基于云計算的高校網(wǎng)絡(luò)教育平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

李宇才 婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院

基于云計算的高校網(wǎng)絡(luò)教育平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

李宇才 婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院

以互聯(lián)網(wǎng)為中心的云計算是基于公開的標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)，為用戶提供可靠的計算服務(wù)的計算機技術(shù)。本文通過闡述云計算相關(guān)概念，設(shè)計了一個基于云計算實現(xiàn)資源共享的云教育平臺架構(gòu)，并通過實際應(yīng)用分析了云教育平臺模塊功能平臺的實現(xiàn)。

云計算 ；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺；平臺設(shè)計

引言

高校網(wǎng)絡(luò)云教育平臺，是一種利用云計算技術(shù)，對所有集中在一個平臺上的教育資源進行統(tǒng)一調(diào)配管理，以服務(wù)的形式提供給用戶的一個教育信息平臺。它可以將云計算提供的服務(wù)應(yīng)用到高等教育的所有領(lǐng)域，以輔助完成高校的教學(xué)活動，是日常教學(xué)活動的延伸。同時還可以有效減少教學(xué)資源的重復(fù)建設(shè)，減少教育差距，增強協(xié)同性，利用云端資源具有可調(diào)節(jié)性的特點，又可以降低建設(shè)維護成本，為廣大高校提供功能強大、價格低廉、快速接入的網(wǎng)絡(luò)教育平臺，因此在高校中引入云教育平臺大有可為。

1.基于云計算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺架構(gòu)設(shè)計

1.1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的主要內(nèi)容

在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺時，要使平臺具有強大的教學(xué)功能、簡捷實用的學(xué)習(xí)功能、全面的管理功能和內(nèi)容豐富的教學(xué)資源功能，主要設(shè)計考試系統(tǒng)、微課系統(tǒng)、資料系統(tǒng)等，真正實現(xiàn)自主性學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí)和教學(xué)互動，為學(xué)生、教師和管理人員提供教學(xué)、學(xué)習(xí)和管理服務(wù)。

1.2 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的架構(gòu)設(shè)計

基于云計算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺總體架構(gòu)主要是服務(wù)層、接口管理層和應(yīng)用層。

（1）服務(wù)層。服務(wù)層對應(yīng)云計算的基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS），通過虛擬化服務(wù)層（硬件即服務(wù)Haas）將服務(wù)器、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和安全設(shè)備等全面虛擬化，建立一個隨需選用的資源共享的基礎(chǔ)資源池，如計算池、存儲池、網(wǎng)絡(luò)池和教學(xué)資源池等，并以服務(wù)的形式出租給用戶，為用戶提供IT基礎(chǔ)設(shè)施。這一層是最重要的一層，也是云存儲的核心，主要是通過云計算的集群、分布式文件管理以及網(wǎng)絡(luò)計算等技術(shù)來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的存儲與管理，在網(wǎng)絡(luò)資源的存儲與管理中，最為重要的就是存儲設(shè)備的協(xié)同工作。本層采用虛擬化技術(shù)，將應(yīng)用程序之間、設(shè)備之間虛擬化。同時，將計算能力和數(shù)據(jù)作為一種服務(wù)存放在“云端”，以前設(shè)置在集群中的獨立服務(wù)器也存放在“云端”，通過虛擬化技術(shù)提供對外統(tǒng)一的訪問方式，從而提高數(shù)據(jù)的訪問性能。

（2）接口管理層。接口管理層對應(yīng)云計算的平臺即服務(wù)（PaaS），為用戶提供應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境、服務(wù)器平臺、認(rèn)證服務(wù)、數(shù)據(jù)存儲等服務(wù)，既可以直接面向用戶，也可以通過OpenAPI提供給用戶。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺可以根據(jù)學(xué)校要求由學(xué)?；蚍?wù)商設(shè)計和開發(fā)，根據(jù)不同需求開發(fā)出不同的接口，從而提供不同的服務(wù)。比如：學(xué)生自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)、教學(xué)互動系統(tǒng)、教學(xué)資源管理系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)等，將各種系統(tǒng)按照云計算開發(fā)的約定標(biāo)準(zhǔn)封裝成“云服務(wù)”，發(fā)布到云計算環(huán)境中供用戶使用。同時，本層還要考慮負(fù)責(zé)用戶安全性認(rèn)證服務(wù)，為用戶提供高安全性的信息認(rèn)證接口。用戶可以在任何時間、地點，通過移動設(shè)備、計算機等使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺提供的云服務(wù)。

（3）應(yīng)用層。應(yīng)用層對應(yīng)云計算的軟件即服務(wù)（SaaS），該層通過因特網(wǎng)以及OpenAPI開發(fā)的客戶端登陸到云計算環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，享受網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺提供的各種軟件服務(wù)。

2.云教育平臺模塊功能設(shè)計

2.1 考試系統(tǒng)

