式數(shù)字化設(shè)備，而口語(yǔ)考試對(duì)硬件的要求與現(xiàn)有的PC機(jī)式數(shù)字化設(shè)備中裝有各種教學(xué)軟件相沖突，無(wú)法同時(shí)滿足正常的外語(yǔ)教學(xué)和四、六級(jí)口語(yǔ)考試。

虛擬云桌面的相關(guān)研究

20世紀(jì)60年代，虛擬化技術(shù)出現(xiàn)在IBM的分時(shí)系統(tǒng)中，隨著IBM將分時(shí)系統(tǒng)開(kāi)源，虛擬化技術(shù)得到快速發(fā)展。[7]虛擬化技術(shù)通過(guò)抽象計(jì)算機(jī)各種物理資源，打破物理資源結(jié)構(gòu)之間無(wú)法分割的阻礙，使單一計(jì)算機(jī)虛擬為多臺(tái)邏輯計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)資源的模擬、隔離和共享。云計(jì)算技術(shù)是對(duì)動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展的虛擬化資源池進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度。虛擬化云桌面采用虛擬化技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)相結(jié)合，把多用戶(hù)、多桌面、多操作環(huán)境的用戶(hù)系統(tǒng)集中統(tǒng)一管理，可根據(jù)用戶(hù)不同需求調(diào)度不同的應(yīng)用環(huán)境，為其提供多樣化的軟件服務(wù)和操作系統(tǒng)遠(yuǎn)程部署等。

虛擬云桌面技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，VMware、Redhat、Intel、MokaFive和華為等國(guó)內(nèi)外知名公司陸續(xù)推出虛擬化桌面產(chǎn)品[8]，根據(jù)這些產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)原理，虛擬云桌面主要包括VDI和IDV兩種模式。[9]VDI模式是在服務(wù)器端集中構(gòu)建多個(gè)虛擬云桌面，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將可伸縮性和彈性的共享物理資源或虛擬資源池按需供應(yīng)和交付桌面給瘦客戶(hù)端，存儲(chǔ)和計(jì)算集中在服務(wù)器運(yùn)行的模式。[10]IDV模式是將服務(wù)器中多個(gè)虛擬桌面系統(tǒng)按需推送到具有運(yùn)算能力的胖客戶(hù)端，使服務(wù)器和客戶(hù)端都可完成桌面數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和運(yùn)行的能力，實(shí)現(xiàn)集中管理、分布式執(zhí)行的模式。兩種模式的優(yōu)缺點(diǎn)如下表所示。

根據(jù)高校具體的實(shí)際情況，并考慮VDI和IDV的優(yōu)缺點(diǎn)，本文采用IDV架構(gòu)模式，既能滿足外語(yǔ)差異性教學(xué)環(huán)境的選擇和四、六級(jí)口語(yǔ)考試純系統(tǒng)的要求，又能節(jié)約建設(shè)成本。

虛擬云桌面在外語(yǔ)教學(xué)信息化中的應(yīng)用

1.虛擬云桌面在外語(yǔ)教學(xué)中的建設(shè)架構(gòu)

基于IDV的虛擬云桌面主要包括主控端、云終端和虛擬桌面軟件，其系統(tǒng)原理圖如圖1所示。主控端由一臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器組成，管理多種操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)、文件傳輸?shù)?，通過(guò)局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)為云桌面提供多種教學(xué)操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度和差分鏡像的傳輸。云終端為云桌面系統(tǒng)的前端承載，主要為外語(yǔ)教學(xué)中使用的PC機(jī)和教師筆記本等，可接收主控端推送的多種虛擬桌面系統(tǒng)，滿足不同功能下的教學(xué)和考試。虛擬桌面軟件是云桌面的系統(tǒng)支撐，安裝在服務(wù)器端和云客戶(hù)端，負(fù)責(zé)教學(xué)資源的共享、教學(xué)操作系統(tǒng)的構(gòu)建和遠(yuǎn)程安全診斷等系統(tǒng)的運(yùn)維管理。

筆者所在學(xué)?，F(xiàn)建設(shè)有38間數(shù)字化語(yǔ)音教室，包括數(shù)字終端式語(yǔ)音教室、網(wǎng)絡(luò)化語(yǔ)音教室、同聲傳譯實(shí)訓(xùn)教室。在充分利用現(xiàn)有數(shù)字化語(yǔ)音硬件的基礎(chǔ)上，基于IDV的虛擬云桌面在外語(yǔ)教學(xué)中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖2所示。此架構(gòu)在利用現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)不同功能的語(yǔ)音教室獨(dú)立工作和在不依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)的情況下實(shí)現(xiàn)本地網(wǎng)絡(luò)雙啟動(dòng)模式，又可通過(guò)主服務(wù)器相互通信實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的共享，同時(shí)可集中管理，降低了設(shè)備的維護(hù)成本，提高了利用效率。

2.虛擬云桌面在外語(yǔ)教學(xué)中的具體實(shí)現(xiàn)

