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云计算技术在公共服务平台的应用

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摘要:近些年来,云计算的使用愈发受到关注,各界专家学者对于这一技术带来的资源使用的巨大便利都进行了大量研究。文章详细分析了云计算在数字教学领域应用,尝试探索了一种基于云计算技术的学习云服务平台,并描述了云计算技术在数字教学领域的可行性和建设模式,也提出了在建设过程中可能出现的问题。研究的目的在于以达到更高的教学水平为目标,是教学资源更加均衡化为导向,以及资源的共建、共享、公用。

关键词:云计算;数字教学;应用

《国家“十二五”时期文化改革发展规划纲要》明确提出,要通过充分利用网络技术,并使之与传统文化相结合。就是说要丰富教学资源,自主研发、引进优秀资源,着手网络课堂的建设,探索新的网络课堂模式等方面下大力度,做出实际成果。随着国家支持力度不断加大,效果也愈加显著。可见,数字教学、网络教学已成为均衡教育资源,优质资源共享,提高教学质量的重要手段。近几年来,随着云计算技术的不断兴起,并持续投入应用。这样的大环境下,无疑给数字教学的发展,又提供了一股更强大的推动力。在传统的数字资源管理系统中,系统网络经常是只供给机构、学校内部。用户量少,资源也不足。各个教学系统之间缺乏连通性,数据相对闭锁没有交互过程,形成了“信息孤岛”现象,导致教育资源的使用效率极差。所以建设具有云服务的数字教学平台,互通有无,就显得尤为关键。就现有技术背景来看,基于云计算技术发展起来的云储存已是率先应用于各行各业。云储存能够提供安全的、稳定的、高容量、高吞吐量等优质服务,深受广大用户青睐。国内各大互联网巨头在云计算上的发展十分迅猛,一定程度上弥补了国内云计算介入较晚的不足,各种相关的应用更是层出不穷。教育云在国内的研究现在也具有一定基础,但是完整的基于云储存的教育平台仍然很少,并且功能也仍需完善。新版人教数字教材,含有模块同步评测、学业诊断和智能提升等,为用户提供了很多在线服务。

一、云计算概述

随着互联网相关业务及相关服务需求的与日俱增,云计算(CloudComputing)在使用及交付模式上愈发受到重视。其中“云”是一种将抽象概念具象化的比喻,是对于网络的另一种称呼,源于在过往的演示图例中常常习惯将电信网络用云的图标来表示,后来云的意义泛化后也经常用于底层网络和一些具体设施,到现在云已经成为了大数据时代背景下网络的代名词。云计算最早的定义由美国的RamnathChellappa教授提出,后来Google、Amazon公布了各自的云计算服务方案,这些都有效推动了云计算的发展。从业务角度来讲,现阶段广为接受的一种定义是:云计算是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问。企业或开发者只需投入很少的管理工作,或与服务供应商进行很少的交互,就可以达到预期的业务效果,极大便利了互联网服务的发展[1]。

二、数字教学现状

互联网上的教育资源正处于爆炸性的增长中,但网民在面对大量的教育资源,却出现了“资源饥饿”的现象[2]。从数字教学资源的本身来看,根据区域经济发展水平的不同,数字资源质量出现了较大差异。经济发达地区的数字资源明显优于经济落后地区,这种现象表明了数字教育资源的分配不均衡。其次,数字教育资源往往只是在小范围内自给自足,缺乏一种有效的共享机制。最后,对于数字资源的管理,管理体制缺乏统一规范,使资源有效共享存在一定障碍[3]。从数字教育资源共享的角度来看,各个学校自制的教学精品课、课件库、试题库等等在网上基本都可以下载,可是因为各个学校制作时使用的软件不同、平台不同,导致资源与不同平台的兼容性较差。再者,由于B/S服务器架构集中访问资源的方式,被大多数学校采用,所以容易出现网络堵塞,获取资源不畅的问题[4]。再有,基于数字教育资源的学习,现在依靠的是学生的自我学习督促,相对效果较差。总的来说,之前的数字教学框架是不能满足当下的多元的、需要知识共建、知识共享的需求,那么探索并建设一个全新的数字教学平台便是当务之急。

