基于云计算的数字化网络教学平台的构建研究论文

　　〔摘要〕随着云计算技术与应用模式的快速发展与成熟，各类云服务已经成为互联网未来发展的一种重要方式。本文针对数字化网络教学资源平台应用需求进行了分析，提出了基于云计算的数字化网络教学平台的技术构建和应用功能规划方案，从而使数字化网络教学平台能够更好的发挥作用。
　　〔关键词〕云计算；网络教学平台构建
　　一、云计算概述
　　互联网技术在快速发展与成熟，互联网应用模式不断创新，其中云计算是未来互联网应用的一个重要方向？。所谓云，是指一个云状的、可以通过互联网访问的、由个人计算机和服务器构成的集合。云计算的核心内容是：新的编程模型、新的IT基础设施、新的商业模式。
　　云计算的特点是：所有的软件与服务都来自于虚拟的互联网，从而提高IT效率，增强服务敏捷性，并最大限度地降低建设与使用成本。云计算能够让客户从世界上的任何地方访问云上所有的应用程序和文件，从而不再受到桌面的限制，使得群组成员之间的协作变得快捷方便〔1〕。
　　云计算可根据其应用的层次与特点分为3种：公用云、专用云和混合云。所谓公用云是指为云计算提供底层解决方案与服务的公用计算系统，公用云不限制使用者，不属于任何一个企业或个人；专用云又称为私有云。是指由企业或单个客户开发的大型专用、私用的云服务，私用云将按用户需要提供基础设施，拥有服务器、网络和磁盘，并且可以决定允许哪些用户使用这些设施；混合云把公用云模式与专用云模式结合在一起，云的提供者部分拥有权益，并通过一种可控方式部分与他人共享，混合云是目前互联网上的云服务的主要方式〔2〕。云计算与云服务将在各个行业得到广泛应用，其中教育领域的应用前景非常广阔，云计算可以应用于教学管理、学生交流与管理、实验室建设与管理等方面。
　　二、基于云计算的数字化网络教学资源平台应用需求分析
　　我国各类教育机构、学校、高校数量庞大，其办学规模、层次与学生素质差异极大。大部份学校在信息化建设过程中面临资金、人力投入巨大，资源紧缺等问题。而云计算技术的发展与兴起将大大改善这一状况，云计算与云服务将为各层次水平的学校提供强大的在线应用功能服务。从而大大提升各类学校信息化水平。云计算在我国教育领域应用需求主要体现在以下几方面：
　　（1）云计算降低了学校基础资源建设中巨大的软硬件成本，节约资本。对于我国各类学校来说，无论是日常办公还是教学、科研与实验等各方面的软硬件投入都是一笔巨大的开支。特别是科研与实验室的软件投入，这些软件往往在投入巨大后却使用不了多长时间就需要更新或升级，这就意味着一大笔资源浪费。通过云计算与云服务学校能节约7080的软硬件投资，大大提升学校的办学能力。
　　（2）云计算有利于教育机构共享虚拟教学资源，提升教学水平。我网各类教育机构存规模和投入的差异巨大，一些知名院校有更多的资金投入。担当着更多前沿技术的研究课题，有更多与国际先进企业合作的机会。而一些规模不大的学校由于经费、师资与发展水平等问题，难以提供高质量的教学、实践与实验保障。但云计算的出现，将为各类学校提供了一个教学资源共享的环境，普通院校将同样拥有类似国内外一流大学才能配置的超级实验环境，因此云计算既节省了开支，又打破了教学条件和环境的壁垒，让更多老师、学生能利用互联网上的虚拟教学资源，提升教学水平。
　　（3）云计算有利于加强学校教学管理与交流协作。教学管理是保证教学质量和人才培养目标的关键，我国学校教学管理模式与手段差别巨大，教学质量难以保证。利用云计算平台，教育主管部门能够加强对各类学校教学质量的监控，同时促进学校之间的交流与协作，提升我国高等教育水平〔3〕。
　　三、基于云计算的网络教学资源平台技术构架
　　基于云计算的网络教学资源平台可采用教育主管部门主导，云服务开发企业参与，公有云与私有云相结合的整体开发模式。云计算网络教学资源平台需要构建强大的底层技术支撑，同时需要开发符合教育机构需要的特色功能，其系统技术构架如下。
　　（1）硬件及网络构架
