1、依 托 云 计 算优 化 高 校 教学 管 理 与 教学 资 源的研究 孔晓荣 内 蒙 古医 科 大学 计 算机 信 息学 院 计算 机 技术 教 研室 摘 要： 目的, 利用云计算平台提升当前高校教学管理和优化整合教学资源。 方法, 采用 云计算主要技术建设教学信息资源服务综合平台为学校提供海量存储、 资源共享 和超强计算能力。 结果, 显著降低高校在教学管理和教学资源方面的软硬件投入 成本, 拓宽了教学资源的范围和内容, 解决了目前教育资源共享的实际问题, 促进当前教学管理和教学模式的改革。 结论, 通过对云计算技术在高校教学管理 与教学资源建设中发挥的优势与特点的研究, 进一步阐述云计算
2、平台解决了高 校教学管理与教 学资源建设方面投入成本大, 重复建设多, 教学信息数据共享 难度大、 科技力量薄弱等诸多实际问题, 并且云计算提供了多种服务模式实现高 校云平台建设, 充分说明云技术在高校信息化建设中的应用是发展的必然趋势。 关键词 ： 云计算; 教学管理; 教学资源; 教学模式; 作 者简 介： 孔晓荣 (1968 ) , 女, 内蒙古呼和浩特人, 硕士, 教授, 研究方向 为医学计算机技术应用, 云计算物联网技术。 基 金： 内蒙古医科大 学 2017 年度高等教育教学改革研究项目 (NYJXGG2017021) Research on the Optimization of
3、 Teaching Management and Resources in University Rely on Cloud Computing KONG Xiao-rong Department of Computer Technology, College of Computer Information, Inner Mongolia Medical University; Abstract ： Objective:Using cloud computing platform to improve teaching management and the optimized conformi
4、ty of teaching resources.Methods Using cloud computing technology to build a comprehensive platform for teaching information resources services, providing massive storage, resource sharing and super computing capabilities for universities.Results:Significantly reduce the cost of hardware and softwar
5、e investment in teaching management and teaching resources in universities.Broaden the scope and content of teaching resources and the practical problems of educational resource sharing are solved.and promoting the reform of current teaching management and teaching mode.Conclusion:By studying the ad
6、vantages and characteristics of cloud computing technology play in the teaching management and teaching resource construction in universities, further elaborates the cloud computing platform to solve the university teaching management and teaching resources construction cost, repeated construction,
7、difficulties in teaching information and data sharing, the weakness of science and technology and many other practical problems.Cloud computing provides a variety of service models to achieve the construction of cloud platforms in University.Fully explain the application of cloud computing in the in
