基于云計算的高校教學改革與應用

張睿（遼寧中醫藥大學，遼寧沈陽110032）

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基于云計算的高校教學改革與應用

張睿
（遼寧中醫藥大學，遼寧沈陽110032）

摘要：隨著“互聯網+”時代的到來，大數據在世界上的應用地位越來越重要，同時帶來高校教學中的重大變革。應運而生的云計算中心模式帶來新型改革與應用，文章重點探討云計算的特點和在高教中主要應用。

關鍵詞：云計算；大數據；數字圖書館；慕課

伴隨大數據時代的到來，大量的數據資源得以共享和挖掘，“互聯網+教學”的模式已經越來越多的應用在高校實際應用中。社會的不斷發展，對人才的高素質培養的要求也在與日俱增。傳統教學模式暴露出種種缺陷，亦無法滿足現在高校師生對專業醫藥知識的各種維度的深入了解。圍繞大數據時代產生的新型數據模式變應運而生，云計算的提出，有力解決在教學中師生在教學中的種種問題。文章結合云計算，探討其在高校教學中的改革與應用。

一、云計算的概念和優勢

（一）云計算的概念

云計算是近年來提出的新型的商業計算機基礎架構模式，它基于互聯網，通過分布式計算、網格計算、并行計算等計算技術，相互整合發展起來的信息資源共享方式，把非靜態、異構的信息資源有效整合，為用戶提供數據共享平臺。［1］

（二）云計算在高校教學中的優勢

1.規模龐大而且安全的數據中心

云計算通過采用數據多副本容錯、計算節點同構及可互換等方法，為用戶提供了規模龐大、安全可靠的數據中心。［2］數據儲存在云計算中心，避免數據存儲在個人主機上，降低因人為因素導致的誤操作、硬件損壞和避免病毒感染擴散，造成數據丟失。

2.降低資源共享成本

云計算數據中心的網絡設備、存儲、服務器等實現全面虛擬化，進而建立一個能夠實現按需分配和共享的資源庫。［3］在云計算中心，實現數據統一管理，減少物理服務器、存儲器等硬件數量，降低維護管理成本，減輕專業技術人員工作量，提高運維效率。

3.提供高效、便捷的服務

大量數據資源存儲在云計算中心，用戶不受時間、空間限制，可以隨時訪問。由于云計算具有虛擬機特性，在某臺物理服務器出現故障時，可以將其所搭載的虛擬機服務器通過集群遷移至其他物理服務器上，保證提供不間斷訪問服務。

二、傳統教學模式在現階段教學中表現的不足和弊端

（一）課程內容相對單一［4］與學生理解上的矛盾

醫藥學專業基礎理論課程作為低年級醫藥學生專業通用基礎知識，無論中西醫各個方向的學生都應努力學好，為臨床分析病因病機，提供治療方案奠定夯實的理論基礎。同時，又因為醫藥專業自身具有強烈的專業特性，使得理論知識過于生澀、抽象和難于理解，學生在學習的過程不得不通過背誦、牢記的方式接受大量的理論知識，進而在考試中獲得更高的成績，卻很難將這些系統的專業名詞充分理解、消化和吸收。

（二）相對陳舊的教學內容與臨床實踐中相聯系產生的矛盾

教材中專業知識為醫學發展過程中基礎中的基礎，與現代日漸發達的醫學之間存在差距，僅依靠課堂教學，學生不能從中獲得最新的前沿醫學研究和發展動態，知識更迭受到阻滯。

醫藥學專業在課程設置上從基礎到各專科臨床，由理論到實踐逾百門課程，各門課程由各專業教師分別授課，課程之間相對獨立，聯系和緊密性不強，在經過數年專業學習，學生在進入臨床實習初期，面對復雜的臨床疾病，常感到與書本上的不同，對理論聯系實際基于表層，不能有機結合，所以存在著相當多的醫學生在走上工作崗位后一段時間無法獨立勝任本職工作，更有甚者可達數年。

（三）人才培養無法因材施教

當今社會對人才的渴求是強烈的，但是在傳統教學模式下所培養的人才卻缺乏創新性和特色。每個學生的學習能力、分析問題能力和解決問題的能力都是不同的，對知識的渴求和理解能力也是不同的。這就要求教育工作者能夠因材施教，根據不同學生的能力的不同，有針對性的培養和挖掘學生獨立思考和探索學習的能力。不能千篇一律，墨守成規，拘泥于所教授書本之中，授課教師在教學相長過程中，不斷自我學習，完善自身能力。

三、云計算在實際教學中的改革與具體應用

云計算由硬件+軟件組成，硬件主要由刀片服務器和存儲構成，主要應用的軟件為虛擬化平臺。

（一）虛擬機優勢

與虛擬機相比，物理機具有一定局限性：難以移動或復制，受制于一組特定的硬件組件，生命周期通常較短，需要人工操作來升級硬件。

虛擬機優勢：

（1）易于移動和復制——可以將虛擬機封裝于數據存儲文件中，不依賴于物理硬件；（2）易于管理——虛擬機之間相互隔離，不受硬件變化的影響；（3）能夠支持舊版應用程序；（4）可實現服務器整合。

（二）虛擬化平臺

VMware vSphere是業界領先且最可靠的虛擬化平臺。vSphere將應用程序和操作系統從底層硬件分離出來，從而簡化了IT操作。現有的應用程序可以看到專有資源，而服務器則可以作為資源池進行管理。因此，業務將在簡化但恢復能力極強的IT環境中運行。應用程序和操作系統通過VMware vSphere對CPU、內存及存儲設備虛擬化實現資源共享。

