基於雲計算的數字化網絡教學平台的構建研究論文

[摘要]隨着雲計算技術與應用模式的快速發展與成熟，各類雲服務已經成為互聯網未來發展的一種重要方式。本文針對數字化網絡教學資源平台應用需求進行了分析，提出了基於雲計算的數字化網絡教學平台的技術構建和應用功能規劃方案，從而使數字化網絡教學平台能夠更好的發揮作用。

[關鍵詞]雲計算；網絡教學平台構建

一、雲計算概述

互聯網技術在快速發展與成熟，互聯網應用模式不斷創新，其中雲計算是未來互聯網應用的一個重要方向?。所謂“雲”，是指一個雲狀的、可以通過互聯網訪問的、由個人計算機和服務器構成的集合。雲計算的核心內容是：新的編程模型、新的IT基礎設施、新的商業模式。

雲計算的特點是：所有的軟件與服務都來自於虛擬的互聯網，從而提高IT效率，增強服務敏捷性，並最大限度地降低建設與使用成本。雲計算能夠讓客户從世界上的任何地方訪問“雲上”所有的應用程序和文件，從而不再受到桌面的限制，使得羣組成員之間的協作變得快捷方便[1]。

雲計算可根據其應用的層次與特點分為3種：公用雲、專用雲和混合雲。所謂公用雲是指為雲計算提供底層解決方案與服務的公用計算系統，公用雲不限制使用者，不屬於任何一個企業或個人;專用雲又稱為私有云。是指由企業或單個客户開發的大型專用、私用的雲服務，私用雲將按用户需要提供基礎設施，擁有服務器、網絡和磁盤，並且可以決定允許哪些用户使用這些設施;混合雲把公用雲模式與專用雲模式結合在一起，雲的提供者部分擁有權益，並通過一種可控方式部分與他人共享，混合雲是目前互聯網上的雲服務的主要方式[2]。雲計算與“雲服務”將在各個行業得到廣泛應用，其中教育領域的應用前景非常廣闊，雲計算可以應用於教學管理、學生交流與管理、實驗室建設與管理等方面。

二、基於雲計算的數字化網絡教學資源平台應用需求分析

我國各類教育機構、學校、高校數量龐大，其辦學規模、層次與學生素質差異極大。大部份學校在信息化建設過程中面臨資金、人力投入巨大，資源緊缺等問題。而云計算技術的發展與興起將大大改善這一狀況，雲計算與“雲服務”將為各層次水平的學校提供強大的在線應用功能服務。從而大大提升各類學校信息化水平。雲計算在我國教育領域應用需求主要體現在以下幾方面：

（1）雲計算降低了學校基礎資源建設中巨大的軟硬件成本，節約資本。對於我國各類學校來説，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後卻使用不了多長時間就需要更新或升級，這就意味着一大筆資源浪費。通過雲計算與“雲服務”學校能節約70%-80%的軟硬件投資，大大提升學校的辦學能力。

（2）雲計算有利於教育機構共享虛擬教學資源，提升教學水平。我網各類教育機構存規模和投入的差異巨大，一些知名院校有更多的'資金投入.擔當着更多前沿技術的研究課題，有更多與國際先進企業合作的機會。而一些規模不大的學校由於經費、師資與發展水平等問題，難以提供高質量的教學、實踐與實驗保障。但云計算的出現，將為各類學校提供了一個教學資源共享的環境，普通院校將同樣擁有類似國內外一流大學才能配置的超級實驗環境，因此雲計算既節省了開支，又打破了教學條件和環境的壁壘，讓更多老師、學生能利用互聯網上的虛擬教學資源，提升教學水平。

（3）雲計算有利於加強學校教學管理與交流協作。教學管理是保證教學質量和人才培養目標的關鍵，我國學校教學管理模式與手段差別巨大，教學質量難以保證。利用雲計算平台，教育主管部門能夠加強對各類學校教學質量的監控，同時促進學校之間的交流與協作，提升我國高等教育水平[3]。

三、基於雲計算的網絡教學資源平台技術構架

基於雲計算的網絡教學資源平台可採用教育主管部門主導，雲服務開發企業參與，公有云與私有云相結合的整體開發模式。雲計算網絡教學資源平台需要構建強大的底層技術支撐，同時需要開發符合教育機構需要的特色功能，其系統技術構架如下。

