基于云計算的教學資源系統的設計與應用

宋偉奇，盧志玲

(1.柳州城市職業學院　信息工程系，廣西　柳州　545002；2.右江民族醫學院，廣西　百色　53300)

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基于云計算的教學資源系統的設計與應用

宋偉奇1，盧志玲2

(1.柳州城市職業學院信息工程系，廣西柳州545002；2.右江民族醫學院，廣西百色53300)

隨著計算機技術水平的不斷提高，云計算被應用到更多領域，促進了各領域的發展，給它們帶來了翻天覆地的變化。在教學活動中也不例外，云計算被廣泛應用在教學，為網絡教學以及實體教學提供了豐富多彩的教學資源，提高了教學水平，提升了教學的有效性。該文以云計算的概念為切入點，系統地闡述了基于云計算的教學資源系統的研發工作，旨在進一步提高教學水平，為社會輸送大量的高素質人才。

云計算；教學資源；共享平臺；設計與應用

從1980年大型計算機的誕生到云計算的應用，標志著計算機從客戶端到服務器的轉變。云計算的規模非常大，與其他計算機技術相比，云計算具有其他技術所不可比擬的優勢，比如虛擬化程度高、高度的通用性、價格低廉等。也正是由于云計算的這些優勢，使得它的應用范圍越來越廣。從教育領域來看，基于云計算的教學資源系統的研究開發能夠使教學資源的應用打破傳統的時間和空間限制，得到普遍的共享，為教學提供教學資源。

一、云計算的概念與原理

(一)云計算的概念

從本質上來說，云計算主要是指以互聯網為手段，并建立在互聯網相關服務逐步增加的基礎上，向用戶提供動態擴展器虛擬化資源的一種技術。雖然云計算近些年來得到了一定的發展，但實際還沒有形成統一的概念模型，是并行運算分步云端以及網絡計算虛擬化發展。絕大部分云計算都要以大型的計算機群為基礎，這也是云計算為什么具有效用計算特點的原因。現階段，云計算以大規模、虛擬化以及高擴展性等優勢得到了一定的普及，并逐步應用到教學領域，對教學水平的提高起著重要的作用。

(二)云計算的原理

云計算的技術體系結構主要分為四個部分：一是物理資源層，二是資源池層，三是管理中間層，四是SOA構建層，這幾部分是有機結合在一起的，并不是相互獨立存在的。表1詳細的介紹了云計算技術體系結構的組成部分及功能：

表1　云計算技術體系結構組成及功能

二、以云計算為基礎的教學資源系統的特點及優勢

(一)以云計算為基礎的教學資源系統存儲的特點

以云存儲技術為基礎的教學資源系統的研發充分利用了云計算的理念：學習者使用“云”提供的資源而不用特別注意其所使用的資源究竟存放在哪個地方，邊緣節點存儲與中央節點存儲有機結合在一起，逐步發展成為一個我們現階段廣泛應用的、統一的“內容云”，數據庫中的內容一部分由部署于中央節點的存儲實現管理,而另一部分內容則由中央和邊緣節點存儲，一般情況下,邊緣節點會以分布式部署方式實現同中央節點之間數據自動同步策略，邊緣節點可以將課件、音視頻等文件向中央節點推送；中央節點也可以實現反向推送，這個過程并不是不可控制的,而是可以進行科學控制的。當某地用戶希望通過教學資源系統實現課件、音視頻資源的訪問時，我們就可以依照訪問的原則，由“云”中最近或最合適的邊緣存儲節點為廣大計算機使用者提供相應的存儲服務。用戶在使用的過程中，只要著重關注自己所需要的使用資源類型就可以完成學習了，這對于用戶來說是非常簡單的。從本質上來說，以云計算為基礎的教學資源系統的存儲特點其實就是進一步減輕用戶存儲信息的過程，使信息使用者再也不用為資源的存儲擔心，還能夠實現資源的廣泛利用，打破過去資源傳播方式對時間和空間的限制。

(二)以云計算為基礎的教學資源系統的優勢

首先，有效節約資源。構建信息化基礎設施有利于節約資金的投入。基礎設施建設是實現教育信息化建設的基礎，然而隨著信息技術水平的不斷提高，硬件設備的更新換代周期逐步縮短，如果想要適應信息化建設，各院校就必須投入大量的資金，這對于部分學校來說是非常困難的。而構建信息化基礎設施則能夠有效解決上述問題，利用云計算的虛擬化技術將分散在各院校的硬件資源整合在一起，實現統一的對外服務，可以避免各院校在硬件設備方面的投入，節省教學經費，提高辦學質量。其次，實現資源整合。構建教學資源云還能夠進一步實現資源整合。教學資源系統是在充分利用云平臺所提供虛擬服務的基礎上，在云服務端部署教學內容以及教學資源，從而實現對教學資源的全方面整合，促進資源的共享。根據現階段各院校對教學的實際需求，我們可以充分利用云計算技術將教學資源分配學習，從而實現有針對性的教學，幫助學生完成從被動學習向主動學習的轉變。研究與開發以數字校園云平臺為基礎的云桌面環境，能夠為不同受眾提供相應的教學資源，從而實現教學資源提供的個性化。最后，降低教學成本。以云計算為基礎的教學資源系統開發與研究能夠進一步降低教學成本。教學輔助云主要是將教學輔助相關的資源進行整合，并將整合后的資源放在教學資源系統中實現共享，這也就在一定程度上減少了各院校重復購買相同教學資源的費用。以功能為依據進行分類，我們可以將校園云平臺需要提供的教學服務，分為辦公類、工具類、圖形圖像類等。而這些教學服務能夠在一定程度上促進學生學習水平的提高，實現各院校教學質量的提升。

