智慧教室環(huán)境下云計(jì)算技術(shù)影響創(chuàng)新教學(xué)模式的研究

倪政福

（福建經(jīng)濟(jì)學(xué)校，福州 350003）

智慧教室與傳統(tǒng)教室、多媒體教室和網(wǎng)絡(luò)教室等統(tǒng)一構(gòu)成學(xué)校的教學(xué)場(chǎng)所，應(yīng)只是教學(xué)方式的不同，而不是獨(dú)立于其他教室的存在。智慧教室在使用過(guò)程中，怎樣融合學(xué)校的教學(xué)平臺(tái)和教務(wù)管理、怎樣滿(mǎn)足教學(xué)對(duì)設(shè)備需求的多樣性，怎樣保存教學(xué)成果并方便地再使用，怎樣進(jìn)行教學(xué)數(shù)據(jù)的搜集、對(duì)比和分析等問(wèn)題，是目前智慧教室使用過(guò)程中面臨的問(wèn)題。

應(yīng)用云計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)、平臺(tái)服務(wù)和軟件服務(wù)，可以較好地解決當(dāng)前智慧教室使用過(guò)程中存在的問(wèn)題。

1 云桌面的應(yīng)用

當(dāng)前智慧教室的建設(shè)方案，大多是以平板作為學(xué)習(xí)終端，平板有著重量輕，易移動(dòng)、接線少等的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這種配置的智慧教室大多應(yīng)用于研討型教學(xué)方式，而對(duì)于需要演示、實(shí)操等的教學(xué)方式，存在明顯的計(jì)算能力不足、軟件無(wú)法運(yùn)行等情況。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)已深入到教學(xué)的各個(gè)方面，針對(duì)不同語(yǔ)言、不同學(xué)科、不同系統(tǒng)、不同年級(jí)、不同課程，能提供多種教學(xué)/實(shí)驗(yàn)環(huán)境，但傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)部署周期過(guò)長(zhǎng)，切換環(huán)境時(shí)每臺(tái)設(shè)備需要單獨(dú)安裝OS、基礎(chǔ)軟件、應(yīng)用并進(jìn)行必要的個(gè)性化設(shè)置，這樣會(huì)浪費(fèi)老師大量的時(shí)間精力。所以，新的方案要求能夠?qū)崿F(xiàn)桌面部署靈活便捷、易于維護(hù)，有效縮短環(huán)境切換的時(shí)間、以及后續(xù)新用戶(hù)增加時(shí)的部署周期。采用虛擬化桌面技術(shù)，基于桌面云服務(wù)，將系統(tǒng)鏡像在智能云終端設(shè)備進(jìn)行登錄，只需要一個(gè)賬戶(hù)，即可統(tǒng)一所有應(yīng)用，保證數(shù)據(jù)云端化，在云內(nèi)的任何地點(diǎn)進(jìn)行桌面漫游。采用統(tǒng)一的資源池，支持橫向擴(kuò)展并涵蓋學(xué)生網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、教師辦公桌面云，構(gòu)建全校統(tǒng)一的資源池，方便維護(hù)管理，統(tǒng)一管理，互為備份，提高學(xué)校計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠性。

2 云存儲(chǔ)的應(yīng)用

云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以冗余方式存儲(chǔ)在多個(gè)設(shè)施中，以及每個(gè)設(shè)施內(nèi)的多個(gè)設(shè)備中。在發(fā)生自然災(zāi)害、人為錯(cuò)誤或機(jī)械故障時(shí)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)按需要遷移到分布式的物理站點(diǎn)，并且不會(huì)引起數(shù)據(jù)丟失。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的有高度適配性和自我修復(fù)能力，可以保存多年之久。無(wú)論采用公有云、私有云或混合云，均部署在網(wǎng)絡(luò)上，通過(guò)設(shè)置權(quán)限和訪問(wèn)控制，保證多用戶(hù)環(huán)境下的私密性和安全性，達(dá)到數(shù)據(jù)共享的目的。隨著容量的增長(zhǎng)，允許用戶(hù)基于策略和服務(wù)模式按需線性地?cái)U(kuò)展性能和存取容量和速度，滿(mǎn)足數(shù)據(jù)海量增長(zhǎng)的需求。智慧教室能較為智能地錄制和編輯課程資源，并且在云存儲(chǔ)上積累了海量的課程資源，可以實(shí)現(xiàn)課前預(yù)習(xí)、課中引導(dǎo)、課后復(fù)習(xí)的三段式教學(xué)模式。

3 云教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用

智慧教室是學(xué)校的其中一個(gè)教學(xué)場(chǎng)所，應(yīng)使用學(xué)校統(tǒng)一的教務(wù)管理系統(tǒng)和教學(xué)云平臺(tái)，統(tǒng)一學(xué)校的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，統(tǒng)一應(yīng)用課程資源，一致性和可用性統(tǒng)一教學(xué)進(jìn)度，統(tǒng)一交互信息平臺(tái)，利于教學(xué)數(shù)據(jù)的搜集、對(duì)比和分析。

