教学中云计算的简单应用

时间：2023-08-14 22:09:04 来源：作者：

【摘要】云计算（cloud computing）是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。云计算作为一种新兴的研究领域,近年来在教育领域中倍受研究者的青睐。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。在今后的发展过程中,国家应给予广大教师和研究者应加强自身技术能力的培养,促进云计算技术在教育中的高水平应用和研究。
【关键词】云计算辅助教学教育应用
视频云计算应用在教育行业的实例：流媒体平台采用分布式架构部署，分为web服务器，数据库服务器、直播服务器和流服务器，如有必要可在信息中心架设采集工作站搭建网络电视或实况直播应用，在各个学校已经部署录播系统或直播系统的教室配置流媒体功能组件，这样录播实况可以实时传送到流媒体平台管理中心的全局直播服务器上，同时录播的学校也可以上传存储到信息中心的流存储服务器上，方便今后的检索、点播、评估等各种应用。
一、云计算基本原理和发展现状
云计算是当前一个热门的技术名词，很多专家认为，云计算会改变互联网的技术基础，甚至会影响整个产业的格局。正因为如此，很多大型企业都在研究云计算技术和基于云计算的服务，亚马逊、谷歌、微软、戴尔、IBM等IT 国际巨头以及百度、阿里、著云台等国内业界都在其中。几年之内,云计算已从新兴技术发展成为当今的热点技术。从2003 年Google 公开发布的核心文件到2006 年Amazon EC2（亚马逊弹性计算云）的商业化应用，再到美国电信巨头AT&T（美国电话电报公司）推出的Synaptic Hosting（动态托管）服务，云计算从节约成本的工具到盈利的推动器，从ISP（网络服务提供商）到电信企业，已然成功地从内置的IT 系统演变成公共的服务。云计算是一个产生于IT 领域的概念，IT（Information Technology），即信息技术，包括感测技术、通信技术、计算机技术和控制技术等。在技术发展的历程中，类似于电子商务，云计算也是一个比较模糊的技术术语。这其中一个原因是云计算可以在很多应用程序场景中运用，另外就是大量公司的商业炒作推动了这种趋势。Gartner 公司是全球最权威的技术咨询机构，它的技术成熟曲线就是根据技术发展周期理论来分析新技术的发展周期曲线（从1995 年开始每年均有报告），以便帮助人们判断某种新技术是否采用。
云计算由一系列可以动态升级和被虚拟化的资源组成，这些资源被所有云计算的用户共享并且可以方便地通过网络访问，用户无需掌握云计算的技术，只需要按照个人或者团体的需要租赁云计算的资源。云计算是继1980年代大型计算机到客户端-服务器的大转变之后的又一种巨变。云计算的出现并非偶然，早在上世纪60年代，麦卡锡就提出了把计算能力作为一种像水和电一样的公用事业提供给用户的理念，这成为云计算思想的起源。在20世纪80年代网格计算、90年代公用计算，21世纪初虚拟化技术、SOA、SaaS应用的支撑下，云计算作为一种新兴的资源使用和交付模式逐渐为学界和产业界所认知。中国云发展创新产业联盟评价云计算为“信息时代商业模式上的创新”。
继个人计算机变革、互联网变革之后，云计算被看作第三次IT浪潮，是中国战略性新兴产业的重要组成部分。它将带来生活、生产方式和商业模式的根本性改变，云计算将成为当前全社会关注的热点。
二、云计算在教学领域的应用现状
国外已有不少教育行业的云计算应用案例，如美国格雷汉姆小学的桌面云，日本明治大学的云计算平台，新加坡教育部的云计算平台。我国教育行业的云计算应用相对还比较肤浅，主要的案例有北工大用于科研的云计算平台。教育云终端机基于教育云强大的储存和计算能力实现了多媒体教室设备及终端的无缝连接，其中包括教学中使用的电子白板、投影仪、触控一体机、教师及学生用电脑、音响设备、电子书包等，教育云的出现可以实现跨班教学、同步广播、课程录像点播及实时课程录制等网络化教学，以及数字化校园网络互连与教育资源共享。
