云計算平臺在教學中的應用研究

　　構(gòu)建云計算教學平臺可以有效拓展學生獲取知識的渠道，有助于學生從多角度審視問題，樹立學生在學習過程中的主觀能動性，此外云計算平臺的推廣應用是對現(xiàn)有教學模式改革，實現(xiàn)教育教學質(zhì)量的進一步提升。云計算平臺在建設過程中需要充分考慮到相關技術的應用特點，結(jié)合實際環(huán)境的具體需求，保證云計算技術與教育教學需求的有效結(jié)合。

　　《教育科學》主要刊登：教育改革方面的論文及實驗報告、當前社會和教育界關注的重大教育方面的問題、國內(nèi)外教育理論與實踐研究的最新成果。讀者對象為教育科學研究工作者、教育行政管理人員、師范院校師生。

　　隨著信息技術在教育領域的不斷成熟，通過信息化成果推動教學水平的不斷提高已獲得了廣泛認可，各高校都已經(jīng)在積極搭建信息化教育平臺，并借此為載體實現(xiàn)對學生學習效率的有效提升。云計算教學平臺搭建是基于云計算環(huán)境，并以此構(gòu)成具有鮮明特點的信息化教學環(huán)境，來輔導教師和學生完成課程學習，促進授課教師與學生之間的良好溝通，不斷促進教學水平的提高。云計算平臺的教學資源不存儲在客戶端而是存在于網(wǎng)絡中，其具體的教學網(wǎng)絡均通過網(wǎng)絡來實現(xiàn)，通過信息化與教育的深度結(jié)合，使得教育教學更加的個性化、多樣化以及專業(yè)化，學生可以根據(jù)自身的學習情況來選擇適合自己的優(yōu)秀教學資源，實現(xiàn)在教學過程中更加主動，有效提升學生的學習興趣和學習能力。

　　1 云計算平臺在教學中應用的重要意義

　　1.1 實現(xiàn)教學資源的高效共享性

　　搭建教學資源云計算平臺使學生獲取知識的平臺不再局限于學校課堂，學生可以不限地點不限時間的在云平臺上獲取優(yōu)質(zhì)的教學資源，更加有利于學生從更多方面對學習內(nèi)容進行思考，培養(yǎng)學生獨立學習的能力。傳統(tǒng)的教學資源共享更加注重于對圖文、視頻資源等靜態(tài)或半動態(tài)資源的分享，而對于師生在知識交流過程中產(chǎn)生的智力資源缺乏必要的存儲，這在很大程度上就忽略了學生本身的主觀能動性，而教學資源云平臺的搭建可以充分利用現(xiàn)代信息技術實現(xiàn)對教學互動過程的充分挖掘，實現(xiàn)教學資源共享更加高效性�；�于云計算平臺的數(shù)字化教學資源建設，可以有效緩解每臺計算機的計算任務和存儲任務，通過將教學資源安放在云存儲空間中，又可以保證每臺計算機可以獨立訪問數(shù)字化教學資源，實現(xiàn)教學資源的共同開發(fā)與共同受益。

　　1.2 推進教學模式的改革

　　學生可以在云計算平臺上獲取大量教學資源，既可以實現(xiàn)對已學課程的復習，又可以對未學進行預習，這種學習模式將會有效推動傳統(tǒng)以教師為主體的授課方式的轉(zhuǎn)變。通過搭建基于云計算的教學資源平臺，實現(xiàn)教學主體逐漸向以學生為主體過渡，學生在學習過程中掌握更多獨立性，學生可以借助共享化的教學資源實現(xiàn)自身知識體系的搭建，打破了以往知識的壟斷性，克服了教學資源分散、基礎設施建設重復、硬件和系統(tǒng)消耗較大而形成的“數(shù)字鴻溝”，實現(xiàn)學生知識獲取的便利性，此外云計算平臺的建設還實現(xiàn)了教學資源建設的分工化，有效規(guī)避了對不必要資源的浪費。在這種新教學模式下，教師應通過云計算平臺實現(xiàn)與學生的有效溝通，更加及時地獲取學生的知識反饋，進而提高學生的學習質(zhì)量。

　　1.3 解決教育教學成本問題

　　隨著教育教學改革的不斷深入，數(shù)字化教學已經(jīng)在教育過程中發(fā)揮著越來越重要的作用，而推進數(shù)字化教學建設的基礎就是有效保證軟硬件條件和網(wǎng)絡環(huán)境，這樣才能實現(xiàn)教學資源的存儲、編輯和檢索等工作。我國傳統(tǒng)的教學資源管理模式是采取層級式的建設模式，而這種資源建設模式往往需要較大的資金投入，對網(wǎng)絡寬帶、硬件資源、地域因素等都有一定要求�；�于云計算平臺的教學資源建設普遍采取集群架構(gòu)技術，可以在很大程度上節(jié)約資源成本，這就對數(shù)字化教學在全國范圍的推廣奠定基礎，有效緩解成本投入對數(shù)字化教學推廣的制約。

　　2 云計算平臺在教學中應用的技術概述

　　2.1 云計算體系結(jié)構(gòu)的分析

　　云計算屬于一種分布式計算機技術，通過充分使用網(wǎng)絡來將計算處理過程進行拆分，最后在由服務器實現(xiàn)處理結(jié)果對用戶的反饋，目前較為常用的云計算的包括SaaS、PaaS和IaaS三類，由于不同的服務商往往采用不同的解決方案，因此目前還未能形成較為統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)，常用的云計算體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，其主要包括物理資源層、資源池、管理中間件和SOA構(gòu)建層四個部分。物理資源層是對計算機、存儲器、網(wǎng)絡設施等物理資源的描述，是開展云計算的基礎。資源池根據(jù)要完成的功能不同，包括計算資源池、資源存儲池、網(wǎng)絡資源池或軟件資源池等。管理資源件是保證對云計算資源進行有效管理的部分，通過用戶管理、任務管理、資源管理等實現(xiàn)計算資源管理的高效化。SOA構(gòu)建層的主要功能是為了滿足Web Services而將云計算進行封裝。

