基于云計算的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學平臺的構(gòu)建研究論文
[摘要]隨著云計算技術(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。本文針對數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學資源平臺應(yīng)用需求進行了分析，提出了基于云計算的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學平臺的技術(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)教學平臺能夠更好的發(fā)揮作用。
[關(guān)鍵詞]云計算；網(wǎng)絡(luò)教學平臺構(gòu)建
一、云計算概述
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，其中云計算是未來互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一個重要方向?。所謂“云”，是指一個云狀的、可以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問的、由個人計算機和服務(wù)器構(gòu)成的集合。云計算的核心內(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。
云計算的特點是：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，增強服務(wù)敏捷性，并最大限度地降低建設(shè)與使用成本。云計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]。
云計算可根據(jù)其應(yīng)用的層次與特點分為3種：公用云、專用云和混合云。所謂公用云是指為云計算提供底層解決方案與服務(wù)的公用計算系統(tǒng)，公用云不限制使用者，不屬于任何一個企業(yè)或個人;專用云又稱為私有云。是指由企業(yè)或單個客戶開發(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]。云計算與“云服務(wù)”將在各個行業(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，云計算可以應(yīng)用于教學管理、學生交流與管理、實驗室建設(shè)與管理等方面。
二、基于云計算的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學資源平臺應(yīng)用需求分析
我國各類教育機構(gòu)、學校、高校數(shù)量龐大，其辦學規(guī)模、層次與學生素質(zhì)差異極大。大部份學校在信息化建設(shè)過程中面臨資金、人力投入巨大，資源緊缺等問題。而云計算技術(shù)的發(fā)展與興起將大大改善這一狀況，云計算與“云服務(wù)”將為各層次水平的學校提供強大的在線應(yīng)用功能服務(wù)。從而大大提升各類學校信息化水平。云計算在我國教育領(lǐng)域應(yīng)用需求主要體現(xiàn)在以下幾方面：
（1）云計算降低了學校基礎(chǔ)資源建設(shè)中巨大的軟硬件成本，節(jié)約資本。對于我國各類學校來說，無論是日常辦公還是教學、科研與實驗等各方面的軟硬件投入都是一筆巨大的開支。特別是科研與實驗室的軟件投入，這些軟件往往在投入巨大后卻使用不了多長時間就需要更新或升級，這就意味著一大筆資源浪費。通過云計算與“云服務(wù)”學校能節(jié)約70%-80%的軟硬件投資，大大提升學校的辦學能力。
（2）云計算有利于教育機構(gòu)共享虛擬教學資源，提升教學水平。我網(wǎng)各類教育機構(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.擔當著更多前沿技術(shù)的研究課題，有更多與國際先進企業(yè)合作的機會。而一些規(guī)模不大的學校由于經(jīng)費、師資與發(fā)展水平等問題，難以提供高質(zhì)量的教學、實踐與實驗保障。但云計算的出現(xiàn)，將為各類學校提供了一個教學資源共享的環(huán)境，普通院校將同樣擁有類似國內(nèi)外一流大學才能配置的超級實驗環(huán)境，因此云計算既節(jié)省了開支，又打破了教學條件和環(huán)境的壁壘，讓更多老師、學生能利用互聯(lián)網(wǎng)上的虛擬教學資源，提升教學水平。
（3）云計算有利于加強學校教學管理與交流協(xié)作。教學管理是保證教學質(zhì)量和人才培養(yǎng)目標的關(guān)鍵，我國學校教學管理模式與手段差別巨大，教學質(zhì)量難以保證。利用云計算平臺，教育主管部門能夠加強對各類學校教學質(zhì)量的監(jiān)控，同時促進學校之間的交流與協(xié)作，提升我國高等教育水平[3]。
三、基于云計算的網(wǎng)絡(luò)教學資源平臺技術(shù)構(gòu)架
基于云計算的網(wǎng)絡(luò)教學資源平臺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。云計算網(wǎng)絡(luò)教學資源平臺需要構(gòu)建強大的底層技術(shù)支撐，同時需要開發(fā)符合教育機構(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
