云計算在計算機教學中的運用研究

祝旭

摘要：在IT行業高速發展的時代，計算機信息技術也在不斷更新換代，科技的發展帶動時代的變遷，未來IT行業發展的趨勢就是云計算。計算機教學內容比較復雜、枯燥，難以調動學生的學習興趣，為了激發學生的學習主動性，必須充分利用計算機信息平臺，來構建完善的課程學習模塊，才能使學生的實踐操作能力得到鍛煉。文章主要以云計算工具作為出發點，針對云計算在計算機教學中的運用進行了深入研究，并提出了相關建議。

關鍵詞：云計算；計算機；教學；課程學習模塊

2007年，谷歌與阿里巴巴等大型互聯網企業聯合提出“云計算”的概念，當前，亞馬遜、谷歌、百度等大型計算機企業都建立了相應的云計算系統，云計算技術的發展成熟，對于推動全球互聯網企業的發展進步起到重要作用。在我國的高校計算機教學工作中，運用互聯網工具已經進行了較長的時間，然而計算機運用技術一直沒有發展突破，仍然停留在初級階段。近幾年來，社會各界對于云計算與云服務的關注力度不斷擴大[1]。筆者認為，通過運用云計算服務平臺來整合各種教學資源，通過設計和構建計算機教學的云計算應用系統，能夠更好地交流、共享教學資源，節約硬件支出，而且能夠培養學生的動手操作能力，對于培養學生的計算機應用技能起到重要作用。

1 云計算的相關概述

1.1云計算的具體定義

云計算主要指的是充分融合分布式計算技術、網絡儲存技術、并行計算與效用計算技術、虛擬化與負載均衡等等網絡技術充分結合起來，它是在互聯網服務的基礎上不斷增加、使用以及交付其他模式，其能夠利用互聯網給用戶提供相應的動態以擴展的虛擬化資源，滿足用戶使用需求。通過利用大量的分散式計算機來進行計算，能夠增強計算效率，如果用戶需要使用信息數據資源，只需要提出訪問請求，就能夠從特定計算機儲存系統中獲取相關資源。

云計算主要包括基礎設施服務、軟件服務以及平臺服務等幾種不同的服務類型，首先，基礎設施服務主要通過分布計算機來提供服務，而平臺服務指的是利用研發操作平臺來提供相應服務，其能夠開放編程環境，為用戶開放數據庫，建立Web服務。最后，軟件服務主要利用Internet軟件來提供服務，但是用戶在使用軟件時必須向供應商付費購買軟件[2]。

1.2云計算的主要特征

1.2l虛擬化

云計算的顯著特征就是虛擬化，其主要利用資源虛擬化，使計算機軟件與硬件完全分離出來，能夠隨時給各地的用戶提供虛擬化資源，而且能夠根據用戶需求合理配置、管理虛擬化資源。

1.2.2規模化

云計算平臺的規模非常龐大，其中谷歌云計算的服務器數量就達到了幾百萬臺，同時，我國的許多互聯網企業的私有云系統服務器數量也有上千萬臺，所以云計算形成了較大的規模。

1.2.3高可靠性

通過應用云計算系統，能夠借助于數據冗余技術以及分布式儲存技術，選擇出有利的、高可靠性的信息數據，對于自動檢測服務器中的許多失效節點，也能夠隨時進行排除，避免對系統運行產生不利影響，所以使云計算的可靠性和可用性增強。

1.2.4經濟性

在運用云計算技術時，能夠按照用戶需求來提供相應的服務，在用戶需要獲得服務時，只需要根據自身需求進行付費，就能夠讓云計算運營商來提供相應的應用程序、平臺和基礎設施等重要資源，節約了大量的軟硬件設施，能夠隨時給用戶提供定制以及修改服務，從而達到經濟性目的。

2 當前計算機教學中存在的問題

通過對我國的計算機教育的整體情況進行調查分析發現，其中主要存在以下幾點問題[3]。

2.1教學資源的問題

在各大院校的計算機專業教育體系中，教學資源的分布缺少均衡性，不同地區院校的教學資源配置不夠平衡，主要原因在于部分地區的經濟發展水平較低，院校沒有配備完善的實驗室和電腦設備等教學資源，而教師也不愿意在比較落后的地區教學。在IT信息化技術高速發展的時代，計算機教學中對于教學資源的需求越來越大，需要不斷更新教學設備，完善教學資源，才能滿足教學需求，但是在更新實驗室或電腦移動設備時，需要大量的資金，許多高校無法承擔高額支出費用。除此之外，各個地區高校的教學資源沒有實現全面共享。目前，許多高校雖然設置了網絡教育以及遠程教育課程，并且應用微課和慕課等教學資源，但是許多地區高校為了保護本校教學資源，或者資源共享平臺沒有建立起來，所以無法實現教學資源開放共享，最終對教學質量產生不利影響。