8、formation construction of university is an inevitable trend of development. Keyword ： cloud computing; teaching management; teaching resources; teaching mode; 1 概述 云计算是基于互联网的一种全新网络服务, 它具有云存储及共享池模式、 可以通 过互联网提供动态可扩展的虚拟化资源, 同时云计算也是实现物联网的核心技 术之一。 经过十多年的发展, 云计算技术在国内外各个领域得到广泛的应用, 在 教育方面, 目前国内外许多大学在教学管理资源和
9、计算模式方面都依托云计算 技术, 并在此基础上将物联网技术应用到大学教学管理及校园软硬件总体建设 的各个 方面, 全力打造 “智慧校园”的发展前景, 已经初见成效。 在不久的将来, 智慧校园的发展水平必定会随着云计算、 大数据、 物联网等前沿技术的发展得到 极大的提升。 2 云计算概念、特点 及服务模式 2.1 云计 算概念 及特 点 云计算是一种体现数据处理能力的密集型计算模式, 它是基于互联网来提供动 态易扩展的一种资源, 云承载计算任务, 保证不同系统获得足够的存储空间、 超 强的计算能力及丰富的软件服务。 云把网络中各类资源虚拟成计算机终端向用户 提供所需要的资源。 云计算结构是利用互
10、联网的传输能力, 将处理数据过程从用 户计算机或服 务器迁移到互联网上的超级计算机群中, 计算机群由大量标准服 务器组成, 由专有的数据处理中心统一管理, 为用户提供海量存储空间和极强 计算能力。 云计算是分 布式计算、 效用计算、 并行计算、 网络存储、 虚拟化、 负 载均衡等计算机技术和网络技术发展融合的结果1。 2.2 云计 算的特 点 云计算主要有可扩展性、 高可靠性、 通用性、 虚拟化、 超大规模、 按需服务及使 用成本廉价等特点。 1) 可扩展性:为满足用户的增长和需要, 云计算可以实现动态扩展和伸缩。 2) 高可靠性:云计算利用虚拟化技术将用户的数据资源存储在虚拟资源池中, 有效
11、地保证了数据的安全性。 3) 通用性:在云技术支持下, 可以实现各类功能的应用, 并实现同一个云可以 运行不同的应用。 4) 虚拟化:用户可通过不同的终端设备和位置向云服务平台申请所需资源, 无 需了解资源的具体位置, 也无需关心云的运行位置。 云计算利用虚拟化技术将异 构分布式数据和资源统一存储在数字中心。 5) 按需服务:云平台可以提供庞大的资源池, 供用户服务, 用户可以根据自己 所需购买相关的资源。 6) 运行成本低:通过非常廉价的节 点构成云体系, 实现自动化集中管理方式, 可以使管理中心数据的成本大幅降低, 而资源的利用率显著提升, 企业及用户 无需支付数据中心更多的费用, 因此使
12、用成本很低。 2.3 云计 算的服 务模 式 云计算服务主要分为基础设施即服务 (Iaa S) 、平台即服务 (Paa S) 和软件即 服务 (Saa S) 。 Iaa S (Infrastructure-as-a-Service) :基础设施即服务。指基础架构的云计 算服务, 将计算机硬件资源、 服务器等基础设备资源融合形成一个资源群体, 为 用户提供存储和虚拟 化等服务。 Paa S (Platform-as-a-Service) :平台即服务。主要是为用户提供一个中间件 平台, 用来完成可扩展的事务处理中间件等服务, 同时也提供管理服务。 Saa S (Software-as-a-Ser
13、vice) :软件即服务。它是一种通过互联网提供软件 的服务模式, 把用户所需的应用软件资源存储在云服务器群中存储, 用户无需 购买软件, 也不需要在电脑上安装应用软件, 可以根据需求向云服务器提出申 请, 所有的软件资源维护管理操作都在信息中心云服务器上进行2 。 根据云计算的部署模式也分为公有云、私有云和混合云三种方式: 公有云: 将建设好的云资源池放到互联网上, 有使用权限的用户可以 按需使用; 私有云: 企业或组织在自己内部数据中心单独组建的专用云服务, 或由云服务提 供商根据用户需求进行组建后整体租给某一组织, 其他用户无法使用。 混合云: 指公有云和私有云的混合形式, 在私有云组建
14、好之后, 有些资源缺乏, 需要通过申请使用公有云作为私有云的补充, 混合云是公有云和私有云两者结 合的一种 解决方案。 图1 为云计算基础 架构模式。 3 云计算在优化高校 教学资源中的 应用及特点 3.1 有效 解决当 前教 学资 源服 务面临 的实 际问题 利用云计算的特点可以构建以教学资源为主的共享型服务平台, 依托 Iaa S 和 Paa S, 可以提供面向学校行政和教学等各类人员的教学资源服务综合平台, 采 用开放式架构, 把学校教学服务和他公共服务进行有效优化整合, 能够很好地 解决教学资源共享建设中遇到的问题。例如:传统的教学资源平台建设及教学管 理方面存在投入资金大, 重复建设