三、云计算技术在数字教学领域应用的可行性分析

随着数字化教学的不断发展推进,各个学校、平台的数字教学资源都得到了快速的积累和发展。人民教育出版社和华东师范大学在此方面的研究已经得到社会各界的认可。人民教育出版社开发的第二代“人教数字教材”,就以教育学、心理学理论成果为基础,以满足中小学学业需求为导向,以同步评测、学业诊断和智能提升为核心,为学生用户提供了优质的数字资源。华东师范大学则在教育资源云平台上,有多名学者对其架构、技术进行了讨论研究,积累了深厚的理论基础。以数字教育资源整合、共享、持续和实用为目标,笔者对云计算技术在数字教学领域的应用,进行了可行性分析。

(一)数字教学资源的整合

“整合”的意义在于对于当前分类不够明确,规范不都有效、准确的资源,按照一定的规则顺序进行有机整理、集成。云计算最大的作用之一就在对于资源、信息的整合处理,之后再将其进行共享。在云计算的架构下,各个学校、平台可以根据自身的学科、专业优势,进行联合教育资源的开发,模块化设计。形成统一、优质的精品课程库、课件库、教学案例库、教学音视频库等等。对于现有资源,可以通过云计算平台对资源进行有效整合,形成较大规模的资源储存库,统一为用户输出优质资源。

(二)数字教学资源的共享

“共享”是数字教学资源的集中管理,云计算的均衡配置可以在区域内得到有效支持,可以集中分散的数字教学资源,减少教学资源建设的重复率。另外,云计算也可以实现对入口路径的统一访问。该区域教师和学生任何时候、任何地点获得所需的数字教学资源,教师和学生可以使用注册用户名,密码在不同的教学平台进行统一认证。实现更加广泛的平台教学的优秀资源,共享教学资源。

(三)数字教学资源的持续

“持续”主要反映在资源的开放性上,要求教学资源的在线更新和教学素材的不断增加,也就是指教学资源以及服务扩展性、可维护性。而云计算本身的优势及特点,具有灵活的可扩展性,扩展的虚拟资源相对来说更加简单,所以只要增加网络中的服务器,即只增加设备数量,便可以有效地为教学云平台提供更多的计算资源以及设备储存资源的能力,这样就更加有效地提高了可持续性,系统资源开发能力极大增强。

(四)数字资源的落地实用

“实用”就是说要让平台用户、资源服务管理变得更加全面化并且系统化,其中包括资源获取功能和资源上传功能、资源检索功能,再加之后台的管理功能。而云计算是具有实用性的,体现在配置基础设施这一方面。受云“管辖”的学校,其使用成本极大降低,尤其是节约了够买服务器的费用,也不需要消耗大量的资金对设备进行维护和管理。至于所有计算和存储都在云中执行。网络终端设备可以随时随地访问云教学资源,既方便用户访问教学资源,又能最大限度地发挥教学效果[5]。

四、云技术平台在教学领域内的应用模式建设

(一)模式的管理运营机制建设

为了实现教学资源的共用、共建、共享,必须有一套与之对应的管理组织团队。实施建设中搭建平台、统一资源、运营管理的各个机构、单位,必须完善管理机制,健全运营体制,加强各个机构、单位的协调合作,进行统一管理。所以首先就需要建立一个数字教学管理小组。组内人员构成由参与项目的各机构、单位的管理部门主要领导构成。这样的组成结构决定了该小组具有一定的决定权,便于推动数字教学工作和管理工作。根据不同角色的需要,组内成员应分为以下几个子部门:内容资源建设部门、平台建设部门、硬件实施部门、运营规划部门和技术实施部门。内容资源建设部门:组内的人员主要是由资源编辑构建的工作人员以及系统的进行系统管理工作人员组成的,这样设置可以对资源库中各种各样资源的建设和所涉及的管理工作进行实施。换句话说就是按相应的标准和规范,对教学资源进行验证、交流、筛选和评估各类课件、课程的规划工作,网络课程、视频课程、微课程等所有资源的检索选择,使我们的资源库资源变得原来越丰富,质量越来越高。平台建设部门:主要职责是对数字教学云平台搭建指导工作,使数字教学云平台实现对海量数字教育资源的管理和维护,并且能够对数字教学资源的制作、管理以及分发和服务等进行内容管理。硬件实施部门:主要对教育移动终端的开发工作进行管理。技术实施部门:组内技术人员主要负责服务体系基础设施建设,环境运行设计和后期软件设备及服务器管理维护。

