云計算與高校教育信息化建設(shè)探討

張勇

【摘 要】經(jīng)過多年建設(shè)，教育信息化在我國已經(jīng)取得巨大成就。但是，由于我國教育機構(gòu)眾多，各高校之間教育信息化的差距仍然很大。云計算技術(shù)的快速發(fā)展，對于建立一個統(tǒng)一、開放、靈活的教育信息化平臺，實現(xiàn)教育資源共享，縮小教育信息化差距提供了強有力的技術(shù)支持。本文首先闡述云計算技術(shù)的相關(guān)概念和特點，然后分析現(xiàn)階段我國教育信息化的現(xiàn)狀，最后提出了基于云計算的高校教育信息化平臺結(jié)構(gòu)及其運作模式。

【關(guān)鍵詞】云計算；高校教育信息化

中圖分類號：G40-057 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1007-0125（2016）11-0199-02

近幾年來，教育信息化在我國各個高校如火如荼地展開，但是各高校之間教育信息化水平的差距仍然很大，而且各高校教育信息化系統(tǒng)之間“信息孤島”現(xiàn)象嚴(yán)重。建立一個靈活、統(tǒng)一、開放的教育信息化平臺將有助于解決這些問題，進(jìn)而整體提升我國教育信息化水平。

云計算技術(shù)受到了各個領(lǐng)域的關(guān)注，其技術(shù)水平也在迅速提高。在教育領(lǐng)域，各個高校都在開展云計算在高校教育領(lǐng)域的應(yīng)用價值研究。本文首先闡述云計算技術(shù)的相關(guān)概念和特點，然后分析現(xiàn)階段我國教育信息化的現(xiàn)狀，最后提出了基于云計算的高校教育信息化平臺結(jié)構(gòu)及其運作模式。

一、云計算概念及其基本特點

云計算是分布式處理、并行處理和網(wǎng)格計算的發(fā)展。其基本原理是，通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠(yuǎn)程服務(wù)器中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運行與互聯(lián)網(wǎng)相似。這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪問計算機和存儲系統(tǒng)。

云計算技術(shù)有三個最基本的特點，第一個是海量性，云數(shù)據(jù)管理能夠?qū)Ａ康臄?shù)據(jù)進(jìn)行有效信息的提取，同時能夠進(jìn)一步融合進(jìn)而優(yōu)化；第二個是異構(gòu)性，云計算通過傳感器等所采集到的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)形態(tài)都是不一樣的，往往不同的傳感器，在采集方面會產(chǎn)生非常大的不同。也正是因為以上的幾個原因，數(shù)據(jù)資源具有很大的異構(gòu)性；第三個是不確定性，云計算之中的數(shù)據(jù)具有很大的不確定性，我們必須對相關(guān)的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)操作和傳輸處理，才能夠獲取有效而且十分準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

二、現(xiàn)價段我國高校教育信息化存在的問題分析

經(jīng)過多年的建設(shè)，我國各個高校在教育信息化方面已經(jīng)取得了巨大成就。各個高校都建立了現(xiàn)代教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施，都有自己的校園網(wǎng)、數(shù)字圖書館等。但是在教育信息化建設(shè)過程中也出現(xiàn)了很多問題。第一，各個高校教學(xué)資源差異很大。著名大學(xué)師資雄厚，實驗室和計算機設(shè)備等基礎(chǔ)硬件建設(shè)隨著技術(shù)的進(jìn)步不斷更新，然而對于大部分中西部地方院校來說，由于地區(qū)以及辦學(xué)資金來源等各方面原因，普遍存在基礎(chǔ)硬件設(shè)備老化過時，師資力量薄弱，教學(xué)軟硬件環(huán)境都跟不上新技術(shù)發(fā)展等狀況。現(xiàn)實的情況是，科技的快速發(fā)展要求高校能夠為學(xué)生提供能支持新科技的的實驗實訓(xùn)設(shè)備，以及順應(yīng)新技術(shù)的新課程體系，使學(xué)生學(xué)習(xí)到的新知識能夠適應(yīng)新形勢的發(fā)展，這給高等院校的教育信息化建設(shè)帶來了很大的壓力。第二，各高校間教學(xué)資源共享程度低。在高校之間，各種資源的共享程度有限，硬件資源無法實現(xiàn)整合。這些問題造成了我國在教育信息化過程中，各個高校重復(fù)投入，花大量的財力物力人力去建設(shè)別的高校已經(jīng)做得很成熟的項目。因此，建立一個統(tǒng)一、開放、靈活的教育信息化平臺，在最大程度和最大范圍內(nèi)對高校教學(xué)資源進(jìn)行整合，將有利于提高教學(xué)效率，對高校的教學(xué)成本和教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化。云計算技術(shù)的快速發(fā)展將是我國高校教育信息化平臺建設(shè)強有力的技術(shù)支持。

基于云計算的高校教育信息化平臺是云計算技術(shù)在教育領(lǐng)域的重大應(yīng)用，利用云計算技術(shù)可以建立我國未來高校教育信息化的基礎(chǔ)框架，這一基礎(chǔ)架構(gòu)包含了高校教育信息化所須的一切軟硬件資源環(huán)境，這些資源環(huán)境整合之后，可以便捷高效地服務(wù)于我國高校、高校教育工作者以及高校學(xué)生。

（一）基于云計算的高校教育信息化平臺架構(gòu)

