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云计算平台在教学中的应用研究

作者:核心期刊目录查询 发布时间:2019-03-18

构建云计算教学平台可以有效拓展学生获取知识的渠道,有助于学生从多角度审视问题,树立学生在学习过程中的主观能动性,此外云计算平台的推广应用是对现有教学模式改革,实现教育教学质量的进一步提升。云计算平台在建设过程中需要充分考虑到相关技术的应用

  构建云计算教学平台可以有效拓展学生获取知识的渠道,有助于学生从多角度审视问题,树立学生在学习过程中的主观能动性,此外云计算平台的推广应用是对现有教学模式改革,实现教育教学质量的进一步提升。云计算平台在建设过程中需要充分考虑到相关技术的应用特点,结合实际环境的具体需求,保证云计算技术与教育教学需求的有效结合。

教育科学

  《教育科学》主要刊登:教育改革方面的论文及实验报告、当前社会和教育界关注的重大教育方面的问题、国内外教育理论与实践研究的最新成果。读者对象为教育科学研究工作者、教育行政管理人员、师范院校师生。

  随着信息技术在教育领域的不断成熟,通过信息化成果推动教学水平的不断提高已获得了广泛认可,各高校都已经在积极搭建信息化教育平台,并借此为载体实现对学生学习效率的有效提升。云计算教学平台搭建是基于云计算环境,并以此构成具有鲜明特点的信息化教学环境,来辅导教师和学生完成课程学习,促进授课教师与学生之间的良好沟通,不断促进教学水平的提高。云计算平台的教学资源不存储在客户端而是存在于网络中,其具体的教学网络均通过网络来实现,通过信息化与教育的深度结合,使得教育教学更加的个性化、多样化以及专业化,学生可以根据自身的学习情况来选择适合自己的优秀教学资源,实现在教学过程中更加主动,有效提升学生的学习兴趣和学习能力。

  1 云计算平台在教学中应用的重要意义

  1.1 实现教学资源的高效共享性

  搭建教学资源云计算平台使学生获取知识的平台不再局限于学校课堂,学生可以不限地点不限时间的在云平台上获取优质的教学资源,更加有利于学生从更多方面对学习内容进行思考,培养学生独立学习的能力。传统的教学资源共享更加注重于对图文、视频资源等静态或半动态资源的分享,而对于师生在知识交流过程中产生的智力资源缺乏必要的存储,这在很大程度上就忽略了学生本身的主观能动性,而教学资源云平台的搭建可以充分利用现代信息技术实现对教学互动过程的充分挖掘,实现教学资源共享更加高效性。基于云计算平台的数字化教学资源建设,可以有效缓解每台计算机的计算任务和存储任务,通过将教学资源安放在云存储空间中,又可以保证每台计算机可以独立访问数字化教学资源,实现教学资源的共同开发与共同受益。

  1.2 推进教学模式的改革

  学生可以在云计算平台上获取大量教学资源,既可以实现对已学课程的复习,又可以对未学进行预习,这种学习模式将会有效推动传统以教师为主体的授课方式的转变。通过搭建基于云计算的教学资源平台,实现教学主体逐渐向以学生为主体过渡,学生在学习过程中掌握更多独立性,学生可以借助共享化的教学资源实现自身知识体系的搭建,打破了以往知识的垄断性,克服了教学资源分散、基础设施建设重复、硬件和系统消耗较大而形成的“数字鸿沟”,实现学生知识获取的便利性,此外云计算平台的建设还实现了教学资源建设的分工化,有效规避了对不必要资源的浪费。在这种新教学模式下,教师应通过云计算平台实现与学生的有效沟通,更加及时地获取学生的知识反馈,进而提高学生的学习质量。

  1.3 解决教育教学成本问题

  随着教育教学改革的不断深入,数字化教学已经在教育过程中发挥着越来越重要的作用,而推进数字化教学建设的基础就是有效保证软硬件条件和网络环境,这样才能实现教学资源的存储、编辑和检索等工作。我国传统的教学资源管理模式是采取层级式的建设模式,而这种资源建设模式往往需要较大的资金投入,对网络宽带、硬件资源、地域因素等都有一定要求。基于云计算平台的教学资源建设普遍采取集群架构技术,可以在很大程度上节约资源成本,这就对数字化教学在全国范围的推广奠定基础,有效缓解成本投入对数字化教学推广的制约。