(二)模式的逻辑模型构建

当下我国多数的中小学校的网络环境,所用的是本地校园网的数字教学素材,然而在学校与学校之间,则是缺乏了统一资源共享和资源制作的标准和统筹规划,资源不互通,系统之间交互性差,以至于学校与学校之间的教学素材交互困难,难以沟通共用。然后,各中小学校所使用的设备都相对陈旧,水平低下,没有进行统一管理。

(三)模式的主要结构搭建

1.数字教学资源及其配套服务的构建其建设的目的就是将各中小学校、教学资源网站、教研机构的优质教学资源整合,进行集中的管理和分配。目前更多的资源还是分布在各中小学校、教育资源网站以及教研机构的手中,其主要价值并没有得到有效利用,资源孤岛现象严重。如何能使各个学校之间进行资源打通,有效实现优势互补,使资源的效果达到最好,是当前在各个中小学各自差异化巨大的前提下面临的最大问题,导致各自弱势学科无法有效增强。2.云计算服务平台的构建数字教学服务的另一重要组成部分就是云计算服务平台,即从基础设施建设和通过技术手段使资源更加共建共享,它是整个平台能够有效运行的载体。服务平台需要考虑到教学资源建设的因素,两者相辅相成,是不可或缺的。不仅如此,还需要充分地使用我们的资源管理功能,让我们的教学管理团队能够根据目前的设备情况配合各个机构情况,合理的进行资源配置。如下页图3所示主要是表现了构架中的物理层,详细说就是资源层。其中主要的是服务平台,以及服务器、网络设备、储存设备等等物理设备。资源层中的虚拟层,就是通过对教师需求的收集,来为他们提供所需要的教学资源,然后进行虚拟计算[7]。虚拟层和应用层之间的是平台层,能够为元计算的开发和运营提供环境,方便老师和学生开发和使用教学资源。

(四)模式的实现机制

客户端是为用户提供各种各样的应用,这样做的好处是,不管使用者的角色是教师或者学生,还是用于老师使用或者学生学习,都使得使用设备的价格极大降低,这样可以通过最小的配置来实现最大限度上提高实际教学中的效果。然而,这种方法导致了需要兼容更多的设备类型。在实际情况中,用户设备的使用范围选择将会更多,而不是像以前一样仅仅局限于电脑,实际上老师用户和学生用户可以通过智能手机、平板等移动设备做到可随时随地学习,真正地实现移动学习和终身学习。实际中,中小学教师和学生将通过使用数字教学云平台,最终获取课件、视频、交互软件等资源,使得教学过程变得非常生动而简单,只需成为平台用户,并获得适当的使用权限,然后登录教学云平台,通过使用应用程序,获取自己所需要资源。

(五)模式的评价机制

通过云计算来获取数字教学素材,也纳入社会服务评价指标体系进行考虑,其样式也应该有各种各样的。从营销的角度来讲,一个新的客户对你所营销商品的满意程度,取决于两个方面:其一是商品质量和商品质量的差异;二是商家提供的服务质量四个维度。以下内容是从营销理念出发,用来评估云计算。1.云计算服务质量的过程及结果通过云计算是否有助于学校教师的教学和研究,是否有助于学生学习和协作学习,首先要看教师和学生在使用过程中是否有良好的体验感,教师和学生对教学平台服务的印象。其中教学服务平台应做到访问速度快捷,信息检索简易,导航内容清晰,系统稳定和运行安全。教学平台服务资源评估是基于对数字教学资源的一些特点的评价。2.云服务质量的四个维度首先应该实现评估的目标,需要考虑教学资源的构建、分享、共享的程度大小;二是中小学教师和学生回应的维度,要考虑能不能够做到及时地回应,师生之间的互动是否是有效的,并进行评估;三是服务中系统可信度的维度,这一点要看系统本身运行的稳定性,并再从安全性和科学性两个方面对资源进行系统评价;第四,中小学教师和学生个人关心问题的维度,其中主要来源是教师和学生数量教学进行系统精确的评估。

