李詠琪

（湖北廣播電視大學(xué)，湖北 武漢 430073）

1. 教育云平臺(tái)是云計(jì)算技術(shù)在教育領(lǐng)域的遷移

云計(jì)算（Cloud Computing）是網(wǎng)格計(jì)算、分布式計(jì)算、并行計(jì)算、效用計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、虛擬化、負(fù)載均衡等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。對(duì)云計(jì)算的定義，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有統(tǒng)一的說(shuō)法。一般認(rèn)為，云計(jì)算是一種計(jì)算模式，把IT資源、數(shù)據(jù)和應(yīng)用作為服務(wù)提供給用戶。教育云平臺(tái)是云計(jì)算技術(shù)在教育領(lǐng)域的遷移，是未來(lái)教育信息化的基礎(chǔ)架構(gòu)，包含了教育信息化所必需的一切軟硬件計(jì)算資源，這些計(jì)算資源虛擬化之后，向教育機(jī)構(gòu)、教育從業(yè)人員和學(xué)生提供以各種教育資源為形式的服務(wù)。

2. 教育云平臺(tái)的發(fā)展

云計(jì)算的概念是2006年被提出的。2006年3月，亞馬遜推出彈性云計(jì)算服務(wù)。同年8月，Google公司首席執(zhí)行官埃里克·施密特在搜索引擎大會(huì)首次提出云計(jì)算的概念。自此以后，Google成為了全世界最大的云計(jì)算技術(shù)使用者。Google搜索引擎的強(qiáng)大搜索能力就是基于此技術(shù)。各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家早已致力于網(wǎng)絡(luò)與教育的融合。云平臺(tái)為教育的發(fā)展提供了更強(qiáng)大的資源支持。20世紀(jì)末期，國(guó)外就出現(xiàn)了很多功能全面的教學(xué)平臺(tái)，如 SABA、Docent、WebCT、Blackboard等。上世紀(jì)90年代，英國(guó)政府就計(jì)劃在2003年前建設(shè)完成全國(guó)范圍內(nèi)教育網(wǎng)絡(luò)。在已建成的教育網(wǎng)絡(luò)上，所有學(xué)?？梢悦赓M(fèi)接入互聯(lián)網(wǎng)。時(shí)至今日，英國(guó)的所有學(xué)校都成立了自己的網(wǎng)上學(xué)校。美國(guó)的網(wǎng)絡(luò)教育發(fā)展更為迅速。早在克林頓總統(tǒng)時(shí)期，美國(guó)政府就大力發(fā)展網(wǎng)絡(luò)教育，力爭(zhēng)將高速的信息網(wǎng)絡(luò)連接至每一所學(xué)校、教室，使所有學(xué)生都能享受到信息化網(wǎng)絡(luò)。至今，美國(guó)已開(kāi)設(shè)網(wǎng)絡(luò)大學(xué)300多所。美國(guó)已開(kāi)始致力于第二代Internet工程的實(shí)施，進(jìn)一步提高教育網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速度。2007年10月，Google和IBM聯(lián)合宣布推廣“云計(jì)算”的計(jì)劃，包括卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)伯克利分校在內(nèi)的多所高校都參加了該項(xiàng)計(jì)劃，我國(guó)的清華大學(xué)也于2008年3月加入了此項(xiàng)計(jì)劃?，F(xiàn)在山東大學(xué)、華東師大也已經(jīng)加入該計(jì)劃。云計(jì)算在國(guó)外教學(xué)中已經(jīng)開(kāi)始了應(yīng)用。美國(guó)的西蒙教育春雷項(xiàng)目為師生提供的云計(jì)算終端滿足了師生日益增長(zhǎng)的數(shù)字化學(xué)習(xí)的需求，該終端通過(guò)即時(shí)連接西蒙公司的“通用云計(jì)算服務(wù)”獲取虛擬電腦桌面，并為學(xué)生提供課程、作業(yè)和其他學(xué)習(xí)資料。學(xué)生不管在家里還是在學(xué)校，都可以訪問(wèn)到同一桌面。美國(guó)北卡羅來(lái)納州州立大學(xué)與IBM合作推出為大學(xué)和中小學(xué)服務(wù)的名為“虛擬計(jì)算實(shí)驗(yàn)室”的云計(jì)算平臺(tái)，包括在線使用教育材料、應(yīng)用軟件、計(jì)算和存儲(chǔ)。

