依托云计算优化高校教学管理与教学资源的研究

孔晓荣

摘要：目的，利用云计算平台提升当前高校教学管理和优化整合教学资源。方法，采用云计算主要技术建设教学信息资源服务综合平台为学校提供海量存储、资源共享和超强计算能力。结果，显著降低高校在教学管理和教学资源方面的软硬件投入成本，拓宽了教学资源的范围和内容，解决了目前教育资源共享的实际问题，促进当前教学管理和教学模式的改革。 结论，通过对云计算技术在高校教学管理与教学资源建设中发挥的优势与特点的研究，进一步阐述云计算平台解决了高校教学管理与教学资源建设方面投入成本大，重复建设多，教学信息数据共享难度大、科技力量薄弱等诸多实际问题，并且云计算提供了多种服务模式实现高校云平台建设，充分说明云技术在高校信息化建设中的应用是发展的必然趋势。

关键词：云计算；教学管理；教学资源；教学模式

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）35-0007-03

Research on the Optimization of Teaching Management and Resources in University Rely on Cloud Computing

KONG Xiao-rong

（Department of Computer Technology，College of Computer Information，Inner Mongolia Medical University，Inner Mongolia，Hohhot 010050， China）

Abstract： Objective： Using cloud computing platform to improve teaching management and the optimized conformity of teaching resources. Methods Using cloud computing technology to build a comprehensive platform for teaching information resources services， providing massive storage， resource sharing and super computing capabilities for universities. Results： Significantly reduce the cost of hardware and software investment in teaching management and teaching resources in universities. Broaden the scope and content of teaching resources and the practical problems of educational resource sharing are solved. and promoting the reform of current teaching management and teaching mode. Conclusion： By studying the advantages and characteristics of cloud computing technology play in the teaching management and teaching resource construction in universities， further elaborates the cloud computing platform to solve the university teaching management and teaching resources construction cost， repeated construction， difficulties in teaching information and data sharing， the weakness of science and technology and many other practical problems. Cloud computing provides a variety of service models to achieve the construction of cloud platforms in University. Fully explain the application of cloud computing in the information construction of university is an inevitable trend of development.

Key words： cloud computing；teaching management；teaching resources；teaching mode

1 概述

云計算是基于互联网的一种全新网络服务，它具有云存储及共享池模式、可以通过互联网提供动态可扩展的虚拟化资源，同时云计算也是实现物联网的核心技术之一。经过十多年的发展，云计算技术在国内外各个领域得到广泛的应用，在教育方面，目前国内外许多大学在教学管理资源和计算模式方面都依托云计算技术，并在此基础上将物联网技术应用到大学教学管理及校园软硬件总体建设的各个方面，全力打造“智慧校园”的发展前景，已经初见成效。在不久的将来，智慧校园的发展水平必定会随着云计算、大数据、物联网等前沿技术的发展得到极大的提升。

2 云计算概念、特点及服务模式

2.1 云计算概念及特点

云计算是一种体现数据处理能力的密集型计算模式，它是基于互联网来提供动态易扩展的一种资源，云承载计算任务，保证不同系统获得足够的存储空间、超强的计算能力及丰富的软件服务。云把网络中各类资源虚拟成计算机终端向用户提供所需要的资源。云计算结构是利用互联网的传输能力，将处理数据过程从用户计算机或服务器迁移到互联网上的超级计算机群中，计算机群由大量标准服务器组成，由专有的数据处理中心统一管理，为用户提供海量存储空间和极强计算能力。云计算是分布式计算、效用计算、并行计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等计算机技术和网络技术发展融合的结果[1]。

2.2 云计算的特点

云计算主要有可扩展性、高可靠性、通用性、虚拟化、超大规模、按需服务及使用成本廉价等特点。

1） 可扩展性：为满足用户的增长和需要，云计算可以实现动态扩展和伸缩。

2） 高可靠性：云计算利用虚拟化技术将用户的数据资源存储在虚拟资源池中，有效地保证了数据的安全性。

3） 通用性： 在云技术支持下，可以实现各类功能的应用，并实现同一个云可以运行不同的应用。

4） 虚拟化：用户可通过不同的终端设备和位置向云服务平台申请所需资源，无需了解资源的具体位置，也无需关心云的运行位置。云计算利用虚拟化技术将异构分布式数据和资源统一存储在数字中心。