三、以云計算為基礎的教學資源系統設計及應用

設計以云計算為基礎的教學資源系統需要從系統業務流程設計方面入手，科研人員應當采取多種措施，多管齊下、多策并舉，進一步優化系統業務流程，并在此基礎上，合理劃分業務模塊，筆者通過長期的研究與時間認為，想要實現系統業務流程的優化設計，業務模塊的合理劃分，應當從以下幾個方面入手：

(一)系統業務流程設計

以云計算的教學資源系統的設計依據的關鍵就是資源的共享系統，它決定著教學資源系統設計與研發工作的成敗，決定著能否實現用戶與系統之間的有效交互。因此我們必須對其予以高度的重視。當計算機使用者想要實現對資源進行使用或者管理的時候，即必須通過登錄來實現管理權限。手機系統業務流程，我們應當著重考慮的是，當用戶打開系統的訪問地址后，我們的機器硬盤是否都存在匹配的Cookies，如果機器硬盤缺乏匹配的Cookies，用戶就會直接進入到登錄界面，而如果存在Cookies，我們就可以也直接提取信息進行驗證。對于用戶來說，存在Cookies對其并沒有什么影響，用戶只需要在首次登陸的時候，輸入用戶名與密碼，再次登陸的時候就會跳過此環節，直接進入登陸界面。用戶在進入主界面后，可以根據以云計算為基礎的教學資源系統中存在的資源進行有效共享，這樣做極大地方便了教學資源的應用效率。

(二)系統的模塊劃分

教學資源共享平臺系統可以劃分為五個模塊，他們分別是用戶空間模塊、共享空間模塊、資源上傳下載模塊、注冊登陸模塊以及舉報模塊。這幾個模塊之間是有機結合在一起的，并不是獨立存在的。這五個模塊的主要作用如表2所示：

表2　教學資源共享平臺系統的模塊及功能

四、以云計算為基礎的教學資源系統的功能

應用系統是教學資源系統的支撐，它是教學資源系統得以長久應用的保障。教學資源系統以教學資源為內涵，缺乏教學資源的教學系統是難以實現其資源共享服務的。現階段，以云計算為基礎的教學服務對象主要包括四個類型：一是學習者，二是教師，三是各院校，四是企業。對于上述不同的服務對象，以云計算為基礎的教學資源系統能夠實現有針對性的個性化服務。根據服務類型的不同，我們可以將以云計算為基礎的教學資源系統提供的服務劃分為幾類，包括提供用戶管理、資源管理、資源工具、信息推送、統一通信以及一站式服務等，見表3。

表3　教學資源系統提供的服務

總的來說，以云計算為基礎的教學資源系統的構建對于各院校、教師、學生以及相關企業來說具有非常重要的意義。相關研究者在構建以云計算為基礎的教學資源系統的時候，應當充分發揮教學資源系統的服務管理功能、資源管理功能、信息采集功能以及統一通信功能，將云計算的優勢充分地發揮出來，為教學水平的建設不斷提升奠定基礎。

五、結論

云計算的出現，給計算機領域帶來了翻天覆地的變化，也促進了計算機領域的發展，在這種大環境下，我們開始不斷地創新網絡信息服務，以期能夠將云計算技術同網絡學習資源存儲系統的建設有機結合在一起，這樣就能夠打破傳統教學模式對時間和空間的限制，進一步提高學生學習的積極性，幫助學生完成從被動學習向主動學習的轉變。將云計算技術應用的網絡學習資源存儲到系統當中，一方面可以進一步提高網絡資源的利用率，另一方面還簡化了網絡信息存儲系統中資源的管理工作。可以說，隨著近幾年來的發展，云計算逐步向更貼近人們的學習生活方向發展。當然，以云計算為基礎的教學資源系統的構建并不是一蹴而就的，它是一個長期發展的過程，需要相關科研人員給予高度的重視才能夠真正的實現。

(責任編輯：梁京章)

The Research And Development Of A Teaching Resources System Based On Cloud Computing

SONG Wei-qi1,LU Zhi-ling2

(1.Department of Information Engineering,Liuzhou City Vocational College,Liuzhou 545002；2.Youjian Medical College For Nationalities Baise 533000，China)

With the development of computer science and technology, cloud computing has been applied to more fields. And more changes have been made in these fields. In the teaching activities, cloud computing has also been widely used in order to provide network teaching and entity teaching with rich teaching resources. Teachers may improve their teaching level as well. In this paper, the concept of cloud computing as the starting point, it systematically expounded the teaching resources system based on research of the cloud computing in order to transport a large number of high quality talents for the society.

cloud computing, teaching resources, sharing platform, design and application

G642

A

1671-9719(2016)9-0060-03

宋偉奇(1976-)，男，河北張家口人，副教授，研究方向為計算機應用技術、計算機教學管理。

2016-06-13

2016-06-29

2013年柳州市科技局項目“開放式數字化社區學習資源云平臺的開發應用研究”(2013G020403)。