基于云計(jì)算的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建研究論文
[摘要]隨著云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用模式的快速發(fā)展與成熟，各類云服務(wù)已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展的一種重要方式。本文針對(duì)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)應(yīng)用需求進(jìn)行了分析，提出了基于云計(jì)算的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的技術(shù)構(gòu)建和應(yīng)用功能規(guī)劃方案，從而使數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)能夠更好的發(fā)揮作用。
[關(guān)鍵詞]云計(jì)算；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建
一、云計(jì)算概述
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在快速發(fā)展與成熟，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式不斷創(chuàng)新，其中云計(jì)算是未來互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一個(gè)重要方向?。所謂“云”，是指一個(gè)云狀的、可以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問的、由個(gè)人計(jì)算機(jī)和服務(wù)器構(gòu)成的集合。云計(jì)算的核心內(nèi)容是：新的編程模型、新的IT基礎(chǔ)設(shè)施、新的商業(yè)模式。
云計(jì)算的特點(diǎn)是：所有的軟件與服務(wù)都來自于虛擬的互聯(lián)網(wǎng)，從而提高IT效率，增強(qiáng)服務(wù)敏捷性，并最大限度地降低建設(shè)與使用成本。云計(jì)算能夠讓客戶從世界上的任何地方訪問“云上”所有的應(yīng)用程序和文件，從而不再受到桌面的限制，使得群組成員之間的協(xié)作變得快捷方便[1]。
云計(jì)算可根據(jù)其應(yīng)用的層次與特點(diǎn)分為3種：公用云、專用云和混合云。所謂公用云是指為云計(jì)算提供底層解決方案與服務(wù)的公用計(jì)算系統(tǒng)，公用云不限制使用者，不屬于任何一個(gè)企業(yè)或個(gè)人;專用云又稱為私有云。是指由企業(yè)或單個(gè)客戶開發(fā)的大型專用、私用的云服務(wù)，私用云將按用戶需要提供基礎(chǔ)設(shè)施，擁有服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和磁盤，并且可以決定允許哪些用戶使用這些設(shè)施;混合云把公用云模式與專用云模式結(jié)合在一起，云的提供者部分擁有權(quán)益，并通過一種可控方式部分與他人共享，混合云是目前互聯(lián)網(wǎng)上的云服務(wù)的主要方式[2]。云計(jì)算與“云服務(wù)”將在各個(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，其中教育領(lǐng)域的應(yīng)用前景非常廣闊，云計(jì)算可以應(yīng)用于教學(xué)管理、學(xué)生交流與管理、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理等方面。
二、基于云計(jì)算的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)應(yīng)用需求分析
我國各類教育機(jī)構(gòu)、學(xué)校、高校數(shù)量龐大，其辦學(xué)規(guī)模、層次與學(xué)生素質(zhì)差異極大。大部份學(xué)校在信息化建設(shè)過程中面臨資金、人力投入巨大，資源緊缺等問題。而云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展與興起將大大改善這一狀況，云計(jì)算與“云服務(wù)”將為各層次水平的學(xué)校提供強(qiáng)大的在線應(yīng)用功能服務(wù)。從而大大提升各類學(xué)校信息化水平。云計(jì)算在我國教育領(lǐng)域應(yīng)用需求主要體現(xiàn)在以下幾方面：
（1）云計(jì)算降低了學(xué)校基礎(chǔ)資源建設(shè)中巨大的軟硬件成本，節(jié)約資本。對(duì)于我國各類學(xué)校來說，無論是日常辦公還是教學(xué)、科研與實(shí)驗(yàn)等各方面的軟硬件投入都是一筆巨大的開支。特別是科研與實(shí)驗(yàn)室的軟件投入，這些軟件往往在投入巨大后卻使用不了多長時(shí)間就需要更新或升級(jí)，這就意味著一大筆資源浪費(fèi)。通過云計(jì)算與“云服務(wù)”學(xué)校能節(jié)約70%-80%的軟硬件投資，大大提升學(xué)校的辦學(xué)能力。
