基于云計算的在線學習平臺研究與設計

黃元文

摘要：隨著信息網絡化不斷發展，單純傳統的線下教育模式已不能滿足整個教育系統的需求。如何利用新興的計算機技術來提高教學管理質量、激發學生學習熱情，提高學習效率，落實高校立德樹人根本任務，更好開展教學活動，一直是計算機在線學習平臺教學研究與設計的方向，而將云計算技術跟教學管理結合起來并運用到實際教學中去，可以促成教學目標更好的實現。

關鍵詞：云計算;在線學習;教學管理

一、云計算的定義及特點

云計算（Cloud Computing），是一種基于互聯網的計算方式，通過這種方式，在網絡上配置為共享的軟件資源、計算資源、存儲資源和信息資源可以按需求提供給網上終端設備和終端用戶。[1]“云”其實是一種抽象比喻，云計算可通過互聯網來提供虛擬化資源及動態易擴展，可作為一種信息資源通過互聯網進行傳輸流通。云計算服務類型有三種分別為IaaS（基礎設施即服務）、PaaS（平臺即服務）、SaaS（軟件即服務）等，云計算技術架構主要包括云計算基礎設施及云計算操作系統，云計算基礎設施的關鍵技術包括數據中心基礎設施（供電、制冷、布線等）、物理資源（服務器、存儲設備、網絡等）、虛擬資源（虛擬主機、虛擬存儲、虛擬網絡等）組成，也就是設備層、資源層。云計算操作系統關鍵技術包括分布式資源調度（分布式算法、控制鎖機制、消息隊列等）、資源管理（虛擬機管理、分布式數據庫等）組成，也就是資源控制層，也稱資源池管理技術，資源池管理技術可對用戶提供大規模的存儲。云計算通常具有下列特點：

（1）超大規模：“云”具有相當的規模，具有巨大存儲能力，因為如Google的云計算已有上百萬臺服務器，微軟、阿里的“云”均擁有好幾十萬臺的服務器。一般企業私有云都擁有成百上千臺服務器。

（2）虛擬化：云計算還可為用戶提供任意位置獲取應用服務，請求的資源都是來自“云”上而不是固定有形實體，它是在“云”端運行，用戶只需一臺筆記本或者手機就可及時能通過網絡服務來獲取我們需要的一切資源，包括系列的計算任務。

（3）可擴展性：由于用戶的需求應用規模不是一成不變，而云計算可動態伸縮去滿足用戶需求服務規模的增長。

（4）廉價低成本：云計算的自動化集中化管理資源特性就無需再負擔巨大數據中心管理成本費用，“云”就是一個龐大資源池，云計算資源的利用率也比傳統線下方式利用資源率要提高。

（5）安全性：“云”端除了具有巨大存儲能力外，由于有強大數據安全維護專業團隊對數據進行管理使得安全性得到保護，用戶無需擔心數據信息的丟失、泄露、被竊取或者被感染病毒等情況。

（6）共享性：云計算服務器端可以通過網格計算將大批量不同設備進行數據連接和共享，實現資源的整合存儲并聯通共享，同時只要“云”端存儲有相關數據，用戶使用的終端都可及時通過互聯網訪問獲取相關請求服務，也可與他人共享該份數據服務。

二、云計算在線學習的思考與研究

完善育人機制模式，落實“三全育人”目標，更需要新興技術的融入，提高教學效率，根據云計算具備一系列功能特性，可在有限的設備中發揮巨大效能。一方面通過云計算在線學習教務平臺設計對于教學管理和教務管理起到很大幫助作用，因在平時教學難免會遇到時間緊任務重情況，可用云平臺進行教學試題案例庫、實習實訓情況、教學視頻內容實時共享，可為學生提供一個在線隨學隨看隨時提取素材便捷途徑，節省學習時間，提高學生學習效率，搭建云計算在線平臺極大推進教育資源的共享應用，實現共建共享目標，有效對教育資源的整合及時更新教育信息。另一方面在線下傳統方式中由于對教學資源存儲能力有限也遇到教學信息資源功能沒能很好發揮和起到示范作用，云計算學習平臺卻能夠充分大量存儲相關教學資源，教師們能持續不斷更新相應的課程教學內容，建立更多的課程教學內容，同時也便于管理和維護這些教學信息資源，也減輕教師的工作量同時會對學生起到在線及時輔導學習作用，用云計算平臺來實時監督監控學生學習情況，也可以依據學生們在線學習測試、學習時間、在線討論、在線提交作業等情況來給學生平時成績打分，以此激勵學生學習的積極性，提高教育教學資源的應用價值，使教學資源發揮最大輻射作用。

