基于云计算的区域教育信息化建设模型和应用设想

王同聚

我国在推进教育信息化建设的过程中，积极构建教育信息化支持服务体系，促进教育公平和教育创新，已取得了令人瞩目的成就。但是，由于各区域教育信息化的基础设施和应用水平还不均衡，受地理位置、网络传输速度、计算机硬件等诸多因素的影响，仍存在教育信息化平台不能满足师生学习的需要，信息和资源不能充分、有效地共享，重复投入和资源利用率低等问题。这些问题也成了今后区域教育信息化发展的“瓶颈”。作为一种新的网络计算模型，云计算的出现对于建立开放、统一、灵活的教育信息化平台，实现优质资源共享和缩小数字鸿沟，促进教育公平和教育均衡发展有着重要的意义，必将成为区域教育信息化建设的强有力推手。

云计算在区域教育中应用的目的和意义

云计算是一种基于网络的计算服务供给方式，它以跨越异构、动态流转的资源池为基础提供给用户可自治的服务，支持异构多业务体系，支持海量信息处理，实现资源的按需分配、按量计费。云计算的特点是：规模超大、可靠性高、扩展性强、通用性广和物美价廉。云计算的一个核心理念就是通过不断提高“云”的处理能力，进而减轻用户终端的处理负担，最终使用户终端简化成一个单纯的输入输出设备，并能按需享受“云”的强大计算处理能力。

《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》（征求意见稿，以下简称“规划”）中指出，要“建成天地网全覆盖、互联网宽带接入、绿色安全的国家教育信息基础设施。建立遍及城乡学校、覆盖各级各类教育的信息化支撑保障体系。实现校校通宽带，班班可上网，人人有终端。”“规划”为开展云计算在区域教育信息化中的应用研究指明了方向。云计算的应用是现代信息技术的最新发展趋势，探索如何将云计算的最新技术应用到区域教育信息化建设中，构建基于云计算的区域教育信息化平台，有助于解决教育资源分布不均、更新速度慢和共享程度低等问题。所以在区域教育信息化中应用云计算，可以缩小数字鸿沟、共享优质资源、实现教育公平和促进教育均衡发展，从而达到提高教育信息化水平、推动教育现代化和教育信息化深度发展的目的。

云计算在国内外教育中的应用

2007年l0月，Google与IBM开始在美国大学校园，包括卡内基美隆大学、麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学柏克莱分校及马里兰大学等推广云计算的计划。这项计划希望能降低分布式计算技术在学术研究方面的成本，并为这些大学提供相关的软硬件设备和技术支持。

2010年8月，戴尔公司承建的云计算平台落户广州大学网络中心，为不同用户提供各种资源和服务，是目前国内教育行业领先的云计算项目。广州大学二十几个应用系统都部署在云计算平台上，实现了门户系统的统一管理，从而整合了计算机资源，提高了设备利用率和管理效率，特别是提高了系统可靠性和可用性，实现了计算机资源和存储资源的共享，节省了大量的服务器资源，同时大大提高了IT生产力。如果按照传统方式实施这样一个项目，需要100台服务器，而按照云计算部署，则只需50台即可。仅电力一项开支，每年就能节省53%，大大节约了成本，降低了能耗。

2011年4月，思科和华师京城共同为四川绵竹地震灾区援建了一个基于云计算的数字化校园实验基地；2011年11月，中央电化教育馆和华师京城在绵竹市天河小学举办了全国教育信息技术研究“十二五”规划2011年度重点课题“基于云技术的数字校园建设与应用研究”开题报告会。会后，绵竹市天河小学的一位数学老师展示了一节基于云平台使用iPad组织教学的公开课。课堂上，师生同时使用iPad通过云平台获取资源，教师可以随时调取每位学生的iPad屏幕信息并在电子白板上呈现出来，充分展示了云计算、数字化教室和电子书包综合应用的便捷和优势，让与会者感受到了云计算在课堂教学中应用的魅力所在。

2011年10月，广州市教育信息中心启动了广州“教育云”应用实验项目，由华为公司提供技术支持，在广州宽带建立了一个小型云计算实验平台。在花都区、从化市和增城市各选2所农村学校，与广州市教育科研网络中心和各区（县级市）教育信息中心共同作为第一批实验对象，开展常用软件的云终端应用、基于云平台的第三方软件应用、云计算在移动环境中的教育应用、基于云的教育科研网特色应用和云终端使用效果等项目的实验研究工作。

综上所述，云计算在我国教育领域的应用目前还处于起步阶段，随着网络的发展和技术的成熟，云计算必将会成为未来网络发展的潮流和必然趋势。

基于云计算的区域教育信息化建设模型

区域教育云平台的建设是一个庞大的系统工程，需要进行科学论证并做出合理的规划设计方案。笔者结合广州市教育科研网的发展现状，提出了基于云计算的区域教育信息化建设规划模型，希望能为打造基于云计算的“广州数字教育城”提供参考依据。

