云计算平台在高校的开发与应用研究

商娟叶，张丽敏

（西安外事学院 陕西 西安 710077）

云计算是一种基于互联网的、大众参与的计算模式，用户可以通过网络以按需，可扩展方式获得其所需的计算机资源（硬件、软件、平台），提供资源的网络被称为“云”。平台即服务是指利用一个完整的基础设施平台，包括应用设计、应用开发、应用测试和应用托管，并将这些资源作为一种服务提供给客户。云计算平台主要包含三方面的含义：一方面是底层构建的云计算平台基础设施，是用来构造上层应用程序的基础；第二方面是构建在基础设施平台上的云计算应用程序；第三方面即服务，是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个开放、共享的计算资源池向用户按需服务。

Google由于在于其在技术、商业各层面的开放态度，也正是谷歌最先提出云计算概念的原因。云计算概念提出后，能够使得计算成本和存储成本大幅度下降，是其可以获得普及的最大看点。随着云计算技术的迅速发展，越来越多的学校、教育机构和个人把信息处理迁移到“云”上，国内外已有许多高校将云计算应用于教育和科研中，云计算在网络教育领域有着广阔的发展前景[1]。

对于学习者来讲，其信息需求将获得极大的满足，通过云计算技术，他们可以通过网络连接在任意地域、任意时间实时地从存储在云中的海量网络课程资源中获取自己所需要的学习资源和服务，甚至可以和老师就某方面的问题进行实时地互动交流，从而实现虚拟化的教与学。云计算平台意味着更低的IT基础设施成本，相关机构可以使用云计算能力来补充和取代内部的计算资源，云的通用性使资源利用率大幅提升，从总体上大幅降低成本。云计算平台消除了对特定设备的依赖，加入公共的云服务平台将会成为今后学习者最经济、最有效的选择。

1 高校部署云计算平台的必要性

把云计算机技术应用到教学信息系统中，是高校信息资源应用的一种新型模式，这种模式使得学校在使用网络构架，应用程序时非常方便快捷。我校拥有良好的教学、实验环境和条件，校园网覆盖面广，数字化校园的建设为构建云计算环境打下良好的基础。在现有的教育网络上部署云是一种可行的选择。我们充分挖掘云计算的资源和服务，以大学计算机基础课程为例，整合现有的教学资源和教学系统，构建创新、实用的基于云计算的教学环境，更好地为教学服务[2]。

学生的生源地差异性很大。虽然我校大部分学生来自大城市，在教学的时候，发现大部分学生在小学、初中、高中都学过计算机应用基础这门课程；但对于来自于其他偏远地区的学生，由于学校基础设施、学校课程安排重点不一样，虽然在高中开设了计算机基础课程，但由于为了学校的升学率，大部分学校的计算机基础课程都被其他课程占掉了，形同虚设。在课堂上机时，因为有固定的实验任务，要掌握的新知识较多，而且通常是一周的时间才上一次机，学生总是不能把前面的知识和当前所学的内容很好的结合起来，经常是学了后面，忘了前面，很难融会贯通所学知识，不是所有的同学都能在当堂课内掌握所有的内容。由于学生基础差异大，导致老师在课程重点的安排上很难找到一个平衡点，既兼顾到计算机基础较差的学生，也兼顾到基础较好的学生，因此教学效果大打折扣。

我校计算机基础课程进行嵌入式教学改革，将全国计算机软件水平资格考试初级信息处理技术员 （以下简称 “软考”）嵌入在平时课堂授课中讲解，期末考试直接参加 “软考”，知识点多，任务重，加上将原本不是很富裕的72学时压缩为54学时，上机练习时间更少。在当前的形势下，加上高校之间教学资源分布不均，大部分地方院校，由于资金来源有限，设备老化，实验室资源不足，教学资源更新速度慢。大学的计算机基础课程如何教才能更加合理、高效地使用教学资源，减少教学成本，进一步提高教学质量？这是我们高校部署云计算平台进行开发和应用所需研究的重要课题。为此我们就云计算平台在高校的开发和应用研究进行了一些探索和实践。

2 云计算平台的功能设计

我校基于云计算的基础架构了一个外事睿思云计算公共信息服务平台网（http://rs.xaiu.edu.cn），积极的利用云计算平台，弥补课堂教学的不足，为学生营造一个理想的个性化学习环境。在云计算环境下，学生只需要注册一个账号即可登陆在线协作学习，整个教学环节、实践活动都可以通过云服务来实现。在课程教与学的过程中，学生可以充分体现出主体性，能够真正实现自主学习，教师则真正起到引导者的作用，随时观察学生的学习进展情况，可以时时指导学生，尝试开展基于云计算的协作学习模式[3-5]。

2.1 用户的注册和登录

用户通过唯一的ID进行注册，同时要给出用户在服务平台中的用户名，密码，Email。系统验证通过后，接收用户成为合法用户。注册成功后，通过登录页面，即可登陆进入服务平台中进行资源查询和课程学习。

2.2 资料的下载

教师可以在服务平台上发布课程信息、教学信息（包括视频教程、教学课件、讲稿、学习资料、电子图书、各类工具软件等）、习题库，学生可以根据自己的学习情况和需要，选择适合自己的内容学习。师生充分利用云计算平台共同努力，不断地充实、动态更新教学资源库，实现资源共享和优化利用，可以有效提高学生的综合能力和素质。

