高校云课堂建设论文(精选10篇)
高校云课堂建设论文 篇1
摘要:现代化的教学方式已经离不开计算机的辅助,云课堂已成为当今高校数字化教学的最好方式,现代教学手段应紧跟时代步伐,建设并发展云课堂教学方法,实现现代化教学手段的突破,为学生打造更加便捷、高效的学习平台,为社会培养更优秀的人才。
关键词:云课堂,计算机,计算机教学
1 云课堂建设背景
随云计算技术的成熟和客户日益增多的问题,客户端计算机已不是目前最优的解决方案。根据本校的实际经验,笔者总结出传统机房面临的问题如下:(1)教学环境部署问题:软件冲突,更新软件困难,大量软件安装导致系统臃肿、运行慢;(2)教学场景切换问题:教学、考试场景切换工作量大,多种操作系统之间切换工作量大;(3)终端PC维护问题:大中院校机房平均有2 000台以上的PC,学生修改系统设置,病毒等产生的终端维护量难于承受;(4)IT运维人员问题:工作缺少创造性,只是安装、卸载和格式化,人员流动大;(5)资源浪费问题:每年会有1/6的机器被淘汰,新机器从采购到上线均会产生很多成本和麻烦。
根据对多地学校机房的实际场景进行勘测,各校均面临不同程度的机房使用问题,针对相关环境,总结情况如下:
(1)现代化教学手段已无法脱离计算机的协助。因此各大高校都在扩充计算机配置,同时增加机房建设数量。机房计算机的管理,以及计算机的响应速度都将直接影响日常的教学工作。对于机房的管理而言,计算机机房的管理难度是最大的。
(2)机房管理、设备维护困难,设备更新换代快、操作系统稳定性差已成为最突出的几个问题。由于机房面向学生众多,科目复杂,人流量大,设备老化很快,淘汰率高,因此对计算机的稳定性和维护均提出了很大的挑战。
2 云课堂机房建设目标
根据学校项目决定实施配置方案,旧机房改造可继续沿用老PC实现充分利用节省成本的同时提高管理性。新建机房则可采用云终端全面代替PC,体验超越PC的全面云教学环境。
3云课堂机房建设原则
根据上述的需求分析和部署环境的实际特点,使用RG-RCD云课堂主机打造云机房整体规划,需要本着以下原则进行规划与设计:
(1)统一规划、逐步建设实施原则。机房在统一要求的前提下,根据教学内容的实际情况,进行逐步实施,充分考虑各种因素作为初次部署情况。
(2)集成性原则。通过统一集成的规划,实现基于云桌面访问的系统接入规范,从而逐步实现对全校教学系统用户接入的全面统一集成。
(3)安全性原则。根据桌面访问的不同安全等级要求和网络访问的安全规范,制定系统的安全性规范,完善信息安全策略和信息安全标准,满足数据安全和访问安全的要求,提供可靠的系统安全管理模式。
(4)可扩展性原则。系统设计不仅要根据学科的发展方向,设计要满足各方面扩充的要求,而且要在架构明晰的基础上,减少各组成部件的重复度,并充分考虑兼容问题,实现快速高效的扩展方案。
为了满足所有教学场景的功能需求,建议每个教室配置一台云课堂主机设备,作为学生的终端机。搭建模块化云机房总体架构,易于扩展。
2 安全性高的云机房总体架构
2.1 云课堂拓扑设计
各教学机房从云课堂终端介入,具体配置方法如下:首先,教师从云课堂教师端发送请求,连接到云课堂主机端,通过事先准备好的课程镜像文件生成虚拟云桌面,并通过CLass Manager Rainbow进行电子教学管理,如播放视频等操作;其次,云课堂主机把事先生成的虚拟桌面发送到云课堂终端;再次,学生打开终端即可获得虚拟桌面,直接使用虚拟机上课或访问校园网系统;最后,教师通过点击“下课”按键结束课程,所有虚拟机系统会被删除,云课堂主机回收计算资源,为下节课做好准备。典型整体架构由3个区域模块组成。
2.2 云课堂主机区域模块设计
云课堂主机内含顶级处理器、工业级存储设备、海量内存和强大的云桌面软件功能,机箱采用全静音设计,1米范围内平均噪音低于55分贝。
2.3 网络设计
云主机和终端之间使用专门开发的增强图形传输协议(Enhanced Stream Transmission,EST),该协议仅传输适量图形而非数据,不会占用学校网络带宽,仅需使用普通千兆交换机将主机和终端相连。
系统默认需要开放端口如下,但可根据实际情况修改:80,3389,3306。
云主机和终端间交互EST协议时的带宽需求:(1)50 Kbps基础教学课程桌面;(2)100 Kbps上机考试场景桌面;(3)150 K~500 Kbps图形视频类制作的教学课程桌面。
2.4 云主机选择
按照每机房60个上机位需求现状:按常用的教学课程需求资源计算,每台云课堂主机可同时交付60个高资源虚拟桌面,因此每教室需布置一台云课堂主机。
考虑到用户客户端自身安装配置的存储空间需求以及缓存的用户个性化配置及数据对存储空间的需求,初步按照虚拟机C盘10 GB存储空间来估算。未来可针对应用安装配置模式的优化及用户使用场景进行进一步详细测算和调整。
每虚拟机会自动挂载云主机的共享磁盘并识别为D盘,该盘用于老师上传上课需要每个同学使用的课件。因磁盘共享的方式,仅需上传一份即可提供所有学生下载使用。学生同样可使用该盘作为作业存储区域,所有需要保存的作业或者设计,会根据学生名称自动存储在云主机共享磁盘上,保证在有效节省空间的同时,学生作业能有效上传和备份。
将上课所需应用依次安装在虚拟机内并封装成镜像模板。将模板存储在云课堂主机中SSD固态硬盘中,来提升批量生成虚拟机时对磁盘读取I/O性能。
批量生成虚拟机时产生的链接克隆文件使用多级缓存系统分别存储在机械磁盘,固态硬盘和内存中,杜绝磁盘读写I/O瓶颈,大大提升虚拟机生成速度和操作相应。
2.5 安全设计
机房采用云课堂主机部署架构,隔离了学生对终端机本地数据的直接访问,通过虚拟化技术,将所有的数据都存放在云主机中保存,大大提高了系统整体的安全性。
用户访问的安全性:唯一对云主机可执行虚拟机生成及删除管理的教师端,采用MAC地址绑定方式制作。即仅通过认证的教师用机才可操作云主机,学生机无法控制云主机,杜绝用户非常规操作的安全漏洞。
传输协议的安全性:用户操作访问虚拟桌面或虚拟应用时,通过EST协议建立用户会话,采用了开放的标准安全协议和公用密钥架构来确保安全。仅传输应用客户端的图像变化和鼠标、键盘等的操作数据,本身并不直接传输应用的数据,避免了数据在终端驻留泄露的可能性。
策略化的控制:系统的提供集中的细粒度的策略控制用户的授权访问,针对用户、网络位置、终端环境、应用、云主机等属性决定用户是否能够获得应用的访问。系统允许访问者进行有限制的访问,而不能随意地更改、拷贝信息,更不能将信息带走。
如果学校目前使用内网PC,在访问互联网时通过代理的方式进行。但是这种模式造成了一些安全隐患,比如数据丢失,病毒引入等。及时使用还原卡或者Ghost系统,依旧会造成大量终端机系统损坏。部署云课堂后可以完全解决上述问题。
虚拟机链接克隆:每次上课均生成新的虚拟机,保证系统及数据的安全性、一致性,学生做过的修改和作业可上传至固定ftp保留。
虚拟机自动删除:每次下课所有虚拟机均会被删除,课间所做改动不会保留。
无需借助外部软硬件,云课堂主机中的所有虚拟机在下课时会被安全删除,学生所做过的任何修改都会被丢弃。在下次上课时,按照模板生成全新虚拟机供其他学生使用,完全不受外界因素的影响。
3 云课堂终端
云课堂终端是整个云课堂方案的核心产品之一,其精美的外观,小巧的机身极富时代气息,可为教室打造一个干净整洁的教学环境。配备丰富的接口,可以满足计算机教室中一切外设的需求。
参考文献
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[2]缪秋菊.浅谈数字化学习的体系架构[J].职教论坛,2010(14):54-55.