　　2.2 云服務技術分析

　　云服務是指基于Web的網(wǎng)絡服務，用戶可以按照自身需要在網(wǎng)絡上使用IT資源服務，用戶無需投建物理基礎設施，只需要與云服務提供商之間執(zhí)行相應協(xié)議。云服務可以實現(xiàn)技術的透明性，用戶可以不需要關系技術的具體細節(jié)并可以保持原有的使用體驗，此外由于計算平臺和應用透明，部分繁瑣工作可由虛擬機直接實現(xiàn)。云服務不僅僅是一種孤立的產(chǎn)品和服務，而是有多種產(chǎn)品和服務構(gòu)成的端到端的解決方案，云服務的基本功能包括云計算服務和云存儲，總結(jié)云服務具有易獲取、成本低、按需擴展和數(shù)據(jù)安全的特點。

　　2.3 教育云功能應用分析

　　基于云計算功能的教學平臺通常被稱為教育云平臺，教育信息化中所包括的硬件計算資源是教育云中的重要內(nèi)容，在完成計算資源的虛擬化之后可以為師生提供服務。教育云平臺的建設在很大上打破了傳統(tǒng)教育信息化的邊界，促進教育中教學、學習、管理和互動的便捷化轉(zhuǎn)變。教育云實現(xiàn)云計算與教育資源的有效融合，是響應國家“十三五”期間對建設大規(guī)模共享教育資源庫的要求。教育云需要包括云學習、云教研、云評價和云存儲等在內(nèi)的功能，在云學習模式下，學生可以通過賬號而登錄到云端參與學習，保證了學生在學習過程中的主觀能動性。云教研功能落點于對教師個人教學水平的提升，打破了空間和時間的限制。云評價是教師對學生的課堂表現(xiàn)和成績進行評價，保證學生家長可以更加有效的了解學生的日常情況，同時家長也可以在平臺上及時與教師進行反饋。云存儲是指利用分布式存儲技術實現(xiàn)碎片化存儲，為數(shù)據(jù)存儲提供高可靠性。

　　3 基于云計算平臺教學資源建設相關建議

　　3.1 建設扁平化網(wǎng)絡的云計算平臺

　　傳統(tǒng)的網(wǎng)絡在使用過程中具有易延遲和易阻塞的缺點，在建設云計算平臺過程中可以通過打造扁平化的網(wǎng)絡來最大程度上利用云計算平臺的優(yōu)勢構(gòu)建數(shù)字化教學資源。在建設過程中取消匯聚層以往的三層網(wǎng)絡，使交換機與路由器直接連接實現(xiàn)路由選擇來簡化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，從而可以降低網(wǎng)絡延遲，提高網(wǎng)絡的可用率，拓展網(wǎng)絡路徑。此外，用星形網(wǎng)絡來取代樹形網(wǎng)絡，保證每個交換機都可以獨立使用工作站，充分保證與其他交換機的連接功能，有利于以后網(wǎng)點的擴容，滿足教育資源平臺的擴容需要。

　　3.2 有效集成現(xiàn)有的優(yōu)質(zhì)教學資源

　　為了在最大程度上提高教學資源的可利用率，避免重復性的資金投入，縮短教育資源建設周期，在基于云計算平臺的教學資源建設過程中可以通過采購、合作和引進等方式實現(xiàn)不同區(qū)域優(yōu)質(zhì)教育資源的集成共享，隨后在根據(jù)云計算平臺的建設標準對素材進行二次加工，形成具有符合現(xiàn)代化教育特點的優(yōu)質(zhì)教學資源，從而可以提高平臺的建設效率，降低投入成本，確保資源建設的質(zhì)量和數(shù)量，推動特色教學資源的建設的應用。

　　3.3 基于云平臺的數(shù)字教育資源建設的安全策略

　　構(gòu)建基于云平臺的數(shù)字教育資源建設的安全策略是保證平臺正常運行的基礎，在制定安全策略過程中可以從隱私、虛擬化、審計、監(jiān)管、存儲五個方面制定云存儲安全分層模型。為了保證云存儲安全和云存儲業(yè)務之間的協(xié)調(diào)配合，從計算機硬件設備的安全防護出發(fā)可以將云存儲系統(tǒng)分為四個安全層次，更好地實現(xiàn)云存儲效率、防護投入以及安全可用性等功能。在用戶端和服務器端實行不同的可信安全策略，有效防止電腦病毒對云平臺的威脅。

　　4 結(jié)束語

　　云計算技術已經(jīng)得到社會各界的廣泛重視，通過云計算技術與教學任務進行有效結(jié)合，可以不斷推動教學模式的改革，激發(fā)學生的學習興趣，提高學生在學習過程中的主觀能動性，取得更好的學習效果。在基于云計算基礎的數(shù)字教育資源建設過程中，需要充分把握相關技術特點，保證技術推廣應用的可用性。

　　參考文獻：

　　[1] 劉越.云計算綜述與教育云計算的應用研究[J].信息通信技術，2010(2)：14-20.

　　[2] 楊克戎，韓興順.云計算與高校信息化建設中問題的解決方案[J].電腦知識與技術，2009，5(20)：5571-5573

　　[3] 袁磊，程美，劉丹，等.我國云計算教育應用的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代遠程教育研究，2011(6)：42-46.

　　[4] 孫照.共建教育云平臺服務教育信息化[J].中國信息技術教育，2012(1)：93-95.