云计算支持下高校网络教育平台设计

云计算支持下高校网络教育平台设计

李健，练永华

(三明职业技术学院，福建 三明365000)

摘要：云计算技术的发展对教育信息化的进程起到促进作用，开辟了教学新途径和思路。通过基于云计算的高校网络教学平台设计，学习云计算的概念、特点和三层架构，从成本、资源、效率等各方面展开研究，分析讨论云教育平台模块应具备的功能，构造一个基于云计算实现资源共享的云教育平台架构。

关键词：云计算 ；云教育； 现代教育技术 ；高等学校

作者简介：李健，硕士，讲师，三明职业技术学院。研究方向：现代教育技术、计算机应用。

基金项目：福建省教育厅中青年教师教育科研项目资助课题(2014-2016)，项目编号：JB14199。

文章编号：1672-6758(2015)01-0020-3

中图分类号：G642.0

文献标识码：A

Abstract：The development of cloud computing technology has promoted informatization of education and opened up a new way of teaching reform . Through the design of the network teaching platform based on cloud computing, the paper discussed the concept of cloud computing, its characteristics and three layer architectures. From the aspects of cost, resources, efficiency the paper study the functions of cloud education platform module, constructing a resources sharing framework based on cloud computing.

一引言

信息化是当前一个热点，它以通信、网络技术为基础，为社会进步提供技术支持，极大地提高行业办事效率。高校作为教育的前沿阵地，在信息化进程中起到了举足轻重的作用。随着高校的规模扩大、招生人数不断扩大，高校教育信息化面临着一系列矛盾、艰巨的问题。学校原有的软、硬件资源无法满足师生日益增长的应用创新、管理信息化等服务需求，学校更新与升级的速度无法和飞速发展的信息化技术匹配。高校引入建设基于云计算支持的云教育平台，可以用最小的成本投入获得最大的回报，为广大师生提供适合的教学平台，完善的网络环境，海量的资源，最大限度地满足师生对信息化服务的需求，实现教育资源优化配置，达到最佳的信息化教学效果。

云计算的出现，对于我们构建开放、灵活、安全的云教育平台有着举足轻重的意义。高校网络云教育平台，是一种利用云计算技术，对所有集中在一个平台上的教育资源进行统一调配管理，以服务的形式提供给用户的一个教育信息平台。它可以将云计算提供的服务应用到高等教育的所有领域，以辅助完成高校的教学活动，是日常教学活动的延伸。由于云端提供的存储与计算能力是可以随意调节的，所以它能实现一些传统软、硬件条件下难以实现的教学与管理的组织和通信方式。[1]云教育平台中的信息数据具有安全、共享、同步等特点，它能够为高校信息化建设提供新的方案和模式；同时它可以有效减少教学资源的重复建设，减少教育差距，增强协同性，利用云端资源具有可调节性的特点，又可以降低建设维护成本，为广大高校提供功能强大、价格低廉、快速接入的网络教育平台，因此在高校中引入云教育平台大有可为。

二云教育平台架构

云架构是一种建立在可编程的基础设施上，按需分配资源的网络架构。云架构通过虚拟化的方式整合了云中的各类软、硬件资源，并通过互联网将这些服务提供给终端用户。典型的云架构分为三层：基础设施层、平台层和应用层，同时根据服务对象的不同，提供公有云、私有云和混合云三种类型的服务。[2]云架构层次示意图如图1所示。

基础设施层将经过虚拟化的计算资源、存储资源和网络资源以基础设施即服务的方式通过网络提供给用户使用和管理。基础设施层主要功能如图1所示：

* 资源抽象

* 资源监控

* 负载管理

* 存储管理

* 资源部署

* 安全和风险管理

平台层位于三层架构的中间，它以软件为核心，利用基础设施层的能力，面向应用层提供通用服务。它的主要功能是为用户或高层次的平台提供开发、运行环境，按照应用的性能、流量和其他运行状态的变化，按需地为底层提供服务资源。

应用层是一组应用集合，每一个应用都对应一个业务需求，实现一组特定的逻辑功能。应用层提供多种类型需求服务，既有标准应用，服务应用，也有个性化应用，通过服务接口与用户交互，最后以软件的方式向用户提供服务。

三云教育平台设计构想

1.云教育平台建设特点、意义。

云教育平台是云计算在教育领域的应用探索，根据云计算的原理和特点，在平台设计建设过程中可以大大降低学校对于基础设施的资金投入，同时引入云教育，可以改变

图1　云平台架构

传统的教学方式、教学技术、教师培训方式、学生学习等，给广大师生带来全新的教学理念。云教育平台将各种资源虚拟化后以服务的方式通过云端提供给用户，随时按需获取，具有实时、可靠、灵活的特点，能方便快捷为广大师生提供各种高质量的教育服务。云教育平台不仅可以为学生提供全方位答疑解惑的渠道，也进一步解决了教师、专家在答疑解惑时受到的时间、空间、地域限制问题；不仅充分调动了教师、专家答疑解惑的积极性，同时还给施教者及机构提供了自动分析工具，在改进教学质量及策略问题上提供了有力的现实依据。[3]