（2）云計(jì)算有利于教育機(jī)構(gòu)共享虛擬教學(xué)資源，提升教學(xué)水平。我網(wǎng)各類教育機(jī)構(gòu)存規(guī)模和投入的差異巨大，一些知名院校有更多的資金投入.擔(dān)當(dāng)著更多前沿技術(shù)的研究課題，有更多與國際先進(jìn)企業(yè)合作的機(jī)會(huì)。而一些規(guī)模不大的學(xué)校由于經(jīng)費(fèi)、師資與發(fā)展水平等問題，難以提供高質(zhì)量的教學(xué)、實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)保障。但云計(jì)算的出現(xiàn)，將為各類學(xué)校提供了一個(gè)教學(xué)資源共享的環(huán)境，普通院校將同樣擁有類似國內(nèi)外一流大學(xué)才能配置的超級(jí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，因此云計(jì)算既節(jié)省了開支，又打破了教學(xué)條件和環(huán)境的壁壘，讓更多老師、學(xué)生能利用互聯(lián)網(wǎng)上的虛擬教學(xué)資源，提升教學(xué)水平。
（3）云計(jì)算有利于加強(qiáng)學(xué)校教學(xué)管理與交流協(xié)作。教學(xué)管理是保證教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)目標(biāo)的關(guān)鍵，我國學(xué)校教學(xué)管理模式與手段差別巨大，教學(xué)質(zhì)量難以保證。利用云計(jì)算平臺(tái)，教育主管部門能夠加強(qiáng)對(duì)各類學(xué)校教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控，同時(shí)促進(jìn)學(xué)校之間的交流與協(xié)作，提升我國高等教育水平[3]。
三、基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)技術(shù)構(gòu)架
基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)可采用教育主管部門主導(dǎo)，云服務(wù)開發(fā)企業(yè)參與，公有云與私有云相結(jié)合的整體開發(fā)模式。云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)需要構(gòu)建強(qiáng)大的底層技術(shù)支撐，同時(shí)需要開發(fā)符合教育機(jī)構(gòu)需要的特色功能，其系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)架如下。
（1）硬件及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架
基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)將為教育機(jī)構(gòu)提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)架構(gòu)，各類學(xué)校沒有必要配置單獨(dú)的服務(wù)器和管理人員，而是采取集中管理的模式，只需要在重點(diǎn)城市配置一套大型服務(wù)器系統(tǒng)。各類學(xué)校都可以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問云計(jì)算教學(xué)資源平臺(tái)，并獲得高質(zhì)量的功能服務(wù)，這樣的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架將使系統(tǒng)軟、硬件資源得到充分運(yùn)用，大大降低運(yùn)營成本。
（2）基于云計(jì)算的教學(xué)資源平臺(tái)的總體功能構(gòu)架
基于云計(jì)算的教學(xué)資源平臺(tái)提供強(qiáng)大的資源整合功能，其技術(shù)平臺(tái)采用多層的云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)，其最底層是基礎(chǔ)設(shè)施層，提供計(jì)算、存儲(chǔ)、帶寬等按需的IaaS云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，這是所有應(yīng)用功能的基礎(chǔ);第二層是為系統(tǒng)開發(fā)提供接口和軟件運(yùn)行環(huán)境的PaaS服務(wù)層，這是云計(jì)算教學(xué)資源管理系統(tǒng)及集成第三方開發(fā)應(yīng)用功能的綜合管理平臺(tái);第三層是教學(xué)資源平臺(tái)的應(yīng)用功能層，提供在線的軟件SaaS服務(wù)，包括：教學(xué)管理、虛擬實(shí)驗(yàn)室、學(xué)校協(xié)作交流等各類功能模塊;第四層是客戶端訪問層，訪問方式包括：電腦PC、4G手機(jī)及其他移動(dòng)終端。以上4個(gè)層面整合構(gòu)成了云計(jì)算教學(xué)資源功能構(gòu)架平臺(tái)。
四、基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)應(yīng)用功能規(guī)劃
（1）基于云計(jì)算的教學(xué)管理系統(tǒng)
如果采用基于云計(jì)算的SaaS一“軟件即服務(wù)”模式，那么各類教學(xué)管理軟件都可采用類似于租借的形式.統(tǒng)統(tǒng)來自于SaaS的“云海”中。其中各類學(xué)校教學(xué)管理功能將獲得極大提升，學(xué)生可以通過“云服務(wù)”使用：選課、查詢成績與學(xué)分、班級(jí)管理、提交作業(yè)等功能;老師可以通過“云服務(wù)”使用：成績錄入、課程管理、學(xué)生交流等功能;教學(xué)管理人員可以通過“云服務(wù)”使用：學(xué)生管理、學(xué)籍管理、資料存檔、待辦事項(xiàng)處理等，因此云計(jì)算服務(wù)將為我國教育機(jī)構(gòu)提升強(qiáng)大的教學(xué)事務(wù)處理、教學(xué)管理監(jiān)控、教學(xué)質(zhì)量評(píng)測、教學(xué)辦公流程與協(xié)作的綜合管理功能。
