基于云计算的在线学习平台研究与设计

黄元文

摘要：随着信息网络化不断发展，单纯传统的线下教育模式已不能满足整个教育系统的需求。如何利用新兴的计算机技术来提高教学管理质量、激发学生学习热情，提高学习效率，落实高校立德树人根本任务，更好开展教学活动，一直是计算机在线学习平台教学研究与设计的方向，而将云计算技术跟教学管理结合起来并运用到实际教学中去，可以促成教学目标更好的实现。

关键词：云计算;在线学习;教学管理

一、云计算的定义及特点

云计算（Cloud Computing），是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，在网络上配置为共享的软件资源、计算资源、存储资源和信息资源可以按需求提供给网上终端设备和终端用户。[1]“云”其实是一种抽象比喻，云计算可通过互联网来提供虚拟化资源及动态易扩展，可作为一种信息资源通过互联网进行传输流通。云计算服务类型有三种分别为IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）、SaaS（软件即服务）等，云计算技术架构主要包括云计算基础设施及云计算操作系统，云计算基础设施的关键技术包括数据中心基础设施（供电、制冷、布线等）、物理资源（服务器、存储设备、网络等）、虚拟资源（虚拟主机、虚拟存储、虚拟网络等）组成，也就是设备层、资源层。云计算操作系统关键技术包括分布式资源调度（分布式算法、控制锁机制、消息队列等）、资源管理（虚拟机管理、分布式数据库等）组成，也就是资源控制层，也称资源池管理技术，资源池管理技术可对用户提供大规模的存储。云计算通常具有下列特点：

（1）超大规模：“云”具有相当的规模，具有巨大存储能力，因为如Google的云计算已有上百万台服务器，微软、阿里的“云”均拥有好几十万台的服务器。一般企业私有云都拥有成百上千台服务器。

（2）虚拟化：云计算还可为用户提供任意位置获取应用服务，请求的资源都是来自“云”上而不是固定有形实体，它是在“云”端运行，用户只需一台笔记本或者手机就可及时能通过网络服务来获取我们需要的一切资源，包括系列的计算任务。

（3）可扩展性：由于用户的需求应用规模不是一成不变，而云计算可动态伸缩去满足用户需求服务规模的增长。

（4）廉价低成本：云计算的自动化集中化管理资源特性就无需再负担巨大数据中心管理成本费用，“云”就是一个庞大资源池，云计算资源的利用率也比传统线下方式利用资源率要提高。

（5）安全性：“云”端除了具有巨大存储能力外，由于有强大数据安全维护专业团队对数据进行管理使得安全性得到保护，用户无需担心数据信息的丢失、泄露、被窃取或者被感染病毒等情况。

（6）共享性：云计算服务器端可以通过网格计算将大批量不同设备进行数据连接和共享，实现资源的整合存储并联通共享，同时只要“云”端存储有相关数据，用户使用的终端都可及时通过互联网访问获取相关请求服务，也可与他人共享该份数据服务。

二、云计算在线学习的思考与研究

完善育人机制模式，落实“三全育人”目标，更需要新兴技术的融入，提高教学效率，根据云计算具备一系列功能特性，可在有限的设备中发挥巨大效能。一方面通过云计算在线学习教务平台设计对于教学管理和教务管理起到很大帮助作用，因在平时教学难免会遇到时间紧任务重情况，可用云平台进行教学试题案例库、实习实训情况、教学视频内容实时共享，可为学生提供一个在线随学随看随时提取素材便捷途径，节省学习时间，提高学生学习效率，搭建云计算在线平台极大推进教育资源的共享应用，实现共建共享目标，有效对教育资源的整合及时更新教育信息。另一方面在线下传统方式中由于对教学资源存储能力有限也遇到教学信息資源功能没能很好发挥和起到示范作用，云计算学习平台却能够充分大量存储相关教学资源，教师们能持续不断更新相应的课程教学内容，建立更多的课程教学内容，同时也便于管理和维护这些教学信息资源，也减轻教师的工作量同时会对学生起到在线及时辅导学习作用，用云计算平台来实时监督监控学生学习情况，也可以依据学生们在线学习测试、学习时间、在线讨论、在线提交作业等情况来给学生平时成绩打分，以此激励学生学习的积极性，提高教育教学资源的应用价值，使教学资源发挥最大辐射作用。

