云計(jì)算技術(shù)對高校教學(xué)管理和教學(xué)資源的優(yōu)化

　　云計(jì)算平臺對于提升高校教學(xué)管理和優(yōu)化教學(xué)資源整合有很大的幫助，云計(jì)算技術(shù)建設(shè)教學(xué)信息資源服務(wù)為學(xué)校提供了大量的存儲、資源共享能力。這也在一定程度上降低了高校在教學(xué)管理和教學(xué)資源方面投入的資本，開拓了教學(xué)資源的范圍和內(nèi)容，也解決了當(dāng)前教育資源共享的實(shí)際問題，推動了當(dāng)前教學(xué)管理和教學(xué)模式的改變。本文通過對云計(jì)算機(jī)技術(shù)在高校教學(xué)管理和教學(xué)資源中的優(yōu)勢展開研究，云計(jì)算技術(shù)解決了以往高校教學(xué)管理中的諸多難題，說明云計(jì)算技術(shù)在高校信息化建設(shè)中的應(yīng)用是發(fā)展的必然趨勢。

　　關(guān)鍵詞：云計(jì)算,教學(xué)管理,教學(xué)資源,教學(xué)模式

　　1 概述

　　云計(jì)算是基于互聯(lián)網(wǎng)的一種全新網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，它具有云存儲及共享池模式、可以通過互聯(lián)網(wǎng)提供動態(tài)可擴(kuò)展的虛擬化資源，同時(shí)云計(jì)算也是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之一。經(jīng)過十多年的發(fā)展，云計(jì)算技術(shù)在國內(nèi)外各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，在教育方面，目前國內(nèi)外許多大學(xué)在教學(xué)管理資源和計(jì)算模式方面都依托云計(jì)算技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到大學(xué)教學(xué)管理及校園軟硬件總體建設(shè)的各個(gè)方面，全力打造“智慧校園”的發(fā)展前景，已經(jīng)初見成效。在不久的將來，智慧校園的發(fā)展水平必定會隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)的發(fā)展得到極大的提升。

　　2 云計(jì)算概念、特點(diǎn)及服務(wù)模式

　　2.1 云計(jì)算概念及特點(diǎn)

　　云計(jì)算是一種體現(xiàn)數(shù)據(jù)處理能力的密集型計(jì)算模式，它是基于互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴(kuò)展的一種資源，云承載計(jì)算任務(wù)，保證不同系統(tǒng)獲得足夠的存儲空間、超強(qiáng)的計(jì)算能力及豐富的軟件服務(wù)。云把網(wǎng)絡(luò)中各類資源虛擬成計(jì)算機(jī)終端向用戶提供所需要的資源。云計(jì)算結(jié)構(gòu)是利用互聯(lián)網(wǎng)的傳輸能力，將處理數(shù)據(jù)過程從用戶計(jì)算機(jī)或服務(wù)器遷移到互聯(lián)網(wǎng)上的超級計(jì)算機(jī)群中，計(jì)算機(jī)群由大量標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器組成，由專有的數(shù)據(jù)處理中心統(tǒng)一管理，為用戶提供海量存儲空間和極強(qiáng)計(jì)算能力。云計(jì)算是分布式計(jì)算、效用計(jì)算、并行計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲、虛擬化、負(fù)載均衡等計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的結(jié)果[1]。

　　2.2 云計(jì)算的特點(diǎn)

　　云計(jì)算主要有可擴(kuò)展性、高可靠性、通用性、虛擬化、超大規(guī)模、按需服務(wù)及使用成本廉價(jià)等特點(diǎn)。

　　1) 可擴(kuò)展性：為滿足用戶的增長和需要，云計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)擴(kuò)展和伸縮。

　　2) 高可靠性：云計(jì)算利用虛擬化技術(shù)將用戶的數(shù)據(jù)資源存儲在虛擬資源池中，有效地保證了數(shù)據(jù)的安全性。

　　3) 通用性： 在云技術(shù)支持下，可以實(shí)現(xiàn)各類功能的應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)同一個(gè)云可以運(yùn)行不同的應(yīng)用。

