基于云计算的网络教学系统的研究与设计

冯英伟　徐敏　吉高卿

摘要：随着计算机技术的快速发展，高校教育信息化建设全面展开，计算机技术和网络通信技术在高校网络教学中得到了广泛的应用。基于云计算的高校网络教学系统的研究成为高校网络教学发展研究的新课题。该文通过对云计算技术的特点和发展进行了简单分析，对基于云计算的网络教学系统的内容和结构进行了研究，提出了基于云计算的网络教学系统的设计方案。

关键词：云计算；网络教学； 系统设计

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）05-0123-02

1 云计算简述

国内各高校教学平台系统都是以计算机技术为核心技术，并在高校得到了广泛应用。网络教学为教师教学和学生学习提供了一个全新的学习环境，在网络教学系统建设中，学校在硬件和软件基础设施建设上投入了大量的资金，鉴于计算机硬件和软件发展更新较快，高校为了适应计算机硬件和软件的发展必须及时对硬件和软件进行升级，在日常的网络教学系统的维护上也要花费大量的人力和物力，这样给高校带来了资金的问题。高校在进行网络教学系统平台整合的时候，一些网络资源和硬件设施要重新投资，这样便造成资源的严重浪费。受传统教学系统平台的影响，各个网络教学系统之间不能进行资源的共享，影响了网络教学系统的建设。随着云计算技术的普及，各高校网络教学系统建设逐渐采用云计算技术，云计算技术可以实现计算机资源的共享。目前，云计算在我国的教学过程中的辅助作用只是处于开始研究阶段和初步建设阶段，云计算在未来的发展要重点关注网络教学资料信息库的建设，怎样应用云计算网络教学平台使教师教学达到现代化专业化水平，这些都是教育部门要解决的焦点问题，基于云计算的网络教学系统模式建立一个资源优化的教学资源库，使高校计算机信息技术和教育教学有机的集合在一起，进而可以提高网络教学的教学效率和水平。随着云计算时代的到来，各高校在网络教学中要接受技术的改革，把云计算应用到高校网络教学中，逐步建立一个完善的云计算的网络教学系统。

传统的网络教学模式对教学资源的共享造成信息孤岛，使子系统之间不能很好地进行信息资源的共享，这样给高校网络资源系统的资源共享造成瓶颈，给用户带来不便。云计算为高校网络教学资源的发展带来了技术的支持，满足了高校教师和学生对信息技术服务的需求，成为我国教育部门关注的焦点问题。云计算技术是基于互联网的计算机技术，云计算是传统计算机技术和网络技术的融合，云计算中的传统计算机技术有并行计算机、网络存储和分布计算等方式。云计算的目标是通过互联网提供虚拟资源共享，付费模式是按使用量计算的，云计算提供按需网络访问计算机共享资源的服务，共享资源包括服务器存储、应用软件服务和网络。云计算可以快速提高计算机共享资源的服务，在对云计算进行管理的工作中不需要投入太多的精力。云计算的应用服务正在快速的发展，国外的一些IT公司比如Intel和IBM是最具有代表性的。云计算技术正在影响我们的工作和生活。云计算具有超大规模的计算能力，云计算的用户可以在任何时间和任何地点通过终端获取自己需要的应用服务，我们只需要有一个手机或者一台电脑就可以通过网络得到我们需要的服务。云计算服务安全可靠，云计算具有通用性，可以支持不同的应用服务在同一时间运行。

云计算的集中化管理模式可以使企业在建立和维护数据中心时成本能够降低，云计算的资源利用率比传统系统服务的利用率要高，并且成本比较低。云计算提供软件服务、平台服务和基础设施服务，软件服务为基于云计算平台开发应用服务提高一个应用框架，平台服务是一个集成的应用环境，把应用程序开发、服务器、数据库等集成到一起，为用户研发提供一个中间平台，基础设施服务提高一个软件应用的环境，为用户提供资源的存储和虚拟服务器服务，基础设施包括硬件基础设施和数据库资源池。云计算是在互联网上按照用户的要求对基础设施、软件和平台等整合的计算机资源进行快速定制。云计算工作构建系统如图1所示，用户管理是对云计算提供的资源和服务进行管理分配，云计算保证计算机资源和服务的安全和质量。