（2）基于云計(jì)算的虛擬實(shí)驗(yàn)室
所謂云計(jì)算虛擬實(shí)驗(yàn)室，是指一個(gè)集虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)課教學(xué)指導(dǎo)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)仿真等功能為一體的強(qiáng)大的'網(wǎng)上運(yùn)行系統(tǒng)，這樣就可解決因?qū)嶒?yàn)經(jīng)費(fèi)不足或高檔次、高價(jià)位設(shè)備缺乏所不能開出的實(shí)物實(shí)驗(yàn)課，同時(shí)也不會(huì)造成因使用不當(dāng)，管理不善等因素造成的儀器損壞、元器件丟失等現(xiàn)象。同時(shí)虛擬實(shí)驗(yàn)還可以模擬實(shí)驗(yàn)室中沒有的設(shè)備，而且還可以不受時(shí)空的限制方便地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。因此，基于云計(jì)算的虛擬實(shí)驗(yàn)室將為普通院校提供一流的實(shí)驗(yàn)資源，隨著云計(jì)算技術(shù)的成熟與發(fā)展，只需要開發(fā)一些虛擬實(shí)驗(yàn)室功能，并部署在“云服務(wù)器”上，所有學(xué)生就能共享使用，從而大大降低了成本，也提升了中、低層次院校的教育質(zhì)量與教學(xué)水平。
（3）基于云計(jì)算的虛擬實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)
實(shí)踐教學(xué)一直是教育的重點(diǎn)與難點(diǎn)，實(shí)踐教學(xué)成本高、分散性強(qiáng)，很難進(jìn)行控制與評(píng)測，因此，各類學(xué)校很難大量開展與實(shí)施，這是制約學(xué)校教學(xué)質(zhì)量提升的關(guān)鍵因素之一。而通過基于云計(jì)算的實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)，老師、學(xué)生、教學(xué)管理人員能夠跨時(shí)間、跨空間的進(jìn)行交流與協(xié)作，在“云端”實(shí)現(xiàn)見習(xí)與實(shí)訓(xùn)的指導(dǎo)、交流、評(píng)測、監(jiān)控等教學(xué)與管理工作，甚至能夠在“云端”實(shí)現(xiàn)視頻實(shí)踐教學(xué)展示與交流，這將大幅提升大學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手的操作能力，大大提升各類院校實(shí)踐教學(xué)水平。
（4）基于云計(jì)算的教育信息協(xié)作、互動(dòng)交流平臺(tái)
教育質(zhì)量提升是一個(gè)整體、系統(tǒng)工程，各類學(xué)校之間的交流與協(xié)作是促進(jìn)知識(shí)傳播與創(chuàng)新，促進(jìn)資源共享的重要舉措，同樣學(xué)生之間、師生之間、學(xué)校與企業(yè)之間都存在著大量的互動(dòng)交流需求。
五、結(jié)束語
隨著云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用模式的快速發(fā)展與成熟，各類“云服務(wù)”已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展的一種重要方式。我國教育領(lǐng)域正在進(jìn)行改革與創(chuàng)新，云計(jì)算與“云服務(wù)”在我國教育領(lǐng)域中將得到廣泛應(yīng)用，因此基于云計(jì)算的教學(xué)資源平臺(tái)將發(fā)揮巨大作用。要建立此類教學(xué)資源平臺(tái)，首先教育主管部門要提高互聯(lián)網(wǎng)科技應(yīng)用意識(shí)，要站在教育整體發(fā)展戰(zhàn)略的高度認(rèn)識(shí)云計(jì)算應(yīng)用模式對(duì)教育資源的巨大整合作用。其次，需要開展云計(jì)算應(yīng)用需求分析、系統(tǒng)構(gòu)建、技術(shù)開發(fā)與實(shí)現(xiàn)等方面科學(xué)研究，同時(shí)需要利用軟件企業(yè)的技術(shù)力量進(jìn)行商業(yè)化開發(fā)運(yùn)營，不斷加強(qiáng)資源與內(nèi)容建設(shè)，并加強(qiáng)云計(jì)算教學(xué)資源平臺(tái)的功能開發(fā)，促進(jìn)各類教育資源建設(shè)的發(fā)展與創(chuàng)新。
[參考文獻(xiàn)]
[1]MichaelMiller.云計(jì)算[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009
[2]王慶波.云計(jì)算實(shí)踐之道一戰(zhàn)略藍(lán)圖與技術(shù)架構(gòu)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011
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