云计算环境下的智能教育研究

石晓冰 吴景海

作者简介：石晓冰（1991.2-），男，现为西南科技大学经济管理学院情报学专业2013级在读研究生，西南科技大学经济管理学院。

摘要：随着科技的不断更新，教育内容，教学方法，教育环境，教师和学校的角色发生了变化，智能教育是一个创造性的汇聚点，传统的教学为发展新的方法而运用更新的技术如云计算，根据学生的态度和智力水平让学生去学习多种不同的材料，关于任何时间、地点和任何设备运用电子教科书。运用不同方式的方法内容来发展电子书籍，设备支持，和设备发送，为在云计算环境下的电子教科书模型提供服务。

关键词：云计算；智能教育

1.前言

国内数字化的迅速变化带来了交流方式的改变，并促进了社会生产力的发展，以知识为基础的社会需要在教育系统中的改变，当前的工业化出现了一个矛盾转化，支持不断发展的以知识为基础的信息社会的教育。

随着社会需求的不断增长，日常生活中运用科技日益增多，21世纪需要一个符合双方需求的教育系统。能够引起这次变革的是智能教育，智能化教育系统被定义为一个允许学生去学习运用日益更新的技术，并能根据他们的才能和智力水平确保学生去学习不同的材料。当前教育系统和智能化教育的不同之处类似于普通的手机和智能手机的区别，当普通的手机有相关系统支持着，智能手机能够被使用者的需求商业化，当前教育化途径，是以教师为中心的模型，是信息和知识向一个方向的流通，从教师到学生。这个直接的途径不能适合成绩优异的学生和成绩不好的学生。

为达到智能教育的视角，韩国政府已经启动了5个一流的计划：1）数字教科书的发展和应用；2）促进网上课程的发展和评估；3）创造一个安全的教育内容环境；4）加强教师的能力；5）建立以云计算为基础的教育系统，通过这5个主要项目的实施，不同类型的教育内容将允许学生能够在任何时候和地点去学习。当学生通过智能设备获取资源，比如个人电脑，笔记本电脑，平板电脑，和智能电视，能够在便利的地方学习。

2.背景

2.1智能教育的定义

智能教育代表一种：“自主的，有动机的，适应的，资源丰富的，科技植入的”，首先，自主的特色在学生角色中的变化，作为一个知识的接受者，从知识的传递者到学习的辅助者的转变，为此网上的评估，学术的表现评估，和一个自主学习的系统将会被实施。第二，有动机的强调了智能教育系统的方式将会激发学生的学习兴趣，智能教育强调了教学的方法，能够提升创新的问题解决方式，以个人评估为中心，学生的学习经验将会从典型的教科书为基础到以经验为基础的转变，第三，适应性代表了追逐教育通过一种典型的教育系统和教学系统，智能教育增加了教育系统的灵活性，在关系到个人兴趣和未来职业渴望中促进了学习，它能够根据学生的水平帮助学校从传播知识到支持个人学习的转变。第四，资源的丰富，描述丰富的教学材料的支持，通过一种云的学习服务，智能教育提供了直接引入丰富的内容，被公共和私人机构和个人在教育中的发展有帮助，扩展了国内和海外的学习的资源，和通过传输平台的内容提升了合作式学习，第五，科技植入的，阐明了运用了最新的信息和交流技术，智能教育确保了学生在任何时间和地点通过科技信息去学习，根据自主的兴趣裁量的领域提供给学生不同的学习方式。

智能教育是运用ICT（Information Communication Technology，简称ICT）在教育中的运用的扩展，实施于20世纪90年代早期，并开始于20世纪90年代，电子学习通过LMS（学习管理系统）的介绍扩展开来，和交互式学习是通过普遍存在的技术来实施，它也是ICT教育作为重要的未来教育的范例应用。

2.2电子教科书

产生的巨大的电子信息等同于1.8Z（180万亿字节），它意味着一个人能够看到一个2小时的HD（硬盘）的电影持续到4700万年，这个巨大的信息持续不断的增长着，信息交换的循环周期也在不断的缩短，而且当传统的教科书被出版之后很快就会过时。

电子教科书是一个以未来为导向的教科书，能够帮助学生在任何时间和地点以自主的方式去学习。它包括学习教具，工具书，字典，和笔记本功能，为了自主的学习，除了传统的教科书的内容之外[1]，且提供先进的多媒体功能，包括视频、动画、虚拟现实、和超链接，电子教科书提供给学生不仅是普遍的内容，还有多样的学习材料。

电子教科书通过多媒体途径提供教育内容比如视频，动画片和虚拟现实。它们都有交互式的功能并且能够让学者以他们的能力和水平为根据来学习，为了服务于数字教科书的运用，现今的数字教科书已经被设计成为了纸质教科书的映射。

至于文件的形式，数字教科书管理PDF图像文件以XML和SCORM（Sharable Content Object Reference Model共享内容对象参考模型）的应用，根据对象内容的标准，数字教科书的平台被发展为支持多种操作系统，比如Windows，open software linux for PC，和IOS，open software Android for smart device.数字教科书包含10个具体的功能，比如，浏览，辅助工具，多媒体，搜索，等等。

