職業院校云學堂電腦房的建設和應用

王碧玉　葉朝勇

[摘 要] 教育信息化是職業院校教育教學中的一項重要改革，隨著教育云平臺的廣泛應用，云學堂的應用也隨之增加。云學堂利用云計算平臺，將傳統的教學電腦房轉變成基于“互聯網+”技術平臺上的教學環境，有效利用了電腦房，并且減少了機房管理員的工作量。通過對云學堂的建設，硬件架設，了解云學堂的突出特點，以直觀地了解云學堂“多、快、好、省”的優勢，為教學電腦房的改革提供相應參考。

[關 鍵 詞] 職業院校；電腦房建設；云學堂

[中圖分類號] TP399 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）23-0228-03

一、云學堂的內涵

隨著信息技術的飛速發展，教學的需求也越來越多元化，傳統的教學方式顯然已經不能滿足當前教學發展的要求，同時，教學過程中的一系列問題也嚴重影響了教學質量和教學進度。從國家主管部門到深耕三尺講臺的教師都深刻地意識到，必須對教育進行信息化改造，才能持續滿足不斷變化的教學需求，其中，教育方式的信息化改造又是最基礎也是最重要的一部分。而如何利用先進的信息技術為教育創新營造有利的環境，是擺在教育工作者面前的一個嶄新且富有挑戰的課題。

云計算的發展為教育帶來了嶄新的信息技術，教育云平臺也隨之產生。教育云平臺是對典型云計算平臺的繼承和發展，它具有規模大、并發性高、可靠性高等特點，平臺由基礎硬件、虛擬化平臺、云操作系統等組成。而作為職業院校，計算機電腦房建設必不可少，云學堂因此而產生。云學堂是使用最前沿的云計算技術打造云教學機房，通過在教室部署高性能云學堂主機和云學堂終端，用虛擬桌面替代傳統PC，向學生交付上課需要的教學桌面，并通過云學堂管理平臺對云主機進行管理。云學堂將云計算技術和教育場景緊密結合，可以按照課程創建豐富多彩的教學模板，從而提供豐富的教學場景支持，提高教學質量和教學體驗，降低運維難度，在達到信息化目標的同時，節能環保，打造綠色的云校園，體現“多、快、好、省”的核心價值，將教學帶入云時代。

二、云學堂的硬件架設

云學堂的架設環境包括硬件環境和軟件平臺兩個方面，硬件是實現云學堂的基礎設備，它主要包括云主機、云終端、網絡設備等，軟件平臺是云學堂的核心，是云學堂應用中最主要，也是用戶最直接接觸的內容，也是云學堂優勢最好的體現。

云學堂的硬件架設由云主機（服務器）、云終端、教師機、交換機、核心交換機組成，其實現的結構如圖1所示。

其中這里的云主機是云學堂構成的核心，一般采用高性能的服務器，具有卓越的處理器，高速的固態存儲，高速內存，并可搭載先進的虛擬化平臺和云學堂軟件，它是云學堂正常進行的關鍵，也是管理員重點管理的對象。管理員通過管理云主機，制定相應的模塊，并通過一定的桌面傳輸協議，將對應的界面發送到學生機端，高效、靈活管理。

云學堂的云終端可以使用已有的舊的PC機，通過安裝相應軟件改成云終端，起到利舊的作用，也可以用瘦客戶機來代替PC機，這不僅可以降低機房建設的成本，并做到了節能環保。

網絡是云學堂的關鍵，需要為云學堂環境單獨配置局域網環境，并配置專用交換機，連接數據中心的云主機和教學機房中的云終端，核心交換機一般建議部署在數據中心，便于管理和維護，服務器性能也更容易發揮到極致。另外，綜合布線時建議使用六類網絡，以提高傳輸速率和穩定性。

三、云學堂的特點

（一）安全、高效，實現實時監測

云學堂使用了先進的虛擬化平臺，實現對云主機資源、虛擬機和教學模擬的管理，由于虛擬化平臺的卓越性能，不僅可以在同等硬件資源下交付更多、更高性能虛擬桌面，還可以提供多種獨特的虛擬化特性；云學堂的架構十分靈活，借助云主機集群部署，可以實現動態擴展，提供最大限度的靈活性，真正做到按需交付。

教學系統的穩健、高效、安全及方便是電腦房管理中最需要考慮的問題，使用云學堂后，管理員可以通過Web隨時隨地登錄管理平臺，進行云主機資源監控、課程模板管理與制作、賬號管理、虛擬機管理、云終端管理等工作，教學過程中如果發現問題，可以直接找到問題，快速解決。圖2為云學堂的管理端，管理端擁有美觀、友好、簡潔的界面，極簡的操作就可以涵蓋極豐富的管理功能。

（二）使用模板化管理，靈活方便

傳統的電腦房，管理員根據任課教師提供的軟件，先將一臺計算機作為母機進行安裝，將電腦房所需要的軟件全部安裝進入，做好母機之后，再利用同傳軟件，將母機的內容同傳到其他電腦上，一般一個電腦房如果有60臺電腦的話，將所有電腦全部同傳好需要花費2個多小時才能完成，要做好一個電腦房，管理員需要花費一天的時間才能做好，費時又費力，對管理員來說也是一個很大的工作量，而且如果軟件有所增加或者變化，管理員又要花上好幾個小時進行安裝軟件、同傳工作，靈活性太差。

