淺談云計算環境下的教育信息化

摘 要：科技的迅速發展已經引發了教育一次又一次的變革，新技術的興起與廣泛應用也日漸成為教育技術領域研究的熱點問題。對技術比較敏感的教育信息化領域而言，在特定的教育服務環境下，云計算以其諸多特性為教育信息化突破瓶頸提供理論引導、技術支持，并為其進一步發展提供契機。

關鍵詞：云計算；教育信息化；移動學習

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2013）11-029-2

21世紀是信息主宰一切的時代，尤其是在web2.0的推動下，網絡上的信息量正以指數級的速度迅速增長著，面對數量如此巨大的信息，如何高效地處理并為用戶提供快捷、有效的網絡服務，已成為互聯網發展面臨的首要難題。正是在這樣的背景下，云計算應運而生了。網絡服務商可以利用“云”（即超級計算機群），為用戶提供安全、快捷的信息服務。在教育領域，云計算大型存儲器聚合的海量教育信息為教育資源的整合奠定了堅實的基礎，同時也為“移動學習”這種新的學習方式提供了發展新思路。它實現了由C/S結構向B/S結構的轉變，大幅度降低了移動學習過程中對學習者終端硬件的要求，甚至只需一臺支持瀏覽器技術的移動設備（如手機、PDA等）即可進行移動學習。云計算將是未來移動學習的主要支撐平臺，也將推動移動學習的發展。

一、云計算及其特點

1.什么是云計算

云計算（Cloud Computing）是由分布式計算（Distributed Computing）、并行處理（Parallel Computing）、網格計算（Grid Computing）發展來的，是一種新興的商業計算模型。目前，對云計算的認識還在不斷地發展變化，云計算仍然沒有普遍一致的定義。

云計算是構建在互聯網上的一組新型技術，它將高速互聯網、高性能計算機、大型數據庫、傳感器、遠程設備等互聯在一起，它將為任何一個通過互聯網連接到云中的用戶提供各種計算服務，其核心是提供數據存儲和網絡服務。

2.云計算的特點

從技術的角度，云計算有如下特點：

①眾多技術的集合。

云計算是網絡計算的發展，并在其基礎上融合了虛擬技術、Iaas、Web2.0、分布式計算、公用計算等技術。其中，虛擬技術是云計算的核心。虛擬技術將網絡中的服務器、存儲和網絡虛擬成一個資源池，統一靈活調配，每一個應用部署的環境和物理平臺無關，通過虛擬平臺進行管理，實現對應用的擴展、牽引和備份。

②安全、可靠的數據存儲。

云計算提供了最安全、可靠的數據存儲中心，用戶無需擔心數據丟失、病毒攻擊等問題。例如：將文檔保存至類似Google Picasa Web的網絡相冊里，用戶不用擔心數據會丟失或損壞，因為相比于流行的網絡硬盤，在云服務端有專門的團隊來管理信息和保存數據，此外，在嚴格的權限管理策略下用戶指定的人群可以共享數據。

③方便、快捷的云服務。

大家都有管理自己電腦上各類應用軟件的經歷，為了能夠使用某個最新的操作系統或是某個軟件的最新版本，我們必須不斷地升級電腦硬件；為了避免下載時可能帶來的病毒入侵，我們必須反復安裝病毒軟件或防火墻。而在云計算時代，所有這些操作都不用自己動手，因為有專業人員在云服務端幫助用戶維護硬件、安裝和升級軟件、防范病毒或網絡攻擊，而用戶只需要在瀏覽器中輸入URL，登錄后便可在瀏覽器中做以前在自己電腦上的所有事情。

從用戶的角度，云計算又有如下特點：

①費用低廉。

對于云用戶來說，使用云服務無需購買計算機、軟件等資源，更不用對這些資源進行維護，只需要任意一臺可以上網的終端設備（如：手機、PDA、上網本等）就可以完成操作，甚至是大型的復雜運算，因而減少了支出。云服務的這一特點可以緩解教育信息化的投入巨大而產出甚微的問題。

②公平性。

云計算的公平性體現在以下兩點：其一貧富的公平。云服務的使用費用很低，目前市場上能夠達到這樣標準的終端設備很多。例如，只要有內置瀏覽器的手機都可以使用云服務；其二區域的公平。介于云技術的虛擬化特征，其訪問和使用不受地域的限制，不管什么地區和國家的用戶，只要有一臺終端就可以使用云服務，即可享受最豐富的教育資源。這對于教育來說，可以有效地促進教育公平性問題的解決。