高校外語(yǔ)教學(xué)不僅需要提供多元化的外語(yǔ)基本教學(xué)環(huán)境，適應(yīng)不同專(zhuān)業(yè)、不同功能性的教學(xué)科研需求，也需滿足大學(xué)英語(yǔ)四、六級(jí)口語(yǔ)考試及雅思、托福等多種大型考試的硬件支撐要求。根據(jù)需求虛擬云桌面需建立多種操作系統(tǒng)鏡像，滿足在不同功能性的教學(xué)環(huán)境中的切換，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和多媒體平臺(tái)，收錄存儲(chǔ)具有實(shí)時(shí)性、代表性的外文教學(xué)資料，實(shí)現(xiàn)不同教學(xué)課程的按需推送機(jī)制，滿足教學(xué)多元個(gè)性化的需求。

具體實(shí)施：首先，在虛擬化服務(wù)器上設(shè)置多個(gè)應(yīng)用操作系統(tǒng)鏡像[11]，其操作系統(tǒng)鏡像在種子計(jì)算機(jī)上制作，上傳給服務(wù)器端后部署多種操作系統(tǒng)環(huán)境，其樹(shù)狀圖如下頁(yè)圖3所示。在Win7系統(tǒng)下外語(yǔ)教學(xué)系統(tǒng)鏡像包括不同功能不同廠家的學(xué)習(xí)系統(tǒng)鏡像，考試系統(tǒng)包括各種大型考試系統(tǒng)鏡像，在Win10系統(tǒng)下包括具有先進(jìn)功能的同聲傳譯系統(tǒng)鏡像和語(yǔ)言認(rèn)知實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)鏡像，從而滿足不同用途下的外語(yǔ)教學(xué)、科研和考試要求。其次，設(shè)置虛擬化本地緩存機(jī)制，在云客戶(hù)端第一次啟動(dòng)時(shí)，服務(wù)器端自動(dòng)把多種操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用涓流技術(shù)推送到客戶(hù)端硬盤(pán)上，客戶(hù)端硬盤(pán)存儲(chǔ)用戶(hù)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)臨時(shí)文件，并同時(shí)標(biāo)記、記錄所有服務(wù)器推送的數(shù)據(jù)和用戶(hù)在使用中自行創(chuàng)建的數(shù)據(jù)，形成高速完善的讀寫(xiě)緩存。最后，在客戶(hù)端啟動(dòng)過(guò)程中接收服務(wù)器傳輸?shù)纳倭縄/O讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，與客戶(hù)端原高速緩存的數(shù)據(jù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)正常的教學(xué)體驗(yàn)。

3.虛擬云桌面在外語(yǔ)教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例

虛擬云桌面為外語(yǔ)語(yǔ)音設(shè)備的管理和功能開(kāi)發(fā)提供了更多契機(jī)，使外語(yǔ)教學(xué)環(huán)境變得多元化和兼容性強(qiáng)，其具體應(yīng)用分為教學(xué)及考試應(yīng)用和設(shè)備管理應(yīng)用。

（1）教學(xué)及考試應(yīng)用。虛擬云桌面根據(jù)教師和學(xué)生的需求推送支持不同語(yǔ)音學(xué)習(xí)軟件的操作系統(tǒng)。例如，語(yǔ)音學(xué)習(xí)系統(tǒng)功能主要包括屏幕廣播、媒體廣播、視頻點(diǎn)播和分組會(huì)話等，適應(yīng)系統(tǒng)Win7系統(tǒng)，而同聲傳譯系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)不同語(yǔ)言的實(shí)時(shí)翻譯，適應(yīng)系統(tǒng)Win10系統(tǒng)，根據(jù)課程的需要，為了在同一天不同時(shí)段的同一型號(hào)的教室設(shè)備上授課，利用虛擬云桌面系統(tǒng)定時(shí)推送適應(yīng)不同教學(xué)要求的操作系統(tǒng)，滿足不同年級(jí)模塊化的課程需求。另外，舉行大學(xué)英語(yǔ)口語(yǔ)考試、雅思托?？荚嚮颉皩?zhuān)四專(zhuān)八”考試時(shí)，為了考試的穩(wěn)定性，要求各考試系統(tǒng)相互獨(dú)立，可利用虛擬云桌面系統(tǒng)建立獨(dú)立的包括單一考試系統(tǒng)的操作環(huán)境，在要求時(shí)間推送需要的考試操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)考試系統(tǒng)純凈軟件的要求，提高考試的穩(wěn)定性。

（2）設(shè)備管理應(yīng)用。針對(duì)教室終端和學(xué)生終端系統(tǒng)的軟硬件需要定時(shí)更新升級(jí)或添加新軟件等維護(hù)工作，利用虛擬云桌面軟件在構(gòu)建的現(xiàn)有基礎(chǔ)鏡像的系統(tǒng)下，可制作增量鏡像，實(shí)時(shí)更新維護(hù)，同時(shí)在設(shè)備出現(xiàn)突發(fā)故障時(shí)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)恢復(fù)原系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集中快速的安全管理。

虛擬云桌面在外語(yǔ)教學(xué)中的功能優(yōu)勢(shì)