考試系統(tǒng)可以說是模塊中最重要的環(huán)節(jié)，它需要擁有在線測試、考試、閱卷、評分等功能。題庫中試題的類型應(yīng)該豐富，難度呈正態(tài)分布，考試方式應(yīng)該多樣，除了采用傳統(tǒng)的文本方式，也可以采用音頻、視頻等多媒體形式進行測試。在線考試必須對考試過程進行全程實時監(jiān)控，考試的流程例如試卷分發(fā)、成績批改、成績公布都由系統(tǒng)自動完成，學(xué)生只需輸入學(xué)號就可進入考試，教師只需要生成試卷并對試卷進行審核即可，大大簡化了師生考試過程。系統(tǒng)要賦予教師適當(dāng)?shù)臋?quán)限，方便修改分?jǐn)?shù)和備注，以應(yīng)對一些缺考、緩考、免考特殊情況學(xué)生成績輸入。

2.2 微課系統(tǒng)

微課是目前興起的一種以短小視頻傳授知識點的教學(xué)方式，最初興起于美國，創(chuàng)始人是可汗，也被稱作可汗課堂模式。上海師范大學(xué)的黎加厚教授給出了“微課程”的簡明的定義：“微課程”是指時間在10分鐘以內(nèi)，有明確的教學(xué)目標(biāo)，內(nèi)容短小，集中說明一個問題的小課程。微課教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)最大的區(qū)別在于它采用的是翻轉(zhuǎn)的課堂教學(xué)，知識傳授在課外，知識吸收與掌握在課內(nèi)，采用先學(xué)后教的方式。微課教學(xué)可以進一步推動教師專業(yè)發(fā)展和教學(xué)能力提升，促進信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)融合。微課系統(tǒng)須提供教師制作微課的常用工具軟件，例如：會聲會影、Camtasia Studio、FormatFactory 等，同時還應(yīng)具有視頻上傳和格式轉(zhuǎn)換功能。老師可以靈活利用工具軟件，制作并上傳相關(guān)的微課視頻，視頻從最基礎(chǔ)的內(nèi)容開始，以由易到難的進階方式互相銜接，構(gòu)成一個完整的知識點介紹，供學(xué)生自學(xué)。微課視頻可以按照課堂教學(xué)主要環(huán)節(jié)來進行分類：課前復(fù)習(xí)類、新課導(dǎo)入類、知識整理類、練習(xí)鞏固類、小結(jié)拓展類、實踐課類、操作類等。學(xué)生可以在相關(guān)的頁面瀏覽教師上傳的微課，特別是高職院校學(xué)生可以有選擇的觀看操作類微課，能加深印象，有效提高學(xué)習(xí)效率。同時系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)計練習(xí)系統(tǒng)，忠實記錄學(xué)習(xí)者對每一個問題的完整練習(xí)過程，教學(xué)者針對操作記錄，可以容易得出學(xué)習(xí)者薄弱知識點。

2.3 資料系統(tǒng)

資料包含圖書、報紙、論文、期刊、專利、課件、圖片、視頻等，資料庫建設(shè)好壞直接關(guān)系到學(xué)校的學(xué)術(shù)水平。報刊、論文等學(xué)術(shù)資源可以通過和中國知網(wǎng) CNKI 或者萬方等有名的學(xué)術(shù)資源平臺合作，通過采購相關(guān)資源數(shù)據(jù)庫方法解決。視頻平臺需要支持多種視頻格式，可以自由流暢的拖動在線視頻。目前國內(nèi)主流的視頻系統(tǒng)采用超星公司的TCMS 系統(tǒng)，該系統(tǒng)處理視頻快速、穩(wěn)定、流暢，同時提供多種交互、輔助功能，方便用戶使用。課件資源來源渠道很多，公共課程可以采用借鑒國家精品課程中的相關(guān)課件，專業(yè)課程主要由教師結(jié)合課程情況和本校實驗設(shè)備自制上傳來解決。除了需要有高清晰的多媒體課件，還要注意采用加密技術(shù)，保護知識產(chǎn)權(quán)。

3.結(jié)語

云教育平臺不僅可以解決教育發(fā)展中存在的不利因素，縮小教育差距，而且可以有效的提高工作效率，合理分配教育資源，是教育信息化進程中的必然產(chǎn)物。在今后的工作中，將更多關(guān)注云教育平臺和數(shù)字化校園的有效契合，對平臺功能的完善和建設(shè)的可行性提供有效借鑒。

[1]李健等.云計算支持下高校網(wǎng)絡(luò)教育平臺設(shè)計[J].雞西大學(xué)學(xué)報，2015(1)．

[2]陳振華.基于云計算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺架構(gòu)設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用，2013(7)．

李宇才(1970-)，婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院，碩士研究生，講師，研究方向∶主要從事高職教學(xué)管理，計算機軟件設(shè)計。

本文為2016年婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院項目：基于云計算的高校網(wǎng)絡(luò)教育平臺的設(shè)計與實現(xiàn)；湖南省教育廳一般項目：高職院校掌上教務(wù)信息系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)（編號：16C1350）；婁底市科技局項目：基于物聯(lián)網(wǎng)的食品溯源系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的研究成果。