云服務在低碳型教育信息化建設中的應用探究

邢耀東，侯武海

一、云服務與低碳型教育信息化

2006年Google公司提出了云計算的戰略；2007年Google、IBM和一些大學開始了大規模的云計算研究。云計算是在分布式系統、網格計算等發展的基礎上提出的一種新型計算模型，是一種新興的共享基礎架構的方法，它面對的是超大規模的分布式環境。從本質上來講，云計算是服務器虛擬化技術和基礎架構即服務（IaaS，InfrastructureasaService）兩者的結合，其核心是將某一或某幾個數據中心的計算資源虛擬化之后，向用戶提供數據存儲和網絡服務[1]。云計算具有安全可靠、快速便捷、計算能力超強以及低成本、高效益等優勢。一般地，將云計算為用戶提供的服務稱為云服務。云服務改變了傳統的以個人計算機為基礎的生產模式，將最終改變人們的信息獲取、分享方式以及交互溝通方式。

低碳教育(Low Carbon Knowledge Teaching)是2009年底提出的教育新理念，是指在學校教育和社會教育中，對學生和全體公民進行有關環境保護、節能減排、應對地球氣候變暖的知識和行為方式的教育；低碳型教育（C-Education）是指在教育的各個方面采取措施，促進教育教學活動的各個環節減少二氧化碳排放，節約能源，保護環境[2]。

我國教育信息化與低碳型教育的發展，需要從過去事事都依靠學校自我建設的“小生產”方式轉向基于“云服務”思路的社會化大生產模式，在信息化教育建設的硬件、軟件、人力資源開發（教師培訓）、管理等諸方面進行調整[3]。云服務在教育信息化建設中的應用終將帶來教育在環境建設、資源建設、教學方式等方面的變化，為教育信息化和低碳型教育的發展提供技術支持和全新的思路與途徑。

二、基于云服務的低碳型教育信息化建設內容

1.低碳型教育信息化的硬件建設。云服務為用戶提供可高在云端的存儲空間，我們不需要投入大量成本購置、更新以及維護硬件系統環境，不需要關心龐大復雜的數據處理發生在哪里以及如何生成我們所需的信息，我們只需通過一根網線，在任何地點，用任何可以上網的設備如手機、電腦或廉價、便攜、節能的上網本，便可以快速獲取資源，享受云服務帶來的無限便捷。

因此，在規劃學校信息化環境的硬件配置時，要根據云服務的特點和發展趨勢以及學校現有條件，本著夠用、實用的原則，結合基于云服務的教育信息資源建設，構建學校或區域整體的教育信息化硬件環境。如，將低碳型教育信息化硬件建設的重點放在制約云服務未來發展及應用的寬帶網、無線網等因素的建設上，相應地上網設備的配置可以考慮實用、節能且價格低廉的上網本或低價位的筆記本電腦。

2.低碳型教育信息化的軟件建設。開源軟件即開放源代碼軟件，其使用、修改和分發不受許可證的限制，具備可以免費使用和公布源代碼的主要特征。云計算的SaaS（軟件即服務）、以服務為中心等理念都與開源軟件提倡的軟件免費、以服務的形式付費的觀點不謀而合，而且開源軟件的可擴展性和靈活性也完全符合云計算的發展趨勢[4]。在倡導和發展云服務的時代，低碳型教育信息化的軟件服務也必將以此為平臺，大力推廣開源教育，促進開源軟件的教育教學應用。目前，我國一些學校已開始了開源軟件的教學實踐應用，并在實踐中積累了豐富的經驗，如，Moodle課程管理系統的二次開發與應用。