虛擬云桌面在外語(yǔ)教學(xué)中的應(yīng)用在不改變現(xiàn)有設(shè)備的情況下，節(jié)約了投資成本，使原本各間教室分散的管理模式轉(zhuǎn)為集中管理分布執(zhí)行的模式，提高了設(shè)備利用率，具有多種功能優(yōu)勢(shì)。

（1）提供了多元化的外語(yǔ)教學(xué)和考試環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)和考試互不影響。根據(jù)圖3中服務(wù)器控制端設(shè)置多種不同的操作系統(tǒng)鏡像，每種操作系統(tǒng)鏡像實(shí)現(xiàn)了不同的教學(xué)和考試功能。例如，外語(yǔ)基礎(chǔ)教學(xué)系統(tǒng)可提供系統(tǒng)廣播、分組會(huì)話和視頻點(diǎn)播等功能，其子樹(shù)下各廠家的操作系統(tǒng)包括了可用于不同教學(xué)下的軟件資源和數(shù)據(jù)庫(kù)資源，同聲傳譯系統(tǒng)為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)時(shí)翻譯的能力提供支撐，教師根據(jù)不同的課程需求和應(yīng)用，選擇不同的操作系統(tǒng)和使用環(huán)境，為教學(xué)提供多元個(gè)性化的定制教學(xué)服務(wù)?？荚囅到y(tǒng)為大學(xué)英語(yǔ)四、六級(jí)口語(yǔ)考試或雅思托?？荚囂峁┝思儍舻目荚嚟h(huán)境。在教學(xué)系統(tǒng)和考試系統(tǒng)相互切換時(shí)不占用本地資源，客戶(hù)端自動(dòng)釋放資源，保證了各系統(tǒng)運(yùn)行的速度，使教學(xué)和考試互不影響進(jìn)而解決了相互沖突的問(wèn)題。

（2）采用本地網(wǎng)絡(luò)雙啟動(dòng)模式，保證在網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)時(shí)的正常教學(xué)。虛擬云桌面網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器有較高的依懶性，若網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)器出現(xiàn)故障，則會(huì)造成系統(tǒng)崩潰無(wú)法進(jìn)行正常教學(xué)。采用IDV模式的本地網(wǎng)絡(luò)雙啟動(dòng)模式，通過(guò)給每間教室推送與服務(wù)器相同的操作系統(tǒng)鏡像，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入到教室客戶(hù)機(jī)本地硬盤(pán)系統(tǒng)啟動(dòng)，從而保證了教學(xué)正常進(jìn)行，解決了完全依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題。

（3）采用便捷的集中管理模式，提高了快速管理的效率。虛擬云桌面可監(jiān)視接入的每臺(tái)設(shè)備的使用情況，對(duì)新接入的設(shè)備使用網(wǎng)絡(luò)推送，管理人員無(wú)需費(fèi)時(shí)費(fèi)力地為每臺(tái)設(shè)備安裝操作系統(tǒng)和各種軟件?？蓪?shí)現(xiàn)全部接入設(shè)備的快速更新和系統(tǒng)升級(jí)功能，通過(guò)增量快照鏡像功能快速為設(shè)備提供新增軟件和資源庫(kù)。具有遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)機(jī)、快速遠(yuǎn)程部署及還原和方案管理等實(shí)用功能，減少了維護(hù)時(shí)間和維護(hù)成本。

（4）具有全面的安全保證，減少教室設(shè)備故障率。采用容錯(cuò)備份和維護(hù)診斷功能，當(dāng)因?yàn)椴《净蜍浖e(cuò)誤造成教學(xué)設(shè)備癱瘓時(shí)，對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)及診斷，可迅速返回到系統(tǒng)初始狀態(tài)，減低了設(shè)備出現(xiàn)故障的可能性。

結(jié)語(yǔ)

基于IDV模式的虛擬云桌面在外語(yǔ)教學(xué)中的應(yīng)用，為外語(yǔ)教學(xué)提供了多樣化教學(xué)環(huán)境和考試環(huán)境，解決了兩者相沖突的問(wèn)題。筆者在實(shí)施過(guò)程中結(jié)合現(xiàn)有外語(yǔ)教學(xué)信息化硬件設(shè)施和軟件條件，在節(jié)約建設(shè)成本的前提下構(gòu)建了虛擬云桌面在外語(yǔ)教學(xué)中的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和多操作系統(tǒng)多環(huán)境應(yīng)用部署，降低了管理的維護(hù)時(shí)間和成本投入，增加設(shè)備使用的安全性，實(shí)現(xiàn)了在網(wǎng)絡(luò)中斷的情況下不影響正常教學(xué)的要求，滿足了教師根據(jù)不同的課程和教學(xué)要求選擇多元化教學(xué)環(huán)境的需求，為培養(yǎng)個(gè)性化的復(fù)合型人才提供了有利保障。

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作者簡(jiǎn)介：陳艷（1989—），女，陜西西安人，碩士，工程師，主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用。

基金項(xiàng)目：教育部人文社會(huì)科學(xué)研究青年基金西部項(xiàng)目（18XJC740011）;長(zhǎng)安大學(xué)教學(xué)與教改研究項(xiàng)目（0006110000001004）。