1.广州市教育信息化建设情况分析

经过多年建设，广州市高标准、高质量、高效率地实施了“农村中小学接入市教育科研网工程”，架起了通往全市基础教育各个角落的信息桥梁，使广州市教育科研网从城区和部分农村学校延伸到所有边远农村学校，光纤总长度已超过20,000公里，成为国内规模最大的基础教育光纤城域网。同时，各类学校的校园网建设也日趋完善，为基于云计算环境开展教育信息化应用奠定了坚实的基础，也具备了搭建广州市教育云平台的基础条件。

2.广州市区域教育云的建设模型

借广州市教科研网中心机房准备搬迁之机，利用云计算技术对网络中心进行升级改造，将所有服务器进行集群化管理，将所有应用系统进行集中控制，整合共享教育资源库，构建数字图书馆、数字实验室、虚拟仿真实验室等，建设公有资源中心，将数据存于云端，用户可以在任何时间、任何地点以便捷的方式安全地获得数据，实现异构资源的整合和统一调度，打造教学科研“云”环境，为学校和师生创建网络学习环境，架构一个“统一应用门户、统一身份认证、统一数据标准、统一管理规范”的开放式的面向服务的广州市教育云平台（如图1），提高网络管理的质量与效率，将教育云和数字化校园互联，使资源广泛共享，实现班班通工程。

3.教育云上数字化校园的建设模型

数字化校园通过光纤接入市级教育云，用户通过身份管理系统验证后共享公共教育云上的数字化教学资源。通过交换机使数字化教室与数字化校园相连，学校各种管理平台和监控系统利用校园管理平台进行统一管理、统一调配，实现班班通、教务通、家校通等功能（如图2）。

4.教育云上数字化教室的建设模型

数字化教室通过有线或无线路由器经校园网接入教育云，利用云端资源组织教学，师生通过教育云终端设备同时共享教育云上的资源。教师利用电子交互白板授课；学生通过学生电脑和电子书包获取学习资源、进行学习与交互；教师、学生和家长通过教师社区和学生社区进行师生和家校互通，充分发挥教育云平台的效能（如图3）

云计算在区域教育信息化中的应用设想

1.整合优质教育资源

云计算使得互联网的每个节点都可以作为数据存储中心和数据计算中心。所以利用云计算技术可以整合各种优质资源，为广大师生提供合适的、优质的、可重复使用的数字化教学资源，避免各个学校或单位由于各自为政和重复建设而造成人力、物力、财力的巨大浪费。

2.辅助教学

云计算辅助教学是指学校和教师利用云计算提供的服务，构建个性化教学的信息化环境，支持教师的教学和学生的学习，提高教学质量。随着云计算的进一步发展，信息化教育利用云平台可以实现教学、管理和信息交流等功能。从教育的发展趋势和云计算技术的特点看，云计算辅助教学模式应当是今后发展的主要方向，支持自主式学习、协作交流式教学和个性化学习等方式。

3.促进教师和教学资源均衡发展

学校是在同一标准的系统内使用教育云平台，所有学校信息资源都可以与其他学校共享，同时，落后地区与发达地区形成对接，发达地区学校在教育云平台上发布优质教育资源，落后地区可通过云平台共享；发达地区的教师也可通过教育云平台为落后地区的学生进行远程交流、授课和辅导，从而较好地解决城乡之间、区域之间、学校之间教育发展不均衡的问题。

4.搭建全新的交流平台

教育云平台能为教师、学生和家长构建全新的交流空间。使用者无需下载和安装，就可随时随地登录，享用教育云提供的丰富教学资源、教学工具和应用软件。教师可以远程指导学生学习，发布和修改作业等；可以上传自己的教学资源，与其他教师在线共享；还可以接受远程培训，提高自身素质和教学水平。学生可以在线选择名师，在线观看视频授课，在线获得名师的答疑解惑。家长在征得子女同意后，可以进入子女的空间，与孩子互动交流，及时了解孩子的兴趣爱好和学习情况，还可以与其他家长、教师一起讨论交流，参与到教育中来。所以，区域教育云是未来教育信息化建设的基础架构，它可以向教育机构、教育工作者和学生提供各种教育活动所需的信息化服务。

云计算的出现，使得网络、计算机技术的发展趋势发生了转变，也使网络数字设备和资源的使用方式发生了转变，是深化教育信息化建设工作的新思路和突破口。为此，全力打造一个功能完善的基于云计算的区域教育云平台，可以提高软硬件系统的利用率，降低管理成本，扩大资源的使用范围，能够在城乡区域内缩小数字鸿沟、共享优质教学资源、实现教育公平和促进教育均衡发展，从而推动教育现代化。

（作者单位：广东广州市教育信息中心）

参考文献

[1]万利平，陈燕.云计算在教育信息化中的应用探究[J].中国教育信息化，2009，（9）.

[2]http://tech.sina.com.cn/it/2011-01-21/11035118298.shtml.

[3]张嘉志.全国教育技术研究“十一五”规划重点课题《教育信息化的区域推进策略与实践研究》结题报告,2011-6-11,广东广州.

[4]祝智庭.全国教育信息技术研究“十二五”规划2011年度重点课题《基于云技术的数字校园建设与应用研究》开题报告,2011-11-9,四川绵竹.

[5]黎加厚.低碳型教育与云计算辅助教学[J].中国信息技术教育，2010，(1).