VMware vSphere的主要優點有：

（1）確保業務連續性和始終可用的IT；（2）簡化IT環境；（3）降低IT硬件和運營成本；（4）提高服務級別和應用程序質量；（5）增強安全性和數據保護能力。

現有VMware vSphere它不再依存于宿主操作系統之上，可以通過vSphere Client遠程連接控制，在服務器上創建多個VM（虛擬機），在為這些虛擬機安裝好Linux /Windows Server系統使之成為能提供各種網絡應用服務的虛擬服務器，運行于其中的虛擬服務器在性能與穩定性上不亞于普通的硬件服務器，而且更易于管理維護。

（三）刀片服務器

刀片服務器是指在標準高度的機架式機箱內可插裝多個卡式的服務器單元，實現高可用和高密度。每一塊“刀片”實際上就是一塊系統主板。它們可以通過“板載”硬盤啟動自己的操作系統，如Windows NT/2000、Linux等，類似于一個個獨立的服務器，在這種模式下，每一塊母板運行自己的系統，服務于指定的不同用戶群，相互之間沒有關聯。不過，管理員可以使用系統軟件將這些母板集合成一個服務器集群。在集群模式下，所有的母板可以連接起來提供高速的網絡環境，并同時共享資源，為相同的用戶群服務。在集群中插入新的“刀片”，就可以提高整體性能。而由于每塊“刀片”都是熱插拔的，所以，系統可以輕松地進行替換，并且將維護時間減少到最小。這些刀片服務器在設計之初都具有低功耗、空間小、單機售價低等特點，同時它還繼承發揚了傳統服務器的一些技術指標，比如把熱插拔和冗余運用到刀片服務器之中，這些設計滿足了密集計算環境對服務器性能的需求；有的還通過內置的負載均衡技術，有效地提高了服務器的穩定性和核心網絡性能。而從外表看，與傳統的機架/塔式服務器相比，刀片服務器能夠最大限度地節約服務器的使用空間和費用，并為用戶提供靈活、便捷的擴展升級手段。

刀片式服務器已經成為高性能計算集群的主流，在全球超級500強和國內100強超級計算機中，許多新增的集群系統都采用了刀片架構。由于采用刀片服務器可以極大減少所需外部線纜的數量，可以大大降低由于線纜連接故障帶來的隱患，提高系統可靠性。

優點：

（1）大大降低運行管理費用；

（2）高處理能力密度，節省寶貴空間和占地費用；

（3）低耗電降低電費；

（4）低散熱減少空調用；

（5）可靠性設計更加完善，減少停機時間；

（6）冗余電源、風扇；

（7）光路診斷；

（8）電纜連接點大大減少；

（9）冗余交換模塊和電纜連接；

（四）主要應用方向

1.云計算為圖書館電子資源提供環境

云計算為現代化數字圖書館提供管理平臺，包括：物理層、虛擬化層、平臺層和應用層。在物理服務器和存儲基礎上，將資源虛擬化，按需分配給各虛擬服務器，包括中央處理器個數、內存容量、網卡個數和類別、硬盤資源容量等等。如果在某一時間段出現訪問量迅速增長、磁盤讀寫操作數量增加現象，可適時、動態調整虛擬硬件容量，以滿足各方面需求。在數據安全方面，提供VPN連接方式，僅供師生訪問和下載數字圖書館在線資源。磁盤陣列存儲能夠隨時擴展服務器對硬盤空間的要求，動態分配資源方式又可以合理利用空間資源，按需分配，有空閑資源的時候，可以回收空間，提高利用率，節約使用成本。

2.云計算為網絡課程提供平臺

在互聯網迅速發展作用下，學生獲取知識的途徑早已不再拘泥于書本和課堂等傳統教學模式。跨越時間和空間的限制，獲取更多、更先進的知識，一種新興的網絡課程模式便應運而生——MOOC。MOOC（Massive Open Online Course），大規模在線開放課程，即慕課。云計算中心為慕課提供龐大且穩定安全的數據中心、不間斷的后臺維護方式及高安全性高速的網絡服務。學生通過慕課，可以不受時間、地域上限制，選擇世界上最優秀的教師授課，學習自己最感興趣的知識，作為對專業知識的額外補充。

四、結束語

為適應未來社會發展的需要，培養具有全面、豐富、扎實的醫藥學理論基礎知識的專業人才，是新形勢下醫學院校新型課程教學的目標和任務。針對傳統教學模式的弊端提出教學方式的改革，應用于當前教學體系之下，進行改革，滿足師生日益對知識多角度渴求，以期逐步提高教學質量和效果。

參考文獻

［1］倪曉陽.基于云計算技術的教學管理云平臺架構的設計與實現［J］.科技信息，2016：272-274.

［2］陳慧芬，盧慶武.云計算在高校機房管理中的應用［J］.實驗室研究與探索，2013，32（7）.

［3］梁典.云計算數據中心網絡體系的建立［J］.科技前沿.

［4］李超，陳興智，等.大數據背景下醫學院校信息技術類課程教學體系改革探索［J］.高教學刊，2016（2）：109-112.

教育實踐

Abstract:With the "Internet +"era coming，the applications of big data has become more and more important in the world，bringing a major change in teaching. The cloud computing center brings new reform model and appli原cation，this article focuses on the characteristics of cloud computing in higher education and in the main application.

Keywords:cloud computing；big data；digital library；MOOC

中圖分類號：G642

文獻標志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）11-0158-02

作者簡介：張睿（1986-），女，碩士，遼寧中醫藥大學，初級實驗師。