我國(guó)十分重視網(wǎng)絡(luò)教育。中央廣播電視大學(xué)、清華大學(xué)、北京師范大學(xué)等高校都積極投入到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用實(shí)踐中。4A教學(xué)平臺(tái)是我國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工程的技術(shù)研究成果，并在國(guó)內(nèi)近百所高校推廣使用。與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)的云計(jì)算雖然處于起步階段，但發(fā)展相當(dāng)迅速。隨著云計(jì)算的快速發(fā)展，云計(jì)算也走進(jìn)了教育領(lǐng)域。如今教育信息化建設(shè)存在條塊分割現(xiàn)象，水平參差不齊、重復(fù)建設(shè)的現(xiàn)象比較突出，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和兼容性，而且資源分散，難以共享，加上分散孤立的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育點(diǎn)、校園網(wǎng)、局域網(wǎng)以及各自為戰(zhàn)的多媒體資源等，形成一個(gè)個(gè)“資源孤島”、“信息孤島”，信息資源難以共享。當(dāng)云計(jì)算與教育信息化相結(jié)合，則可以完美解決這些問(wèn)題。

在線教育云平臺(tái)顛覆傳統(tǒng)教育模式，打造體驗(yàn)式學(xué)習(xí)場(chǎng)景，讓學(xué)生從“被動(dòng)灌輸”向“主動(dòng)學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變。中國(guó)教育模式最大的問(wèn)題是在于它是一種“填鴨式”的被動(dòng)講授教學(xué)模式，在這種灌輸式的教育模式下，聽(tīng)講者未能形成科學(xué)的思維方式和掌握分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法。線上教育的本質(zhì)核心都在于讓聽(tīng)講者主動(dòng)學(xué)習(xí)，并與傳授者溝通，做進(jìn)一步交流。通過(guò)教育云平臺(tái)的多種教學(xué)手段的幫助讓教育從學(xué)術(shù)性的“結(jié)論教育”實(shí)現(xiàn)向應(yīng)用性的“讓學(xué)生體驗(yàn)結(jié)論得出的過(guò)程”教育轉(zhuǎn)變。

3. 教育云平臺(tái)的構(gòu)建包括三個(gè)方面

（1）信息平臺(tái)的建設(shè)，構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施?；谠朴?jì)算的教育信息化平臺(tái)的架構(gòu)分為3層：①基礎(chǔ)設(shè)施層，為高層提供計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)通訊等資源，即提供IaaS，分為物理硬件子層和虛擬化子層。②應(yīng)用接口層，構(gòu)建在基礎(chǔ)設(shè)施層之上，面向開(kāi)發(fā)人員，為開(kāi)發(fā)各類基于云計(jì)算的教育應(yīng)用軟件提供開(kāi)發(fā)環(huán)境和公用API 等，即提供PaaS。③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，即提供面向教育的 SaaS。本層主要包含：用于教學(xué)與教學(xué)管理的教學(xué)平臺(tái)、教務(wù)管理系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)和作業(yè)系統(tǒng)等；用于教學(xué)資源開(kāi)發(fā)的文檔處理軟件、課件制作和演示軟件等；虛擬計(jì)算環(huán)境，為教育從業(yè)人員和學(xué)生提供較底層的虛擬計(jì)算資源；基于云的虛擬計(jì)算實(shí)驗(yàn)室。

構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教育云平臺(tái)有兩種實(shí)現(xiàn)策略，一種是整合各個(gè)學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教育資源，一種是找成熟的云平臺(tái)提供商，把自己的業(yè)務(wù)逐步托管和部署到公共云平臺(tái)上去。經(jīng)過(guò)了多年的信息化建設(shè)，我國(guó)高校已經(jīng)建立起各自的校園網(wǎng)和相配套的網(wǎng)絡(luò)中心或是信息中心，積累了豐富的教育信息化建設(shè)和管理的經(jīng)驗(yàn)。在一些大型高校，不僅應(yīng)用需求大，而且擁有充足的物質(zhì)資源和人力資源，其網(wǎng)絡(luò)中心或是信息中心的規(guī)模更是達(dá)到數(shù)據(jù)中心級(jí)別。因此形成教育云可以由分布在我國(guó)幾大區(qū)域的區(qū)域云組成，每個(gè)區(qū)域云由若干家高校私有云組成，為各類教育機(jī)構(gòu)提供計(jì)算服務(wù)。高校私有云是對(duì)高校的網(wǎng)絡(luò)中心或是信息中心進(jìn)行擴(kuò)充形成的，由各個(gè)高校自行管理。區(qū)域云則是依托現(xiàn)有的教育網(wǎng)，由各個(gè)高校私有云互聯(lián)而成，每個(gè)區(qū)域云設(shè)立一個(gè)管理機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域云資源的管理。最后，各個(gè)區(qū)域云的互聯(lián)形成我國(guó)的教育云，整個(gè)教育云設(shè)立一個(gè)管理委員會(huì)進(jìn)行綜合管理。而且，隨著云計(jì)算技術(shù)在學(xué)校的應(yīng)用推廣，基礎(chǔ)設(shè)施層（如：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)、交換機(jī)、路由器以及服務(wù)器等）可以利用IaaS技術(shù)、SaaS技術(shù)、PaaS技術(shù)實(shí)現(xiàn)云上托管，也可以利用云計(jì)算的虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)房集中式管理，大大降低了系統(tǒng)硬件和軟件的投資，同時(shí)，采取公司托管后可以降低系統(tǒng)的維護(hù)成本。

