基于云計(jì)算的在線學(xué)習(xí)平臺(tái)研究與設(shè)計(jì)

黃元文

摘要：隨著信息網(wǎng)絡(luò)化不斷發(fā)展，單純傳統(tǒng)的線下教育模式已不能滿足整個(gè)教育系統(tǒng)的需求。如何利用新興的計(jì)算機(jī)技術(shù)來提高教學(xué)管理質(zhì)量、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)習(xí)效率，落實(shí)高校立德樹人根本任務(wù)，更好開展教學(xué)活動(dòng)，一直是計(jì)算機(jī)在線學(xué)習(xí)平臺(tái)教學(xué)研究與設(shè)計(jì)的方向，而將云計(jì)算技術(shù)跟教學(xué)管理結(jié)合起來并運(yùn)用到實(shí)際教學(xué)中去，可以促成教學(xué)目標(biāo)更好的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算;在線學(xué)習(xí);教學(xué)管理

一、云計(jì)算的定義及特點(diǎn)

云計(jì)算（Cloud Computing），是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式，通過這種方式，在網(wǎng)絡(luò)上配置為共享的軟件資源、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和信息資源可以按需求提供給網(wǎng)上終端設(shè)備和終端用戶。[1]“云”其實(shí)是一種抽象比喻，云計(jì)算可通過互聯(lián)網(wǎng)來提供虛擬化資源及動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展，可作為一種信息資源通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸流通。云計(jì)算服務(wù)類型有三種分別為IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）、SaaS（軟件即服務(wù)）等，云計(jì)算技術(shù)架構(gòu)主要包括云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施及云計(jì)算操作系統(tǒng)，云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵技術(shù)包括數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施（供電、制冷、布線等）、物理資源（服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)等）、虛擬資源（虛擬主機(jī)、虛擬存儲(chǔ)、虛擬網(wǎng)絡(luò)等）組成，也就是設(shè)備層、資源層。云計(jì)算操作系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)包括分布式資源調(diào)度（分布式算法、控制鎖機(jī)制、消息隊(duì)列等）、資源管理（虛擬機(jī)管理、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)等）組成，也就是資源控制層，也稱資源池管理技術(shù)，資源池管理技術(shù)可對(duì)用戶提供大規(guī)模的存儲(chǔ)。云計(jì)算通常具有下列特點(diǎn)：

（1）超大規(guī)模：“云”具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模，具有巨大存儲(chǔ)能力，因?yàn)槿鏕oogle的云計(jì)算已有上百萬臺(tái)服務(wù)器，微軟、阿里的“云”均擁有好幾十萬臺(tái)的服務(wù)器。一般企業(yè)私有云都擁有成百上千臺(tái)服務(wù)器。

（2）虛擬化：云計(jì)算還可為用戶提供任意位置獲取應(yīng)用服務(wù)，請(qǐng)求的資源都是來自“云”上而不是固定有形實(shí)體，它是在“云”端運(yùn)行，用戶只需一臺(tái)筆記本或者手機(jī)就可及時(shí)能通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來獲取我們需要的一切資源，包括系列的計(jì)算任務(wù)。

（3）可擴(kuò)展性：由于用戶的需求應(yīng)用規(guī)模不是一成不變，而云計(jì)算可動(dòng)態(tài)伸縮去滿足用戶需求服務(wù)規(guī)模的增長(zhǎng)。

（4）廉價(jià)低成本：云計(jì)算的自動(dòng)化集中化管理資源特性就無需再負(fù)擔(dān)巨大數(shù)據(jù)中心管理成本費(fèi)用，“云”就是一個(gè)龐大資源池，云計(jì)算資源的利用率也比傳統(tǒng)線下方式利用資源率要提高。

（5）安全性：“云”端除了具有巨大存儲(chǔ)能力外，由于有強(qiáng)大數(shù)據(jù)安全維護(hù)專業(yè)團(tuán)隊(duì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理使得安全性得到保護(hù)，用戶無需擔(dān)心數(shù)據(jù)信息的丟失、泄露、被竊取或者被感染病毒等情況。