　　基于云计算的网络教学资源平台将为教育机构提供统一的网络与系统架构，各类学校没有必要配置单独的服务器和管理人员，而是采取集中管理的模式，只需要在重点城市配置一套大型服务器系统。各类学校都可以通过互联网访问云计算教学资源平台，并获得高质量的功能服务，这样的网络构架将使系统软、硬件资源得到充分运用，大大降低运营成本。
　　（2）基于云计算的教学资源平台的总体功能构架
　　基于云计算的教学资源平台提供强大的资源整合功能，其技术平台采用多层的云计算体系结构，其最底层是基础设施层，提供计算、存储、带宽等按需的IaaS云基础设施服务，这是所有应用功能的基础；第二层是为系统开发提供接口和软件运行环境的PaaS服务层，这是云计算教学资源管理系统及集成第三方开发应用功能的综合管理平台；第三层是教学资源平台的应用功能层，提供在线的软件SaaS服务，包括：教学管理、虚拟实验室、学校协作交流等各类功能模块；第四层是客户端访问层，访问方式包括：电脑PC、4G手机及其他移动终端。以上4个层面整合构成了云计算教学资源功能构架平台。
　　四、基于云计算的网络教学资源平台应用功能规划
　　（1）基于云计算的教学管理系统
　　如果采用基于云计算的SaaS一软件即服务模式，那么各类教学管理软件都可采用类似于租借的形式。统统来自于SaaS的云海中。其中各类学校教学管理功能将获得极大提升，学生可以通过云服务使用：选课、查询成绩与学分、班级管理、提交作业等功能；老师可以通过云服务使用：成绩录入、课程管理、学生交流等功能；教学管理人员可以通过云服务使用：学生管理、学籍管理、资料存档、待办事项处理等，因此云计算服务将为我国教育机构提升强大的教学事务处理、教学管理监控、教学质量评测、教学办公流程与协作的综合管理功能。
　　（2）基于云计算的虚拟实验室
　　所谓云计算虚拟实验室，是指一个集虚拟实验教学管理系统、实验课教学指导系统、网络实验仿真等功能为一体的强大的网上运行系统，这样就可解决因实验经费不足或高档次、高价位设备缺乏所不能开出的实物实验课，同时也不会造成因使用不当，管理不善等因素造成的仪器损坏、元器件丢失等现象。同时虚拟实验还可以模拟实验室中没有的设备，而且还可以不受时空的限制方便地进行实验。因此，基于云计算的虚拟实验室将为普通院校提供一流的实验资源，随着云计算技术的成熟与发展，只需要开发一些虚拟实验室功能，并部署在云服务器上，所有学生就能共享使用，从而大大降低了成本，也提升了中、低层次院校的教育质量与教学水平。
　　（3）基于云计算的虚拟实践教学系统
　　实践教学一直是教育的重点与难点，实践教学成本高、分散性强，很难进行控制与评测，因此，各类学校很难大量开展与实施，这是制约学校教学质量提升的关键因素之一。而通过基于云计算的实践教学系统，老师、学生、教学管理人员能够跨时间、跨空间的进行交流与协作，在云端实现见习与实训的指导、交流、评测、监控等教学与管理工作，甚至能够在云端实现视频实践教学展示与交流，这将大幅提升大学生实践动手的操作能力，大大提升各类院校实践教学水平。
　　（4）基于云计算的教育信息协作、互动交流平台
　　教育质量提升是一个整体、系统工程，各类学校之间的交流与协作是促进知识传播与创新，促进资源共享的重要举措，同样学生之间、师生之间、学校与企业之间都存在着大量的互动交流需求。
　　五、结束语
　　随着云计算技术与应用模式的快速发展与成熟，各类云服务已经成为互联网未来发展的一种重要方式。我国教育领域正在进行改革与创新，云计算与云服务在我国教育领域中将得到广泛应用，因此基于云计算的教学资源平台将发挥巨大作用。要建立此类教学资源平台，首先教育主管部门要提高互联网科技应用意识，要站在教育整体发展战略的高度认识云计算应用模式对教育资源的巨大整合作用。其次，需要开展云计算应用需求分析、系统构建、技术开发与实现等方面科学研究，同时需要利用软件企业的技术力量进行商业化开发运营，不断加强资源与内容建设，并加强云计算教学资源平台的功能开发，促进各类教育资源建设的发展与创新。
　　〔参考文献〕
　　〔1〕MichaelMiller。云计算〔M〕。北京：机械工业出版社，2009
　　〔2〕王庆波。云计算实践之道一战略蓝图与技术架构〔M〕。北京：电子工业出版社，2011