高校云课堂建设论文 篇2
关键词:移动学习;MOOC;移动云课堂;情景交互
中图分类号:G434 文献标志码:A 文章编号:1673-8454(2016)14-0020-07
一、 引言
目前,MOOC和移动学习技术的迅猛发展为信息技术与高等教育带来了实现深度融合的契机。一方面,MOOC的大规模应用创造了全新的、公平的教育模式,反映了自主学习和终身学习的教育价值取向,加快了高等教育大众化和国际化的进程,同时MOOC以学习者为中心的课程设计理念、基于知识块的课程资源建设、界面友好的交互平台、效果良好的教学新模式、新型的在线学习方法和师生关系,也给我国高等教育课程教学改革带来了很好的启示[1,2]。另一方面,移动学习倡导和支持在一定的社会学习情境中实现知识学习的便捷性、移动性以及超媒性,强调情境化的、交流共享的学习方式来支持知识建构,被认为是在课程改革中实现学习社会化、个性化的一种新型学习范式[3]。然而,尽管MOOC在支持大规模学习群体的自主学习方面做了有益的探索,但在整体功能的完备性和成熟度方面还落后于典型网络教学平台[4]。总体而言,信息技术融入高等教育的进程已滞后于信息技术自身的迅猛发展。因此,如何利用移动学习优势,发挥MOOC在开放、优质教育资源聚集方面的作用,变革高等学校课堂教学模式,提升高校课堂教学质量,值得在理论和实践层面展开深入研究[1]。
将MOOC与移动学习相结合,服务于高等教育创新面临诸多挑战[5-7]。主要体现在,主流MOOC的教学局限性在于教学模式单一、教育理念较之传统课堂教学没有大的突破,活动设计主要以获得学习为主,而对探究学习、个性化学习和协作学习重视不足[5]。同时,MOOC缺乏严肃的教学方法以及其仅是课程与开放教学资料的集合,无法体现课堂学习与课程学习的意义,而且MOOC课程模式本身特点造成如果缺乏指导和帮助,学习者很容易迷失,因此课程学习者的高退课率和低通过率问题被多方诟病[6,7]。
在MOOC与移动学习融合方面,世界范围的研究者已经开展了诸多工作。如Sun G.指出移动MOOC不同于传统模式之处在于更多的协作与碎片化资源,而且学习者能够通过团队协作来定制个性化的学习资源,即微学习即服务(Micro Learning as a Service, MLaaS),其核心是采用教育大数据挖掘(Educational data mining,EDM)技术来分析用户行为特征和识别学习资源特性,从而建立个性化的学习路径[8]。Brinton, C.G.等研究了MOOC学习环境中通过学生与资源的交互行为来修正用户的学习模型并指导内容适配策略[9]。王涛等建议通过多种形式的社交媒体参与讨论、思考、分享资源,并在参与者的交流中生成课程资源[6]。祝智庭认为MOOC的教学法出现了新动向,教学方式、学习方式正由完全自主在线学习向混合学习、协作学习、研究性学习等转变[5]。
由上述文献可知MOOC与移动学习的深度融合需要首先实现理念、思路、方法、评价方面的四个转变。其中,教学理念将不拘泥于课堂授课的方式,借助云平台向着Off Campus Out of Class转变;教学思路则由传统教学方式到个性化、数字化方式转变,并将物理和虚拟空间结合来营造创新的教学环境;教学方法将主要采用混合学习,充分体现互动、交互式的课堂氛围;评价方式则由分组评价到开展过程评价模式转变。本文将结合华中师范大学移动云课堂实践展开论述。
二、 移动学习的发展机遇与问题
自从2000年在美国加州大学的“移动教育”研究项目中被提出之后,移动学习的概念受到了世界范围内的广泛关注[3]。综合Alexzander Dye、Vavoula和Sharples等学者的观点,移动学习的显著特征包括:以移动设备作为物质基础;学习发生在情景实践之中,非孤立学习,具有实时双向交互机制;移动学习不仅关注数字化学习内容,还关注其学习过程与结果[10]。移动学习为教育教学理论与模式的变革开拓了新的发展方向和发展维度,不仅丰富了人们获取知识、建构知识、应用知识的方式与途径,而且转变了传统的学习理念,为终身学习、普适学习与个性化学习提供了强大的支撑能力[11]。
移动学习的发展大致经历了三个阶段[10]:第一阶段将学习内容通过无线通信以“推”送方式来实现知识的传递,注重学习的内容呈现。学习者成为学习“拉”的对象,这是一种被动的、单向的、机械的交互方式。笔者称其为传统的移动学习阶段。第二阶段强调增强移动学习内容的管理和自适应性,为学习者实现积极的知识建构提供有效的工具。如采用流媒体技术实现流式学习,使学习者可以灵活自主、随时随地选择自己所需学习的内容。笔者称该阶段为改进的移动学习阶段。第三阶段强调了在生活环境和实践情景中进行学习,同时也呈现了与泛在学习理论的融合。笔者称之为移动学习+阶段。
总体而言,当前主流的移动学习技术正由第二阶段向移动学习+演化,其中MOOC与移动学习的深度融合是一个重要的发展方向。移动学习+需要面临解决的问题包括[3]:移动学习的移动性和碎片化使学习者的注意力容易受到干扰,影响学习效果的问题;双向交流缺失影响移动学习的互动性;移动学习环境不断变化使得学习具有随机性,降低了知识建构的质量,这需要学习情景的重构。
三、 MOOC与移动学习的融合模式
MOOC与移动学习的融合是大势所趋,但是如何构建适应高校教学规律的辅助在线教学模式则需要重点研究。文献[12] 验证了目前大学生对应用移动学习方式开展课程学习具有较强的需求,同时也证明了学习情景重构的核心是交互性、个性化的移动学习推送服务和配套的学习网络社区。祝智庭教授认为“后慕课”时期将形成多样化的在线学习方式,创建新的开放教育生态,在线教育不仅应有对优质资源共享和拓展教育规模的贡献,更应该有对学生个性发展和教育协同创新的追求[13]。杨宗凯教授认为“未来教育”凸显“联结”的未来文化。对于学生而言,学校不仅要注意学生与同伴的联结,而且要注意学生与教师、学生与管理者、学生与家长、学生与社会的联结 [14]。而且,教育本身的变革已经由农业社会的个性化教育、工业化阶段的规模化教育发展到个性化、差异化的创新教育阶段。就教育对象而言,90年代后出生的大学生可以说是“数字原生代”,其本质性的特征是个性化和差异化,他们更倾向于快速的、非线性的学习,因此原有的规模化、标准化的教育模式已无法实现创新能力的培养[14]。程建钢教授课题组撰文指出未来网络教学平台的发展将支持学习者根据自身学习特点和风格进行自适应学习;支持教师个性化、多模式的课程教学;通过社会软件构建学习型社区,实现广泛的社会交互;利用各种新技术构建沉浸式、强交互、重体验的学习环境[4]。
综上分析,云学习时代实现MOOC与移动学习的融合一方面需要从以下方面着手重建新的学习模式[4,10]:这包括了授课模式的颠覆,即基于标准算法、系统模型、数据挖掘、知识库等为学生提供个性化、定制化学习服务;学习过程也将由“以老师为中心”转向“以学员为中心”,并全面跟踪和掌握学生特点、学习行为、学习过程,进行有针对性的教学,更准确地评价学生,提高学生的学习质量和学习效率,实现“因材施教”;借助云计算、大数据、移动互联网等技术实现线上与线下混合学习,打造汇聚更多优质课程和学习者的学习社区平台。另一方面,交互已成为影响教育活动的关键因素之一,文献[10]根据交互性特征归纳出学习环境发展的轨迹(如表1所示),这为MOOC与移动学习融合提供了全新的视角。笔者认为移动学习+是未来泛在学习的一种,因此也适用泛在学习的相关分析。
由上表,未来的移动学习+的交互方式属于情景化交互范畴,它除了要考虑由于网络的自发性、无时间限制、匿名性等因素带来的去中心化和网络化、组织化与非正式化、系统性和综合性等特征外,需要更加突出可感知性、联动性、可视性和符号化中介等特征[10]。情景交互的核心之一则是实现群体交互,即提供学习者与学习共同体及教师之间的实时/离线信息交互的能力[10]。既然情景交互将课堂情景与社交情景进行无缝对接并有效地拓展了教与学的空间,在未来教与学过程中,则需要重点研究六种不同的交互方式:人与人之间的交互、人与对象之间的交互、人与人工制品之间的交互、对象与对象之间的交互、人工制品与人工制品之间的交互[10]。笔者根据高等教育教学实践,将人的角色分为教师、学习者、学习共同体成员等;将学习对象分为音频、视频、PPT、word、PDF等课件形态;人工制品则分为鼠标、窗体、空间、摄像头、话筒等物理与虚拟的空间实体。
如图1所示,构建MOOC与移动学习的融合模式需重点考虑课堂情景与社交情景这两类情景空间中的用户与课件资源的交互、用户与网络空间的交互、学习者之间的群体交互、学习者与教师的交互等方式。同时,现有基于MOOC的教育云平台已经具备了大规模的资源服务能力,移动云课程作为其辅助教学的工具,也必须要考虑兼容现有平台功能并构建学生空间、教师空间与课程空间。
四、 移动云课堂系统设计与实践
1.系统设计