（6）共享性：云計(jì)算服務(wù)器端可以通過網(wǎng)格計(jì)算將大批量不同設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)連接和共享，實(shí)現(xiàn)資源的整合存儲(chǔ)并聯(lián)通共享，同時(shí)只要“云”端存儲(chǔ)有相關(guān)數(shù)據(jù)，用戶使用的終端都可及時(shí)通過互聯(lián)網(wǎng)訪問獲取相關(guān)請(qǐng)求服務(wù)，也可與他人共享該份數(shù)據(jù)服務(wù)。

二、云計(jì)算在線學(xué)習(xí)的思考與研究

完善育人機(jī)制模式，落實(shí)“三全育人”目標(biāo)，更需要新興技術(shù)的融入，提高教學(xué)效率，根據(jù)云計(jì)算具備一系列功能特性，可在有限的設(shè)備中發(fā)揮巨大效能。一方面通過云計(jì)算在線學(xué)習(xí)教務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)對(duì)于教學(xué)管理和教務(wù)管理起到很大幫助作用，因在平時(shí)教學(xué)難免會(huì)遇到時(shí)間緊任務(wù)重情況，可用云平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)試題案例庫(kù)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)情況、教學(xué)視頻內(nèi)容實(shí)時(shí)共享，可為學(xué)生提供一個(gè)在線隨學(xué)隨看隨時(shí)提取素材便捷途徑，節(jié)省學(xué)習(xí)時(shí)間，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，搭建云計(jì)算在線平臺(tái)極大推進(jìn)教育資源的共享應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)共建共享目標(biāo)，有效對(duì)教育資源的整合及時(shí)更新教育信息。另一方面在線下傳統(tǒng)方式中由于對(duì)教學(xué)資源存儲(chǔ)能力有限也遇到教學(xué)信息資源功能沒能很好發(fā)揮和起到示范作用，云計(jì)算學(xué)習(xí)平臺(tái)卻能夠充分大量存儲(chǔ)相關(guān)教學(xué)資源，教師們能持續(xù)不斷更新相應(yīng)的課程教學(xué)內(nèi)容，建立更多的課程教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)也便于管理和維護(hù)這些教學(xué)信息資源，也減輕教師的工作量同時(shí)會(huì)對(duì)學(xué)生起到在線及時(shí)輔導(dǎo)學(xué)習(xí)作用，用云計(jì)算平臺(tái)來實(shí)時(shí)監(jiān)督監(jiān)控學(xué)生學(xué)習(xí)情況，也可以依據(jù)學(xué)生們?cè)诰€學(xué)習(xí)測(cè)試、學(xué)習(xí)時(shí)間、在線討論、在線提交作業(yè)等情況來給學(xué)生平時(shí)成績(jī)打分，以此激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高教育教學(xué)資源的應(yīng)用價(jià)值，使教學(xué)資源發(fā)揮最大輻射作用。

三、云計(jì)算學(xué)習(xí)平臺(tái)設(shè)計(jì)與構(gòu)建

隨著經(jīng)濟(jì)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)逐漸走進(jìn)人們的生活?，F(xiàn)在，許多家庭和單位都組建了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，例如家庭網(wǎng)絡(luò)、辦公室網(wǎng)絡(luò)和校園網(wǎng)絡(luò)，還有許多商業(yè)性質(zhì)的網(wǎng)吧等。[2]正如隨著校園網(wǎng)絡(luò)得到普及和完善會(huì)為云計(jì)算學(xué)習(xí)平臺(tái)構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)訪問成功提供了基本保障。平臺(tái)設(shè)計(jì)構(gòu)建需從以下幾方面進(jìn)行：

（1）功能的需求與設(shè)計(jì)：與傳統(tǒng)實(shí)體課堂教學(xué)相對(duì)比，在完成傳統(tǒng)課堂教學(xué)任務(wù)條件下，進(jìn)一步充分利用在線優(yōu)勢(shì)能實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的分享和師生間能及時(shí)交流討論互動(dòng)，主要包括幾大類即圖片、文本、視頻、教學(xué)課件、音頻等等一系列教學(xué)內(nèi)容文件。需能高效將視頻、音頻為主教學(xué)文件資源共享到線上平臺(tái)，學(xué)生能及時(shí)下載瀏覽學(xué)習(xí)，教師能通過平臺(tái)快速完成答疑，在線學(xué)習(xí)測(cè)試、在線討論、在線提醒學(xué)生提交作業(yè)等。