三、云計算學習平臺設計與構建

隨著經濟和計算機網絡技術的發展，計算機網絡逐漸走進人們的生活。現在，許多家庭和單位都組建了計算機網絡，例如家庭網絡、辦公室網絡和校園網絡，還有許多商業性質的網吧等。[2]正如隨著校園網絡得到普及和完善會為云計算學習平臺構建與實現訪問成功提供了基本保障。平臺設計構建需從以下幾方面進行：

（1）功能的需求與設計：與傳統實體課堂教學相對比，在完成傳統課堂教學任務條件下，進一步充分利用在線優勢能實現教學資源的分享和師生間能及時交流討論互動，主要包括幾大類即圖片、文本、視頻、教學課件、音頻等等一系列教學內容文件。需能高效將視頻、音頻為主教學文件資源共享到線上平臺，學生能及時下載瀏覽學習，教師能通過平臺快速完成答疑，在線學習測試、在線討論、在線提醒學生提交作業等。

（2）平臺的訪問方式：平臺訪問方式主要是兩種，一種是移動端，一種是桌面端。學生可以用移動端手機訪問學習平臺網站進行學習瀏覽當日學習內容的教學資源并可以在線開展討論等操作;學生也可以利用桌面端來訪問學習平臺，桌面端可以利用常見計算機來訪問平臺網站。這兩種訪問方式滿足了學習者不同場合，不同時間空間的需求，學生可以在宿舍、教室用計算機訪問網站，也可以在校外使用手機訪問教學資源。

（3）平臺的用戶設置：平臺用戶角色主要有管理員、學生、教師三者。學生需要注冊作為用戶登錄、注冊完可修改個人信息，接著即可訪問教學視頻、音頻、課件等教學資源和在線提交作業、考試、留言等;教師需要通過教師頁面注冊作為用戶登錄，注冊后可修改個人信息，教師可上傳課件、文檔、圖片、音頻教學資源和在線答疑等;管理員可管理課程教學資源信息、管理教師用戶、管理學生用戶信息等

（4）平臺系統的實現：學習平臺系統可由前臺端和后臺端兩部分組成，前端是系統與用戶交互界面，可直觀為用戶提供瀏覽、下載資源、留言等功能，當用戶登錄網站需注冊才能下載資源、才可擁有對應用戶權限，否則只能瀏覽網站卻無法進行其他留言、下載等操作，用戶可以選擇學生或者教師角色進行登錄。前端運用HTML5和CSS3進行布局實現。后臺端采用PHP和Mysql技術來實現，后臺端主要負責對用戶信息管理（包括登錄密碼、賬戶等信息管理）、課程教學資源信息管理具有增、刪、改、查的功能，能高效對數據庫信息管理維護。整個學習平臺系統通過云服務器來遠程托管及后期平臺維護。

結束語

教育興則國家興，教育強則國家強。隨著云計算技術不斷發展不斷進步，將大大提高教學管理效率，激發學生學習興趣，提高學習積極性和學習的效率同時也更進一步提高學校計算機硬件利用率，促進了教育資源最大化的利用和共享，降低了高校對信息系統資源、成本投入。教育規模擴大情況下始終需堅持“立德樹人”和“素質教育”，就能夠為國家培養出一代一代合格的建設者和接班人，而新興技術信息化不斷發展壯大勢必在培養高質量人才和落實立德樹人的根本任務起到巨大作用，相信云計算在高校教育領域中將得到更廣泛運用。

參考文獻：

[1]譚志彬，柳純錄.《系統集成項目管理工程師教程》[M].北京：清華大學出版社，2018：92.

[2]陳禹.《信息系統管理工程師教程》[M].北京：清華大學出版社，2019：122.