结合上述分析,笔者采用面向服务的体系结构(Service Oriented Architecture,SOA)构建移动云课堂。如图2所示,系统分为资源服务、接口服务与应用服务三个层次。其中资源服务涵盖了流媒体服务、文档服务、数据库服务与资源云存储服务等。数据库服务记载用户的学习信息与海量资源的信息检索。接口服务完成应用服务与第三方服务接口的集成与适配,包括了笔记列表、笔记检索、笔记查看、笔记修改、信息推送、日志查看、日志记录、文件上传、文档预览、媒体播放等接口;第三方接口服务集成与适配包括文件存储、媒体播放、文件预览和第三方服务等。应用服用提供了用户情景交互的基本功能,包括了笔记与课程作业服务、交互服务、信息服务、统计服务等功能。此外,如图3所示,系统将通过云存储服务器、文档转换服务器、流媒体服务器与第三方接口服务器配合移动学习平台开展工作。
2.实践效果
笔者所在研究团队在现有教育云学习平台基础上升级改造使其具备支持万名用户的大规模移动学习服务实证平台以及支持400门课程在线的云资源共享环境。如图4所示,系统在实现过程中重点关注情景交互部分,并将其分为课堂情景与社交情景交互两大类。其中,课堂情景则涵盖了课堂学习中用户需要的基本功能,如学习记录、通知推送、课堂作业、课堂学习,个人云盘等功能单元。社交情景则包括交流讨论、笔记分享与系统的统计分析。统计的维度可以分为用户统计、终端统计及呈现包括位置信息统计的学习地图。
具体而言,从学习者角度出发的案例如下所述:
(1)学习者进入平台,加入某一门具体课程,查看课程信息,如当前学期正在学习的课程或以往学习过的课程的简介、主讲教师、大纲、课程日历、课程成员信息等。
(2)学习者学习课程资源,进入该门课程的学习界面。课程资源(文档与课件)则以双屏方式进行呈现,保证课堂内容的关联性。
(3)学习者参与学习活动,使用相关学习工具,与其他学习者进行分享与交流等一系列学习活动,具体内容见3A、3B、3C描述。
3A:学习工具主要包括学习主题-学习单元-学习课件-学习活动-学习资源等结构组织与呈现;多种形态的学习笔记(文本、音频、图片笔记等)及笔记分享功能;学习过程中就某一学习专题组织展开学习讨论与交流的功能。
3B:在线及随时随地离线进行多媒体作业的功能。
3C:与用户相关学习辅助工具,包括个人云盘(空间)及上传功能。
从访客角度出发的案例如下所述:
(1)学习者以访客的身份进入到某一门课程中,浏览课程资源及查询课程的作业、通知等内容但不能记录学时。
(2)学习者可据院系-课程名称-学期-主讲教师等逐级定位查询想要的课程。
从教师角度出发的案例如下所述:
(1)教师创建一门课程后可上传课件信息,系统为该课程自动新建一个交流讨论群组。
(2)教师组织学习。系统实时记录学生的学习时长以及用户的学习行为;老师可查看所在课堂学生的学习情况并开展有针对性的教学活动。
(3)教师通过系统通知与课程通知实时向学生终端推送信息。老师不用再通过QQ、微信等第三方工具发送通知,学生也不用再担心漏掉课程的重要通知信息。
从社交学习角度出发的案例如下所述:
(1)教师创建一门课程后,系统自动新建一个交流讨论群组,加入当前课程的所有学生会自动加入到当前群组中。当前课程的教师默认为当前群组的管理员,其他用户也能通过申请加入当前群组中来。
(2)学习交流讨论群组还可与学习主题相关联。主题可以是一门课程,也可以是章节、单元、课件、活动和资源等。
(3)用户也可以根据学习的需要,建立私聊群组,群组成员用户可以自定义朋友圈、或者与当前学习主题相关的成员交流。
(4)系统支持针对用户在线人数、终端分布、学习地图分布等进行的实时统计与呈现。
3.比较分析
参考文献[4],笔者采用基于Edutools的评价标准,从学习管理工具、系统支持工具、系统技术特征等三个方面对移动云课堂、MOOC平台、开源的具有代表性的网络教学平台进行对比分析。其中,MOOC及开源网络教学平台数据摘自文献[4],MOOC平台选取Coursera,开源网络学习平台选取Moodle为代表进行比较分析。
如表2所示,学习管理工具主要比较效能工具、交流工具和学生参与工具等方面指标。在效能工具中,Moodle平台提供了社会化书签功能,Coursera未提供,本文提出的移动云课堂则提供个性化书签功能。日历任务方面除了Coursera,其它均具备。在导航帮助中Coursera和Moodle提供了基于知识单元的导航,移动云课堂具有个性化学习导航功能。课内导航中移动云课堂支持基于课程分级知识点的多维度关键字导航,稍优于其它提供的分类、标题、关键字导航。异步同步指标中移动云课堂、Moodle提供了同步学习和脱机作业功能,Coursera则不支持脱机作业。交流工具指标中移动云课堂可以根据课程的章节、单元、课件、活动和资源建立讨论区;Coursera和Moodle提供了知识点与课程讨论区。文件交换指标中Coursera不支持,其它均支持,而移动云课堂增加了文件的笔记交换功能。课程邮件指标移动云课堂采用了消息推送机制,此项未考虑。日志笔记指标中除Coursera外各平台均支持,移动云课堂增加了学时统计、课件笔记等功能。实时聊天指标中移动云课堂和Moodle采用了系统自设聊天室,Coursera则不支持。视频服务、电子白板指标则仅有Moodle支持。学生参与工具中分组指标除Coursera外均支持。自评互评功能仅移动云课堂和Coursera支持。学习社区和学生档案指标中移动云课堂具备了更多的维度选择(参见上节社交学习角度出发的案例描述),Coursera则无学习社区功能,学生档案记录了视频和测试完成标记,Moodle支持学习情况跟踪及系统自建社区。
系统支持工具方面主要考查课程设计工具、课程发布工具、课程管理工具等维度。如表3所示,在课程设计工具支持方面,移动云课堂和Moodle一样具备了较好的内容共享复用功能,而Coursera则相对封闭,不对外共享。课程模版方面Coursera需要设计开发和定制,其它两者由系统配套提供模版指导。课组管理、定制外观方面除Coursera外,其它两者均支持。教学设计工具方面Moodle功能强大,移动云课堂由教育云平台配套提供,优于Coursera。教学标准兼容方面移动云课堂支持CELTSC标准,Coursera和Moodle均支持SCORM。课程发布工具方面三者均具备自动测试评分功能。课程管理指标中移动云课堂与教务系统对接,功能强大,其它系统除了Moodle外,功能一般。教师帮助方面两者均优于Coursera。在线打分工具方面移动云课堂支持根据学时自动打分,Coursera则由系统自动打分,但不支持教师在线打分,Moodle较前两者更强大。学生跟踪方面移动云课堂功能更为强大。课程管理工具中,身份认证方面移动云课堂支持教务系统注册认证登录,允许学生用户访客进入浏览课程,其它两者则支持注册认证登录。课程权限设置中移动云课堂符合教务管理的权限设置,其它均由平台管理员为学生和教师设置不同权限。托管服务中移动云课堂和Coursera不同于Moodle系统均需自己维护平台服务。注册系统指标移动云课堂与教务系统对接,Coursera通过平台用户自注册,Moodle可由邮件地址申请与系统添加混合注册。
如表4所示,系统与技术特征考虑了软硬件、安全性能、兼容整合等维度。其中,软硬件指标中,移动云课堂支持Windows、Linux多服务器配置,Coursera采用专门服务器,需自行配置,Moodle支持Unix、Linux、Windows服务器。同时,移动云课堂服务器端采用Oracle/MySQl数据库,移动端采用Sqllite数据库;Coursera采用专门、自配置数据库,移植性较差;Moodle则支持Mysql/MSSQL/PostgreSQl数据库。浏览器方面移动云课堂支持移动端主流浏览器,Coursera支持IE、Chrome、Firefox、Safari浏览器,Moodle支持主流浏览器。移动服务支持方面移动云课堂支持APP方式,但不支持HTML5,其它系统通过HTML5支持移动端服务。安全性能方面,登录安全指标中移动云课堂支持与教育云平台实现统一认证,安全性强,访问快。Coursera一般,Moodle则访问快。此外,三者均支持错误预防报告功能。兼容整合方面在国际/本土化指标中移动云课堂具有自主产权,国际化方面劣于后两者,未来在API方面将考虑提供尽可能多的支持。对于第三方软件Moodle支持优于其它,而Coursera只提供第三方链接,移动云课堂暂不支持。数字校园兼容方面移动云课堂最佳,而Coursera目前不支持。
综合以上比较,移动云课堂具备了MOOC系统的大部分指标功能,同时也具有移动学习的新特征。其中,在学习管理工具的各项指标中移动云课堂在讨论、社区及学生档案等方面具有显著优势;系统支持工具的各项指标中移动云课堂在课程管理、身份、认证、注册管理中与现有教务系统对接,优势明显;系统与技术特征的各项指标中移动云课堂易于部署、应用,并与数字校园系统兼容。此外,经初步测试,相比较原有的PC浏览方式,学生的移动学习学时记录及其参与社区活动也显著增加。可见,基于MOOC与移动学习融合构建移动云课堂符合高校信息化教学要求并具有显著的可行性与优势。
五、 结语