3.低碳型教育信息化的教育資源建設。由于我國幅員遼闊、人口眾多、各地區及城鄉間經濟差異較大，教育信息化資源建設在發展過程中出現了分布不均、更新慢、共享程度差及資源利用率低等問題。這些問題加深了區域及城鄉間的數字鴻溝，造成了信息資源的重復建設和浪費，阻礙了教育信息化的進一步快速發展。建設統一、開放、共享、可擴展的教育信息資源平臺成為未來教育信息化發展的重點，云計算的出現則為此平臺的實現提供了技術支持。在傳統的信息化環境下，用戶從本地服務器獲取所需的各類資源。而在云時代，基本的模式是將本地的教育資源上傳到云計算平臺，轉化為云服務，用戶可以獲取他人的教育資源，也可以將自己的資源與他人分享，從而實現優質教育資源的開放和共享。云服務降低了資源建設、維護、應用的成本，具有更大的靈活性和可擴展性，提高了資源的使用效率。

三、基于云服務的低碳型教育信息化應用模式

1.構建個性化的網絡學習環境。在Web2.0環境下，個人使用更多的是網絡學習和非正式學習，構建個人網絡學習環境就顯得尤為重要。隨著信息技術和網絡技術的發展，尤其是近年來移動寬帶網絡和移動智能終端的普及使得越來越多的移動設備可以介入互聯網，個人網絡學習在獲得諸多便捷的同時，學習者對資源和服務的要求也隨之增加，移動學習和泛在學習的發展亦對網絡建設提出了更高的數據處理和服務要求。同時，教育機構網絡環境的軟硬件建設和資源建設及維護的成本也不斷上升。如何在較低的成本下最大限度地滿足學習者的學習和服務需求，是網絡教育發展中亟需解決的問題。云計算的出現和發展，對網絡學習環境的構建以及網絡學習本身提供了新的思路和解決方案。

在云時代，網絡學習不再局限于學校或教育機構的范圍，而是發生在更為廣泛的空間。學習者可以根據云服務的類型，自由地選擇所需的學習內容和學習方式，如，使用Sakai管理網絡課程等；學習者自己控制和管理個人學習，不同的學習者可以選擇不同的學習內容和工具來創建個人學習環境；學習者學習環境的基本要素如文本、視音頻、培訓等都可以由云服務實現控制和管理，學習者只需通過瀏覽器即可獲取構建學習環境所需的數據和服務，而不需再掌握復雜的軟件操作，降低了網絡學習環境構建的門檻。

云服務增強了網絡學習的靈活性和敏捷性，能夠實現學習資源和學習工具的“按需而用、即需即用、快速聚合”，降低了Web學習資源與服務的成本與難度，創建靈活敏捷的學習方式，創設豐富的學習情境，從而有助于提高學習生產力，最終提高學習效果[5]。

2.應用云服務開展教師培訓。云服務和低碳型教育的發展為教師專業化發展和教師職前、職后培訓帶來了新的機遇。基于云服務的教育資源為學習者提供了更加豐富的教學內容和教學策略，同時也為教與學提供了更為多樣化、個性化的學習途徑。

在教師培訓的實施過程中，傳統的操作模式一般包括以下環節：培訓單位建設培訓所需的基礎設施，如，購買服務器、相關軟件、租用網絡及開發培訓學習平臺；在培訓中及培訓后，需專業人員對硬件、軟件及網絡設施進行維護。這種模式開發周期長、維護費用高且資源共享性差、利用率低。

在基于云服務的教師培訓模式下，用戶首先向教育云管理機構申請培訓活動所需的計算、存儲和網絡等資源，然后由軟件開發人員使用教育云應用接口層提供的開放平臺和API開發培訓平臺，與此同時，教學資源開發人員使用教育應用層的教學資源開發程序開發多媒體課件；在培訓活動進行期間，培訓平臺所需的全部軟、硬件都在云端，由各教育云管理機構實行統一管理，教育云用戶只需要專注于具體的教學活動；培訓結束后，所有的資源仍保留在云端，供有需要的教育云用戶使用[6]。此模式開發周期短、維護成本低且易于實現資源共享，是低碳型教育信息化背景下教師教育培訓的必然趨勢。

