云計算平臺在教學(xué)中的應(yīng)用研究

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

　　《教育科學(xué)》主要刊登：教育改革方面的論文及實驗報告、當(dāng)前社會和教育界關(guān)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(xué)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(shù)在教育領(lǐng)域的不斷成熟，通過信息化成果推動教學(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)效率的有效提升。云計算教學(xué)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(xué)環(huán)境，來輔導(dǎo)教師和學(xué)生完成課程學(xué)習(xí)，促進授課教師與學(xué)生之間的良好溝通，不斷促進教學(xué)水平的提高。云計算平臺的教學(xué)資源不存儲在客戶端而是存在于網(wǎng)絡(luò)中，其具體的教學(xué)網(wǎng)絡(luò)均通過網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，通過信息化與教育的深度結(jié)合，使得教育教學(xué)更加的個性化、多樣化以及專業(yè)化，學(xué)生可以根據(jù)自身的學(xué)習(xí)情況來選擇適合自己的優(yōu)秀教學(xué)資源，實現(xiàn)在教學(xué)過程中更加主動，有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力。

　　1 云計算平臺在教學(xué)中應(yīng)用的重要意義

　　1.1 實現(xiàn)教學(xué)資源的高效共享性

　　搭建教學(xué)資源云計算平臺使學(xué)生獲取知識的平臺不再局限于學(xué)校課堂，學(xué)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(xué)資源，更加有利于學(xué)生從更多方面對學(xué)習(xí)內(nèi)容進行思考，培養(yǎng)學(xué)生獨立學(xué)習(xí)的能力。傳統(tǒng)的教學(xué)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(xué)生本身的主觀能動性，而教學(xué)資源云平臺的搭建可以充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)實現(xiàn)對教學(xué)互動過程的充分挖掘，實現(xiàn)教學(xué)資源共享更加高效性�；�于云計算平臺的數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)，可以有效緩解每臺計算機的計算任務(wù)和存儲任務(wù)，通過將教學(xué)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(xué)資源，實現(xiàn)教學(xué)資源的共同開發(fā)與共同受益。

　　1.2 推進教學(xué)模式的改革

　　學(xué)生可以在云計算平臺上獲取大量教學(xué)資源，既可以實現(xiàn)對已學(xué)課程的復(fù)習(xí)，又可以對未學(xué)進行預(yù)習(xí)，這種學(xué)習(xí)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(xué)資源平臺，實現(xiàn)教學(xué)主體逐漸向以學(xué)生為主體過渡，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中掌握更多獨立性，學(xué)生可以借助共享化的教學(xué)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(xué)資源分散、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重復(fù)、硬件和系統(tǒng)消耗較大而形成的“數(shù)字鴻溝”，實現(xiàn)學(xué)生知識獲取的便利性，此外云計算平臺的建設(shè)還實現(xiàn)了教學(xué)資源建設(shè)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(xué)模式下，教師應(yīng)通過云計算平臺實現(xiàn)與學(xué)生的有效溝通，更加及時地獲取學(xué)生的知識反饋，進而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

　　1.3 解決教育教學(xué)成本問題

　　隨著教育教學(xué)改革的不斷深入，數(shù)字化教學(xué)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(xué)建設(shè)的基礎(chǔ)就是有效保證軟硬件條件和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，這樣才能實現(xiàn)教學(xué)資源的存儲、編輯和檢索等工作。我國傳統(tǒng)的教學(xué)資源管理模式是采取層級式的建設(shè)模式，而這種資源建設(shè)模式往往需要較大的資金投入，對網(wǎng)絡(luò)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(xué)資源建設(shè)普遍采取集群架構(gòu)技術(shù)，可以在很大程度上節(jié)約資源成本，這就對數(shù)字化教學(xué)在全國范圍的推廣奠定基礎(chǔ)，有效緩解成本投入對數(shù)字化教學(xué)推廣的制約。