（2）由技術(shù)人員和教師共同打造豐富的教學(xué)資源和多種教學(xué)手段。在教育云平臺(tái)上，教師的授課采用“電子化教學(xué)”，充分采用多種方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)，學(xué)生將告別沉重的書(shū)包，實(shí)現(xiàn)“電子書(shū)包”，構(gòu)建全方位的電子教材，包括學(xué)科媒體素材庫(kù)（音頻、視頻、動(dòng)畫(huà)、圖形、文本），學(xué)科案例庫(kù)，學(xué)科課件庫(kù)等等；改變教室講授的授課模式，采用3D動(dòng)畫(huà)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“3D課堂”，真實(shí)還原線下教室授課場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)從文字書(shū)到多媒體再到虛擬現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景交互；學(xué)生可以在基于云的“虛擬計(jì)算實(shí)驗(yàn)室”做各種實(shí)驗(yàn)；學(xué)生為測(cè)試學(xué)習(xí)效果，可自主進(jìn)行“在線測(cè)試”；可隨時(shí)隨地進(jìn)行對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核，實(shí)現(xiàn)“在線考核”等等?；诙嗝襟w設(shè)備，教師可以快速地將任意一間教室轉(zhuǎn)化為人手一機(jī)、網(wǎng)絡(luò)互通的多媒體教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，迅速開(kāi)展信息互動(dòng)課堂教學(xué)，把課前、課中、課后完全結(jié)合。系列化的多媒體教學(xué)設(shè)備，滿足不同區(qū)域之間的教師與學(xué)生進(jìn)行高清晰度音視頻及數(shù)據(jù)交互。資源共享“云服務(wù)平臺(tái)”實(shí)現(xiàn)各個(gè)學(xué)校之間的精品教學(xué)資源共享，以及各種多媒體教學(xué)設(shè)備之間的實(shí)時(shí)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源高度共享，讓貧瘠的地區(qū)和富裕的地區(qū)可以享受同等的教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)公平教育，同時(shí)云計(jì)算技術(shù)和服務(wù)器分布式部署，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模并發(fā)并保障數(shù)據(jù)、系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在教育云平臺(tái)上廣泛整合各種教育教學(xué)資源、教學(xué)管理系統(tǒng)以及教學(xué)終端，集管理、教學(xué)、學(xué)習(xí)、社交于一體，隨時(shí)、隨地使學(xué)習(xí)者和教學(xué)者取得最新資源，得到交互教學(xué)。通過(guò)信息化手段改善中國(guó)傳統(tǒng)的教育模式，全面提升我國(guó)教育教學(xué)的信息化水平，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的充分均衡化，推動(dòng)我國(guó)教育現(xiàn)代化發(fā)展。

（3）改變固有陳舊的教育觀念。新的教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，要求學(xué)生成為信息加工的主體。同時(shí)，要求教師不再只是專業(yè)知識(shí)的提供者，而是學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的幫助者、促進(jìn)者，使師生在和諧、愉快的教學(xué)情境中實(shí)現(xiàn)互動(dòng)。“互動(dòng)式教學(xué)模式”應(yīng)該是教師精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)方式，并利用多種教學(xué)媒介，幫助和鼓勵(lì)學(xué)生積極思考、主動(dòng)參與，促進(jìn)師生間和生生間的全面交流和集體學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新能力的一種教學(xué)模式。學(xué)生要建立“自主學(xué)習(xí)”、“移動(dòng)學(xué)習(xí)”、“協(xié)作學(xué)習(xí)”的學(xué)習(xí)習(xí)慣。“移動(dòng)學(xué)習(xí)”支持筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)等各種終端接入，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行在線、離線學(xué)習(xí)，充分利用碎片時(shí)間，通過(guò)多種平臺(tái)接入可獲得一致性體驗(yàn)。多媒體教室、電腦、移動(dòng)終端等多種方式接入，滿足在不同時(shí)間，不同環(huán)境下的學(xué)習(xí)需求?！皡f(xié)作學(xué)習(xí)”把學(xué)習(xí)變成一種社交活動(dòng)，提高學(xué)習(xí)趣味性，音頻、視頻、數(shù)據(jù)全方位的互動(dòng)，為學(xué)生、老師提供全新的溝通協(xié)作平臺(tái)。網(wǎng)絡(luò)上的學(xué)習(xí)社區(qū)，支持同學(xué)和好友之間文字交流和筆記分享，像微博一樣支持熱門推薦，更新提醒及好友關(guān)注。教師協(xié)助學(xué)生建立適于教育云平臺(tái)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

4. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育云平臺(tái)上的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)教育采用新的技術(shù)手段和教育模式，可以充分利用各種資源，時(shí)空分離的教與學(xué)必須依賴于先進(jìn)的信息技術(shù)來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)教育的質(zhì)量與效率。與傳統(tǒng)教育相比，學(xué)生缺少身臨學(xué)習(xí)環(huán)境的機(jī)會(huì)，而真實(shí)、互動(dòng)、情節(jié)化的特點(diǎn)正是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)獨(dú)特的魅力所在。如果能利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)教育的學(xué)習(xí)者創(chuàng)建一個(gè)虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境，就可以讓其身臨其境的學(xué)習(xí)了。這一做法彌補(bǔ)了網(wǎng)絡(luò)教育時(shí)空分離的不足，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用為網(wǎng)絡(luò)教育帶來(lái)新的活力。網(wǎng)絡(luò)教育是在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行的，其實(shí)它本身就是一個(gè)虛擬的世界。我們可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬出并不存在但又和現(xiàn)實(shí)相近的網(wǎng)上校園，網(wǎng)上教室，網(wǎng)上圖書(shū)館，網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)室，網(wǎng)上實(shí)訓(xùn)基地等虛擬現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境。盡管網(wǎng)上的信息環(huán)境只在計(jì)算機(jī)中存在，人們看到的建筑物、設(shè)備、設(shè)施等都是一種影像，是虛擬現(xiàn)實(shí)的，但它又是現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)樗强刹僮鞯?。學(xué)生可以借助三維動(dòng)畫(huà)等技術(shù)在虛擬世界中模擬完成在現(xiàn)實(shí)中難以操作或有危險(xiǎn)性的一些實(shí)驗(yàn)，可以用一些直觀化、形象化的網(wǎng)絡(luò)三維動(dòng)畫(huà)講解一些難以理解的抽象思維的概念。在網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境中，學(xué)習(xí)者可以打破空間、時(shí)間限制進(jìn)行學(xué)習(xí)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生提供生動(dòng)、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生能夠成為虛擬環(huán)境的一名參與者，在虛擬環(huán)境中扮演一個(gè)角色，這對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，突破教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的技能都將起到積極的作用。當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)大都是基于 Web的，要在其中普及基于數(shù)據(jù)手套、視覺(jué)頭盔等設(shè)備構(gòu)成的力反饋式交互虛擬現(xiàn)實(shí)是極其困難的。但是以鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器等常規(guī)輸入輸出設(shè)備在客戶機(jī)瀏覽器中構(gòu)成交互環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已日趨成熟與完善。這些以Web 3D技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以模擬自然、體驗(yàn)逼真和交互性強(qiáng)為目標(biāo)，在相當(dāng)程度上高效經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的目標(biāo)。目前在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有：VRML、QuickTime VR、Cult3D、Viewpoint、Flash等等。在教育中，往往一味的學(xué)習(xí)會(huì)讓學(xué)習(xí)者覺(jué)得枯燥乏味，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)寓教于樂(lè)，可以達(dá)到很好的教學(xué)效果。在云教育平臺(tái)上利用這些技術(shù)可以滿足當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)教育的需求，通過(guò)虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的建立，彌補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)教育中的不足，利用網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以提高網(wǎng)絡(luò)教育的質(zhì)量和效率。

5. 結(jié)語(yǔ)

在教育云下新的教學(xué)模式是互動(dòng)式教學(xué)模式。教師的角色從教育的主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)榻逃囊龑?dǎo)者，教育的主體轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生，“填鴨式”被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w驗(yàn)式“主動(dòng)學(xué)習(xí)”，讓我國(guó)教育事業(yè)實(shí)現(xiàn)一次質(zhì)的飛躍。教師要參與各種教學(xué)資源的建設(shè)，而且要能得心應(yīng)手地使用各種教學(xué)手段，能引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變思維方式、學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。在這個(gè)過(guò)程中，教師素養(yǎng)和學(xué)生素養(yǎng)同步提高，實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步。

[1] 趙子云，左明章，鄧果. 基于云計(jì)算的教育信息公共服務(wù)平臺(tái)的構(gòu)建[J]. 現(xiàn)代教育技術(shù)，2012，（12）.

[2] 楊宏宇，趙靜. 在國(guó)家開(kāi)放大學(xué)云平臺(tái)環(huán)境下構(gòu)建三維協(xié)同教學(xué)模式的探析[J]. 湖北廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，（5）.