目前云计算还处于初始阶段。但是许多大型的IT公司都推出了各种云服务，既有商业的，也有教育的。在云计算的浪潮中，我们要把握时机，充分地运用云计算，为我国的教育信息化服务。
1、构建个人网络学习环境
在Web2.0环境下，个人使用更多的是网络学习和非正式学习，构建个人网络学习环境就显得尤为重要。在云时代，学习者可以根据云服务的类型。自由地选择学习内容和学习方式。网络中有大量的Web2.0工具。如：使用iGoogle我们可以个性化自己的网络空间，Diigo创建个人的美味书签，Sakai管理网络课程等，这些Web2.0工具都属于云服务的范畴。在云时代，我们就可以轻松、自如地创设人性化的网络学习环境。
2、提高网络学习的效率
云计算以用户为中心，让数据和服务围绕着个人，通过云计算平台强大的计算能力。我们可以轻松地获取所需的数据，不必再为面对大量的数据而不知所措，快捷的数据检索、智能的数据处理技术、人性化的服务，将会有效地提高学生的学习效率。
3、云计算与开源教育
云计算的发展，为开源软件的推广应用提供了新的契机。云计算的SaaS(软件即服务)、以服务为中心等等，这些理念都与开源软件提倡的软件免费、以服务的形式付费的观点不谋而合，而且开源软件的可扩展性和灵活性也完全符合云计算的发展趋势。今后云计算平台要搭建在开源软件上，而且大部分的应用都是基于开源软件。对开源软件推入到教育中是一个很好的尝试，这将是我国教育信息化的一个重大的转变。
4、云计算与教育资源
之前用户都是从本地来获取计算资源、应用资源和存储资源。在云时代，将本地的教育资源上传到云计算平台，转化为云服务，使这些资源比自己所能提供和管理的资源更廉价。云计算除了降低成本外。还有更大的灵活性和可伸缩性。云计算提供者可以轻松地扩展虚拟环境，提供更大的带宽或计算资源。这样我们可以轻松的获取别人的教育资源。也可以将自己的资源与别人分享，实现教育资源的开放和共享。
5、构建“云”一“地”中介。促进“人”一“云”的交互。
在云时代，教育机构如何有效地利用云计算服务于教育信息化，一个有效的方法就是构建“云”一“地”中介，通过中介，为各级教育管理机构提供云服务，如：东行记、海盐教师博客群、教育大发现等就是一些初级的云一地中介。通过，“云”一“地”中介，大家共同分享，共同学习，构建云时代的学习共同体，促进了“人”一云”的交互。
三、云计算的主要特征
1、资源配置动态化。根据消费者的需求动态划分或释放不同的物理和虚拟资源，当增加一个需求时，可通过增加可用的资源进行匹配，实现资源的快速弹性提供；如果用户不再使用这部分资源时，可释放这些资源。云计算为客户提供的这种能力是无限的，实现了IT资源利用的可扩展性。
2、需求服务自助化。云计算为客户提供自助化的资源服务，用户无需同提供商交互就可自动得到自助的计算资源能力。同时云系统为客户提供一定的应用服务目录，客户可采用自助方式选择满足自身需求的服务项目和内容。
3、以网络为中心——云计算的组件和整体构架由网络连接在一起并存在于网络中，同时通过网络向用户提供服务。而客户可借助不同的终端设备，通过标准的应用实现对网络的访问，从而使得云计算的服务无处不在。
4、服务可计量化。在提供云服务过程中，针对客户不同的服务类型，通过计量的方法来自动控制和优化资源配置。即资源的使用可被监测和控制，是一种即付即用的服务模式。
5、资源的池化和透明化——对云服务的提供者而言，各种底层资源（计算、储存、网络、资源逻辑等）的异构性（如果存在某种异构性）被屏蔽，边界被打破，所有的资源可以被统一管理和调度，成为所谓的“资源池”，从而为用户提供按需服务；对用户而言，这些资源是透明的，无限大的，用户无须了解内部结构，只关心自己的需求是否得到满足即可。
四、云计算辅助教学对教学的影响
云计算辅助教学从本身信息技术的学科特点以及从事信息技术教学所需的软硬件方面，提供了一些合适的，可行的方案。云计算辅助教学对信息技术教育的影响主要表现在以下几个方面：
1、可以为学校节约计算机、网络交换等硬件设备的购买和维护成本。