华中师范大学针对基于MOOC与移动学习融合构建移动学习+服务,针对提升高等教育教学信息化建设水平开展了移动云学习实践并上线试运行。概括而言,研究团队在以下方面开展了有益的探索:系统支持多种移动教学终端一体化的云教学终端环境,并实现课程有空间、教师有空间、学生人人有空间的目标;实现教育从平台向云端一体化应用方向发展,实现了教学模式的转变,从以前是学生被动接受转向学生自主学习;贯穿课前、课中、课后各教学环节,促进教学组织模式的变革;资源组织发生变化,由单纯来源于老师提升为来源于老师+学生,并符合移动学习资源理论模型开展资源服务;课件呈现与交互手段更加多样化,学生的课堂学习也更直观、更为丰富;学习统计的维度涵盖了位置、群体、终端、学时等信息,有助于后续进一步开展学习行为分析,如深度发掘学生的参与度与课程学习的关联、学生社区行为与学习效果的关系、情景交互与学科教学效果的关联等。后续研究还将包括移动云课堂的效用分析、评价体系优化等内容。
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高校云课堂建设论文 篇3
公共机房是高校进行有关计算机方面实验教学的主要场所, 具有使用频繁、软件更新繁琐等特点, 造成管理工作量和IT运维费用的浪费。针对公共机房传统管理上存在的问题, 迫切需要探索出一种新的机房管理模式, 能够提高效率、易于维护和快速部署, 满足用户日益增长的资源需求。
2 传统高校机房管理
2.1 高校机房传统管理模式
高校机房传统管理模式:公共机房是具有计算机背景的技术人员进行专门管理, 学生机器是安装有多个操作系统的PC机, 教师通过网络和教学广播软件对学生机进行管理控制和操作演示。
2.2 存在的问题
1) 维护难:软硬件故障多、病毒困扰、逐台维护, 费时费力;
2) 体验差:缺乏互动, 教学方法单一;
3) 成本高:初始投资高, 维护成本高, 能耗高, 资源配置不合理。
3 基于云计算的课堂管理
3.1 云课堂的组成
“云课堂”是基于云计算技术的一种高效、便捷、实时互动的远程教学课堂形式。使用者通过浏览器, 进行简单操作, 便可及时、实时与处于不同地理位置的不同用户同步分享文字、音频、视频及数据文件, 而课堂中数据的采集、处理、储存、传输等技术则由技术服务商提供帮助。云课堂的组成如图1所示:
3.2 云课堂的工作原理
通过云实验平台基础建设, 通过将个人桌面集中部署在数据中心, 实现桌面统一管控, 为用户提供个性化云桌面, 业务开展方便灵活。提高系统资源利用率, 保障业务应用系统的连续性, 动态分配资源, 集中运维监控和安全管理。其工作原理如图2所示:
3.3 关键技术
3.3.1 计算负载均衡算法
动态的用云终端空闲的计算能力, 分担云主机的计算压力, 轻松应对重载应用。
3.3.2 教学的先进性角度
桌面云提供的托管桌面系统可以让用户同时访问不同的后台桌面系统, 在不同系统间无缝切换, 并同时处理不同业务。这种模式, 不仅可以提升效率, 而且减少投资。
3.3.3 带来的变革
1) 低TCO
这里以一个具有70台学生机的机房为例, 如表1所示:
从表1可以看出, 桌面云耗电公为传统PC机房5.3%, 随着机房规模的扩大, 还会进一步降低。
2) 增强师生互动。
3) 课堂纪律可控。
4) 教学效果好评估。
5) 提升部署效率, 简化桌面运维工作。
6) 保障信息安全。
4 结束语
云计算技术和虚拟化对网络依存度高, 一旦接入的链路出现连接问题, 就会导致终端访问不到资源, 影响用户正常使用。因此, 我们将服务器放置于公共机房内, 类似传统机房的工作站, 减少链路环节, 提高网络访问速度。但服务器一旦出现问题, 如何能够自由切换到别的服务端, 还需要进行进一步的探索与大量的实践研究。
参考文献
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[4]兰影杰.高校计算机机房管理模式的探讨[J].网络安全技术与应用, 2014 (5) :206-208.
高校云课堂建设论文 篇4
关键词:云计算 高校教育资源 云教育平台
1 概述
当前人们对高等教育资源,特别是优质教学资源的需求和教育资源的供给不足的矛盾凸显,从而高等院校发展的方向也转向以提高教学质量和办学效益、深化教学改革为主要目标,把“课程、教材与共享资源建设”和 “高水平教学团队建设”作为高校“质量工程”的核心任务。
云计算作为IT行业未来的发展方向,如何应用云计算在高校教育教学中也正在成为研究的热点,云计算的应用必将对高等教育领域产生深刻的影响,为解决教学资源建设与应用服务之间的矛盾带来了希望。把云计算技术应用到高等院校教学资源平台建设中去,不但可以有效降低教学资源平台建设的成本,而且可以大幅度提高教学资源利用率,真正实现教学资源的共享。促进高校教育教学的发展。
2 云计算
云计算(Cloud Computing)是分布计算(Distributed Computing)、网格计算(Grid Computing)以及平行计算(Parallel Computing)的延续与革新,从商业角度来说云计算是一种成功商业化的计算机概念。云计算已经被视为信息技术的第三次革命,云计算是一种IT资源相互交换和使用的模式,通过网络按需求扩展的方式获取用户所需的软件、硬件以及应用与开发平台等多种资源。
云计算将计算任务分布在资源池中进行计算,资源池由大量的计算机构成,具有强大的计算能力,能够满足各种应用系统对于计算力、存储空间和各种软件服务的需求。它是一种全新的计算模型。从云计算所提供的服务类型上看,云计算可以提供三类服务:SaaS(Software as a Service,软件即服务)、PaaS(Platform as a Service,平台即服务)和IaaS(Infrastructure as a Service,基础设施即服务)。其中,SaaS可以让用户通过Internet获得完善的计算机基础设施服务,以Web界面为用户提供软件服务,所有的软件并不需要在本地安装;PaaS将软件研发的平台作为一种服务,以SaaS的模式提交给用户,致力于为用户提供系统平台环境;IaaS则是一种通过Internet提供软件的模式,为用户提供CPU、存储设备等计算机硬件设施。各类服务之间松散耦合。云计算主要有以下特点:
超大规模的“云”的组成规模庞大,部分企业的云计算服务器超过100万台。云可以提供的计算能力超级强大。
“云”采用了多种措施以保障并提高其服务的可靠性高。云的可靠性甚至高于本地计算机,并可提供强大冗余功能。
虚拟化服务。云计算对于用户接入的时间、地点以及方式均无特别限制,用户可自由获取服务,使用各种终端获取应用服务。
另外云计算还具有可扩展性、高通用性和廉价等特点。云计算不仅仅是一种产品或一种应用技术,它是一种可以根据用户需求进行动态分配、提供或取消服务供应的存储与计算平台,是应用服务领域的一种全新的类型。
3 基于云计算的高校网络教育平台的优势
当前高校网络教育资源平台建设主要存在发展不均衡、重复建设等问题,云计算为高校网络教育资源平台建设发展提供了一次机遇,云计算将对构建高校网络教育资源平台产生重要影响。
一是可以提高基础设施利用率,扩大教育资源共享范围,避免教育资源重复建设,更好的促进教育资源的共享。云计算支持各种不同平台各种样式的终端设备。云用户可以能随时访问、自由选择、按需付费。另外,国内外高校优质网络教育资源可以通过云计算无限整合,形成一个超学科、超专业、超课程的教育资源库。云可以高效地解决教育资源分布不均,甚至重复建设等浪费的问题。
二是提高资源管理和应用水平。云计算系统通过先进计算机网络技术,利用虚拟化技术、分布式技术和并行技术对数据资源进行高效计算、存储、分析、检索和管理,其高可用性和高可靠性能够保证高校网络教育资源建设和资源服务良好运转;通过自动化、智能化的手段实现云计算系统的运营、管理和维护,为各个高校用户提供优质、高效、低成本服务,进一步提高网络教育资源应用水平。
三是安全性得到提升。各种教育信息资源集中存储在云服务器,有专业团队进行管理,采用专业安全防控措施冗余存储、容灾机制等服务器技术,可以避免因木马、病毒或者是设备损坏等造成的数据丢失、破坏等情形,保证数据安全的保证。
四是对资源效果进行有效评价。教育资源云计算平台在各高校范围内共享程度更高,也能够在更广泛范围内接受云用户的评价,从而不断完善数字化教育资源,多个高校可以针对某一教育资源协同建设。云计算的技术的出现,会使许多领域的瓶颈都得以突破,越来越多的具体云计算应用将为高校教育资源平台的建设提供技术的支持和经验的积累。
4 资源云建设
资源共享是云计算的核心,云计算可以提供各种资源的建设,可以建设多种基于云的平台,最基础最核心的是以下资源云的建设。
4.1 学习资源云 由于各高校的学习资源相对比较独立,学习资源得不到有效的配置和利用,导致学习成本加大。学习资源云的构建不仅可以实现各高校的学习资源有效配置和合理利用,还能降低学习成本,提高教育质量。课程是学习资源云的重要组成部分,特别是实操性较强的课程,学生不仅可以在虚拟化的环境中习得操作技能和经验,还可以实现身临其境的感觉,提高学习兴趣。虚拟化的课堂教学还可让学生通过不断的探索,迅速掌握操作技能。在进行学习资源虚拟化后,可以向远程教育机构、用户提供各种服务。