　　2 云計算平臺在教學(xué)中應(yīng)用的技術(shù)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(shù)，通過充分使用網(wǎng)絡(luò)來將計算處理過程進行拆分，最后在由服務(wù)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(wù)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(luò)設(shè)施等物理資源的描述，是開展云計算的基礎(chǔ)。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(luò)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(wù)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(wù)技術(shù)分析

　　云服務(wù)是指基于Web的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，用戶可以按照自身需要在網(wǎng)絡(luò)上使用IT資源服務(wù)，用戶無需投建物理基礎(chǔ)設(shè)施，只需要與云服務(wù)提供商之間執(zhí)行相應(yīng)協(xié)議。云服務(wù)可以實現(xiàn)技術(shù)的透明性，用戶可以不需要關(guān)系技術(shù)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(yīng)用透明，部分繁瑣工作可由虛擬機直接實現(xiàn)。云服務(wù)不僅僅是一種孤立的產(chǎn)品和服務(wù)，而是有多種產(chǎn)品和服務(wù)構(gòu)成的端到端的解決方案，云服務(wù)的基本功能包括云計算服務(wù)和云存儲，總結(jié)云服務(wù)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(yīng)用分析

　　基于云計算功能的教學(xué)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(wù)。教育云平臺的建設(shè)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(xué)、學(xué)習(xí)、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(yīng)國家“十三五”期間對建設(shè)大規(guī)模共享教育資源庫的要求。教育云需要包括云學(xué)習(xí)、云教研、云評價和云存儲等在內(nèi)的功能，在云學(xué)習(xí)模式下，學(xué)生可以通過賬號而登錄到云端參與學(xué)習(xí)，保證了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主觀能動性。云教研功能落點于對教師個人教學(xué)水平的提升，打破了空間和時間的限制。云評價是教師對學(xué)生的課堂表現(xiàn)和成績進行評價，保證學(xué)生家長可以更加有效的了解學(xué)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(shù)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(xué)資源建設(shè)相關(guān)建議

　　3.1 建設(shè)扁平化網(wǎng)絡(luò)的云計算平臺

　　傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)在使用過程中具有易延遲和易阻塞的缺點，在建設(shè)云計算平臺過程中可以通過打造扁平化的網(wǎng)絡(luò)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(xué)資源。在建設(shè)過程中取消匯聚層以往的三層網(wǎng)絡(luò)，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(luò)結(jié)構(gòu)，從而可以降低網(wǎng)絡(luò)延遲，提高網(wǎng)絡(luò)的可用率，拓展網(wǎng)絡(luò)路徑。此外，用星形網(wǎng)絡(luò)來取代樹形網(wǎng)絡(luò)，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(xué)資源

　　為了在最大程度上提高教學(xué)資源的可利用率，避免重復(fù)性的資金投入，縮短教育資源建設(shè)周期，在基于云計算平臺的教學(xué)資源建設(shè)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(shè)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(xué)資源，從而可以提高平臺的建設(shè)效率，降低投入成本，確保資源建設(shè)的質(zhì)量和數(shù)量，推動特色教學(xué)資源的建設(shè)的應(yīng)用。

　　3.3 基于云平臺的數(shù)字教育資源建設(shè)的安全策略

　　構(gòu)建基于云平臺的數(shù)字教育資源建設(shè)的安全策略是保證平臺正常運行的基礎(chǔ)，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(wù)之間的協(xié)調(diào)配合，從計算機硬件設(shè)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(wù)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(shù)已經(jīng)得到社會各界的廣泛重視，通過云計算技術(shù)與教學(xué)任務(wù)進行有效結(jié)合，可以不斷推動教學(xué)模式的改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主觀能動性，取得更好的學(xué)習(xí)效果。在基于云計算基礎(chǔ)的數(shù)字教育資源建設(shè)過程中，需要充分把握相關(guān)技術(shù)特點，保證技術(shù)推廣應(yīng)用的可用性。

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