2.2教學方法不夠科學

隨著社會的快速發展，高校云計算課程教學改革也在不斷推進，必須不斷更新和完善計算機教學方法，才能滿足時代的發展需求。在計算機傳統教學課程中，主要由教師來下達課程任務，然后讓學生按照教師的步驟要求來進行上機操作，這也就導致學生的實際操作能力無法得到鍛煉。在大數據時代的背景下，必須讓學生的理論知識和實踐能力充分結合起來，使學生自己運用理論知識進行實踐操作，在實驗摸索中才能逐漸提升業務水平。

3 云計算在計算機教學中的運用建議

3.1構建云計算教學系統

在傳統的計算機課程教學中，缺少完善的實踐教學體系，雖然具有比較清晰、合理的結構，但是缺少實踐教學的內容。所以，筆者在計算機教學中應用云計算工具，通過建立云計算教學系統，能夠有效培養學生的動手操作能力，激發學生思考。由于亞馬遜云計算能夠提供比較完善的服務，所以必須運用亞馬遜網絡服務，其中包括簡單儲存服務、簡單排列服務、簡單數據庫服務以及彈性計算云服務等主要模塊。

通過對計算機云計算教學系統的結構進行研究發現，其中主要利用SSH來對教學資源進行訪問，然后通過EC2把計算機教學的重要組件運行起來，然后通過S3把數據資源儲存起來，利用EC2給用戶提供負載均衡服務，然后通過AWS對學生的開發以及應用服務進行自動部署。在系統結構的彈性負載均衡模塊中，能夠采取合適的方式把應用入口的流量及時發送給EC2實例，從而保障應用系統的容錯性良好。在云計算系統中，數據備份主要利用EC2生成卷的快照snapshot，然后把數據信息儲存在S3版塊中。為了提高系統的安全性，可以利用EC2的保護機制，全面保護系統資源。除此之外，在VPC內部還建立了專有實例，利用專有實例，能夠專門給特定的用戶提供應用實例，從而使系統的安全性得到大大提升。

3.2充分整合教學資源

在計算機教學中應用云計算工具，能夠使實驗室設備最小化，能夠直接利用云計算網絡代替實驗室或電腦設備，學生只需要利用簡單的移動互聯網終端，就可以在瀏覽器中獲取相關的教學資源，建立完善的云計算網絡實驗室，從而減少了大量的成本資源支出，而且能夠打破時間和地點的限制，能夠讓用戶隨時隨地開展網絡學習課程。同時，高校在計算機教學中應用云計算工具，需要充分整合教學資源，可以建立設備中心，通過設備中心來給用戶提供應用服務，使終端能夠和云計算網絡進行有效對接，能夠直接和虛擬實驗室進行訪問，并提供應用服務。而且高等院校還要充分運用虛擬技術，來合理分配教學資源，在不同的設備中心分別設立虛擬云接入點，能夠快速進入云計算網絡獲取教學資源。

3.3管理和應用云計算實踐平臺

隨著社會的發展進步，社會對于實踐應用型人才的需求不斷擴大，只有不斷培養學生的創新實踐能力，才能滿足未來崗位的發展需求。因此，在高校計算機課程教學中，教師需要具備良好的專業素質，能夠利用云計算平臺給學生創設真實的教學情景，使學生在實踐情景中進行實踐模擬訓練，才能加深學生的認知，有效培養學生的實踐操作能力。例如：計算機專業教師在教學工作中可以把一些文件或者軟件程序存放在服務器終端上，這樣能夠通過網絡管理人員來展開統一管理，而學生與教師只需要利用服務器網絡和賬號密碼就能夠隨時登錄網站獲取學習數據、資料，實現教學資料共享。同時，可以利用云計算平臺綜合分析學生的知識基礎掌握情況，結合學生的實際情況采取針對性的教學方式，才能不斷提高計算機教學質量[4]。

4 結語

總而言之，計算機專業課程教學模式不斷發生變化，必須適應大數據時代的發展趨勢，充分融合與利用云計算技術，才能充分調動學生的學習興趣，實現教學資源共享，有效培養學生的動手操作能力，對于促進我國的高校計算機教學發展起到重要作用。

[參考文獻]

[1]馬莉莉基于云計算的混合式學習在計算機教學中的應用[J].軟件導刊，2015（2）：175-176

[2]謝瑞杰基于云計算輔助教學在高職計算機教學中的應用研究[J].黑龍江科技信息，2015 （23）：170

[3]高森云計算環境中的網絡安全在中職計算機教學中的應用[J].電子制作，2016 （6x）：77-78

[4]王艷歌.基于云計算的混合式學習在計算機教學中的應用——以《微課制作》課程為例[J].江蘇第二師范學院學報，2016（6）：118-120