4.2 教师资源云 高校教师之间的交流较弱,教师资源分配不平衡。教育部要求各个高校要建立专兼职结合教师队伍的建设机制,以保证企业一线兼职教师来源的数量与质量,并加强对兼职教师教学能力的培训。高校可构建教师资源云,从而加强了高校和企业一线兼职教师等之间的流动性,实现优质教师资源共享,提高教师双师素质建设,推动高校教育师资队伍的多元化,加强教育界与企业界之间的沟通、联系与合作。
4.3 数字图书馆云 高校图书馆建设是衡量高校的一个重要指标,各个高校的图书馆存在大量重复建设的现象,使用云服务器为高校图书馆提供了云端存储,方便图书馆数字资源的管理。数字图书馆云使得高校图书馆不再需要购买大量服务器,不用搭建各种数字资源库的镜像,也不必再购买安装各种平台软件,减少了运营维护费用。云计算给高校图书馆带来的全新的变革,图书馆不再是传统硬件管理模式,而是虚拟性云管理模式。
4.4 协同办公云 办公所需应用程序和文档都存放在云端,用户只需通过B/S方式访问云端服务器即可实现用户在任何区域资源的互操作,编辑完成后的文档存放在云服务器中,并非存放在本地。这样不但提高了应用程序和文档安全性,而且便于进行统一管理,同时也消除了文件拷贝造成的泄密,另外还减少了文件的重复存储,统一存储在云服务器中,节约了本地磁盘空间,也节约了本地存储管理成本。
5 结语
随着云计算技术与应用模式的日趋成熟,云服务已经成为未来互联网发展的一种重要方式。云计算作为一种全新的服务模式类型,正逐步走入人们日常生活中的各个领域。我国的教育领域正以此为契机深入改革与创新,积极探索并推广其在教育行业的广泛应用,云计算在网络教育中的运用不仅是全新教育模式的展现,基于“云计算”的教学资源平台在可以预见的未来将发挥着巨大的作用。“云计算”应用模式对于教育资源的巨大整合作用,加强“云计算”教学资源平台的功能开发,促进我国各类教育资源建设的可持续健康发展。云计算所提供的广阔平台,不仅可以解决我国教育体系中存在的种种不利因素,还将解决如何提高教育资源的利用效率与共享程度、合理分配教育资源与相关教育支持服务等问题。
参考文献:
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高校云课堂建设论文 篇5
一、云计算的发展
云计算既是一种商业模式, 也是一种技术模式。从商业模式上看, 是一切皆服务的模式, 即改变传统的“买”为“租”的商业模式, 让使用者可以从底层的管理和投入中解放出来, 形成新的分工模式, 即管理者 (服务提供者) 更专业, 而使用者更方便。从技术模式上看, 是一种资源的池化, 通过互联网向用户提供按需按量的计算服务, 而池化的关键技术就是虚拟化。云计算主要包括IaaS (基础设施即服务) 、Paa S (平台即服务) 、Saa S (软件即服务) 三种服务模式。目前云计算技术已经趋向成熟, 也已经大规模的得到了应用。
二、当前高校计算机机房存在的问题
(1) 设备陈旧, 硬件购置资金大。高校机房建设投入往往是一项较大的工程, 需要硬件相关基础设施建设较多, 并且计算机软硬件更新频率较快, 要定期对机房中软硬件进行更新, 增加了后续维护的费用, 这些都给机房建设和维护带来难度。
(2) 机房低水平建设和重复浪费现象严重。学校组建机房外, 其它个分院亦有自己的机房, 资源重复建设率较高, 导致很多设备出现了闲置状况, 浪费资源现象。
(3) 软件版本升级快, 机房维护工作量大。在传统的高校计算机房管理中, 一般在机器内安装有硬盘保护卡或还原卡, 有的机房还要根据上课教师的不同要求划分出5到6个系统, 以保证每个系统安装不同的软件以满足不同的需求, 因此每学期机房开放之前管理员都要花大量的时间安装调试系统。再有, 由于机房面对的都是计算机使用能力不同的学生与教师, 大部分缺乏一定的安全意识, 一些不当的操作, 容易让计算机感染病毒, 这就需要机房及时更新病毒库, 这同时增加了机房维护的工作量。
三、云计算对高校计算机机房建设的优势
3.1将其成本
计算机基础投入成本将降低, 尤其是存储、运算这两大核心服务, 将使得用户对电脑采购的硬件配置不必站在一个很高的起点, 尤其是未来对硬盘、CPU等配件的升级也将变得不是必须。计算机机房大部分机器是对面高校老师实验教学所用, 随着现在软件的不断升级, 有些老机器根本没办法适应现在软件的最低配置要求, 直接影响高校教学情况, 如果高校机房采用云计算所提供的服务, 将会很好的解决这一问题。云计算环境下, 老师和学生只需作为终端用户使用软件系统, 机房内的计算机设备内无需安装应用系统软件, 只要连接到互联网就可以使用应用软件系统。因此云计算对使用的终端计算机本身的要求并不高, 所以完全可以节约初期的投入。各种软件系统及各类数据库的使用都可采用类似于租借的形式, 统统来自于“云海”中, 不需要再费时费力的为所有计算机安装所有高校教师需要使用的软件。因此, 软件的升级、维护可由厂商直接在互联网上进行, 机房管理彻底摆脱软件系统维护的烦恼。
3.2云计算保障高校信息安全, 实现数据集中存储
随着高校教学信息化模式的推广, 教学过程大量依赖多媒体技术, 学校的机房几乎变成公认的病毒集散地。安装杀毒软件, 除了支付使用费, 还要定期更新, 而且还会出现杀毒软件被误删除的危险。保证信息安全成为了机房管理部门的重要问题, 而通过云计算所提供的云储存, 可以有效的为数据提供安全服务, 云储存是将网络中大量不同类型的储存设备集合到一体, 进而来为外界提供有效的存储和业务访问服务, 使用者紧凭借密码既可以获取所需重要数据u, 不用担心数据的破算与丢失, 同时, 数据的几种存储更方便安全监察, 降低使用者的成本预算。
3.3云计算技术可以帮助机房管理工作人员省时省力
将云计算技术引入到高校机房建设中, 机房管理人员就只需维护好服务器的工作状况即可, 无需在对机房的每一台机器进行维护与管理, 可以大大节省机房管理人员的时间与精力, 大大的节省了机房管理人员的时间和精力。现在是几个工作人员应付上百台机器, 以后云模式的话是几个工作人员应付一台机器就完全可以进行机房管理了。
此外, 云计算还可以克服服务器访问限制的瓶颈。普通的服务器的相关硬件资源都有一定的限制, 若服务器同时响应, 用户的数量超过了自身的限制将导致服务器的崩溃。还有服务器本身容量的不足, 因此, 机房对服务器的最大服务响应数量及接入数量等都进行了一定的限制。而通过云计算技术, 机房就可使用云模式中大规模数量的服务器, 用户的请求可在最短的时间内获得响应。不会再担心服务器出现数据溢出导致机房整个系统崩溃的问题发生。
四、小结
高校云课堂建设论文 篇6
当前, 随着教育体制的改革与深化, 江苏省联合职业技术学院, 苏州旅游与财经分院, 在信息化建设方面取得了显著成效为培养人才提供了有力的技术支持。校信息化管理系统, 实现了全校学生及教师的学籍、成绩、实训、教务、档案等方面的管理。系统的重要性等级定级为三级, 7×24小时不间断运行, 是服务等级、业务连续性、数据重要性最高的系统。
自2004年高校一卡通系统上线后, 校信息化管理系统同时又承担起了分校区的信息实时处理功能, 系统重要性进一步提升系统完善与升级迫在眉睫。专家经过了充分的评估和分析, 结合“云”概念, 提出了建立“云数据中心”的建设方案。
2 建设方案选择
由于校信息化管理系统服务的人数多, 范围广, 实时性要求高, 因此需要将系统的容错容灾级别定级为应用级, 希望能够实现数据零丢失, 业务零中断。
为确保在意外情况发生时, 其业务连续性不受影响, 势必要求数据中心的应用数据库处于“双活”状态 (主力和备用都在活动状态) , 同时双活架构也避免了主-备模式在闲置时造成的巨大资源浪费, 因此数据库的建设采用了多台主机构建的数据中心Oracle RAC。
为了实现数据库和存储的双数据中心自动负载功能, 信息中心对各种技术进行了评估分析, 并组织专家进行严密论证, 最终采用了以联想高端机架式服务器为核心, 并应用卷镜像技术来实现。卷镜像技术对分校区的跨数据中心 (要求相距80km以内) 的多节点RAC性能影响几乎为零, 可以忽略不计。
3“云数据中心”的建设与探索
总体来说, 江苏省联合职业技术学院苏州旅游与财经分院的信息化“云数据中心”建设分为四层建设, 分别是存储云、数据库云、应用云和网络云建设, 其中数据库云和存储云的建设是整个信息系统建设的核心。
(1) 存储云, 采用联想主机层存储虚拟化管理系统, 建立存储管理虚拟层, 可以在异构或同构存储之间进行镜像和建立统一存储资源池, 实现存储无关性。在硬件平台的选择中, 采用联想2台高配置的四路机架式服务器R630 G7, 组成双节点的集群系统, 每个节点的服务器满配4颗Intel Xeon四核CPU 74XX系列的处理器, 配置64GB的内存, 硬盘容量为12TB, 采用卷镜像技术配置。
