云计算在高校信息化教育中的应用

摘要：本文阐述了高校信息化教育的资源建设滞后、数据重复存储等系列问题；并探讨了云计算的概念、应用和服务形式；结合师范院校的微格教学资源管理系统，提出系统结构、信息设置和资源编目的改进措施；从三个角度论述云计算对高校信息化教育的影响。

关键词：信息化教育 云计算 云计算辅助教学 开放式学习

中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）02-0071-02

1 引言

信息化教育[1]是指在教育领域运用计算机多媒体和网络信息技术来开发教育资源，优化教育过程，促进教育的全面改革，以培养和提高学生信息素养为重要目标的一种新的教育方式，具有数字化、网络化、智能化和多媒化的基本特征。

2 我国高校信息化教育存在的问题

校园网、微机实验室等信息化教育工程提高了学校的信息化教育水平，使传统的以教师为中心的教学模式受到了很大的冲击，多媒体、网络等技术手段使课堂教学更加生动、有效，促进了高等教育领域的改革与发展，建立了开放、共享、交互、协作的教育新格局。但是，随着信息技术的发展，高校的信息化教育逐渐暴露出一些新的问题。

2.1 信息资源建设严重滞后

信息化教育的基础是信息资源建设。当前，信息资源建设缺乏教育行政部门有力的监督和协调，建设过程中没有统一的标准，为兼容性埋下祸患；客户机/服务器（c/s）的网络服务模式，随着客户机规模的扩大，服务效率逐步降低；高校之间没有协调合作，教学资源共享程度低、更新不能同步，制约了教学质量的发展。

2.2 公共计算机数据重复存储

此类问题突出表现在多媒体教室和计算机机房。由于授课需要，使得多台计算机拥有相同数据和软件，造成数据冗余。由于教务课时安排，同一台计算机安装不同的应用软件，以至于软件冲突，开机、运行缓慢，严重者导致系统崩溃，网络阻塞等问题。

3 云计算的概念和服务形式

云计算是一种新颖的资源共享方式和资源使用方式，它能提供海量的信息资源、高效的信息传播、平民化的信息成本和互动的信息交流[2]。随着应用的深入，云计算也将会在人类教育领域产生重要的影响。云计算将彻底改变传统以个人计算机和校园网为基础的活动模式，互联网将成为交往聚合与设备聚合的中枢，最终改变人们获取信息、分享内容和互相沟通的方式[3]。

3.1 云计算概念

中国网格计算、云计算专家刘鹏将其定义为：云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务[4]。

3.2 云计算的服务形式

云计算的3种服务模式：软件作为服务Software as a Service（SaaS），供应商将应用软件部署在自己的服务器上，负责维护和管理软件，根据订购软件的数量和时间长短收费；平台作为服务Platform as a Service（PaaS），供应商提供企业进行定制化研发的中间件平台和开发环境、应用服务器平台以及数据库和硬件资源，用户在其平台基础上开发、测试、在线部署自己的应用程序；基础设施作为Infrastructure as a Service（IaaS），为用户提供数据中心，用户以消费者角色来获取相应的数据产品服务。

4 微格教学资源管理的应用分析

4.1 微格教学资源管理系统的结构

此系统采用浏览器/服务器（B/S）[5]模式。整个系统可以分为四层：如图一所示，此系统采用浏览器/服务器（B/S）[5]模式。整个系统可以分为四层：

第一层是访问层即云客户端。在微格教学资源管理系统中，用户依据登录身份、名称、密码和验证码进行登录后，可以修改密码，浏览和下载微格培训资源，参与微格教学的在线评价和经验交流。第二层是应用接口层就是云服务端，负责用户管理，权限分配管理，视频、图片、音频和文档等核心资源应用与管理，API接口API（Application Programming Interface），应用程序编程接口WEB service。第三层是基础管理层，是平台服务的开发环境。使用数据库表user存储密码，用Message—digest Algorithm5加密保存。将数据资源统一调度，及时删除过期数据，并管理数据的浏览、下载和评优记录，根据评优记录对数据进行下一步处理。第四层是基础设施层，以x86服务器为核心，采用虚拟化技术（如：VMware Infrastructure）管理硬件设备，将cpu、内存、磁盘等硬件变成了动态的资源池，从而提供灵活的基础设施服务。