教學(xué)云以平臺(tái)為基礎(chǔ)、以服務(wù)為導(dǎo)向、以課程為中心、以資源為支撐、以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體，以信息資源建設(shè)和信息應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)為核心。集成網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、師生交流互動(dòng)、答疑和管理等功能，包括以課程為主線，高度整合校內(nèi)、校外的所有資源；以課程為中心，展開(kāi)作業(yè)、討論、評(píng)價(jià)考試、答疑等互動(dòng)教學(xué)活動(dòng)。

可以在線創(chuàng)建課程以及設(shè)置課程的學(xué)分考核機(jī)制、據(jù)庫(kù)配置與數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)表設(shè)置課程展示模板等，以及學(xué)生在線聽(tīng)課、在線閱讀、在線考試、在線互動(dòng)討論、學(xué)分審核、在線提問(wèn)、在線作業(yè)、獲得學(xué)分等。

為了減輕老師的教學(xué)工作量，支持添加助教功能。老師可以選擇合適的人選來(lái)?yè)?dān)當(dāng)本門(mén)課程的助教，協(xié)助老師進(jìn)行批改作業(yè)，實(shí)時(shí)答疑，考試閱卷等教學(xué)活動(dòng)。

關(guān)聯(lián)課程表進(jìn)行門(mén)禁管理，應(yīng)用學(xué)生數(shù)據(jù)進(jìn)行課堂點(diǎn)名，課堂效果記錄、作業(yè)布置和完成情況，統(tǒng)一成績(jī)管理等，不會(huì)造成信息孤島。

云教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用，能應(yīng)用信息化手段管理課堂，教師通過(guò)云教學(xué)平臺(tái)能及時(shí)解疑答惑，既能減輕教師的工作量，云計(jì)算和云存儲(chǔ)下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)具有著非常大的發(fā)展?jié)摿τ帜芴岣呓虒W(xué)的精細(xì)化程度。大大增加了師生在課堂之外的交流頻率，加強(qiáng)教學(xué)效率，提高教學(xué)水平。

智慧教室可以實(shí)現(xiàn)輔助教學(xué)，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，把在智慧教室的課堂錄制成課程資源，結(jié)合教學(xué)云平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)純網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)修學(xué)分等教學(xué)模式。

4 云安全的應(yīng)用

雖然采用了云技術(shù)，但傳統(tǒng)威脅依然存在，依然需要建立、健全威脅防護(hù)體系，面向物理和環(huán)境安全、網(wǎng)絡(luò)和通信安全、設(shè)備和計(jì)算安全、應(yīng)用和數(shù)據(jù)安全提供行之有效的防護(hù)手段。具體覆蓋物理和環(huán)境安全、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)安全、網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)控制、網(wǎng)絡(luò)安全審計(jì)、邊界完整性檢查、網(wǎng)絡(luò)入侵防御、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備防護(hù)、數(shù)據(jù)完整性?？刹扇〉闹饕踩胧┖图夹g(shù)包括但不限于防火墻、入侵防御系統(tǒng)、安全審計(jì)系統(tǒng)、防病毒網(wǎng)關(guān)、應(yīng)急響應(yīng)中心、虛擬化防護(hù)、云堡壘、集中的容災(zāi)備份中心等，通過(guò)構(gòu)建完整的數(shù)據(jù)安全保護(hù)能力，為云計(jì)算服務(wù)環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸安全、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全、數(shù)據(jù)審計(jì)安全提供支撐。

云安全模式通過(guò)將數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)在云計(jì)算服務(wù)器中，加強(qiáng)對(duì)核心數(shù)據(jù)的集中管控，比傳統(tǒng)分布在大量終端上的數(shù)據(jù)行為更安全。由于數(shù)據(jù)的集中，使得安全審計(jì)、安全評(píng)估、安全運(yùn)維等行為更加簡(jiǎn)單易行，同時(shí)更容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容錯(cuò)、高可用性和冗余及災(zāi)備恢復(fù)。

有了信息的安全保障，可以構(gòu)建教育部提出的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》提出的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”大平臺(tái)，打破時(shí)間和空間的限制，實(shí)現(xiàn)開(kāi)放性網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式。

在智慧教室中進(jìn)行課堂教學(xué)，可以實(shí)現(xiàn)教師、學(xué)生、教學(xué)終端、教學(xué)云平臺(tái)、視頻錄制五位一體。既可以完成傳統(tǒng)的教學(xué)模式，也可以實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂等的現(xiàn)代教學(xué)模式，還可以依托智慧教室和教學(xué)云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式。