③無處不在。

介于云服務的虛擬性以及終端的小型化，用戶可以隨身攜帶，不管在路上、車上、健身或是吃飯，用戶都可以聯接到“云端”上進行學習，這對于微型學習、移動學習、泛在學習和終身學習的開展和研究具有重要的意義。

二、云計算與教育信息化

1.云計算對教育的影響

隨著云計算的逐步發展和普及，學校、教育機構、個人的信息處理會逐步遷移到“云”上，這將對移動學習產生積極影響。一方面，學習者能夠通過云計算提供的服務，自由地選擇學習內容和學習方式，更好地享受信息資源和服務；另一方面，教育機構和科研人員能夠更好地管理教學資源，優化教學設計，更好地開展教學。

基于云技術的程序能夠處理照片、編輯視頻、發布簡報、展示幻燈片等，甚至共享這些工具創建的內容。各種電腦、移動平臺都能訪問基于瀏覽器客戶端的程序，只要在網絡覆蓋的地方這些工具都可以使用。而且，基于云的程序正被用于K12部門，為學生和職員提供虛擬電腦，而不再要求每個人都使用最新的筆記本或臺式機；只要能訪問因特網且支持Web瀏覽器即可，少數的設備便可訪問不受限制的數據存儲器及各類程序。

2.云計算在教育中的應用現狀

2007年10月，Google和IBM聯合宣布要推廣“云計算”計劃，包括：卡內基梅隆大學、麻省理工學院、斯坦福大學、加州大學伯克利分校在內的眾多高校都參與了該項計劃，我國清華大學也于2008年3月加入此項計劃。通過此項計劃，高校研究者更加方便地利用Google和IBM提供的云計算資源，搭建出各種創新性的應用。

①“卡塔爾云計算計劃”。

“卡塔爾云計算計劃”是云技術引入中東地區的首批項目之一，最早在卡耐基梅隆大學卡塔爾分校啟動。卡塔爾大學、德州農工大學卡塔爾分校、卡耐基梅隆大學卡塔爾分校，就構建云計算環境的展開與協作，將與眾多業界專家、研究人員、客戶一起共同開發云解決方案，以幫助解決行業問題。

②東非健康領導力高等教育聯盟（“健康聯盟”）云計算項目。

健康聯盟是一個由七所大學組成的聯盟，它與IMB、諸多業界專家合作，通過虛擬計算實驗室以便拓展可供學生遠程訪問的教學資源。通過云計算技術，聯盟大學的學生便可訪問最先進的教育類計算資源，以及選擇軟件應用、計算與存儲資源，而且不用支付維護和支持整個計算環境的費用。

③南非比勒陀利亞大學云技術應用。

比勒陀利亞大學計算智能研究組將云計算技術應用于下一代醫學研究中。依附該項計劃，學生通過研究藥物的吸收率以及曾服用某種藥物治療的人的DNA的蛋白質結構折疊來找到減慢重癥疾病發展的治療方法。

眾多教育性云計算項目的實施，預示著云計算不僅改變了傳統互聯網時代信息聚合和數據處理的方式，更為教育領域開拓一個全新的學習空間，創建一個教育信息自由化、學習者多元化的學習環境。隨著云計算技術的發展和普及，教育信息、教育者信息和學習者信息都將逐漸遷移到“云”上，這對移動學習的發展是一個很好的契機：一方面，學習者可以在云服務所聚合的海量教育信息中自由地、最大化地選擇學習內容；另一方面，教育者可以充當云服務管理者的角色，整合、歸類和管理教育信息資源，開展教學設計，優化教學過程；再者，云計算是基于Web服務的，這便意味著，學習者在學習過程中，可以與全世界的學習者一起交流、協作，共同完成學習任務。

