基于云计算的网络教学平台设计与实践

汪海

摘要：作为近年来新提出的一种计算模型，云计算在大容量数字化网络教学领域有着重要的研究价值。该文在介绍云计算和网络教学平台技术背景的基础上，分析了云计算在网络教学平台中的应用现状及优势，设计搭建了一套基于云计算的网络教学平台框架，就自主学习、教学互动、教学资源管理和信息管理四个核心模块的设计实现进行详细介绍，并对云计算技术在网络教学平台的实践及应用前景进行了探究。

关键词：云计算；网络教学；平台设计

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）08-0122-02

1引言

随着近年来互联网及互联网+技术的迅猛发展，预期相关的产业技术得到不断推动，其中，分布式处理、并行处理和网格计算成为技术发展的主要方向。云计算作为一种新提出的计算模型，已经引起了越来越多的关注，成为了现代信息化建设必不可少的重要技术和方法。

通过云计算技术搭建网络教学平台，能够使得平台使用更加人性化，设计更加简单，教师、学生及管理者可自由进入云端系统，不再受到传统教学平台时间、地点、环境的限制，随时随地查看相关的软硬件教学资源，并在模拟环境中开展模拟实验等教学活动。基于云计算的网络教学平台式顺应了时代发展，迎合未来的趋势，具有设计及开发成本较低、教学容量巨大、使用方便快捷等优点，必将为教学方法带来巨大革新。

然而，云计算技术在现有网络教学平台中的应用还处于起步阶段，缺乏系统性的论述和设计，本文在介绍云计算和网络教学平台技术背景的基础上，分析了云计算在网络教学平台中的应用现状及优势，设计搭建了一套基于云计算的网络教学平台框架，就自主学习、教学互动、教学资源管理和信息管理四个核心模块的设计实现进行详细介绍，并对云计算技术在网络教学平台的实践及应用前景进行了探究。

2云计算与网络教学平台

2.1云计算

云计算是近年来提出的一种计算模型，到目前为止，业界对云计算还没有统一的定义，目前比较认可的定义是：云是一个资源池，包含了大量可用的虚拟资源，如硬件、I/O服务、开发平台等，这些虚拟资源可根据不同的负载进行动态重新配置，以达到更高的资源利用率。

云计算的核心特點是“云服务”，云服务机制对用户是透明的，用户不需要了解云计算的具体机制，只需在另一端接入网络，就可以随时随地获取云计算所提供的服务。不仅如此，云计算系统具有集成的海量存储和高性能的计算能力，通过数据冗余和分布式存储方式实现数据存储，确保了所提供服务的可靠性、高可用性和多样性。同时，云计算提供了高层次的编程模型，用户仅通过简单的学习即可编写云计算程序，并在“云”系统上运行，极大地方便了用户获取其所需的服务。

2.2网络教学平台

网络教学平台是远程教育平台的一种，是指搭建在互联网上，利用相关软件工具，通过网络服务实现远程教与学活动的信息系统，其面向用户主要包括系统管理者、教学服务提供者和教学服务接收者，平台应实现课程开发与管理、教学支持及服务、教学活动管理等主要功能。

网络教学平台能够为教育活动打破时间、空间等限制，有效解决教学资源分配不均衡的问题。远程教育平台在很大程度上反映了一个国家或地区的教育水平，尤其是在我国东西部发展不均衡的发展中国家，大力建设推广网络教育平台对于经济不发达地区教育水平的提高有着重要的意义。

2.3云计算在网络教学平台中的应用

目前云计算技术已被广泛应用在网络教学平台的建设过程中，例如，澳洲约有75%的高校实现了学生邮件的云端化服务，美国一些基金会已面向多所高校师生提供云服务，在国内发展和应用较好的主要有内地中国科学技术大学研发的“瀚海星云”校园云服务平台，以及中国台湾大学研发的“筋斗云”系列平台。

与传统的互联网技术相比，将云计算技术运用在网络教学平台有如下明显优势：

（1）效率高：云计算技术通过集成方式实现不同物理资源的统一管理和调配，系统升级、信息发布、资源管理等操作均可通过批处理实现，系统管理员可对系统实现集中、高效的日常维护和管理。

（2）可用资源多：接入云系统的用户可按照统一的接口标准和规范，将不同数据源放到统一的云数据中心，通过资源共享和协同工作，使得可用资源成倍增加。

（3）灵活性强：云计算采用集中存储方式，能够支持对不同类型的应用终端提供服务，同时还支持不同类型终端间的服务转换，方便了师生通过电脑、手机、平板等各类移动终端随时随地进行教学活动。