　　4) 虛擬化：用戶可通過不同的終端設(shè)備和位置向云服務(wù)平臺申請所需資源，無需了解資源的具體位置，也無需關(guān)心云的運(yùn)行位置。云計(jì)算利用虛擬化技術(shù)將異構(gòu)分布式數(shù)據(jù)和資源統(tǒng)一存儲在數(shù)字中心。

　　5) 按需服務(wù)：云平臺可以提供龐大的資源池，供用戶服務(wù)，用戶可以根據(jù)自己所需購買相關(guān)的資源。

　　6) 運(yùn)行成本低： 通過非常廉價(jià)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成云體系，實(shí)現(xiàn)自動化集中管理方式，可以使管理中心數(shù)據(jù)的成本大幅降低，而資源的利用率顯著提升，企業(yè)及用戶無需支付數(shù)據(jù)中心更多的費(fèi)用，因此使用成本很低。

　　2.3 云計(jì)算的服務(wù)模式

　　云計(jì)算服務(wù)主要分為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)、平臺即服務(wù)(PaaS)和軟件即服務(wù)(SaaS)。

　　IaaS(Infrastructure-as-a-Service)：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)。指基礎(chǔ)架構(gòu)的云計(jì)算服務(wù)，將計(jì)算機(jī)硬件資源、服務(wù)器等基礎(chǔ)設(shè)備資源融合形成一個(gè)資源群體，為用戶提供存儲和虛擬化等服務(wù)。

　　PaaS(Platform-as-a-Service)：平臺即服務(wù)。主要是為用戶提供一個(gè)中間件平臺，用來完成可擴(kuò)展的事務(wù)處理中間件等服務(wù)，同時(shí)也提供管理服務(wù)。

　　SaaS(Software-as-a-Service)：軟件即服務(wù)。它是一種通過互聯(lián)網(wǎng)提供軟件的服務(wù)模式，把用戶所需的應(yīng)用軟件資源存儲在云服務(wù)器群中存儲，用戶無需購買軟件，也不需要在電腦上安裝應(yīng)用軟件，可以根據(jù)需求向云服務(wù)器提出申請，所有的軟件資源維護(hù)管理操作都在信息中心云服務(wù)器上進(jìn)行[2]。

　　根據(jù)云計(jì)算的部署模式也分為公有云、私有云和混合云三種方式：

　　公有云：將建設(shè)好的云資源池放到互聯(lián)網(wǎng)上，有使用權(quán)限的用戶可以按需使用;

　　私有云：企業(yè)或組織在自己內(nèi)部數(shù)據(jù)中心單獨(dú)組建的專用云服務(wù)，或由云服務(wù)提供商根據(jù)用戶需求進(jìn)行組建后整體租給某一組織，其他用戶無法使用。

　　混合云：指公有云和私有云的混合形式，在私有云組建好之后，有些資源缺乏，需要通過申請使用公有云作為私有云的補(bǔ)充，混合云是公有云和私有云兩者結(jié)合的一種解決方案。

　　3 云計(jì)算在優(yōu)化高校教學(xué)資源中的應(yīng)用及特點(diǎn)

　　3.1 有效解決當(dāng)前教學(xué)資源服務(wù)面臨的實(shí)際問題

　　利用云計(jì)算的特點(diǎn)可以構(gòu)建以教學(xué)資源為主的共享型服務(wù)平臺，依托IaaS和PaaS，可以提供面向?qū)W校行政和教學(xué)等各類人員的教學(xué)資源服務(wù)綜合平臺，采用開放式架構(gòu)，把學(xué)校教學(xué)服務(wù)和他公共服務(wù)進(jìn)行有效優(yōu)化整合，能夠很好地解決教學(xué)資源共享建設(shè)中遇到的問題。例如：傳統(tǒng)的教學(xué)資源平臺建設(shè)及教學(xué)管理方面存在投入資金大，重復(fù)建設(shè)多，設(shè)備更新需求過快、教學(xué)信息數(shù)據(jù)共享難度大、科技力量薄弱等實(shí)際困難，而利用云計(jì)算技術(shù)建設(shè)教學(xué)信息資源服務(wù)綜合平臺，能夠有效緩解上述實(shí)際問題[3]。