三、云計算對移動學習的促進作用

1.學習者。

云計算使得學習者更加方便、快速地構建個人學習環境，并將推動個人學習環境、非正式學習的發展。

①構建移動學習環境。

在Web2.0環境下，以學習者為中心的個人學習環境將成為移動學習的發展趨勢，非正式學習將成為學習者學習活動的重心。移動學習將不再局限于學校范圍內，而是在學習者自行創建和管理的、風廣泛的空間內，學習活動更是由學習者自己而不是學校機構來安排。學習者自行控制和管理個人學習，根據需要選擇自己需要的學習資源和服務。在云計算模式下，個人學習環境的基本要素，如：文本、音視頻、培訓等都可以由云服務來控制和管理。學習者只需通過瀏覽器進入“云”即可獲得構建學習環境所需的數據和服務，無需再掌握復雜的軟件操作，這樣極大地降低了移動學習環境構建的門檻。

②提高學習效率。

云計算使學習者更加方便、快速地構建個人學習環境，支持并推動個人學習環境、非正式學習的發展。云計算使移動學習更加靈活、敏捷，真正實現學習資源、學習工具的“按需使用、即需即用、快速聚合”，降低Web學習資源和服務的成本與難度，創建靈活、敏捷的學習方式，創設豐富的學習情境，從而有效地提高學習效率，最終達到提高學習效果的目的。

2.學校管理機構。

云計算模式極大地降低教育信息系統建設的成本。對于學校來說，建立計算中心的成本較大，且很難與教育信息系統的迅速發展及多元化服務相匹配。云計算模式為學校提供了可借鑒的方案，讓云計算服務來完成教育機構數據中心和網絡中心的相關任務，通過其提供的IT基礎架構，無需再購買昂貴的設備、維護與升級設備，極大節約了成本。而且，云計算更好地消除了教育信息系統中的“孤島”現象。作為網格運算模式的發展和改進，云計算模式提供了更加強大的管理機制、自動化部署、高層次的虛擬化，以便最大化地實現網絡虛擬環境上的資源共享與協同工作。

Gartner研究機構的分析家認為，盡管云計算距離全面實際地應用仍有一段距離，但需要及早進行規劃。在教育領域，學校管理機構在進行信息系統建設和資源建設時，應該認識到這一點。一方面，避免將來采用云計算時造成硬軟件設備的浪費；另一方面，盡量使現有的信息系統和資源能夠更好地與將來的云計算環境相縫合。

3.教學系統開發人員。

在云計算環境下，需要為移動學習構建“云”服務，云服務的設計與開發是未來教學信息系統開發人員需要掌握的技術。

四、對云計算輔助教學的展望

面對“云服務”時代的到來，各地教育技術部門都在積極采取措施，從“行政型”轉向“服務型”，逐步走向社會化管理。對于云計算輔助教學的展望有以下幾個方面：

1.充分利用全球云服務，轉變過去一切靠自己開發的小生產模式，開拓中國教育信息化的低碳型發展道路。

2.將本地資源轉化為云服務，將原本只為校內、本地服務的教育資源轉變為向更多師生提供服務的“云”資源。

3.構建“云—地”中介服務。一些大公司建設的“云計算服務”，誓如：Google教育套件，不可能關注當地師生的多元需求和情感交流，教育機構可以為本地學校和教師構建“云—地”中介，作為省市一級的教育技術機構，可以充分利用“云服務”為當地學校和教師提供服務，成為當地教育的“云計算輔助教學資源中心”或者“社區”，構建當地學校和教師的生活情感圈、文化圈。

4.將低碳型教育和“云計算輔助教學”的要素融入到教師專業化發展。教育技術“云服務”的發展，對教師專業化發展影響很大，各地根據實際情況，對不同地區、學科、教齡的教師，分別提供菜單式或按需定制的內容，解決教師急需改善的教學、科研等問題。

五、結束語

互聯網的精神實質是自由、平等、分享。作為一種最能體現網絡精神的計算模型，云計算必在不久的將來展示出其強大的生命力，并從多個方面改變我們的學習、工作、生活。教育新技術研究的最終目的是為了將技術更好地應用于教學，如何做到這一點，需要在對新技術研究的基礎上進一步設計、開發其在教學中的應用，充分發揮新技術的技術特點和優勢，通過技術在教育中的應用體現和提升其價值。對云計算技術的研究，將有助于對網絡教育軟件未來方向的把握，促進我們對相關技術進一步的廣泛、深入地研究，為技術在教育信息化中的科學合理應用奠定基礎。

[參考文獻]

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[3]孫建華.未來計算在”云端”——淺談云計算和移動學習[J].現代教育技術，2009，8（19）.