  2 云计算平台在教学中应用的技术概述

  2.1 云计算体系结构的分析

  云计算属于一种分布式计算机技术,通过充分使用网络来将计算处理过程进行拆分,最后在由服务器实现处理结果对用户的反馈,目前较为常用的云计算的包括SaaS、PaaS和IaaS三类,由于不同的服务商往往采用不同的解决方案,因此目前还未能形成较为统一的体系结构,常用的云计算体系结构如图1所示,其主要包括物理资源层、资源池、管理中间件和SOA构建层四个部分。物理资源层是对计算机、存储器、网络设施等物理资源的描述,是开展云计算的基础。资源池根据要完成的功能不同,包括计算资源池、资源存储池、网络资源池或软件资源池等。管理资源件是保证对云计算资源进行有效管理的部分,通过用户管理、任务管理、资源管理等实现计算资源管理的高效化。SOA構建层的主要功能是为了满足Web Services而将云计算进行封装。

  2.2 云服务技术分析

  云服务是指基于Web的网络服务,用户可以按照自身需要在网络上使用IT资源服务,用户无需投建物理基础设施,只需要与云服务提供商之间执行相应协议。云服务可以实现技术的透明性,用户可以不需要关系技术的具体细节并可以保持原有的使用体验,此外由于计算平台和应用透明,部分繁琐工作可由虚拟机直接实现。云服务不仅仅是一种孤立的产品和服务,而是有多种产品和服务构成的端到端的解决方案,云服务的基本功能包括云计算服务和云存储,总结云服务具有易获取、成本低、按需扩展和数据安全的特点。

  2.3 教育云功能应用分析

  基于云计算功能的教学平台通常被称为教育云平台,教育信息化中所包括的硬件计算资源是教育云中的重要内容,在完成计算资源的虚拟化之后可以为师生提供服务。教育云平台的建设在很大上打破了传统教育信息化的边界,促进教育中教学、学习、管理和互动的便捷化转变。教育云实现云计算与教育资源的有效融合,是响应国家“十三五”期间对建设大规模共享教育资源库的要求。教育云需要包括云学习、云教研、云评价和云存储等在内的功能,在云学习模式下,学生可以通过账号而登录到云端参与学习,保证了学生在学习过程中的主观能动性。云教研功能落点于对教师个人教学水平的提升,打破了空间和时间的限制。云评价是教师对学生的课堂表现和成绩进行评价,保证学生家长可以更加有效的了解学生的日常情况,同时家长也可以在平台上及时与教师进行反馈。云存储是指利用分布式存储技术实现碎片化存储,为数据存储提供高可靠性。

  3 基于云计算平台教学资源建设相关建议

  3.1 建设扁平化网络的云计算平台

  传统的网络在使用过程中具有易延迟和易阻塞的缺点,在建设云计算平台过程中可以通过打造扁平化的網络来最大程度上利用云计算平台的优势构建数字化教学资源。在建设过程中取消汇聚层以往的三层网络,使交换机与路由器直接连接实现路由选择来简化网络结构,从而可以降低网络延迟,提高网络的可用率,拓展网络路径。此外,用星形网络来取代树形网络,保证每个交换机都可以独立使用工作站,充分保证与其他交换机的连接功能,有利于以后网点的扩容,满足教育资源平台的扩容需要。

  3.2 有效集成现有的优质教学资源

  为了在最大程度上提高教学资源的可利用率,避免重复性的资金投入,缩短教育资源建设周期,在基于云计算平台的教学资源建设过程中可以通过采购、合作和引进等方式实现不同区域优质教育资源的集成共享,随后在根据云计算平台的建设标准对素材进行二次加工,形成具有符合现代化教育特点的优质教学资源,从而可以提高平台的建设效率,降低投入成本,确保资源建设的质量和数量,推动特色教学资源的建设的应用。

  3.3 基于云平台的数字教育资源建设的安全策略

  构建基于云平台的数字教育资源建设的安全策略是保证平台正常运行的基础,在制定安全策略过程中可以从隐私、虚拟化、审计、监管、存储五个方面制定云存储安全分层模型。为了保证云存储安全和云存储业务之间的协调配合,从计算机硬件设备的安全防护出发可以将云存储系统分为四个安全层次,更好地实现云存储效率、防护投入以及安全可用性等功能。在用户端和服务器端实行不同的可信安全策略,有效防止电脑病毒对云平台的威胁。

  4 结束语

  云计算技术已经得到社会各界的广泛重视,通过云计算技术与教学任务进行有效结合,可以不断推动教学模式的改革,激发学生的学习兴趣,提高学生在学习过程中的主观能动性,取得更好的学习效果。在基于云计算基础的数字教育资源建设过程中,需要充分把握相关技术特点,保证技术推广应用的可用性。

  参考文献:

  [1] 刘越.云计算综述与教育云计算的应用研究[J].信息通信技术,2010(2):14-20.

  [2] 杨克戎,韩兴顺.云计算与高校信息化建设中问题的解决方案[J].电脑知识与技术,2009,5(20):5571-5573

  [3] 袁磊,程美,刘丹,等.我国云计算教育应用的现状与发展趋势[J].现代远程教育研究,2011(6):42-46.

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