而云學堂是采用課程模板化管理，管理員可以針對不同軟件制定多個操作系統，并且與傳統的電腦房的同傳不同，管理員只需要根據教學需要在云主機上制定模板，不同的教學環境以不同的虛擬機模板形式呈現。模板專用，告別臃腫、卡頓的單一系統，也減少傳統同傳時的費時費力情況，只需要在虛擬機模板上進行修改，即可發布最新的虛擬桌面給所有學生，工作量是傳統方式的十分之一，每次教師上課時可以根據自己的軟件需求選擇對應的操作系統，單擊“上課”學生就可以獲得全新的虛擬桌面，不僅保證了所有學生使用的系統統一，也告別了病毒的困擾。圖3為云學堂教師機端平臺的界面，操作簡潔，使用靈活。

上課時，教師先通過遠程開機開啟所有學生終端，在課程列表選擇需要的課程，點擊“上課”按鈕，虛擬機就會在2分鐘內啟動完畢，并交付給學生。上課過程中，教師可以點擊“啟動教學軟件”按鈕打開多媒體教學管理組件，使用豐富的教學功能。下課時，教師點擊“下課”按鈕，所有資源會被云主機回收，然后通過遠程關機關閉所有學生終端。同時，教師還能通過“更多”菜單喚出更豐富細致的管理功能。

同樣，學生端也是很靈活的，教師端開始上課前，學生可以自由選擇課程列表里的課程進行學習。當教師開始上課后，學生端會自動切換到教師選擇的課程。當學生端系統發生故障時，學生可以發起請求，由任課教師控制學生端系統還原成初始狀態，只需十幾秒，發起請求的學生就可以獲得全新的教學桌面，繼續上課，并且不會影響其他學生。學生端網絡斷開重連或系統重啟后，都會自動連入教學桌面，無法逃脫，保證同步教學。學生端可以使用虛擬應用的功能，借助S虛擬化平臺的分布式計算功能，將計算壓力從云主機分擔到負載相對較輕的學生終端，從而實現對CPU消耗較大的重載應用的支持。

（三）自帶多媒體教學管理軟件

與傳統的計算機電腦房不同，云學堂自帶自己特定的教學多媒體軟件，不再需要安裝像極域、紅蜘蛛等教學管理軟件，不僅方便教學，還降低了因軟件的引入而使計算機中毒的風險。云學堂的多媒體教學軟件提供了豐富的教學功能，涵蓋功能包括：屏幕廣播、屏幕錄播、屏幕轉播、屏幕監看、網際影院、網絡過濾、分組教學、網絡畫板、電子舉手、電子點名、遠程控制、學生演示、聯機討論、試卷導入、在線考試、電子搶答、文件管理、文件分發、電子教鞭、電子表決、黑屏肅靜、語音廣播、語音對講。功能上基本可以覆蓋95%以上的教學場景，且針對虛擬化環境做了大量細致的優化，性能相比同類軟件大幅領先。

（四）收發數據靈活

為保證電腦房的安全，防止學生操作導致的數據丟失和系統損壞，傳統的電腦房建設時都會在每臺電腦上安裝還原卡，讓計算機做到一天一還原，或者重啟就還原的情況。但是這樣做會使得教學數據不能保存，對需要連續性數據的教師來說會有一定的困擾，教師需要花費很大一部分時間進行數據的收發，以保證學生學習的連續性，有些大型作業，需要連續進行操作同一項目的數據，數據量大，教師往往需要花費很長時間來發數據，又要提前半節課時間來收學生做完的作業，費時費力，課堂有效性低，學生能學習和練習的時間少，不僅影響教學質量和教學效率，降低上課體驗，也極大地增加了管理員的工作量。而云學堂很好地解決了這個問題。

由于云學堂的運行是在云主機上，學生端只是一個虛擬桌面，學生操作的數據也不是在本機上進行的，只要當前的應用請求沒有關閉，云學堂上的數據就不會被還原。對教師來說，只要單擊“上課”按鈕后，云主機就隨之創建虛擬桌面，并將虛擬桌面推送到學生端，學生的云終端開機后自動與云主機連接，獲取虛擬桌面，即使學生不小心關閉了電腦，再次打開時他所做的內容還是存在的。與傳統的電腦房還原功能不同，云學堂把還原的決定權交給了任課教師，只要不單擊“下課”，資源就不會被釋放、被還原，很大程度上減少了數據收發的時間，提高了教學有效性，學生練習體驗感大大增加，同時也減少了管理員的工作量。計算和數據都在云端，網絡上只傳輸桌面圖像變化，即使出現網絡故障，虛擬機依舊正常運行，不會受到任何影響，待故障恢復后即連即用。同時，云學堂具備系統逃生功能，可由教師控制切換到備用系統，且多媒體教學管理組件的主要功能還能正常使用，上課不會中斷。另外，課程模板會在所有云主機上實時同步備份，極大地降低了數據丟失的風險。

四、云學堂的應用展望

云學堂的產生，給教育教學信息化帶來了前所未有的體驗，也是對傳統PC機房管理的一次變革，讓電腦房管理真正進入“互聯網+”的教學時代。未來，云學堂的應用將會越來越廣泛，特別是對像職業院校類的電腦房，安裝軟件多，更新速度快，云學堂的優勢更加突顯，能更好地優化教育環境，提高教學的效率和品質，也必將是職業院校計算機機房建設中的新生力軍。

參考文獻：

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