五、基于云计算的数字教学平台应用优化措施

(一)针对资源建设要整体布局,鼓励优质资源数字教学资源的建设,离不开中小学在建设部门领导下进行资源配置,并统一规划设计。这一点不仅仅限于中小学教学素材的简单积累,更是依靠自身学术优势的发挥,分散建设各类高质量资源,杜绝资源滥造导致质量低下,内容重复。二是要重点把握住云资源的建设和管理工作,即采取集中和分散相结合的工作方式,发挥管理作用。另一方面要建设中小学数字教学资源,要形成一定的、具体的、可实行的规范标准,以便于后来者进行参考,共享共用所涉及的各类教学资源,对其进行验证工作,还有促进交流、筛选和评估等等,最终达到确保高品质[9]。

(二)教学云平台的建设要符合规范标准,原则鼓励共建共享教学云平台的建设一定离不开各中小学,需要在硬件实施部门的统一协调下进行协同配合,并且在技术实施部门工作和其他有关部门的协同领导下,达到最终使用同一的硬件设备以及软件服务,并以相同的编程语言来实现具体的系统构架,构成数字资源的共享平台,有利于各种教学资源的系统开发和使用、灵活扩展。

(三)重视任务与鼓励措施相结合,倡导主动建设基于云平台建立中小学数字教学素材库,方式大致两种:一是将现有资源进行上传;二是重新开发新的教学资源。与直接上传以往资源相比,重新进行资源的开发工作更为合适,因为其产出物有利于资源的更新和持续利用。鼓励资源的生产工作和更多任务方式的驱动形式,避免出现重复开发,导致浪费。应该更加充分地调动师生资源开发的积极性,通过借鉴其教学经验开发出更加合理的教学资源,并应当给予一定数量的开发鼓励资金,使教师和学生在开发教材的过程中拥有主角意识。如此,既有利于加强和锻炼教师,并提高学生学习实践能力。

(四)重视实际应用,促使教学质量实际提升截止到现在,网络资源的开发以及使用情况一直不佳,没有做到真正落到实地、大量投入应用。教育机构和教育相关部门在资源开发上起到了非常大的引导作用,但在资源使用上目前还只是浅尝辄止。因此,资源开发后如何实现平台和资源的投入到实际应用中,成为十分重要的课题。只有在实际使用过程中,才能够发现教学素材问题,提高教学质量。所以要注意其应用,这样不仅有利于教学资源的功能和作用在教学过程中的发挥,更可以有效提升教学的实际效果。

参考文献:

[1]雷万云等.云计算技术、平台以及应用案例[M].北京:清华大学出版社,2011.7-8.

[2]章苏静.数字化教学资源管理[M].北京:科学出版社,2008.156.

[3]潘超.南京大学数字化教学资源库让资源“活”起来[J].中国远程教育(资讯版),2011,(8):36-39.

[4]曾文雄.变精品为日用品:云计算在精品课程建设中的应用[J].中国远程教育,2011,(7):58-62.

[5]张怀南.基于云计算的区域性高校数字教学资源建设研究[J].远程教育杂志,2013,(4):56-63.

[6]林清滢.基于Hadoop的云计算模型[J].现代计算机,2010,(7):114-116.

[7]杨文志.云计算技术指南:应用、平台与架构[M].北京:化学工业出版社,2010.17.

[8]罗军舟,金嘉晖等.云计算:体系架构与关键技术[J].通信学报,2011,(7):3-21.

[9]俞建华.基于云计算的远程教学资源建设模式——以浙江开放大学为例[J].中国电化教育,2011,(12):130-135.

[10]曹熙斌.基于Moodle共建共享西部区域性基础教育资源库的思考[J].中国电化教育,2011,(11):80-85.

作者:武峥 单位:人教数字出版有限公司

云计算技术在公共服务平台的应用责任编辑:张雨    阅读:人次