(2) 数据库云, 采用Oracle RAC数据库, 运行于一套两个节点的NS并行数据库集群之上, 由2台企业级四路服务器构成一个并行数据库集群, 两台服务器相互备份, 共同执行同一服务, 当1台出现故障时, 可由另1台服务器承担服务任务, 实现负载和均衡的高可用性。在硬件平台的选择中, 采用联想2台高配置的双路机架式服务器R520G7, 组成双节点的集群系统, 每个节点的服务器满配4颗Intel Xeon四核CPU 74XX系列的处理器, 配置32GB的内存, 安装Linux操作系统和Oracle数据库管理系统。
(3) 应用云, 信息化管理系统中的每个子系统均包含Web应用和Oracle数据库系统, 通过负载均衡技术将所有服务器进行虚拟化, 以“云数据中心”为核心, 将应用服务器分别部署在各数据中心, 通过负载均衡设备将应用服务器的对外服务IP地址虚拟成一个IP, 形成应用服务虚拟群。
(4) 网络云, 租用中国电信的裸光纤链路, 通过CWMD设备链路复用技术, 实现IP和SAN互联, 构建大二层网络。在每台联想R630服务器之上, 均配置4个千兆以太网络接口, 并划分为两组, 每组两个千兆以太网络接口, 其中一组作为公用网络的连接端口, 连接客户端及PC终端。另一组作为内部通讯网络端口, 监听Oracle RAC集群中另1台服务器的运行状态。两组端口采用双通道技术, 避免相互干扰。校内各个部门及新校区通过多条广域网链路接入云数据中心, 通过动态路由协议实现网络云的建设。
4“云数据中心”使用效果
江苏省联合职业技术学院, 苏州旅游与财经分院, 此次云数据中心建设, 取得了良好的效果, 主要体现在以下几点。
(1) 提高资源利用率, 节省投资。在集群卷和集群文件系统的基础上, 可以构建双中心三节点以上的RAC, 多台服务器同时对外提供服务, 大大提升了系统的服务能力。
(2) 架构可以灵活扩展。随着人员数量的增加, 系统可以在数据库服务器层和应用服务器层进行横向扩展, 增加节点的数量, 提升系统服务能力。
(3) 减少计划内和计划外停机。通过多节点集群, 实现主机、存储、应用、站点故障不造成应用中断, 同时系统维护、软件升级、硬件更换都不需要停机, 可以平滑升级。
(4) 提供了多种快照技术。运行文件系统快照、跨阵列快照, 能够快速恢复文件及逻辑错误。
(5) 实现了存储虚拟化, 通过虚拟卷镜像技术, 实现存储数据的镜像, 保证了数据不会丢失, 应用服务不会中断, 避免了由于数据不一致可能造成数据库服务器无法启动的现象。
5 结语
“云数据中心”的建设, 打破了以往传统的数据中心的概念, 使用了云的特性进行高校信息化数据中心的建设, 大幅度提升了数据中心的服务能力和业务水平能力, 保证了系统资源的最大化利用。
摘要:通过云数据中心的建设, 以深化高校信息化系统顶层设计的推广与应用, 重点推动跨学科、跨部门的应用模式, 促进信息资源交换和集成工作, 营造共享共建、互通互联、综合应用的高校信息化建设模式。
关键词:信息,云,数据中心,服务
参考文献
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云计算与高校教育信息化建设探讨 篇7
云计算技术受到了各个领域的关注,其技术水平也在迅速提高。在教育领域,各个高校都在开展云计算在高校教育领域的应用价值研究。本文首先阐述云计算技术的相关概念和特点,然后分析现阶段我国教育信息化的现状,最后提出了基于云计算的高校教育信息化平台结构及其运作模式。
一、云计算概念及其基本特点
云计算是分布式处理、并行处理和网格计算的发展。其基本原理是,通过使计算分布在大量的分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器中,企业数据中心的运行与互联网相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上,根据需求访问计算机和存储系统。
云计算技术有三个最基本的特点,第一个是海量性,云数据管理能够对海量的数据进行有效信息的提取,同时能够进一步融合进而优化;第二个是异构性,云计算通过传感器等所采集到的数据,这些数据的数据结构和数据形态都是不一样的,往往不同的传感器,在采集方面会产生非常大的不同。也正是因为以上的几个原因,数据资源具有很大的异构性;第三个是不确定性,云计算之中的数据具有很大的不确定性,我们必须对相关的信息和数据进行相应操作和传输处理,才能够获取有效而且十分准确的数据。
二、现价段我国高校教育信息化存在的问题分析
经过多年的建设,我国各个高校在教育信息化方面已经取得了巨大成就。各个高校都建立了现代教育信息化基础设施,都有自己的校园网、数字图书馆等。但是在教育信息化建设过程中也出现了很多问题。第一,各个高校教学资源差异很大。著名大学师资雄厚,实验室和计算机设备等基础硬件建设随着技术的进步不断更新,然而对于大部分中西部地方院校来说,由于地区以及办学资金来源等各方面原因,普遍存在基础硬件设备老化过时,师资力量薄弱,教学软硬件环境都跟不上新技术发展等状况。现实的情况是,科技的快速发展要求高校能够为学生提供能支持新科技的的实验实训设备,以及顺应新技术的新课程体系,使学生学习到的新知识能够适应新形势的发展,这给高等院校的教育信息化建设带来了很大的压力。第二,各高校间教学资源共享程度低。在高校之间,各种资源的共享程度有限,硬件资源无法实现整合。这些问题造成了我国在教育信息化过程中,各个高校重复投入,花大量的财力物力人力去建设别的高校已经做得很成熟的项目。因此,建立一个统一、开放、灵活的教育信息化平台,在最大程度和最大范围内对高校教学资源进行整合,将有利于提高教学效率,对高校的教学成本和教学质量进行优化。云计算技术的快速发展将是我国高校教育信息化平台建设强有力的技术支持。
基于云计算的高校教育信息化平台是云计算技术在教育领域的重大应用,利用云计算技术可以建立我国未来高校教育信息化的基础框架,这一基础架构包含了高校教育信息化所须的一切软硬件资源环境,这些资源环境整合之后,可以便捷高效地服务于我国高校、高校教育工作者以及高校学生。
(一)基于云计算的高校教育信息化平台架构
基于云计算的教育信息化平台架构分为四层,第一层是基础设施层,为高层提供计算、数据存储和网络通讯等资源。第二层是应用接口层,构建在基础设施层之上,面向开发人员,为开发各类基于云计算的教育应用软件提供开发环境和公用API等。第三层是教育应用层,提供各类的教育教学相关的应用软件,主要包含:用于教学与教学管理的教学平台、教务管理系统、办公系统和作业系统;用于教学资源开发的文档处理软件、课件制作和演示软件等;为教育从业人员和学生提供较底层的虚拟计算资源;基于云的虚拟计算实验室。第四层是用户接口层,在客户端为用户访问教育云提供接口。
(二)基于云计算的高校教育信息化平台的运作模式
经过这几年的信息化建设,我国各个高校已经建立起各自的校园网和相配套的信息中心,并且逐步积累了丰富的教育信息化建设经验。在一些名牌高校,由于应用需求大,并且拥有充足的财力资源和人力资源,其信息中心的规模已经非常可观。因此,类比因特网,基于云计算的高校教育信息化平台由若干个级别的云平台组成,分布在我国几大地区的若干片组成类似于主干网的片区云,每个片区云由若干个信息化建设非常好的示范性高校信息中心形成的局域云组成,这(下接第201页)就像因特网里的局域网,这些局域云为各高校提供资源服务。局域云是对特定高校的信息中心进行升级形成的,管理和维护工作由各个高校自行完成。由各个高校局域云互联而成的片区云则是依据现有的教育网。每个片区云建立一个管理机构,实现对片区云资源的管理和维护。最后,各个片区云的互联形成我国的高校教育信息化平台,整个高校教育信息化平台建立一个管理委员会进行统一管理。
在高校教育信息化平台中,最底层由各个高校局域云共同建设和管理;应用接口层由高校教育信息化平台的各个管理机构共同协商制定,并最终实现标准化;教育应用层则可由各个高校根据自身具体的需求,由高校或是教育软件开发企业进行开发。
(三)基于云计算的高校教育信息化平台的应用优势
在传统模式下,开展高校培训实践活动,首先需要购买服务器和服务器软件,租用网络,开发培训平台,形成培训活动的基础设施。在培训期间,需安排专门人员对硬件、软件和网络进行维护。这种传统的模式存在软件平台的开发周期长、维护成本高、不便于资源的共享、缺乏弹性和灵活性、资源利用率低等问题。在云计算模式下,教育云用户首先向教育云管理机构申请培训活动所需的计算、存储和网络等资源。然后由软件开发人员使用教育云应用接口层提供的开放平台和API开发培训平台,与此同时,教学资源开发人员使用教育应用层的教学资源开发程序开发多媒体课件。在培训活动进行期间,培训平台所需的全部软硬件都在云端,供有需要的高校教育信息化平台同时进行,从而大大缩短了开发周期;其次,高校教育信息化平台强大的计算能力、海量的存储和巨大的网络吞吐量,在满足培训期间对计算机软、硬件和网络性能要求的同时,也节约了维护成本;最后,因为所有的资源都在教育云上,而且系统使用教育云提供的统一接口进行开发,从而使得资源的共享变得非常容易。
三、总结
高校教育信息化建设是当前我国高校建设的重点,云计算技术是当下最热门的技术之一,高校教育信息化建设以云计算技术作为载体,两者的结合有望实现高校教育技术改革的突破,为我国高校教育事业的快速发展提供长足动力,逐步提高我国高校教育信息化的总体水平。