三、云计算学习平台设计与构建

随着经济和计算机网络技术的发展，计算机网络逐渐走进人们的生活。现在，许多家庭和单位都组建了计算机网络，例如家庭网络、办公室网络和校园网络，还有许多商业性质的网吧等。[2]正如随着校园网络得到普及和完善会为云计算学习平台构建与实现访问成功提供了基本保障。平台设计构建需从以下几方面进行：

（1）功能的需求与设计：与传统实体课堂教学相对比，在完成传统课堂教学任务条件下，进一步充分利用在线优势能实现教学资源的分享和师生间能及时交流讨论互动，主要包括几大类即图片、文本、视频、教学课件、音频等等一系列教学内容文件。需能高效将视频、音频为主教学文件资源共享到线上平台，学生能及时下载浏览学习，教师能通过平台快速完成答疑，在线学习测试、在线讨论、在线提醒学生提交作业等。

（2）平台的访问方式：平台访问方式主要是两种，一种是移动端，一种是桌面端。学生可以用移动端手机访问学习平台网站进行学习浏览当日学习内容的教学资源并可以在线开展讨论等操作;学生也可以利用桌面端来访问学习平台，桌面端可以利用常见计算机来访问平台网站。这两种访问方式满足了学习者不同场合，不同时间空间的需求，学生可以在宿舍、教室用计算机访问网站，也可以在校外使用手机访问教学资源。

（3）平台的用户设置：平台用户角色主要有管理员、学生、教师三者。学生需要注册作为用户登录、注册完可修改个人信息，接着即可访问教学视频、音频、课件等教学资源和在线提交作业、考试、留言等;教师需要通过教师页面注册作为用户登录，注册后可修改个人信息，教师可上传课件、文档、图片、音频教学资源和在线答疑等;管理员可管理课程教学资源信息、管理教师用户、管理学生用户信息等

（4）平台系统的实现：学习平台系统可由前台端和后台端两部分组成，前端是系统与用户交互界面，可直观为用户提供浏览、下载资源、留言等功能，当用户登录网站需注册才能下载资源、才可拥有对应用户权限，否则只能浏览网站却无法进行其他留言、下载等操作，用户可以选择学生或者教师角色进行登录。前端运用HTML5和CSS3进行布局实现。后台端采用PHP和Mysql技术来实现，后台端主要负责对用户信息管理（包括登录密码、账户等信息管理）、课程教学资源信息管理具有增、删、改、查的功能，能高效对数据库信息管理维护。整个学习平台系统通过云服务器来远程托管及后期平台维护。

结束语

教育兴则国家兴，教育强则国家强。随着云计算技术不断发展不断进步，将大大提高教学管理效率，激发学生学习兴趣，提高学习积极性和学习的效率同时也更进一步提高学校计算机硬件利用率，促进了教育资源最大化的利用和共享，降低了高校对信息系统资源、成本投入。教育规模扩大情况下始终需坚持“立德树人”和“素质教育”，就能够为国家培养出一代一代合格的建设者和接班人，而新兴技术信息化不断发展壮大势必在培养高质量人才和落实立德树人的根本任务起到巨大作用，相信云计算在高校教育领域中将得到更广泛运用。

参考文献：

[1]谭志彬，柳纯录.《系统集成项目管理工程师教程》[M].北京：清华大学出版社，2018：92.

[2]陈禹.《信息系统管理工程师教程》[M].北京：清华大学出版社，2019：122.