5） 按需服务：云平台可以提供庞大的资源池，供用户服务，用户可以根据自己所需购买相关的资源。

6） 运行成本低： 通过非常廉价的节点构成云体系，实现自动化集中管理方式，可以使管理中心数据的成本大幅降低，而资源的利用率显著提升，企业及用户无需支付数据中心更多的费用，因此使用成本很低。

2.3 云计算的服务模式

云计算服务主要分为基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。

IaaS（Infrastructure-as-a-Service）：基础设施即服务。指基础架构的云计算服务，将计算机硬件资源、服务器等基础设备资源融合形成一个资源群体，为用户提供存储和虚拟化等服务。

PaaS（Platform-as-a-Service）：平台即服务。主要是为用户提供一个中间件平台，用来完成可扩展的事务处理中间件等服务，同时也提供管理服务。

SaaS（Software-as-a-Service）：软件即服务。它是一种通过互联网提供软件的服务模式，把用户所需的应用软件资源存储在云服务器群中存储，用户无需购买软件，也不需要在电脑上安装应用软件，可以根据需求向云服务器提出申请，所有的软件资源维护管理操作都在信息中心云服务器上进行[2]。

根据云计算的部署模式也分为公有云、私有云和混合云三种方式：

公有云：将建设好的云资源池放到互联网上，有使用权限的用户可以按需使用；

私有云：企业或组织在自己内部数据中心单独组建的专用云服务，或由云服务提供商根据用户需求进行组建后整体租给某一组织，其他用户无法使用。

混合云：指公有云和私有云的混合形式，在私有云组建好之后，有些资源缺乏，需要通过申请使用公有云作为私有云的补充，混合云是公有云和私有云两者结合的一种解决方案。

图1为云计算基础架构模式。

3 云计算在优化高校教学资源中的应用及特点

3.1 有效解决当前教学资源服务面临的实际问题

利用云计算的特点可以构建以教学资源为主的共享型服务平台，依托IaaS和PaaS，可以提供面向学校行政和教学等各类人员的教学资源服务综合平台，采用开放式架构，把学校教学服务和他公共服务进行有效优化整合，能够很好地解决教学资源共享建设中遇到的问题。例如：传统的教学资源平台建设及教学管理方面存在投入资金大，重复建设多，设备更新需求过快、教学信息数据共享难度大、科技力量薄弱等实际困难，而利用云计算技术建设教学信息资源服务综合平台，能够有效缓解上述实际问题[3]。

3.2 显著降低教学资源使用成本实现最大资源共享

高校为满足不断增长的海量数据存储需求，必须经常对各类计算机设备和运行软件进行更新。基于云计算建设起来的教学管理和教学资源云平台，能够将各类型的软硬件优化整合到云平台，采用虚拟化技术建立硬件基础设施共享资源池[4]，进行集中式管理调度以及按需分配，这样避免了设备的重复建设，显著降低了教学管理和资源平台运行的软硬件成本，同时还有效降低了人工维护成本。同时由于云平台建设是全球范围的，可以汇聚世界各地的优质教育资源，因此充分利用云构建平台及时更新云端教学资源内容，能够动态实现国际教育与社会需求的接轨，让学校教学管理更加高效信息化，教学资源更为豐富全面，本校教师和学生能够通过云平台共享资源，这些教学资源并不局限一个区域，甚至一个国家，可以来自全球最新的共享资源，这样极大拓展了学生的专业视野，能够学到更具有前沿性、博广性的专业知识[5]。

