云服务在低碳型教育信息化建设中的应用探究

邢耀东，侯武海

一、云服务与低碳型教育信息化

2006年Google公司提出了云计算的战略；2007年Google、IBM和一些大学开始了大规模的云计算研究。云计算是在分布式系统、网格计算等发展的基础上提出的一种新型计算模型，是一种新兴的共享基础架构的方法，它面对的是超大规模的分布式环境。从本质上来讲，云计算是服务器虚拟化技术和基础架构即服务（IaaS，InfrastructureasaService）两者的结合，其核心是将某一或某几个数据中心的计算资源虚拟化之后，向用户提供数据存储和网络服务[1]。云计算具有安全可靠、快速便捷、计算能力超强以及低成本、高效益等优势。一般地，将云计算为用户提供的服务称为云服务。云服务改变了传统的以个人计算机为基础的生产模式，将最终改变人们的信息获取、分享方式以及交互沟通方式。

低碳教育(Low Carbon Knowledge Teaching)是2009年底提出的教育新理念，是指在学校教育和社会教育中，对学生和全体公民进行有关环境保护、节能减排、应对地球气候变暖的知识和行为方式的教育；低碳型教育（C-Education）是指在教育的各个方面采取措施，促进教育教学活动的各个环节减少二氧化碳排放，节约能源，保护环境[2]。

我国教育信息化与低碳型教育的发展，需要从过去事事都依靠学校自我建设的“小生产”方式转向基于“云服务”思路的社会化大生产模式，在信息化教育建设的硬件、软件、人力资源开发（教师培训）、管理等诸方面进行调整[3]。云服务在教育信息化建设中的应用终将带来教育在环境建设、资源建设、教学方式等方面的变化，为教育信息化和低碳型教育的发展提供技术支持和全新的思路与途径。

二、基于云服务的低碳型教育信息化建设内容

1.低碳型教育信息化的硬件建设。云服务为用户提供可高在云端的存储空间，我们不需要投入大量成本购置、更新以及维护硬件系统环境，不需要关心庞大复杂的数据处理发生在哪里以及如何生成我们所需的信息，我们只需通过一根网线，在任何地点，用任何可以上网的设备如手机、电脑或廉价、便携、节能的上网本，便可以快速获取资源，享受云服务带来的无限便捷。

因此，在规划学校信息化环境的硬件配置时，要根据云服务的特点和发展趋势以及学校现有条件，本着够用、实用的原则，结合基于云服务的教育信息资源建设，构建学校或区域整体的教育信息化硬件环境。如，将低碳型教育信息化硬件建设的重点放在制约云服务未来发展及应用的宽带网、无线网等因素的建设上，相应地上网设备的配置可以考虑实用、节能且价格低廉的上网本或低价位的笔记本电脑。

2.低碳型教育信息化的软件建设。开源软件即开放源代码软件，其使用、修改和分发不受许可证的限制，具备可以免费使用和公布源代码的主要特征。云计算的SaaS（软件即服务）、以服务为中心等理念都与开源软件提倡的软件免费、以服务的形式付费的观点不谋而合，而且开源软件的可扩展性和灵活性也完全符合云计算的发展趋势[4]。在倡导和发展云服务的时代，低碳型教育信息化的软件服务也必将以此为平台，大力推广开源教育，促进开源软件的教育教学应用。目前，我国一些学校已开始了开源软件的教学实践应用，并在实践中积累了丰富的经验，如，Moodle课程管理系统的二次开发与应用。

3.低碳型教育信息化的教育资源建设。由于我国幅员辽阔、人口众多、各地区及城乡间经济差异较大，教育信息化资源建设在发展过程中出现了分布不均、更新慢、共享程度差及资源利用率低等问题。这些问题加深了区域及城乡间的数字鸿沟，造成了信息资源的重复建设和浪费，阻碍了教育信息化的进一步快速发展。建设统一、开放、共享、可扩展的教育信息资源平台成为未来教育信息化发展的重点，云计算的出现则为此平台的实现提供了技术支持。在传统的信息化环境下，用户从本地服务器获取所需的各类资源。而在云时代，基本的模式是将本地的教育资源上传到云计算平台，转化为云服务，用户可以获取他人的教育资源，也可以将自己的资源与他人分享，从而实现优质教育资源的开放和共享。云服务降低了资源建设、维护、应用的成本，具有更大的灵活性和可扩展性，提高了资源的使用效率。

三、基于云服务的低碳型教育信息化应用模式

1.构建个性化的网络学习环境。在Web2.0环境下，个人使用更多的是网络学习和非正式学习，构建个人网络学习环境就显得尤为重要。随着信息技术和网络技术的发展，尤其是近年来移动宽带网络和移动智能终端的普及使得越来越多的移动设备可以介入互联网，个人网络学习在获得诸多便捷的同时，学习者对资源和服务的要求也随之增加，移动学习和泛在学习的发展亦对网络建设提出了更高的数据处理和服务要求。同时，教育机构网络环境的软硬件建设和资源建设及维护的成本也不断上升。如何在较低的成本下最大限度地满足学习者的学习和服务需求，是网络教育发展中亟需解决的问题。云计算的出现和发展，对网络学习环境的构建以及网络学习本身提供了新的思路和解决方案。