（4）可靠性高：云计算技术通过分布式存储和数据冗余确保数据的可靠性，但基于网络技术的架构必然存在的风险隐患，因此在设计过程中应考虑数据加密机制等安全策略，确保系统的安全可靠。

（5）成本低廉：通过云计算技术搭建网络教学平台可利用云端共享资源实现，无需专门的系统软硬件成本，同时，基础设施及系统维护均可托管至云端进行，极大地缩减了平台建设和运维成本。

3基于云计算的网络教学平台设计

本文基于云计算技术提出了网络教学平台的框架，如图1所示，由下至上分为服务层、管理层和应用层㈣。其中，服务层主要提供数据存储功能，包括教学资源中心数据库及其他数据库，提供教学过程中所需的软件资源、硬件资源及网络资源。管理层为本平台的核心服务组建，涵盖了本系统四个功能模块：自主学习模块、教学互动模块、教学资源管理模块和信息管理模块。应用层主要实现对系统用户的服务，为教师、学生、管理层等系统使用人员提供浏览器或客户端作为系统入口，通过统一的用户认证实现对系统的访问。

3.1自主学习模块

自主学习模块主要是由网络教学平台设计者和学习者共同发起完成。该模块一般包含以下子功能模块：个人学习资源库子模块、个人学习计划管理库子模块、个人模拟实验库子模块以及资源搜索子模块等。

个人学习资源库子模块主要用于保存学习者个人学习资料，实现学习者随时、随地进行学习的需求，便于学习者开展学习活动；个人学习计划管理库子模块主要用于帮助学习者根据自身学习意愿、学习习惯以及学习特点制定个人学习计划，提高学习者学习效率；个人模拟实验库子模块主要用于设置学习所需的模拟实验环境，为学习者提供尽可能接近于真实情况的实验环境；资源搜索子模块主要用于为学习者提供查询所需的学习资源的功能，便于学习者完成学习。

3.2教学互动模块

自主学习模块主要是由网络教学平台设计者和学习者共同发起完成。该模块一般包含以下子功能模块：個人学习资源库子模块、个人学习计划管理库子模块、个人模拟实验库子模块以及资源搜索子模块等。

个人学习资源库子模块主要用于保存学习者个人学习资料，实现学习者随时、随地进行学习的需求，便于学习者开展学习活动；个人学习计划管理库子模块主要用于帮助学习者根据自身学习意愿、学习习惯以及学习特点制定个人学习计划，提高学习者学习效率；个人模拟实验库子模块主要用于设置学习所需的模拟实验环境，为学习者提供尽可能接近于真实情况的实验环境；资源搜索子模块主要用于为学习者提供查询所需的学习资源的功能，便于学习者完成学习。

3.3教学资源管理模块

教学资源管理模块主要是由网络教学平台设计者和学习者共同完成设计。该模块一般包含以下子功能模块：网络系统管理子模块、云服务存贮设置子模块、监控管理子模块以及系统配置子模块等。

网络系统管理子模块主要用于系统使用者对系统进行网络管理，便于配置系统的网络功能；云服务存贮设置子模块主要用于系统使用者对系统“云服务”存储进行设置，配置教学资源的配置具体参数；监控管理子模块主要用于系统管理者对系统进行监控及运维，从而能够实现系统长期稳定运行、系统安全等，监控对象包括：服务可用性、服务使用次数、当前连接数等；系统配置子模块主要用于对接人资源的运行环境进行优化管理配置。

3.4信息管理模块

信息管理模块主要是由网络教学平台设计者设计实现。该模块一般包含以下子功能模块：在线资源管理子模块、在线信息管理子模块以及在线环境管理子模块。

在线资源管理子模块主要用于系统管理者管理在线教学资源；在线信息管理子模块主要用于系统管理者管理在线信息；在线环境管理子模块主要用于系统管理者管理在线模拟环境。

4总结

云计算作为一种全新的计算机技术，能够将地理分散、数量庞大的资源进行合理整合和集中管理，提供海量的共享平台和方便的用户服务。将云计算技术运用于网络教学平台，具有效率高、资源多、灵活性强、可靠性高、成本低廉等显著优势。本文对基于云计算技术的网络教学平台设计与实践进行了深入研究，为网络远程教育教学活动提供了一个新的思路。未来，云计算将以其方便、快捷、实用、安全等优势，在网络远程教育及其他基于网络远程服务活动中发挥更大的作用。