3.3 有力促进现行教学方法和教学模式的改革

学生通过云计算平台能够快速获取所学专业的前沿知识，无疑对高校传统教学模式形成巨大的冲击[6]。在云平台环境下，以教师讲授为主，学生听课为辅的传统教学模式以及教学内容己无法满足学生求知欲，这样课堂教学方式会让学生失去学习兴趣。对此教师要充分利用云平台所提供的教学综合资源，改变以往教学方法，采用更科学、更先进的教学模式来适应和带动学科发展要求，例如教师可以通过云平台所提供的丰富资源及各种实用功能和学生建立互动网络平台，还可以利用云平台下的网络课程中心，MOOC（慕课）以及翻转课堂等新型教学模式，与学生进行学习沟通[7]，及时掌握学生对所学内容理解的程度。同时，学生可以在云平台上进行学习经验分享与讨论，进一步促进了师生在学习方面的交流与沟通，教师和学生都能从中受益匪浅。

3.4有力确保学校教学资源的安全可靠性

构建的采用分布式存储结构，以数据块单元形式将教学资源存储在服务器节点中，采取数据多副本容错、多副本备份以及计算节点同构可互换方式，保障服务的高可靠性和确保数据的完整性[8]。学校还可以采用私有云计算技术，只为学校内部提供服务，通过防火墙或者路由器将内外网分隔，不对校外用户提供服务，这样有力地保障了学校内部数据资源的安全性。

4 教学信息资源服务云平台的实现方法

在高校教学资源数据存储方面，可以采用Hadoop（分布式系统基础架构）技术实现数据的存储和传输，运用云存储技术整合高校资源[9]；还可以采用混合云的服务模式构建高校教学资源管理服务平台，在公有云中存储各类教学资源，使用云服务商现成的各种应用软件。在私有云中向本校师生及教学管理人员提供校内资源与服务，存放学校内部使用的重要敏感数据，例如用微软公司的Windows Azure完成公有云的部署，再采用System Center实现高校的私有云平台建设；可以采用基于Openstack的云计算管理开源项目构建高校教学管理与资源云服务平台，由于OpenStack支持几乎所有类型的云环境，能够提供实施简单、可大规模扩展的、标准统一的云计算管理平台，还通过各种互补服务提供基础设施即服务（IaaS）的解决方案，实现资源的弹性分配、快速扩展以及网络隔离与共享等诸多功能，因此很适合构建面向高校的教学资源管理服务平台[10]。以上这些方法在许多高校已经开始实施建设并取得一定的成效。

5 结束语

高校在传统教学管理和教学资源建设中，往往需要投入大量的人力与财力，而云平台的构建，显著降低了学校信息化建设方面的软硬件投入成本，基于云计算的平台能够更好地实现学校教学管理的高效性，还可以达到教学资源共享的最大化，而实现全球化的教育资源共享是云计算技术在高校信息化建设中的主要应用目标。在互联网+时代，云计算、大数据、物联网这些前沿技术的应用，对高校信息化建设的发展水平能够起到不可或缺的重要作用，从长远角度来看，采用云计算技术建设教学管理和教学资源平台，是高校教学改革发展的必然趋势。

参考文献：

[1] 商存慧，聂艳明.云计算在高校教育信息化中的应用研究[J].中国教育信息化， 2011（4）：4-7.

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[3] 汤新鸿. 基于云计算的高校校园网络体系设计与买现技术[J].湖北科技学院学报，2013（7）：172-173.

[4] 张敏， 周金辉. 云计算在高校教育信息化建设中的应用探究[J].中国教育技术装备，2013， 326（32）：22-24.

[5] 王智. 基于云计算的网络教学平台设计[J].计算机光盘软件与应用，2014（5）：225-226.

[6] 刘沥， 周建美. 高校教学管理中的云计算实践分析[J]. 信息与电脑：理论版，2014（3）：234-235.

[7] 葉福兰，施忠兴.基于云计算的高校教学资源优化整合研究[J]. 贵阳学院学报：自然科学版，2016， 11（1）：40-41.

[8] 邢蕾. 云计算环境下教学平台在高校教学中的应用[J]. 无线互联科技， 2015（13）：145-148.

[9] 王凤领. 基于Hadoop高校教育资源云存储平台构建研究[J]. 计算机技术与发展， 2016， 26（3）：176-180.

[10] 李磊，李小宁，金连文. 基于Openstack的科研教学云计算平台的构建与运用[J].实验技术与管理，2014， 31（6）：127-133.