在云时代，网络学习不再局限于学校或教育机构的范围，而是发生在更为广泛的空间。学习者可以根据云服务的类型，自由地选择所需的学习内容和学习方式，如，使用Sakai管理网络课程等；学习者自己控制和管理个人学习，不同的学习者可以选择不同的学习内容和工具来创建个人学习环境；学习者学习环境的基本要素如文本、视音频、培训等都可以由云服务实现控制和管理，学习者只需通过浏览器即可获取构建学习环境所需的数据和服务，而不需再掌握复杂的软件操作，降低了网络学习环境构建的门槛。

云服务增强了网络学习的灵活性和敏捷性，能够实现学习资源和学习工具的“按需而用、即需即用、快速聚合”，降低了Web学习资源与服务的成本与难度，创建灵活敏捷的学习方式，创设丰富的学习情境，从而有助于提高学习生产力，最终提高学习效果[5]。

2.应用云服务开展教师培训。云服务和低碳型教育的发展为教师专业化发展和教师职前、职后培训带来了新的机遇。基于云服务的教育资源为学习者提供了更加丰富的教学内容和教学策略，同时也为教与学提供了更为多样化、个性化的学习途径。

在教师培训的实施过程中，传统的操作模式一般包括以下环节：培训单位建设培训所需的基础设施，如，购买服务器、相关软件、租用网络及开发培训学习平台；在培训中及培训后，需专业人员对硬件、软件及网络设施进行维护。这种模式开发周期长、维护费用高且资源共享性差、利用率低。

在基于云服务的教师培训模式下，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，由各教育云管理机构实行统一管理，教育云用户只需要专注于具体的教学活动；培训结束后，所有的资源仍保留在云端，供有需要的教育云用户使用[6]。此模式开发周期短、维护成本低且易于实现资源共享，是低碳型教育信息化背景下教师教育培训的必然趋势。

3.应用云服务开展远程教育。我国现行的远程教育系统基本都采用B/S结构，该模式只适合使用范围比较小、学习者并发登陆学习也比较少的情况；同时，传统的远程教育模式存在软硬件设施匮乏且成本高昂、资源重复建设且共享性差等问题。

基于云服务的远程教育系统可有效解决上述问题，可提供传统远程教育系统所没有的强大支持服务能力，非常适合我国大规模的远程教育市场，其优势具体体现在以下方面[7][8]。（1）提供强大的教育服务能力。基于云计算的远程教育系统可以充分发挥云计算的特点，能够整合、统筹使用各地软硬件资源，从而提供强大的远程教学能力和资源提供能力。（2）有效避免资源重复建设。传统的远程教育系统由各地建设自己的资源，从而造成大量的重复建设。基于云计算的远程教育系统可建立全国统一的系统，各地的远程教育中心进行统一部署建设资源，可有效避免资源的重复建设。（3）有效实现资源共享和就近访问。基于云计算的远程教育系统可实现高效的资源共享，学习者使用统一的资源列表就可在任何时间、任何地点获取自己所需的任何资源。同时，根据云计算灵活定制资源的优势，系统可以自动分析IP、确定路由，为学习者提供一条最快捷、最高速的访问路径。（4）节约成本。基于云计算的远程教育系统可由各地普通服务器组成“云”来提供高性能的服务，节约了硬件投资。“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升，远程教育单位也无需再负担高昂的数据中心管理成本。

4.应用云服务创建无纸化教育管理与科研平台。云服务可以整合学校的信息化系统，如，办公系统、学籍管理系统、教务管理系统等，有效实现低碳型的教育信息化管理。例如，管理者可通过建立系级和班级QQ群、飞信业务等来发出通知及时传达学校的各项要求，还可展开针对不同学生的个别化教育，并让学生在享受“云服务”的同时，学会利用“云服务”及时汇报思想、反映问题，培养班务管理的新理念[9]。同时，基于云服务的教学管理为师生提供更加便捷、开放的交流平台，有利于形成“民主、平等、自由”的师生关系和沟通氛围。

另一方面，云服务为各类教育科研活动的开展提供了新的平台。例如，研究者可通过协作平台（如，GoogleSites、Moodle）、博客等创建学术研究园地，发表教研论文，交流教学经验，探讨学术问题以及上传和共享各类教育研究资源等，并可依托研究平台进行问卷调查及统计分析，及时获得教学及研究的反馈信息。上述各类基于云服务的教育研究活动形成了无纸化的电子研究新方法，是低碳型教育信息化实践应用领域的重要内容之一。

[1]王萍，张际平.云计算与网络学习[J].现代教育技术，2008，（11）：81-84.

[2]黎加厚.低碳型教育的信息化之路[J].现代远程教育研究，2010，（2）：13-17.

[3]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）：73-77.

[4]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）：74-77.

[5]王萍，张际平.云计算与网络学习[J].现代教育技术，2008，（11）：81-84.

[6]章泽昂，邬家炜.基于云计算的教育信息化平台的研究[J].中国远程教育，2010，（6）：66-69.

[7]刘晓刚，徐红丽.云计算在远程教育系统中的应用探索[J].现代远距离教育，2010，（5）：64-67.

[8]俞建华.基于云计算的远程教学资源建设模式[J].中国电化教育，2011，（12）：130-135.

[9]杨滨，王文霞.论“云服务”在教育低碳化中的合理应用[J].现代教育技术，2010，（6）：19-22.