2 基于云计算网络教学系统研究

2.1基于云计算网络教学系统设计思想

网络教学系统设计的功能要实用，网络教学系统设计思想要围绕教师的教学课件内容的制作、教学资料的上传、学生在线学习和答疑、课程资源下载、在线考试等基本功能进行设计。教师和学生以及学生和学生之间的教学资源信息应及时交流，这样教师通过网络可以进行有效的教学。网络教学系统平台设计教学策略、建立网络论坛模块和在线答疑模块作为学习策略的辅助，学生可以通过教师提供的课件等教学资源进行自主的学习。设计在线测试模块对学生的学习效果进行评估，在教学过程中要实现自主学习和辅助学习相结合。在教学系统的设计过程中要为教师和学生的教与学提供平台，平台的设计要以教师为主导，学生为主体的设计原则，培养学生自主学习的能力。网络教学平台设计要体现在以学生为中心，确保平台功能简单实用，在在线考试和作业提交模块的设计上要方便快捷，设计界面要可视化，维护方便，设计平台操作简单。网络教学平台的设计要有多个管理模块，把学生系统管理、教学系统管理、课程系统管理等整合到一起。云计算网络教学系统是一个复杂的工程，在进行设计的时候要有一套完整的策略，保证在有限的资金投入的基础上，建立一个高效的网络教学平台系统。

2.2基于云计算网络教学系统结构设计

网络教学系统项目开发工具使用 Windows visual studio 2008，后台数据库使用SQL server 2008版本，采用B/S（浏览器/服务器）体系架构。网络教学系统设计主要功能是完成网络教学要求，为教师和学生提供安全可靠的高效率教学服务。

网络教学平台总体架构基于B/S结构，由管理模块、教师模块和学生模块三个模块构成，客户端操作系统选择 Windows 7或者Windows 2003操作系统。

在云计算环境下，网络教学系统以云服务的模式提供学习资源的共享，网络教学系统中的教师电子课件和教学电子资源等都提供云服务的资源共享。基于云计算的网络教学系统中的资源可以被高校自己的教师和学生使用，也可以与其他高校教师和学生共享，为教育信息系统提供资源共享服务。云计算网络教学平台应用特定的语言和架构，把网络教学资源按云计算的标准进行封装后发布到云计算环境中。基于云计算的网络教学系统可以使高校实现教学资源共享，避免教学资源重复开发。

2.3基于云计算网络教学系统平台各层功能

云计算网络教学系统的目的是进行远程教育和学生自主学习，采用云计算技术建立教学评估、教学资源管理和教学管理三个系统，云计算网络教学系统包括云平台展现层、云平台核心应用层、云平台运营管理层、云平台基础结构层。其中展现层主要功能是平台界面设计，界面可以为教师提供一个专门的功能平台，包括在线答疑和教学评估等，为学生提供在线选课和在线提问的功能，为家长和学校之间的沟通提供服务，便于家长及时地掌握学校的动态信息，为技术管理人员提供安全管理和故障维护管理的功能服务。云平台核心应用层是整个与计算网络教学系统平台的核心部分，在云平台应用层，用户可以对自己的资料库和软件库进行更新完善，在云平台核心应用层，教学过程的实施情况都可以体现出来，可以对教学进行有效的管理。云平台运营管理层的功能是同一调度分配、计费管理、系统管理和安全管理等基础管理功能，对运营管理层的功能，用户可以根据自己的需要进行设计开发，在软件和技术方面都是由第三方提供的。云平台基础结构层运用管理能力主要是报表的统计分析，应用的存储和计费以及开发者身份认证等，开发测试能力包括AP接口和应用性能的测试，基础框架能力包括量表查询模块、编程接口功能模块、任务调度功能模块等。

3 总结

云计算是现代计算机技术发展的一种新型的服务模式，对于现代高校信息化建设，计算机技术已经成为高校网络教学的主要工具。基于云计算的网络教学系统是高校网络教学的发展趋势和创新，云计算服务在高校网络教学中的应用可以解决教育教学资源分布不均的问题，能够实现网络教育教学资源共享，网络教学信息资源的及时更新也可以满足教育科研发展的需要。

参考文献：

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[3]胡孔法，陈崚，李斌，潘一得.基于Internet/校园网的网络教学平台的设计与开发[A].基于信息技术的教学新模式研究[C]，2006.