3.應用云服務開展遠程教育。我國現行的遠程教育系統基本都采用B/S結構，該模式只適合使用范圍比較小、學習者并發登陸學習也比較少的情況；同時，傳統的遠程教育模式存在軟硬件設施匱乏且成本高昂、資源重復建設且共享性差等問題。

基于云服務的遠程教育系統可有效解決上述問題，可提供傳統遠程教育系統所沒有的強大支持服務能力，非常適合我國大規模的遠程教育市場，其優勢具體體現在以下方面[7][8]。（1）提供強大的教育服務能力。基于云計算的遠程教育系統可以充分發揮云計算的特點，能夠整合、統籌使用各地軟硬件資源，從而提供強大的遠程教學能力和資源提供能力。（2）有效避免資源重復建設。傳統的遠程教育系統由各地建設自己的資源，從而造成大量的重復建設。基于云計算的遠程教育系統可建立全國統一的系統，各地的遠程教育中心進行統一部署建設資源，可有效避免資源的重復建設。（3）有效實現資源共享和就近訪問。基于云計算的遠程教育系統可實現高效的資源共享，學習者使用統一的資源列表就可在任何時間、任何地點獲取自己所需的任何資源。同時，根據云計算靈活定制資源的優勢，系統可以自動分析IP、確定路由，為學習者提供一條最快捷、最高速的訪問路徑。（4）節約成本。基于云計算的遠程教育系統可由各地普通服務器組成“云”來提供高性能的服務，節約了硬件投資。“云”的通用性使資源的利用率較之傳統系統大幅提升，遠程教育單位也無需再負擔高昂的數據中心管理成本。

4.應用云服務創建無紙化教育管理與科研平臺。云服務可以整合學校的信息化系統，如，辦公系統、學籍管理系統、教務管理系統等，有效實現低碳型的教育信息化管理。例如，管理者可通過建立系級和班級QQ群、飛信業務等來發出通知及時傳達學校的各項要求，還可展開針對不同學生的個別化教育，并讓學生在享受“云服務”的同時，學會利用“云服務”及時匯報思想、反映問題，培養班務管理的新理念[9]。同時，基于云服務的教學管理為師生提供更加便捷、開放的交流平臺，有利于形成“民主、平等、自由”的師生關系和溝通氛圍。

另一方面，云服務為各類教育科研活動的開展提供了新的平臺。例如，研究者可通過協作平臺（如，GoogleSites、Moodle）、博客等創建學術研究園地，發表教研論文，交流教學經驗，探討學術問題以及上傳和共享各類教育研究資源等，并可依托研究平臺進行問卷調查及統計分析，及時獲得教學及研究的反饋信息。上述各類基于云服務的教育研究活動形成了無紙化的電子研究新方法，是低碳型教育信息化實踐應用領域的重要內容之一。

[1]王萍，張際平.云計算與網絡學習[J].現代教育技術，2008，（11）：81-84.

[2]黎加厚.低碳型教育的信息化之路[J].現代遠程教育研究，2010，（2）：13-17.

[3]黎加厚.低碳型教育與云計算輔助教學[J].中國信息技術教育，2010，（1）：73-77.

[4]萬利平，陳燕.云計算在教育信息化中的應用探究[J].中國教育信息化，2009，（9）：74-77.

[5]王萍，張際平.云計算與網絡學習[J].現代教育技術，2008，（11）：81-84.

[6]章澤昂，鄔家煒.基于云計算的教育信息化平臺的研究[J].中國遠程教育，2010，（6）：66-69.

[7]劉曉剛，徐紅麗.云計算在遠程教育系統中的應用探索[J].現代遠距離教育，2010，（5）：64-67.

[8]俞建華.基于云計算的遠程教學資源建設模式[J].中國電化教育，2011，（12）：130-135.

[9]楊濱，王文霞.論“云服務”在教育低碳化中的合理應用[J].現代教育技術，2010，（6）：19-22.