云课堂在计算机实验教学中的应用前景探析

摘要：本文研究云课堂在计算机类课程实验教学中的应用优势与前景。首先介绍了云计算技术及其在教育中的应用，然后详细分析了云课堂在计算机类实验课程中的应用优势，并对未来的应用前景做了预测。

关键词：云课堂 云计算 实验教学

基金项目：“北京信息科技大学课程建设项目”，“北京信息科技大学教材建设项目”。

一.前言

将云计算技术引入教学课堂，可以称为云课堂模式。随着云计算技术成为IT界研究的热点，云课堂也开始被教学研究领域所关注。目前，国内外的一些教育和研究机构已经在理论和实践上做出了一些尝试，取得了良好的效果。计算机类课程通常都有大量的上机实验，将云课堂引入计算类课程的实验教学，可以作为一种研究和探索的方向。

二.云计算技术简介

所谓云计算（Cloud Computing），就是以公开的标准和服务为基础，以互联网为中心，向用户提供安全、快速、便捷的数据存储和其他网络服务，让互联网这片“云”成为每一个网民的数据中心和计算中心。在云计算的模式中，用户所需的应用程序和软件并不运行在用户的个人电脑、手机等终端设备上，而是运行在互联网上大规模的云计算提供服务器集群中，用户所处理的数据也并不存储在本地，而是保存在互联网上云计算服务商提供的数据库中心里。用户只需要在任何时间、任何地点，用任何可以连接至互联网的终端设备访问这些服务即可。云计算系统不仅能够向用户提供基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）等层次的服务，云计算服务还可以使用户按需而用，不需要安装、部署和维护自己的服务器，从而更经济、便利地使用资源。随着互联网的进一步发展，云的广泛互联、跨域协作、泛在共享的愿景将会得到实现

2009 年后，云计算走进了教育。据美国新媒体联盟（The New Media Consortium）与EDUCAUSE Learning Initiative 联合发表的2009 年Horizon Report分析预测，云计算将在未来一、二年左右成为学校的主流技术，它将影响教师的教学方式和学生学习的方式。

三.云课堂在计算机类实验课程中的应用优势

在计算机类课程的实验教学过程中，云课堂可以发挥如下的应用优势：

1.优化实验教学环境。

为了适应教学、科研的时效性和计算机技术的飞速发展，普遍高校往往会更新或改造计算机设备，从而实验中心的软硬件建设和维护成本在不断上升。另外，教师在开展教学、科研创新项目的研究与实施过程中，需求的实践环境更先进、资源更广泛，这些都是大多数高校在实验室建设中迫切需要解决的问题。随着云计算时代的到来，云计算所提供的计算、存储、平台和服务等各种资源都是采用虚拟化技术，支持用户共享软硬件资源。云计算服务提供完全从互联网构建应用程序和服务所需的所有资源，而无须下载或安装软件，软件呈现出网络化、服务化、虚拟化和集成化的发展趋势，应对适用设备的多样性、个性化的用户需求，满足了网络实验教学的需求，有利于为高校教学、科研提供优质的环境、资源和服务，有助于打造高校教育信息化“云”环境。利用云计算的应用优势，优化教学环境并部署在“云”环境上，从而打破现有实验条件和环境的限制，解决当前实验资源不足的问题，让更多高校能够加入到网络教学应用和高新的实验科研中去，提供了一种切实可行的解决方案。

2.节约实验室的建设与维护成本。

云计算环境下对客户端计算机配置要求很低，云服务廉价甚至免费，用户将可以通过极低的成本按需从基础设施中获得云服务，具有低设备要求、低成本投入等优势。在实验教学过程中，广大师生只需使用可上网的计算机，通过浏览器即可方便快捷地访问“云”端的应用程序与服务，有助于降低数字化校园建设的人力、财力、物力等投入。这样，在实验室的建设与维护过程中，借助云计算技术和服务构建实验教学环境，不仅整合与利用高校实验室现有的计算机资源，无需对计算机设备不断更新换代，还可以再利用闲置设备，节约实验资源，以及软件购买和升级等成本，提高实验室的利用率和共享力度。

3.创新实验教学模式，增强学生参与度。

云课堂模式将会促进高校教育教学的创新与发展，教学模式随之也会有所改变，在云计算环境下，探究型、协作型等教学模式将得到更广泛的应用。在基于云课堂的开放式实验教学环境，充分发挥云计算辅助教学的优势，深化教学改革，有利于创新实验教学模式，开展网络化实验教学，实现学生创新实践能力的培养，提高教学水平和教学质量。

对于学生来说，实验地点可以不必局限在实验室，可以在教室、宿舍，甚至家里通过非特定设备访问云课堂平台，大大增强了学生的参与度。

4.成熟的云课堂软件可以推广。

云计算具有超大规模、高扩展性、虚拟化、高可靠性、通用性、廉价等特点，这些都有利于推动云服务发展的广度和深度，在更广泛的范围为学校提供网络教学服务。用户只需连接互联网即可获取构建网络学习环境所需的云服务和在线软件，而不必掌握复杂的操作，这样极大降低了用户的技术门槛，以及教师参加云计算辅助教学培训的成本，帮助广大教师可以轻松构建网络学习环境和教学资源，具有推广应用的价值。

总之，在高校构建基于云课堂的资源节约型实验环境，积极推广云计算辅助教学，有利于基于云计算的实验教学改革模式的实践，对高校实验室建设、课程改革和创新实验教学模式具有重要的意义。

参考文献

[1] 任宁. 云计算辅助教学初探[J]. 成人教育， 2010 （010）： 93-94.

[2] 王玉芬， 郭晓娟. 云计算对高校教学资源影响解析[J]. 实验技术与管理， 2010， 27（5）： 111-113.

[3] 林瑜华. 云计算环境下高校实验教学模式的创新与实践 [J]. 实验室研究与探索， 2011， 30（8）： 271-274.

[4] 张向阳. 基于 “云计算” 的教学资源平台构架与应用功能研究[J]. 煤炭技术， 2012， 31（1）： 239-240.

[5] 孔艺权. 基于语义云实验资源共享平台的研究[J]. 实验室研究与探索， 2012， 31（7）： 216-219.

[6] 孙凌宇， 欧阳春娟， 冷明， 等. 基于云服务的网络学习平台建设[J]. 山西财经大学学报， 2012， 3.

[7] 廖宏建， 杨玉宝， 唐连章， 等. 基于云计算的动漫渲染实验平台研究与实现[J]. 实验室研究与探索， 2012， 7： 68-71.

[8] 张涛， 王磊. 基于云计算的高校远程教学系统的设计与实现[J]. 继续教育研究， 2011， 7： 021.

[9] 王小军. 基于云计算的个性化知识模型研究[J]. 电化教育研究， 2012 （1）： 33-37.

[10] 李益骐， 吴佳丽. 基于云计算的新型远程教育系统设计[J]. 西北大学学报： 自然科学版， 2012， 42（1）： 42-46.