（1）硬件及網絡構架

基於雲計算的網絡教學資源平台將為教育機構提供統一的網絡與系統架構，各類學校沒有必要配置單獨的服務器和管理人員，而是採取集中管理的模式，只需要在重點城市配置一套大型服務器系統。各類學校都可以通過互聯網訪問雲計算教學資源平台，並獲得高質量的功能服務，這樣的網絡構架將使系統軟、硬件資源得到充分運用，大大降低運營成本。

（2）基於雲計算的教學資源平台的總體功能構架

基於雲計算的教學資源平台提供強大的資源整合功能，其技術平台採用多層的雲計算體系結構，其最底層是基礎設施層，提供計算、存儲、帶寬等按需的IaaS雲基礎設施服務，這是所有應用功能的基礎;第二層是為系統開發提供接口和軟件運行環境的PaaS服務層，這是雲計算教學資源管理系統及集成第三方開發應用功能的綜合管理平台;第三層是教學資源平台的應用功能層，提供在線的軟件SaaS服務，包括：教學管理、虛擬實驗室、學校協作交流等各類功能模塊;第四層是客户端訪問層，訪問方式包括：電腦PC、4G手機及其他移動終端。以上4個層面整合構成了雲計算教學資源功能構架平台。

四、基於雲計算的網絡教學資源平台應用功能規劃

（1）基於雲計算的教學管理系統

如果採用基於雲計算的SaaS一“軟件即服務”模式，那麼各類教學管理軟件都可採用類似於租借的形式.統統來自於SaaS的“雲海”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“雲服務”使用：選課、查詢成績與學分、班級管理、提交作業等功能;老師可以通過“雲服務”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“雲服務”使用：學生管理、學籍管理、資料存檔、待辦事項處理等，因此雲計算服務將為我國教育機構提升強大的教學事務處理、教學管理監控、教學質量評測、教學辦公流程與協作的綜合管理功能。

（2）基於雲計算的虛擬實驗室

所謂雲計算虛擬實驗室，是指一個集虛擬實驗教學管理系統、實驗課教學指導系統、網絡實驗仿真等功能為一體的強大的網上運行系統，這樣就可解決因實驗經費不足或高檔次、高價位設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、元器件丟失等現象。同時虛擬實驗還可以模擬實驗室中沒有的設備，而且還可以不受時空的限制方便地進行實驗。因此，基於雲計算的虛擬實驗室將為普通院校提供一流的實驗資源，隨着雲計算技術的成熟與發展，只需要開發一些虛擬實驗室功能，並部署在“雲服務器”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量與教學水平。

（3）基於雲計算的虛擬實踐教學系統

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量提升的關鍵因素之一。而通過基於雲計算的實踐教學系統，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作，在“雲端”實現見習與實訓的指導、交流、評測、監控等教學與管理工作，甚至能夠在“雲端”實現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）基於雲計算的教育信息協作、互動交流平台

教育質量提升是一個整體、系統工程，各類學校之間的交流與協作是促進知識傳播與創新，促進資源共享的重要舉措，同樣學生之間、師生之間、學校與企業之間都存在着大量的互動交流需求。

五、結束語

隨着雲計算技術與應用模式的快速發展與成熟，各類“雲服務”已經成為互聯網未來發展的一種重要方式。我國教育領域正在進行改革與創新，雲計算與“雲服務”在我國教育領域中將得到廣泛應用，因此基於雲計算的教學資源平台將發揮巨大作用。要建立此類教學資源平台，首先教育主管部門要提高互聯網科技應用意識，要站在教育整體發展戰略的高度認識雲計算應用模式對教育資源的巨大整合作用。其次，需要開展雲計算應用需求分析、系統構建、技術開發與實現等方面科學研究，同時需要利用軟件企業的技術力量進行商業化開發運營，不斷加強資源與內容建設，並加強雲計算教學資源平台的功能開發，促進各類教育資源建設的發展與創新。

[參考文獻]

[1]MichaelMiller.雲計算[M].北京：機械工業出版社，2009

[2]王慶波.雲計算實踐之道一戰略藍圖與技術架構[M].北京：電子工業出版社，2011