4.2 编目资源管理系统

编目是资源管理系统的重要环节，要先选择编目模板，动态生成编目项，最后填写编目项。关键代码如下：

Protected void insert Video Info （string play field， string imgFile）

{

// 取得用户名称

String user name=Session [“user name”].to string（）；

//取的视频名称

String video title=txt Title. Text

……

//取的视频路径

String Video Path=playfield；

For （int i =0； i

{

If （radBtnListType.items[i]， selected）

{Video Type= radBtnListType.items[i].Value；

Break；

}

}

//将视频的详细信息添加到数据库中

string sqlInsert = "insert into videoInfo values（'" + userName + "'，'" + videoTitle + "'，'" + videoContent + "'，'" + date + "'，'" + videoPath + "'，'" + videoPicture + "'，'" + videoType + "'，''，''，''，''，''）"；

if （operateData.execSql（sqlInsert））

{

RegisterStartupScript（"true"， "alert（'Upload successful！'）"）；

}

else RegisterStartupScript（"true"， "alert（'Upload failed！'）"）；

}

5 高校教学实践的应用性分析

5.1 加快高校的数字化校园建设

为了保证校园网络的先进性，各高校必须投巨资购买新的硬件设备以及应用软件，并进行安装、配置、数据迁移等一系列繁琐工作。云计算和虚拟化技术的出现，实现了软件和硬件的分离，只要在虚拟层运行自己的软件，将现有的服务器接入云服务中，就能根据自己实际需求实现资源在服务器上迁移，解决了服务器过载或闲置的问题，有效提高了现有资源的利用效率。客户通过互联网便可以享受到相应的硬件、软件和维护服务，享受到软件使用权和不断升级权。在这种营运模式下，能整合现有的教学资源，降低了建设中的重复性投资。

5.2 网络化的办公与科研环境

利用类似Google Calendar， GoogleDocs等服务，实现了高校教师网络协作办公和教学资源库共享，可以完成在线日程协作安排、教学活动协作管理、学习项目协作规划、师生人员协作管理，开创了高校教育和科研新局面。根据计算机影响教育的发展趋势，黎家厚教授提出“云计算辅助教学”的概念。云计算辅助教学”（Cloud Computing Assisted Instructions，简称CCAI）是指学校和教师利用“云计算”提供的服务，构建个性化教学的信息化环境，支持教师的教学和学生的学习，提高教学质量[6]。“云计算辅助教学”的核心是云计算服务支持的信息化教学设计，充分利用了云服务为我们的教学提供资源共享、存储空间无限的便利条件。在面对科研与实验环境的日趋复杂，信息量逐渐增大的实际情况下，云计算解决了部分高校受时间、资金、资源等因素限制，无法实施的研究计划和项目难题。例如全球的6所大学通过与IBM在云计算项目上开展合作，利用“蓝云”解决方案使一些复杂的科研项目得以实施。

5.3 开放式的学习平台

云计算辅助教学，可以构建个性化学习环境，促进在校生的开放式学习[7]。云计算辅助教学的学习过程和学习资源都在网络学习平台上，只需最低配置能上网登录即可满足学习需要。网络学习平台以学习者为认知的主体和中心，激励学习者主动思考问题，积极投入到探索、交流和创新中去。各类教学资源以程序和数据形态托管在云中，它连接着教师、学习者、学习对象及资源服务学习活动，摆脱了学校计算资源的束缚。云计算者可以扩展虚拟环境，提供更大的宽带和存储空间，实现资源共享。由于云计算具有强大的计算能力、良好的容错性，图书馆的资源中心能迅速响应用户的请求，同时还能保证数据的安全。云计算的普及与发展将有助于构建学校教学环境（SLE）、群体学习环境（CLE），学生个人自主学习环境（PLE）等3类教学环境以及教学信息自动传递系统、教师指导调控系统、学生自主学习系统等3类教学系统。辅助教学平台同Google云服务组合在一起，将学习资源和学习平台提供给学习者。学习者则通过辅助教学平台提供的资源、服务、环境，创建自由开放式的个性化学习环境和灵活的学习方式。

6 结语

云计算的高性能技术手段和实现模式为高校数字化校园建设提供了全新的运行模式，为高校的信息化管理提出了革命性的创新思路，为高校信息化教育提供了一个崭新的“云”认知世界。

参考文献

[1]胡波.低碳型信息化教育中的云计算辅助教学研究[D].山东师范大学，2010：14-17.

[2]鲁徐，常夙恒等.云端的未来教育信息化[J]科技创业，2011（2）.

[3]姜进磊等译.（美）Michael Miller，云计算[M].北京：机械工业出版社，2009.

[4]陈亮.基于云计算的混合学习培训模式在高校教师教育技术培训中的应用[D].云南大学，2011.

[5]刘少英.政府多媒体资源管理系统的设计与实现[D].吉林大学，2011：41—43.

[6]黎家厚.云计算辅助教学.[M].上海：上海教育出版社，2010.

[7]赖麟，周鑫燚.论云计算环境下开放是学习环境的新模式.[J].硅谷，2010（3）.