2.3 在线学习、在线答疑

学生可以通过云计算服务，制定符合自身知识水平的学习计划和学习资源，而不需要与所有学生步调一致，学习同样的内容。不是所有的同学都能在当堂课内掌握所有的内容。对于基础比较差的同学，如果上课有什么地方没有听懂，也可以通过在线学习再学一遍，加深理解。在线学习在时间度上比较自由，也提高了学生的自学能力。教师可以通过邮箱或课后辅导留言与学生互动交流，及时为学生答疑解惑，了解学生的意见和建议，以合理改进课堂的教学。

2.4 在线测试、评分

该服务平台中设计了在线测试模块。管理员主要负责对教师信息，学生信息的添加，删除修改操作，教师主要负责日常的教学工作，包括考试作业的安排，查询学生考试作业情况，查询错题次数等。因为权限较大，访问地址是不公开的，只有教师自己知道即可。学生可以通过学号和密码来登录考试系统进行考试。试题保存在教师节点和服务器上，通过对帐户权限的设置使得学生无法将试题下载到本机上，而只能够在线完成。学生通过客户端在规定时间内完成试题并提交，测试成绩和答案解析会发送到学生客户端。

2.5 论 坛

教师和学生之间可以实时或非实时的交互，以文字或语音的形式来交流自己的观点。教师节点与学生节点都可以发起讨论，讨论的发起者首先将讨论主题发给服务器，服务器将检索现有的讨论主题，如果该主题已存在，则返回给发起者该版块主题的地址，若没有该讨论主题，则返回一个允许信息，发起者建立链接并发起讨论，以便师生互动交流。

2.6 附件功能

建立课程FTP站点，让学生上交老师布置的大作业：对于计算机基础课程的教学，教师可以在课堂上布置一到两个大作业，如Word的综合排版等，Word的综合排版要求学生运用在Word的学习中掌握的各种方法，自行选择一篇文章进行排版设计（独立完成）。提高了独立思考、解决问题的能力，综合知识的使用能力。也可以小组形式协作完成排版设计比赛等，培养学生的团队合作能力。

3 云计算平台在高校中的应用研究

作为一项新兴的技术，云计算受到了众多云计算服务提供商的追捧，大部分应用于商业的目的，只有少数针对教育的项目资源。如果直接采用现有的云计算方案，固然短期成本低，实施简单，但原有信息系统的移植和高校原有的计算能力的处理将会成为主要的问题，所以在现有的教育网络上部署云将是一种可行的选择[6-7]。

3.1 建立标准化的通用信息平台

云计算迄今还没有统一的标准和实现方式。现有的网络课程建设和远程教育中，需要各高校投入大量的人力、物力建立起属于各高校的独立的网络信息平台，使得各高校的信息平台独立承担着较大的运行压力，面临着安全等各种问题。如果将网络课程信息平台建设、服务器的配置、课程资源的存储与管理等工作都交给云服务提供，就可以令现有分散的、自成一体、本地化的网络信息平台转变成一个以成千上万的云服务器为依托，拥有着极其强大的计算功能、海量的网络资源的统一通用信息平台。将云计算数据接口的API标准化，不同的供应商都需按统一标准提供数据导入导出的接口API，提高云计算平台的互操作性。使现有的网络课程建设中存在的软、硬件资源重复投入、虚拟化教学设备运行能力支持等问题将迎刃而解。

3.2 必然的降低了成本

将现有的网络课程建设在云服务通用信息平台基础之上，令高校只需投入一些管理终端和网络接入设备，而云计算模式中对客户终端的配置并无特定要求，终端升级投入可以忽略。并且本地服务器已建立在“云”中，原来必须经常对服务器、计算机等设备进行的维护、升级等工作几乎降至最低，管理成本、人员成本也相应可以大大降低，从而使得各高校的成本大幅度降低。

3.3 加强了资源共享

在云计算模式中各高校之间的可以构筑共同的信息共享空间，并通过云平台统一共享进一步的实现教学资源的整合、统一教学的目的。对于学习者来讲，其信息需求将获得极大的满足，通过云计算技术，他们可以通过网络连接在任意地域、任意时间实时地从存储在云中的海量网络课程资源中获取自己所需要的学习资源和服务。

3.4 提高了数据安全性

云计算技术还处于成长期，存在优先访问权、管理权限、数据隔离、数据恢复等多种风险，“云”端有专业的技术人员负责数据的安全保密工作，云计算的数据对外具有较高的安全性。但是没有人能确保数据安全可靠，因此，提高机制保证数据的安全性就显得至关重要。

4 结束语

云计算是当前热门的研究领域，把云计算技术应用到高校课程教学中，提出了基于云计算平台的设计框架，并实现了在线的云计算教育服务平台。不仅可以优化教学环境，节省高校实验室的建设与维护成本，有效整合教学资源，提高教学资源的利用率，还可以为云计算拓展新的应用领域。尽管云计算技术还处于成长期，在实际应用中还面临着一定的挑战，但随着技术和应用的日渐成熟，必将在不远的将来展示出强大的生命力，对教育领域产生重大的影响。师生可以利用“云服务”理念，将校内、本地服务的教育资源拓展为更多师生服务的“云”资源，充分发挥学生和学科自身的特点，达到教学与学习的最优化[8]。相信随着云计算的普及和不断发展完善，将会对教育环境、资源建设和教学模式变革产生更深远的影响。

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