基于云計算的教育信息化平臺架構(gòu)分為四層，第一層是基礎(chǔ)設(shè)施層，為高層提供計算、數(shù)據(jù)存儲和網(wǎng)絡(luò)通訊等資源。第二層是應(yīng)用接口層，構(gòu)建在基礎(chǔ)設(shè)施層之上，面向開發(fā)人員，為開發(fā)各類基于云計算的教育應(yīng)用軟件提供開發(fā)環(huán)境和公用API等。第三層是教育應(yīng)用層，提供各類的教育教學(xué)相關(guān)的應(yīng)用軟件，主要包含：用于教學(xué)與教學(xué)管理的教學(xué)平臺、教務(wù)管理系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)和作業(yè)系統(tǒng)；用于教學(xué)資源開發(fā)的文檔處理軟件、課件制作和演示軟件等；為教育從業(yè)人員和學(xué)生提供較底層的虛擬計算資源；基于云的虛擬計算實驗室。第四層是用戶接口層，在客戶端為用戶訪問教育云提供接口。

（二）基于云計算的高校教育信息化平臺的運作模式

經(jīng)過這幾年的信息化建設(shè)，我國各個高校已經(jīng)建立起各自的校園網(wǎng)和相配套的信息中心，并且逐步積累了豐富的教育信息化建設(shè)經(jīng)驗。在一些名牌高校，由于應(yīng)用需求大，并且擁有充足的財力資源和人力資源，其信息中心的規(guī)模已經(jīng)非常可觀。因此，類比因特網(wǎng)，基于云計算的高校教育信息化平臺由若干個級別的云平臺組成，分布在我國幾大地區(qū)的若干片組成類似于主干網(wǎng)的片區(qū)云，每個片區(qū)云由若干個信息化建設(shè)非常好的示范性高校信息中心形成的局域云組成，這就像因特網(wǎng)里的局域網(wǎng)，這些局域云為各高校提供資源服務(wù)。局域云是對特定高校的信息中心進(jìn)行升級形成的，管理和維護(hù)工作由各個高校自行完成。由各個高校局域云互聯(lián)而成的片區(qū)云則是依據(jù)現(xiàn)有的教育網(wǎng)。每個片區(qū)云建立一個管理機構(gòu)，實現(xiàn)對片區(qū)云資源的管理和維護(hù)。最后，各個片區(qū)云的互聯(lián)形成我國的高校教育信息化平臺，整個高校教育信息化平臺建立一個管理委員會進(jìn)行統(tǒng)一管理。

在高校教育信息化平臺中，最底層由各個高校局域云共同建設(shè)和管理；應(yīng)用接口層由高校教育信息化平臺的各個管理機構(gòu)共同協(xié)商制定，并最終實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化；教育應(yīng)用層則可由各個高校根據(jù)自身具體的需求，由高校或是教育軟件開發(fā)企業(yè)進(jìn)行開發(fā)。

（三）基于云計算的高校教育信息化平臺的應(yīng)用優(yōu)勢

在傳統(tǒng)模式下，開展高校培訓(xùn)實踐活動，首先需要購買服務(wù)器和服務(wù)器軟件，租用網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)培訓(xùn)平臺，形成培訓(xùn)活動的基礎(chǔ)設(shè)施。在培訓(xùn)期間，需安排專門人員對硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)。這種傳統(tǒng)的模式存在軟件平臺的開發(fā)周期長、維護(hù)成本高、不便于資源的共享、缺乏彈性和靈活性、資源利用率低等問題。在云計算模式下，教育云用戶首先向教育云管理機構(gòu)申請培訓(xùn)活動所需的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)等資源。然后由軟件開發(fā)人員使用教育云應(yīng)用接口層提供的開放平臺和API開發(fā)培訓(xùn)平臺，與此同時，教學(xué)資源開發(fā)人員使用教育應(yīng)用層的教學(xué)資源開發(fā)程序開發(fā)多媒體課件。在培訓(xùn)活動進(jìn)行期間，培訓(xùn)平臺所需的全部軟硬件都在云端，供有需要的高校教育信息化平臺同時進(jìn)行，從而大大縮短了開發(fā)周期；其次，高校教育信息化平臺強大的計算能力、海量的存儲和巨大的網(wǎng)絡(luò)吞吐量，在滿足培訓(xùn)期間對計算機軟、硬件和網(wǎng)絡(luò)性能要求的同時，也節(jié)約了維護(hù)成本；最后，因為所有的資源都在教育云上，而且系統(tǒng)使用教育云提供的統(tǒng)一接口進(jìn)行開發(fā)，從而使得資源的共享變得非常容易。

三、總結(jié)

高校教育信息化建設(shè)是當(dāng)前我國高校建設(shè)的重點，云計算技術(shù)是當(dāng)下最熱門的技術(shù)之一，高校教育信息化建設(shè)以云計算技術(shù)作為載體，兩者的結(jié)合有望實現(xiàn)高校教育技術(shù)改革的突破，為我國高校教育事業(yè)的快速發(fā)展提供長足動力，逐步提高我國高校教育信息化的總體水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉鵬.云計算[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[2]孫傳明，路紅，廖龍龍.基于云操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)互動學(xué)習(xí)平臺開發(fā)研究[J].中國遠(yuǎn)程教育，2012，（6）：80-85.

[3]楊文志.云計算技術(shù)指南[M].北京：化學(xué)工學(xué)出版社，2010.

作者簡介：

張 勇（1981-），男，碩士研究生，講師，武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機技術(shù)與軟件工程學(xué)院教師。研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、高職教育。