（2）平臺(tái)的訪問方式：平臺(tái)訪問方式主要是兩種，一種是移動(dòng)端，一種是桌面端。學(xué)生可以用移動(dòng)端手機(jī)訪問學(xué)習(xí)平臺(tái)網(wǎng)站進(jìn)行學(xué)習(xí)瀏覽當(dāng)日學(xué)習(xí)內(nèi)容的教學(xué)資源并可以在線開展討論等操作;學(xué)生也可以利用桌面端來訪問學(xué)習(xí)平臺(tái)，桌面端可以利用常見計(jì)算機(jī)來訪問平臺(tái)網(wǎng)站。這兩種訪問方式滿足了學(xué)習(xí)者不同場(chǎng)合，不同時(shí)間空間的需求，學(xué)生可以在宿舍、教室用計(jì)算機(jī)訪問網(wǎng)站，也可以在校外使用手機(jī)訪問教學(xué)資源。

（3）平臺(tái)的用戶設(shè)置：平臺(tái)用戶角色主要有管理員、學(xué)生、教師三者。學(xué)生需要注冊(cè)作為用戶登錄、注冊(cè)完可修改個(gè)人信息，接著即可訪問教學(xué)視頻、音頻、課件等教學(xué)資源和在線提交作業(yè)、考試、留言等;教師需要通過教師頁面注冊(cè)作為用戶登錄，注冊(cè)后可修改個(gè)人信息，教師可上傳課件、文檔、圖片、音頻教學(xué)資源和在線答疑等;管理員可管理課程教學(xué)資源信息、管理教師用戶、管理學(xué)生用戶信息等

（4）平臺(tái)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)：學(xué)習(xí)平臺(tái)系統(tǒng)可由前臺(tái)端和后臺(tái)端兩部分組成，前端是系統(tǒng)與用戶交互界面，可直觀為用戶提供瀏覽、下載資源、留言等功能，當(dāng)用戶登錄網(wǎng)站需注冊(cè)才能下載資源、才可擁有對(duì)應(yīng)用戶權(quán)限，否則只能瀏覽網(wǎng)站卻無法進(jìn)行其他留言、下載等操作，用戶可以選擇學(xué)生或者教師角色進(jìn)行登錄。前端運(yùn)用HTML5和CSS3進(jìn)行布局實(shí)現(xiàn)。后臺(tái)端采用PHP和Mysql技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，后臺(tái)端主要負(fù)責(zé)對(duì)用戶信息管理（包括登錄密碼、賬戶等信息管理）、課程教學(xué)資源信息管理具有增、刪、改、查的功能，能高效對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)信息管理維護(hù)。整個(gè)學(xué)習(xí)平臺(tái)系統(tǒng)通過云服務(wù)器來遠(yuǎn)程托管及后期平臺(tái)維護(hù)。

結(jié)束語

教育興則國(guó)家興，教育強(qiáng)則國(guó)家強(qiáng)。隨著云計(jì)算技術(shù)不斷發(fā)展不斷進(jìn)步，將大大提高教學(xué)管理效率，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)的效率同時(shí)也更進(jìn)一步提高學(xué)校計(jì)算機(jī)硬件利用率，促進(jìn)了教育資源最大化的利用和共享，降低了高校對(duì)信息系統(tǒng)資源、成本投入。教育規(guī)模擴(kuò)大情況下始終需堅(jiān)持“立德樹人”和“素質(zhì)教育”，就能夠?yàn)閲?guó)家培養(yǎng)出一代一代合格的建設(shè)者和接班人，而新興技術(shù)信息化不斷發(fā)展壯大勢(shì)必在培養(yǎng)高質(zhì)量人才和落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)起到巨大作用，相信云計(jì)算在高校教育領(lǐng)域中將得到更廣泛運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚志彬，柳純錄.《系統(tǒng)集成項(xiàng)目管理工程師教程》[M].北京：清華大學(xué)出版社，2018：92.

[2]陳禹.《信息系統(tǒng)管理工程師教程》[M].北京：清華大學(xué)出版社，2019：122.