　　3.2 顯著降低教學(xué)資源使用成本實(shí)現(xiàn)最大資源共享

　　高校為滿足不斷增長的海量數(shù)據(jù)存儲需求，必須經(jīng)常對各類計(jì)算機(jī)設(shè)備和運(yùn)行軟件進(jìn)行更新。基于云計(jì)算建設(shè)起來的教學(xué)管理和教學(xué)資源云平臺，能夠?qū)⒏黝愋偷能浻布?yōu)化整合到云平臺，采用虛擬化技術(shù)建立硬件基礎(chǔ)設(shè)施共享資源池[4]，進(jìn)行集中式管理調(diào)度以及按需分配，這樣避免了設(shè)備的重復(fù)建設(shè)，顯著降低了教學(xué)管理和資源平臺運(yùn)行的軟硬件成本，同時(shí)還有效降低了人工維護(hù)成本。

　　同時(shí)由于云平臺建設(shè)是全球范圍的，可以匯聚世界各地的優(yōu)質(zhì)教育資源，因此充分利用云構(gòu)建平臺及時(shí)更新云端教學(xué)資源內(nèi)容，能夠動態(tài)實(shí)現(xiàn)國際教育與社會需求的接軌，讓學(xué)校教學(xué)管理更加高效信息化，教學(xué)資源更為豐富全面，本校教師和學(xué)生能夠通過云平臺共享資源，這些教學(xué)資源并不局限一個(gè)區(qū)域，甚至一個(gè)國家，可以來自全球最新的共享資源，這樣極大拓展了學(xué)生的專業(yè)視野，能夠?qū)W到更具有前沿性、博廣性的專業(yè)知識[5]。

　　3.3 有力促進(jìn)現(xiàn)行教學(xué)方法和教學(xué)模式的改革

　　學(xué)生通過云計(jì)算平臺能夠快速獲取所學(xué)專業(yè)的前沿知識，無疑對高校傳統(tǒng)教學(xué)模式形成巨大的沖擊[6]。在云平臺環(huán)境下，以教師講授為主，學(xué)生聽課為輔的傳統(tǒng)教學(xué)模式以及教學(xué)內(nèi)容己無法滿足學(xué)生求知欲，這樣課堂教學(xué)方式會讓學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。

　　對此教師要充分利用云平臺所提供的教學(xué)綜合資源，改變以往教學(xué)方法，采用更科學(xué)、更先進(jìn)的教學(xué)模式來適應(yīng)和帶動學(xué)科發(fā)展要求，例如教師可以通過云平臺所提供的豐富資源及各種實(shí)用功能和學(xué)生建立互動網(wǎng)絡(luò)平臺，還可以利用云平臺下的網(wǎng)絡(luò)課程中心，MOOC(慕課)以及翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學(xué)模式，與學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)溝通[7]，及時(shí)掌握學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容理解的程度。同時(shí)，學(xué)生可以在云平臺上進(jìn)行學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)分享與討論，進(jìn)一步促進(jìn)了師生在學(xué)習(xí)方面的交流與溝通，教師和學(xué)生都能從中受益匪淺。