摘要:经过多年建设,教育信息化在我国已经取得巨大成就。但是,由于我国教育机构众多,各高校之间教育信息化的差距仍然很大。云计算技术的快速发展,对于建立一个统一、开放、灵活的教育信息化平台,实现教育资源共享,缩小教育信息化差距提供了强有力的技术支持。本文首先阐述云计算技术的相关概念和特点,然后分析现阶段我国教育信息化的现状,最后提出了基于云计算的高校教育信息化平台结构及其运作模式。
关键词:云计算,高校教育信息化
参考文献
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高校云课堂建设论文 篇8
本文研究了云环境下的学习方式,并尝试把MOOC教育形式融入到高校的学习中,对MOOC云平台和教学机制进行了初步研究。
1 云环境下的学习
1.1 学习的新趋势
随着社会的进步,网络技术发展得越来越快,学习的模式主要出现了三种趋势:非正式学习、终身学习和从企业或学校的知识平台学习。非正式学习是指通过非教学性质的社会交往来传递和渗透知识的学习模式,如参加会议、读书、浏览网站、交谈等,在工作和生活中非正式学习随时随处都能发生,经研究发现70%-80%的学习是发生在非正式的组织活动中的。学习是人类生存和发展的重要手段,终身学习是自身发展和适应职业的必由之路。学习的第三种趋势就是从学校或企业内部的知识平台学习,个人可以从内部获取知识并进行内化,达到知识不断创新的最终目的,并回馈到知识系统內。
这些学习的趋势要求的知识量都是巨大的,网络数据原来的存储方式和访问方式已经不能适应现在的学习要求了,必须要有更大的平台来存储知识并提供快速访问和智能计算,这就是我国教育领域高度关注的云平台。
1.2 网络学习的发展演变
随着云计算、3G通讯和移动计算等技术的发展,网络时代由Web1.0、Web2.0发展到今天刚起步的Web3.0,网络信息的传播也由单向传播、网状传播发展到云传播,学生学习的模式随着网络技术的革新也在不断变化,如图1所示。在Web1.0时代,教师讲课以PPT的静态方式展示整个结构化的知识点,教学始终是“填鸭式的教学”、以教师为主体,学生学习总是“被动式的学习”,学生难以有创新的想法。在Web2.0时代,以建构主义理论为基础,学生在网络上既可以是学习者也可以是教授者,但是在这个时代,网络的知识是无组织的,学生从网上获取知识往往要花很多时间,关注点过于分散,学生有一定的创新想法。在当今刚起步的云时代, 云计算实现了从孤立的数据到随意共享、随处访问的转变,未来将是一个云环境下的协同计算世界,云时代其实已经进入我们的教育领域,如高校与企业间的云计算合作研究项目、中小学云计算辅助教学等,发展势态非常好。云计算对学习的影响不仅仅是技术维度,还应该考虑学习方式、学习资源、学习环境的设计,进而改善我们的学习。
2 MOOC简介
2.1 MOOC概述
MOOC是由很多具有分享精神的、愿意加强知识传播的个人或组织发布的、大规模的、开放的、在线的课程。“大规模”是指学生众多,一门课程的学生可以成千上万;“开放”是指学习是一种开放的教育模式,学习没有门槛、没有限制、免费的;“在线”是指学习的资源和信息通过网络共享,学生在网络中通过多种工具获取资源和信息进行学习,如wiki、blog、facebook、讨论组等工具。课程不是搜集,而是将分布在世界各地的授课者和学生通过某个共同的话题联系起来的方法,这与原来的网络公开课程又有区别,网络公开课程仅仅是把课件、作业放到网上,并没有课程的详细讲解、课程的讨论、学生的相互评分、课程测试,而MOOC是把课程的全过程进行全方位的服务,让学生有身临其境的感受,能更好地学习和理解知识点。
2.2 MOOC优势
MOOC优势之一是可以利用网络上一切可以使用的学习资源,网络上的学习资源非常丰富,只要有条件的学习者都可以使用这些资源,哪怕是一个清洁工,也可以获取哈佛的学习资源。MOOC优势之二是你可以在任何时间、任何地方、采用任何可以上网的设备从网上获取知识,这样就可以给学习者节约出大量的学习时间。MOOC优势之三是任何人都可以分享与背景相关的知识, MOOC模式的学习是相互学习,任何人都有贡献知识的权利。MOOC优势之四是可以在更多非正式的情景下学习,学习者正式学习的时间通常只占所有学习时间的20%,更多的学习是在非正式情景下学习,MOOC让学习者任何时间、任何地点都可以学习。MOOC优势之五是可以获得大规模交流、协作与互助的机会,在学校或企业中进行知识的交流、协作或者互助的范围是是较小范围的,MOOC可以让天南海北的学习者相互交流、协作和互助,一个中国农村的学习者也可以获得美国哈佛大学的帮助。
2.3 云计算对MOOC的支持
大规模的、开放的、在线的MOOC是以学习者为中心的,可以随时、随地获得资源,这些都是适合整个生态知识系统的,也是适合云计算的,反之云计算对MOOC的支持也是非常大的。云计算的超大规模、按需服务、低成本、可伸缩、个性化的特点,使MOOC中的海量网络课程存储成为可能,使网络课程的快速点播、高密度访问成为可能,使建设大规模实时的在线课堂和视频较好等学习支持服务体系成为可能。
3 基于云平台的高校MOOC教学体系建设
当前高校的课程都是以教师为中心的,学生只是被动学习,培养出来的学生总是眼高手低,这是不符合社会人才标准的,而且每个教师手中的资源都是有限的,不能及时获取到新知识、新资源,而这些恰恰可以通过MOOC课程来补充,所以我认为应该把MOOC教学模式融入到高校教育中,下面从高校MOOC云平台的建设、高校MOOC的教学机制、高校MOOC的教学模式等方面探讨MOOC与高校教育的融合。
3.1 高校MOOC云平台的建设
高校MOOC学习必须要有校园MOOC云平台的支持,校园MOOC云平台是高校MOOC课程开展的关键,包括海量MOOC资源库、MOOC课程管理、MOOC学习平台和工具、MOOC课程个性化推送、MOOC多终端接入。MOOC海量资源库包括MOOC课程的课件库和视频库、精品课程、视频会议、各种素材库。MOOC课程管理包括MOOC课程的上传、下载、学习、评价和讨论、MOOC课程的分类和整理、MOOC课程的搜索、MOOC课程的智能自动问答系统、虚拟实验室、在线测验。MOOC学习时师师、师生之间需要进行交流与互动,这就需要相应的沟通工具,常用的有Wiki小组、论坛、博客、学习空间、虚拟教室、及时通讯、协作平台、BBS等方式。MOOC课程个性化推送是指通过个人的学习习惯、上网信息等检索出符合用户学习要求的课程推送给用户。MOOC多终端接入是指用户可以使用个人电脑、PAD、电视、手机等多种设备登入平台进行学习。高校MOOC云平台的建设可以为学生创造一体化、个性化的学习环境,实现海量资源云端存储和管理,是资源由静态湖水变为流动海水,使资源由被动检索变为主动推送,如图2所示。
3.2 高校MOOC教学机制的设计
为了让高校MOOC教学效果更突出,应该建立专门的MOOC中心对MOOC课程及相关人员进行管理,然后MOOC中心又由教务处监管,如图3所示。把MOOC云平台搭建在MOOC中心,有专门的管理人员管理MOOC云平台,有专门的MOOC教学团队进行MOOC课程的建设,学生进行MOOC课程的学习也是由MOOC中心管理的。学生学习MOOC课程要进行监管,监管学生学习MOOC课程的时间、课程爱好、讨论交流的活跃程度等,这些数据也有利于对学生的学习特征进行分析以向学生推送合适的课程, 有利于基于数据分析并进行教学改革。
4 结束语
高校云课堂建设论文 篇9
关键词:云计算;高校教育信息化;建设
中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1674-7712(2012)20-0064-01
随着信息技术的快速发展,数据信息量急剧增加,为了适应发展高校的信息化建设要不断的投入诸如储存、计算、网络资源方面的建设投入,软硬件设备的增加,维护成本亦随之上升,另外,由于高校构建信息化教育系统的异构化格证,使得数据信息的共享性降低,各级分院的重复建设现象严重,严重阻碍了我国高等教育的改革和发展。云计算技术的出现,实现了信息资源的高度集中,共享,并以互联网为中心,为用户打造安全、快捷的数据存储和计算服务,在云计算的模式中,用户不必再自己管理和维护数据,都交给云服务提供商来负责,用户可以再任何时间、空间随时接入服务,这样节省了用户很多终端硬件设施的投入,提升了资源利用率的同时,优化了经济效益的投入比。
一、高校教育信息化建设中存在的问题
(一)硬件方面。在信息化建设的过程中,各高校投入了大量经费用于基础环境,硬件设施的建设,但是信息产品更新频率较快,这就需要构建方不断的投入,对产品进行更新换代,否则即会导致脱节的现象。另外,在选择选择与构建方面,更多人考虑的是硬件资源是否能够满足现有的需求,以及设备使用情况,很少有人从全局考虑其利用率,结果导致资源的过剩浪费。
(二)软件方面。软、硬件建设是相配套的,硬件的发展迫使软件设施随之同步的更新。但是,信息化较高的高校早已在校内构建了多个信息系统,每个信息系统都有着独立系统数据,数据系统庞大,存在很多重复工作和冗余数据,当信息被更改后,将导致与其它系统的不同步,使得彼此间的对接受到影响,影响其共享性和兼容性。