目前，大部分中小学都配备着大量的计算机和网络设备，为了满足越来越多的计算需求和信息技术学科教学所需的硬件需求，学校不得不经常购买更新计算机硬件以及一些网络设备。云计算固有的特点使其比其他新技术更容易进入学校。如果使用云计算辅助教学服务，绝大部分计算任务交给云端（分布式计算机服务器）来完成，学校只需让电脑接入互联网即可。云计算对用户端的设备要求很低———这一特点决定了云计算辅助教学将会在学校大受欢迎，可以为学校节约大量的计算机、网络交换等硬件设备的购买和维护成本。
2、可以为学校提供相对经济的应用软件服务
软件即服务是云计算提供的一种服务类型，它将软件作为一种在线服务来提供。学校使用云计算辅助教学后，无需再花费大量资金购买软件，一些常用的应用软件如办公软件、电子邮件系统，特别是学生学籍管理等，云服务已经提供，收费低廉，有的甚至是免费。作为客户端的本地电脑只要连网，即可享受云服务，不用担心应用软件是否是最新版本，这也极大地减少了学校为维护和升级应用软件而投入的费用。
Google协作平台是用来进行信息技术辅助教学比较知名的“云计算”。 Google在2008年4月份进军云服务行列，已经不再是搜索引擎那么简单。Google套件里包含有众多的功能模块，如Google相册、Google文档、Google 图片、Google日历、Google演示文稿、Google小工具等。google协作平台又称Google Sites，是一个在线应用程序平台，用户可以利用这个平台，将各种信息（文本、日历、演示文稿、图片等）整合起来，共同创建和维护一个站点，就像编辑一个文档那样简单。只要稍微有点office操作经验的人，会比较容易掌握其编辑方法。创建者可以设定权限，控制谁有权力访问，谁有权力编辑，也就是可以设定拥有者、协作者和察看者用户等等。在信息技术科目的教学上，师生可以协作建立一个站点，共同开展研究，互相补充学习材料，展示收集的相关资源，发布一些研究成果；教师可以把协作平台作为教学平台，也可以作为学习资源展示平台，知识补充平台，作业批阅平台，延伸和扩展了学习空间。
3、可以充分发挥学生和学科自身的特点，达到教学与学习的最优化。
信息技术学科在教学进度、教学内容和教学要求上具有异步的特点。信息技术课不大可能出现传统学科的那种高度统一的局面，直接决定了信息技术课在教学内容和进度方面的可变性和可选择性；另一方面，由于信息技术本身具有极强的实用性、可自学性，学生的学习进度往往在多个方面表现出极大的差异性。云计算服务针对学科特点，根据每个学生的知识水平，在它带来的学习环境中，每个学生可以根据自己需要，定制学习计划和学习资源，而不需要所有学生都步调一致，学习同样的内容，同时也提高了学生的自学能力。
随着教育信息化的不断发展。教育信息资源要不断增长，服务要向多元化发展。云计算平台满足了这种多元化的需求，从微软到谷歌都推出了自己的云计算平台，我们可以使用他们的云计算平台，例如现在很多的学校都在利用Google 地球社区来开展地理课的教学，就是一个很好的利用Google云服务的例子。当然，我们也可以租用网络空间。创设自己的网络平台，既免去了购买大量的硬件设备，又消除了维护系统的烦恼，符合我国目前教育信息化的现状，也促进了教育信息化的多元发展。
未来，云计算将为高校与科研单位提供实效化的研发平台。云计算应用已经在清华大学、中科院等单位得到了初步应用，并取得了很好的应用效果。在未来，云计算将在我国高校与科研领域得到广泛的应用普及，各大高校将根据自身研究领域与技术需求建立云计算平台，并对原来各下属研究所的服务器与存储资源加以有机整合，提供高效可复用的云计算平台，为科研与教学工作提供强大的计算机资源，进而大大提高研发工作效率。

参考文献：
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[6]杨明芳，袁曦临.云计算环境下的数字图书馆〔刀.图书馆建设.2009，9
[7] 计算的相关概念百度网

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