　　3.4有力確保學(xué)校教學(xué)資源的安全可靠性

　　構(gòu)建的采用分布式存儲結(jié)構(gòu)，以數(shù)據(jù)塊單元形式將教學(xué)資源存儲在服務(wù)器節(jié)點(diǎn)中，采取數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、多副本備份以及計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換方式，保障服務(wù)的高可靠性和確保數(shù)據(jù)的完整性[8]。學(xué)校還可以采用私有云計(jì)算技術(shù)，只為學(xué)校內(nèi)部提供服務(wù)，通過防火墻或者路由器將內(nèi)外網(wǎng)分隔，不對校外用戶提供服務(wù)，這樣有力地保障了學(xué)校內(nèi)部數(shù)據(jù)資源的安全性。

　　4 教學(xué)信息資源服務(wù)云平臺的實(shí)現(xiàn)方法

　　在高校教學(xué)資源數(shù)據(jù)存儲方面，可以采用Hadoop(分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu))技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和傳輸，運(yùn)用云存儲技術(shù)整合高校資源[9];還可以采用混合云的服務(wù)模式構(gòu)建高校教學(xué)資源管理服務(wù)平臺，在公有云中存儲各類教學(xué)資源，使用云服務(wù)商現(xiàn)成的各種應(yīng)用軟件。在私有云中向本校師生及教學(xué)管理人員提供校內(nèi)資源與服務(wù)，存放學(xué)校內(nèi)部使用的重要敏感數(shù)據(jù)，例如用微軟公司的Windows Azure完成公有云的部署，再采用System Center實(shí)現(xiàn)高校的私有云平臺建設(shè);可以采用基于Openstack的云計(jì)算管理開源項(xiàng)目構(gòu)建高校教學(xué)管理與資源云服務(wù)平臺，由于OpenStack支持幾乎所有類型的云環(huán)境，能夠提供實(shí)施簡單、可大規(guī)模擴(kuò)展的、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的云計(jì)算管理平臺，還通過各種互補(bǔ)服務(wù)提供基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)的解決方案，實(shí)現(xiàn)資源的彈性分配、快速擴(kuò)展以及網(wǎng)絡(luò)隔離與共享等諸多功能，因此很適合構(gòu)建面向高校的教學(xué)資源管理服務(wù)平臺[10]。以上這些方法在許多高校已經(jīng)開始實(shí)施建設(shè)并取得一定的成效。

　　5 結(jié)束語

　　高校在傳統(tǒng)教學(xué)管理和教學(xué)資源建設(shè)中，往往需要投入大量的人力與財(cái)力，而云平臺的構(gòu)建，顯著降低了學(xué)校信息化建設(shè)方面的軟硬件投入成本，基于云計(jì)算的平臺能夠更好地實(shí)現(xiàn)學(xué)校教學(xué)管理的高效性，還可以達(dá)到教學(xué)資源共享的最大化，而實(shí)現(xiàn)全球化的教育資源共享是云計(jì)算技術(shù)在高校信息化建設(shè)中的主要應(yīng)用目標(biāo)。在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)這些前沿技術(shù)的應(yīng)用，對高校信息化建設(shè)的發(fā)展水平能夠起到不可或缺的重要作用，從長遠(yuǎn)角度來看，采用云計(jì)算技術(shù)建設(shè)教學(xué)管理和教學(xué)資源平臺，是高校教學(xué)改革發(fā)展的必然趨勢。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 商存慧，聶艷明.云計(jì)算在高校教育信息化中的應(yīng)用研究[J].中國教育信息化， 2011(4)：4-7.

　　[2] 羅國瑋，蘭瑞樂.基于云計(jì)算的高校科研實(shí)驗(yàn)平臺構(gòu)建研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012， 29 (4)：115-117

　　[3] 湯新鴻. 基于云計(jì)算的高校校園網(wǎng)絡(luò)體系設(shè)計(jì)與買現(xiàn)技術(shù)[J].湖北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2013(7)：172-173.

　　[4] 張敏， 周金輝. 云計(jì)算在高校教育信息化建設(shè)中的應(yīng)用探究[J].中國教育技術(shù)裝備，2013， 326(32)：22-24.

　　[5] 王智. 基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014(5)：225-226.

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