(三)组织管理方面。在构建了完备的软硬件环境之后,专门人员的维护是必不可少的,而技术人员专业水平的不均衡,缺少统一管理的人员,建设步调、建设标准不一致,执行人员与决策人员职责与职权不对称。有的在信息化建设工程初具规模后,便撒手投入应用,管理工作没有及时跟上。
二、云计算对高等教育的影响
云计算技术的推出,很好的解决了高校持续投入网络信息化建设的问题,在云环境下,学校只需按需付费给运营商或者国家相应云服务部门即可获取相应的需求,而不需再为不断更新换代的硬件投入而烦恼,减轻了学校的经济负担,云计算技术的出现给高校发展带来诸多方面的影响:
(一)对高校教育者的影响。由互联网、信息技术、分布式计算技术等发展来的云计算可实现信息的融合、存储并通过网络服务进行共享,以便达到教育资源的效益最大化。在当前授课模式中,所授的内容在较大程度上受教育者本身知识体系的限制,很难有较大的突破创新,云时代的到来,教育者将教育资源汇聚成“教育云”,学习者可以更自由的获取所需的多方面知识,教育者作为归类、管理者对现有学习内容进行补充、删除和修改,完善教育资源即可。
(二)对高校学习者的影响。云计算将高校的教育信息变得社会化、虚拟化,用户不必再为不断更新的服务器和软件所烦恼,这些都由云供应商提供,云计算环境让各种软件、硬件设备资源变得触手可及,并且能够及时的获取最新的软硬件环境,实现真正意义上的移动式学习。另外云计算技术为学生提供了个性化、人性化的学习环境,学生学习的积极性和主动性更加高涨,有助于教学质量的提高。
三、云计算技术在高校教育信息化建设中的应用
(一)高校教育信息化建设中应用的云技术。(1)虚拟化技术:这一技术是保证云计算、云存储服务正常运转的关键技术之一,期实现了软硬件之间的分离,在这一环境中用不不用在考虑硬件的问题,通过虚拟层就可以自己的软件,有效的减少了服务器的负载,提高了资源的利用率。(2)安全技术:由云供应商提供最为可靠的数据存储中心,这使得我们不必再花费大量的时间对数据进行管理。(3)SaaS:SaaS(Software as a Service,软件即服务)就是以服务的形式访问网络上的软件,它是应用软件的一种销售方式 ,用户只需租用软件即可,不用购买软件,并且依据用户使用的时间和使用量进行计费,用户通过浏览器既可以获得相应软件进行使用,这些都为高校信息化建设节省了大量的资金。
(二)高校校园网建设中云计算技术的应用。云计算技术为校园提供了一个全面、性能优化、使用费用低廉的媒介环境,同时在源环境中校园网的安全性、稳定性和实用性都有所提高。学校不必再为每年投入大量的资金进行建设而烦恼,学校只需要向云服务提供商“租赁产品”和“购买服务”即可,另外,元计算技术还有较强的灵活性和可伸缩性。 这也为校园网建设提供了较大的便利,节省了资金。
(三)整合教育资源,促进资源共享。当前,教育信息资源的重复建设现象严重,各资源之间欠缺良好共享性,并且,对教育信息资源没有集中进行存放,很多多媒体、视频、声音等资源还存在着大量的副本,占用了计算机大量的存储空间,这些都影响着这些资源的实用性,在云计算模式中,其将所有的教育资源整合在一个平台,实现了教育信息资源进一步整合,以及共享的最大化,有效的节约了资源空间浪费情况,并且节约了人力物力,促进了学术交流,营造了良好的知识氛围体系,为教学与科研等教学工作创造了便利的条件。
(四)创建网络云服务平台,为个性化网络学习提供便利条件。云计算技术支持下,大量的教育信息资源诸如:文本、音频、视频等通过云平台分享给学习者,学习者可以根据自己的实际情况构建学习环境,学习者也只需通过Internet的PC机或者通过使用3G网络或WiFi的智能手机在任意地域、任意时间实时地从存储在云平台中的海量教育信息资源中获取自己所需要的学习资源和服务,甚至可以和老师就某方面的问题进行实时交流,从而实现虚拟化的教与学。同时,云服务平台为使用者提供了简单的操作步骤,使用者无需掌握复杂的软件操作技术,便可以进行操作,这极大的激发了使用者的学习积极性。
高校云课堂建设论文 篇10
1 云服务平台相关技术
1.1 云技术
云技术是一种新兴计算机技术, 兴起于美国, 是IT业第三次革命性技术, 能有效削弱信息处理对硬件设备依赖性, 提高资源整合与共享效率[1]。云技术数据处理无需本地端进行加工处理, 即可得到数据加工处理结果, 信息数据处理成本更低, 时间更短, 是一种强大的网络服务模式, 而且云服务不涉及服务器运维问题, 能有效节约大笔服务器运维费用。
1.2 在教育领域的应用
云技术在教育领域的应用能有效解决以往校园数字化建设中硬件设施缺乏, 建设与运维成本高, 服务器利用率低, 资源更新速度慢, 电力消耗大, 教育资源分布不均匀, 管理效率差等一系列问题。目前云技术已被应用到高校图书馆资源管理、实验室资源管理、高校数字资源开发、教育管理控制等多个方面, 并取得显著成绩[2]。
2 高校数字资源云服务平台规划设计
通过分析不难看出各高校进行数字资源云服务平台建设的重要意义, 各高校应认清时代发展趋势, 坚持与时俱进, 走数字化校园建设路线, 加强对云技术的应用, 积极构建云服务平台。下面通过几点来分析高校数字资源云服务平台规划设计:
2.1 结构设计
结构设计是整个云服务平台设计的关键, 是服务平台架构设计环节, 大体上平台系统结构可分为三层:第一层为数据层;第二层为管理层;第三层为服务层。第一层的核心是基础设施服务层, 包括:虚拟资源子层和物理硬件子层。通过基础设施服务层提供云平台与云系统运行的物理资源, 为整个网络提供服务。共享模式和机制是云存储与云传输, 数据资源存储在云资源库中, 加工与处理过程在资源池虚拟化子层已完成。LAAS层已对物理资源与虚拟资源及数字资源进行高效整合, 提供虚拟化计算资源池、存储资源池、网络资源池。第二层管理层, 以PAAS层为核心, 该层主要由操作系统和中间件组成, 前者负责与虚拟机对话, 提供基本软件环境和服务支撑。后者对网络协议和软件平台进行抽象和统一表示, 对各类业务应用提供基础服务和管理, 是数字资源云服务平台功能实现的关键层, 能对资源、任务、用户、安全进行管理, 完成资源调度、协调、监控、分析、加工等任务。第三层服务层, 即平台服务层, 也是前台服务层, 为用户提供终端服务, 解决服务应用问题, 为用户与虚拟机提供交互接口, 使用户能根据需求获取数字资源, 师生只需上传程序代码和数据即可使用服务, 通过WEB应和SAAS服务就能进行资源共享平台应用和访问, 其功能内容主要由:接口、注册、查找、访问等组成, 影响着用户体现和功能表现。
2.2 平台整合
实现数字资源的整合与共享是云服务平台建设的核心目的, 为确保共享模式云构架中的“资源共享应用平台”能真正共享到来自各方的优质数字资源, 平台整合设计非常关键, 只有提高平台集成度, 才能丰富高校数字资源, 提高资源利用率。平台资源整合方面, 要对资源管理系统、实时授课系统、学习管理系统、校园社区进行统一整合。基于云计算的数字资源整合平台, 需合理规划数字资源体系, 强化资源数字化整合有效性, 集中管理数字资源。资源管理系统应与其他子系统对接, 为子系统功能实现提供资源支持。平台整合应通过统一编码、规范编码和代码的方式实现。另外, 为提高平台整合能力和实用性, 应设置索引功能和检索资源组件, 以解决数据量提升价值密度下降的问题, 使资源无缝对接[3]。
2.3 资源共享
资源共享的实现是整个平台设计的最终目标, 也是云服务平台主要功能, 资源共享实现的云架构以“资源共享应用平台”为核心, 通过网络系统平台进行优质数字资源共享, 提供前台服务, 并可实现动态、双向的交互功能, 可通过“资源共享应用平台”进行相关下载和实时资源共享, 建立基本共享结构, 对相对离散的、异构的数字资源进行有效整合共享, 属于一种高级信息共享模式。但想要确保数据一致性、完整性、安全性, 发挥平台功能, 就必须做好云商的选择。云商是虚拟云系统的运营商, 负责系统运维, 而且数字资源数据储存在云服务器上。若云商不具备合格运营资质, 必然对平台运行安全, 数据信息安全造成负面影响。因此, 高校在进行数字资源云服务平台建设中, 资源共享系统设计过程必须做好云商的选择, 要选择运营稳定的云商。
3 结语
教育信息化已成为现代教育发展的主流方向, 而云技术的应用为教育信息化实现, 数字化校园建设提供了可能性。通过对数字资源云服务平台的建设, 能有效对高校数字资源进行高效整合共享, 解决数字资源共享问题, 推动教育发展。
参考文献
[1]于艳燕.“云服务”环境下的图书馆数字资源共享平台建设研究——以安徽省党校图书馆为例[J].新课程学习 (下) , 2014 (02) :42.
[2]郑建明.数字文献资源的整合与服务——以江苏省高校文献资源保障体系建设为原型的个案研究[J].大学图书馆学报, 2007 (05) .
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