基于云計算的網(wǎng)絡(luò)教學資源平臺將為教育機構(gòu)提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)架構(gòu)，各類學校沒有必要配置單獨的服務(wù)器和管理人員，而是采取集中管理的模式，只需要在重點城市配置一套大型服務(wù)器系統(tǒng)。各類學校都可以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問云計算教學資源平臺，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用，大大降低運營成本。
（2）基于云計算的教學資源平臺的總體功能構(gòu)架
基于云計算的教學資源平臺提供強大的資源整合功能，其技術(shù)平臺采用多層的云計算體系結(jié)構(gòu)，其最底層是基礎(chǔ)設(shè)施層，提供計算、存儲、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)提供接口和軟件運行環(huán)境的PaaS服務(wù)層，這是云計算教學資源管理系統(tǒng)及集成第三方開發(fā)應(yīng)用功能的綜合管理平臺;第三層是教學資源平臺的應(yīng)用功能層，提供在線的軟件SaaS服務(wù)，包括：教學管理、虛擬實驗室、學校協(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手機及其他移動終端。以上4個層面整合構(gòu)成了云計算教學資源功能構(gòu)架平臺。
四、基于云計算的網(wǎng)絡(luò)教學資源平臺應(yīng)用功能規(guī)劃
（1）基于云計算的教學管理系統(tǒng)
如果采用基于云計算的SaaS一“軟件即服務(wù)”模式，那么各類教學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。其中各類學校教學管理功能將獲得極大提升，學生可以通過“云服務(wù)”使用：選課、查詢成績與學分、班級管理、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、學生交流等功能;教學管理人員可以通過“云服務(wù)”使用：學生管理、學籍管理、資料存檔、待辦事項處理等，因此云計算服務(wù)將為我國教育機構(gòu)提升強大的教學事務(wù)處理、教學管理監(jiān)控、教學質(zhì)量評測、教學辦公流程與協(xié)作的綜合管理功能。
（2）基于云計算的虛擬實驗室
所謂云計算虛擬實驗室，是指一個集虛擬實驗教學管理系統(tǒng)、實驗課教學指導(dǎo)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)實驗仿真等功能為一體的強大的'網(wǎng)上運行系統(tǒng)，這樣就可解決因?qū)嶒灲?jīng)費不足或高檔次、高價位設(shè)備缺乏所不能開出的實物實驗課，同時也不會造成因使用不當，管理不善等因素造成的儀器損壞、元器件丟失等現(xiàn)象。同時虛擬實驗還可以模擬實驗室中沒有的設(shè)備，而且還可以不受時空的限制方便地進行實驗。因此，基于云計算的虛擬實驗室將為普通院校提供一流的實驗資源，隨著云計算技術(shù)的成熟與發(fā)展，只需要開發(fā)一些虛擬實驗室功能，并部署在“云服務(wù)器”上，所有學生就能共享使用，從而大大降低了成本，也提升了中、低層次院校的教育質(zhì)量與教學水平。
（3）基于云計算的虛擬實踐教學系統(tǒng)
實踐教學一直是教育的重點與難點，實踐教學成本高、分散性強，很難進行控制與評測，因此，各類學校很難大量開展與實施，這是制約學校教學質(zhì)量提升的關(guān)鍵因素之一。而通過基于云計算的實踐教學系統(tǒng)，老師、學生、教學管理人員能夠跨時間、跨空間的進行交流與協(xié)作，在“云端”實現(xiàn)見習與實訓的指導(dǎo)、交流、評測、監(jiān)控等教學與管理工作，甚至能夠在“云端”實現(xiàn)視頻實踐教學展示與交流，這將大幅提升大學生實踐動手的操作能力，大大提升各類院校實踐教學水平。
（4）基于云計算的教育信息協(xié)作、互動交流平臺
教育質(zhì)量提升是一個整體、系統(tǒng)工程，各類學校之間的交流與協(xié)作是促進知識傳播與創(chuàng)新，促進資源共享的重要舉措，同樣學生之間、師生之間、學校與企業(yè)之間都存在著大量的互動交流需求。
五、結(jié)束語
隨著云計算技術(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)域正在進行改革與創(chuàng)新，云計算與“云服務(wù)”在我國教育領(lǐng)域中將得到廣泛應(yīng)用，因此基于云計算的教學資源平臺將發(fā)揮巨大作用。要建立此類教學資源平臺，首先教育主管部門要提高互聯(lián)網(wǎng)科技應(yīng)用意識，要站在教育整體發(fā)展戰(zhàn)略的高度認識云計算應(yīng)用模式對教育資源的巨大整合作用。其次，需要開展云計算應(yīng)用需求分析、系統(tǒng)構(gòu)建、技術(shù)開發(fā)與實現(xiàn)等方面科學研究，同時需要利用軟件企業(yè)的技術(shù)力量進行商業(yè)化開發(fā)運營，不斷加強資源與內(nèi)容建設(shè)，并加強云計算教學資源平臺的功能開發(fā)，促進各類教育資源建設(shè)的發(fā)展與創(chuàng)新。
[參考文獻]
[1]MichaelMiller.云計算[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009
[2]王慶波.云計算實踐之道一戰(zhàn)略藍圖與技術(shù)架構(gòu)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011
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