2.3云计算

中国电子学会云计算专家委员会在2010年发布的《云计算白皮书（概要）》中指出，云计算是一种基于互联网的、大众参与的计算模式，其计算资源（包括计算能力、存储能力、交互能力等）是动态、可伸缩的、被虚拟化的，且以服务的方式提供。这种新型的计算资源组织、分配和使用方式，有利于合理配置计算资源并提高其利用率[2]。云计算提供商提供以3种基本模型为基础的服务[3，4]：基础设施即服务（Iaas），平台即服务（Paas），和软件即服务（SaaS），IaaS是最基础的一层，和每个高一层的模型都是从比它低一层的模型细节中抽取的一層。

3.在云计算环境下的数字教科书服务模型

3.1内容发展类型

这里有3种大致的数字教科书的类型内容发展：单一的打包类型，HTML，和以CSS为基础的浏览器类型，和内容加浏览类型，第一种是单一的打包，是最普遍的发展方式，应用自身成为了包含在应用程序中的元数据内容，正如数据在程序中经过加工，这种类型在响应速度上很快，但是更新有困难。所以，单一的打包适合于游戏或者单方面的信息传递。第二种是浏览器类型，是一个通用的使用方式，是以网络为基础，适用于门户网站，新闻，和广告服务，这种类型能够和多种平台兼容，但是响应速度很低。最后一种是内容加浏览类型，被用于实施内容在播放器和浏览器中植入，专注于内容，这种发展的方式适合于提供如电影，和电子书的内容服务。

电子教科书的特色是以独一的方式或者简单的应用程序和多媒体材料为内容简单的发展，电子教科书现在运用内容加阅读器类型发展，这种类型能够被认为是未来云计算环境下内容发展的最适合的方法。

3.2服务方式的规定

考虑到电子教科书内容的属性，在当今的学校和教育领域包括不同的多媒体教育材料和附加的学习材料，综合应用程序是最合适的推荐，然而，在一个长期的云计算环境中，云流类型将会成为最好的选择，当所有的应用在电脑的服务器端被执行的时候。在云流的服务，设备将会仅仅表现在被服务器所执行后显示在屏幕上，和运行在服务器上的应用，因此，这种服务是快速的和电子教科书能够被迅速运用，不用再进行复杂的过程，当不同的操作系統类型将被安装在服务器之中，云流类型不会被操作系统所限制，和对于开发者的发展和更新来说是简单的，因为网络的质量是直接跟电子教科书服务关联的，当第四代LTE网络环境变得普遍化，就使用了这种类型。

3.3内容分配方法

分配电子教科书的内容的方法是在决定教师和学生使用电子教科书类型的最重要的影响因素，它们被学校从服务器下载电子教科书所证明，内容分配以三种方式去理解：全部下载，部分下载，和网络访问。电子教科书现在分布在通过网络来全部下载服务方式中。

引进电子教科书的原因是为了建立一个快速的系统能够随着知识的变化而不断的更新，内容分配的方式应该根据需要去实施，所以，内容分配的方式应该从简单的以云存储为基础到部分下载的方式，更容易适应周期性的数据更新，并最终会进入在线流媒体访问。

4.结论

智能教育标志着我们社会新的数字时代的开端，交流被拓展为不仅仅是通过传统的书信式到运用电子设备，不仅仅是3R（Read，wRite，aRithmetic算法），还有7C（Critical thinking and problem solving，Creativity and innovation，Collaboration and leadership，Cross-cultural understanding，Communication，iCT literacy，Career and life skills）[5]。ICT演示了它允许学生根据他们的兴趣和学术能力拥有自定义的学习，当实施这些服务模型时候，最重要的不仅仅是考虑内容和数据的类型，容量，用户的行为，设备，和网络环境，而是观察服务模型的优势和缺陷，由于不同的国家和区域有不同的在电子教科书上的政策，制定在学校课堂实施的标准值得需要被考虑，不仅仅是电子教科书会随着文化环境的不同而不同，而且它对周围环境的影响也会不同。所以，我们应该通过不同的代理人的合作来坚固教育系统的基础[6]，电子教科书将不仅仅提供纸质教科书数字化，而且它将会通过附加的资源和学习工具来补充当前教育内容。（作者单位：西南科技大学）

参考文献：

[1]J.Sanghyun，A study on the strategies for improving the accessiblility of the Korea Digital Textbook based UDL guidelines，The journal of Korea association of computer education，vol.12，no.3，（2010），p.65-75.

[2]吴德本，姚健，邓志武，云计算综述[J].有线电视技术，2012（3）.

[3]National Institute of Science and Technology，The NIST definition of cloud computing，（2011）.

[4]V.William，B.James and B.Rajkumar，Introduction to cloud computing，Buyya，R，Broberg，J，and Goscinski，A，Cloud Computing：Principles and Paradigms.Wiley Press，（2011）.

[5]B.Trilling and C.Fadel，21 Century skill learning life in our times，Jossey-Bass，（2010）.

[6]B.Jonathan，The role of multi-agent social networking systems in ubiquitous education enhancing peer-supported reflective learning，（2010）.