2.云教育平台安全策略。

云教育平台应充分考虑系统在运行环境下的网络安

全，组成系统的各个设备皆应采取有效的措施防止来自网络的非法入侵，确保云平台的安全可靠运行，主要采用以下手段。

系统通过对用户登录身份进行识别和统一管理，为系统提供可靠、安全的认证保护机制；使用安全的数据加密方法、数字摘要和数字签名技术，保证信息传递的保密、完整，确保传输的数据安全；利用防火墙对接收的数据包进行过滤，实时监控访问数据，及时、定期升级病毒和木马数据库，保障网络安全；重视日常数据备份，利用双台主机互相备份，当主机出现问题，备用机自动接管，保障系统可靠、连续地运行，数据完整。

3.云教育平台模块功能设计。

图2　云教育平台模块示意图

(1)考试系统。

考试系统可以说是模块中最重要的环节，它需要拥有在线测试、考试、阅卷、评分等功能。题库中试题的类型应该丰富，难度呈正态分布，考试方式应该多样，除了采用传统的文本方式，也可以采用音频、视频等多媒体形式进行测试。

在线测试必须知识点针对性强，方便学生自学。学生在检验自己所学知识的时候，既可自主选择相关题型、难易程度、知识点进行自测，也可以使用系统或者教师组成的试卷，测试完成后由系统给出参考答案，并自动评分，同时可以针对错误的地方提供相关的知识点，供学生修改订正，加深知识点的学习。

在线考试必须对考试过程进行全程实时监控，考试的流程例如试卷分发、成绩批改、成绩公布都由系统自动完成，学生只需输入学号就可进入考试，教师只需要生成试卷并对试卷进行审核即可，大大简化了师生考试过程。系统要赋予教师适当的权限，方便修改分数和备注，以应对一些缺考、缓考、免考特殊情况学生成绩输入。

(2)微课系统。

微课是目前兴起的一种以短小视频传授知识点的教学方式，最初兴起于美国，创始人是可汗，也被称作可汗课堂模式。上海师范大学的黎加厚教授在文章《微课的含义与发展》里给出了“微课程”的简明的定义：“微课程”是指时间在10分钟以内，有明确的教学目标，内容短小，集中说明一个问题的小课程。[4]

微课教学和传统教学最大的区别在于它采用的是翻转的课堂教学，知识传授在课外，知识吸收与掌握在课内，采用先学后教的方式。微课教学可以进一步推动教师专业发展和教学能力提升，促进信息技术与学科教学融合。微课系统须提供教师制作微课的常用工具软件，例如：会声会影、Camtasia Studio、FormatFactory等，同时还应具有视频上传和格式转换功能。老师可以灵活利用工具软件，制作并上传相关的微课视频，视频从最基础的内容开始，以由易到难的进阶方式互相衔接，构成一个完整的知识点介绍，供学生自学。微课视频可以按照课堂教学主要环节来进行分类：课前复习类、新课导入类、知识整理类、练习巩固类、小结拓展类、实践课类、操作类等。学生可以在相关的页面浏览教师上传的微课，特别是高职院校学生可以有选择的观看操作类微课，能加深印象，有效提高学习效率。同时系统应该设计练习系统，忠实记录学习者对每一个问题的完整练习过程，教学者针对操作记录，可以容易得出学习者薄弱知识点。

(3)资料系统。

资料包含图书、报纸、论文、期刊、专利、课件、图片、视频等，资料库建设好坏直接关系到学校的学术水平。报刊、论文等学术资源可以通过和中国知网CNKI或者万方等有名的学术资源平台合作，通过采购相关资源数据库方法解决。视频平台需要支持多种视频格式，可以自由流畅的拖动在线视频。目前国内主流的视频系统采用超星公司的TCMS系统，该系统处理视频快速、稳定、流畅，同时提供多种交互、辅助功能，方便用户使用。课件资源来源渠道很多，公共课程可以采用借鉴国家精品课程中的相关课件，专业课程主要由教师结合课程情况和本校实验设备自制上传来解决。除了需要有高清晰的多媒体课件，还要注意采用加密技术，保护知识产权。

四结语

云计算支持下的网络教育平台建设是教育信息化进程中的必然产物，它是一个全新的思路，对于高校的数字化校园建设也有所促进。云教育平台不仅可以解决教育发展中存在的不利因素，缩小教育差距，而且可以有效的提高工作效率，合理分配教育资源，是教育信息化进程中的必然产物。在今后的工作中，将更多关注云教育平台和数字化校园的有效契合，对平台功能的完善和建设的可行性提供有效借鉴。

参考文献

[1]李健. 基于Moodle的大学计算机公共基础课程设计[J].内江科技，2010(10)：137,150.

[2]武日噶. 云教育平台的研究与设计[D].长春：东北师范大学，2012.

[3]马涛. 基于云计算的高校网络教育平台探究[D].长春：长春师范学院，2012.

[4]黎加厚.微课的含义与发展[EB/OL].http://www.360doc.com/content/13/0503/22/1658863_282786035.shtml.

Design of College Network Educational Platform Based on Cloud Computing Technology

Li Jian，Lian Yonghua

(Sanming Vocational Technical College, Sanming, Fujian 365000，China)

Key words：cloud computing; cloud education; modern education technology; institutions of higher learning

Class No.:G642.0Document Mark：A

(责任编辑：蔡雪岚)