15、多, 设备更新需求过快、 教学信息数据共享难 度大、 科技力量薄弱等实际困难, 而利用云计算技术建设教 学信息资源服务综合 平台, 能够有效缓解上述实际问题3。 图1 云计算基础架构模式 下载原图 3.2 显著 降低教 学资 源使 用成 本实现 最 大 资源共 享 高校为满足不断增长的海量 数据存储需求, 必须经常对各类计算机设备和运行 软件进行更新。 基于云计算建设起来的教学管理和教学资源云平台, 能够将各类 型的软硬件优化整合到云平台, 采用虚拟化技术建立硬件基础设施共享资源池 4, 进行集中式管理调度以及按需分配, 这样避免了设备的重复建设, 显著降 低了教学管理和资源平台运行的软硬件成
16、本, 同时还有效降低了人工维护成本。 同时由于云平台建设是全球范围的, 可以汇聚世界各地的优质教育资源, 因此 充分利用云构建平台及时更新云端教学资源内容, 能够动态实现国际教育与社 会需求的接轨, 让学校教学管理更加高效信息化, 教学资源更为丰富全面, 本 校教师和学生能够通过云平台共享资源, 这些教学资源并不局限一个区域, 甚 至一个国家, 可以来自 全球最新的共享资源, 这样极大拓展了学生的专业视野, 能够学到更具有前沿性、博广性的专业知识5。 3.3 有力 促进现 行教 学方 法和 教学 模 式的 改革 学生通过云计算平台能够快速获取所学专业的前沿知识, 无疑对高校传统教学 模式形成巨
17、大的冲击6。在云平台环境下, 以教师讲授为主, 学生听课为辅的 传统教学模式以及教学内容己无法满足学生求知欲, 这样课堂教学方式会让学 生失 去学习兴趣。 对此教师要充分利用云平台所提供的教学综合资源, 改变以往 教学方法, 采用更科学、 更先进的教学模式来适应和带动学科发展要求, 例如教 师可以通过云平台所提供的丰富资源及各种实用功能和学生建立互动网络平台, 还可以利用云平台下的网络课程中心, MOOC ( 慕课) 以及翻转课堂等新型教学模 式, 与学生进行学习沟通7, 及时掌握学生对所学内容理解的程度。同时, 学 生可以在云平台上进行学习经验分享与讨论, 进一步促进了师生在学习方面 的 交
18、流与沟通, 教师和学生都能从中 受益匪浅。 3.4 有力 确保学 校教 学资 源的 安全可 靠性 构建的采用分布式存储结构, 以数据块单元形式将教学资源存储在服务器节点 中, 采取数据多副本容错、 多副本备份以及计算节点同构可互换方式, 保障服务 的高可靠性和确保数据的完整性8。学校还可以采用私有云计算技术, 只为学 校内部提供服务, 通过防火墙或者路由器将内外网分隔, 不对校外用户提供服 务, 这样有力地保障了学校内部数据资源 的安全性。 4 教学信息资源服务 云平台 的实现方法 在高校教学资源数据存储方面, 可以采用Hadoop ( 分布式系统基础架构) 技术 实现数据的存储和传输, 运用
19、云存储技术整合高校资源9;还可以采用混合云 的服务模式构建高校教学资源管理服务平台, 在公有云中存储各类教学资源, 使用云服务商现成的各种应用软件。 在私有云中向本校师生及教学管理人员提供 校内资源与服务, 存放学校内部使用的重要敏感数据, 例如用微软公司的 Windows Azure 完成公有云的部署, 再采用 System Center 实现高校的私有云平 台建设; 可以采用基于 Openstack 的云计算管理开源项目构建高校教学管理与资 源云服务平台, 由于 Open Stack 支持几乎所有类型的云环境, 能够提供实施简 单、 可大规模扩展的、 标准统一的云计算管理平台, 还通过各种
20、互补服务提供基础设施即服务 (Iaa S) 的解决方案, 实现资源的弹性分配、快速扩展以及网络 隔离与共享等诸多功能, 因此很适合构建面向高校的教学资源管理服务平台 10 。以上 这些方法在许多高校已经开始实施建设并取得一 定的成效。 5 结束语 高校在传统教学管理和教学资源建设中, 往往需要投入大量的人力与财力, 而 云平台的构建, 显著降低了学校信息化建设方面的软硬件投入成本, 基于云计 算的平台能够更好地实现学校教学管理的高效性, 还可以达到教学资源共享的 最大化, 而实现全球化的教育资源共享是云计算技术在高校信息化建设中的主 要应用目标。 在互联网+时代, 云计算、 大数据、 物联网这
21、些前沿技术的应用, 对 高校信息化建设的发展水平能够起到不可或缺的重要作用, 从长远角度来看, 采用云计算技术 建设教学管理和教学资源平台, 是高校教学改革发展的 必然趋 势。 参考文献 1 商存慧, 聂艳明.云 计算在高校教育信息化中的应用研究J.中国教育信息 化, 2011 (4) :4-7. 2 罗国玮, 兰瑞乐.基 于云计算的高校科 研实验平台构建研究J.实验技术与 管理, 2012, 29 (4) :115-117 3 汤新鸿.基于云计算 的高校校园网络体系设计与买现技术J.湖北科技学院 学报, 2013 (7) :172-173. 4 张敏, 周金辉.云计 算在高校教育信息化建设中
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