王超 吳倩 趙陽

（1.石家莊經(jīng)濟學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心，河北石家莊050031；2.石家莊陸軍指揮學(xué)院科研部，河北石家莊050084；3.河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院科研處，河北石家莊050011）

摘要：該文將闡述云計算的特征和優(yōu)勢結(jié)合當前我國的教育環(huán)境的一些特點探索云計算在教育領(lǐng)域應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：教育；科研；云計算

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)23-5581-02

On Cloud Computing Application in the Field of Education

WANG Chao1, WU Qian2, ZHAO Yang3

(1.Modern Education Technology Center, Shijiazhuang University of Economics, Shijiazhuang 050031, China; 2. The Ministry of Scientif? ic Research, Shijiazhuang Army Command College, Shijiazhuang 050084, China; 3.Department of Scientific Research, The Fourth Hospi? tal of Hebei Medical University, Shijiazhuang 050011, China)

Abstract: This article will explain the features and advantages of cloud computing, combined with some of the features of the current edu? cational environment to explore the cloud computing application prospects in the field of education.

Key words: education; research; cloud computing

教育是全社會關(guān)注的重點，也是一個國家保持可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新的基礎(chǔ)。教育領(lǐng)域的信息化建設(shè)就是要采納最新的信息技術(shù)，促進先進的教育成果的流通，實現(xiàn)廣泛的合作，從而提高教育效果，促進科技進步。而云計算被認為是下一代網(wǎng)絡(luò)計算平臺的核心技術(shù)，是一個全新的領(lǐng)域，是一種新的計算模型，能夠更經(jīng)濟高效地完成應(yīng)用服務(wù)。對當前教育資源總體缺乏且分布不均的困境提供了一種優(yōu)化資源的不錯選擇。

1云計算的定義

云計算模式的主體是所有連接著互聯(lián)網(wǎng)的實體事物，比如人、設(shè)備或程序。這種模式是以服務(wù)為本，按需使用和訪問網(wǎng)絡(luò)上的各種信息化服務(wù)。這種模式的原理是：軟硬件資源被封裝成服務(wù)，客戶端通過網(wǎng)絡(luò)按需使用。

云計算是針對巨大規(guī)模的分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提供的應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。它以互聯(lián)網(wǎng)的資源庫存為基礎(chǔ)，將大量計算機硬件結(jié)構(gòu)虛擬于信息化資源池，把任務(wù)分布于資源池里，利用網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母咚俦憬荩瑢?shù)據(jù)的處理提升到互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的服務(wù)器群去完成。這個群由數(shù)據(jù)處理中心管理的大量普通的服務(wù)器組成。完整的云計算是動態(tài)的資源分配體系，提供提供全面的應(yīng)用程序環(huán)境，動態(tài)部署、動態(tài)分配用戶所需的計算任務(wù)和資源，并實時監(jiān)控使用和運行情況。云計算技術(shù)把過去獨在網(wǎng)絡(luò)中提供個體服務(wù)集群化，云計算技術(shù)使得整個網(wǎng)絡(luò)形成了一個有機整體。

與超級計算機相比，云計算技術(shù)不受計算機本身的軟硬件性能的限制，在云計算中，采用云計算的網(wǎng)絡(luò)幽靈極大的突破，應(yīng)用程序終端所處理的數(shù)據(jù)結(jié)果并不必存儲在本地資源中，而可以保持在云網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)中心上，用戶所需要的相關(guān)應(yīng)用程序也不必運行在本地終端上，而是運行在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器群中的資源池里。因此云網(wǎng)絡(luò)終端用戶不必擔心自己的本地終端的軟硬件性能，通過云計算連接起來的硬件資源平臺可以實現(xiàn)本地用戶不具備的功能和應(yīng)用。云計算的最大特點是提供了幾乎無限的廉價存儲和計算能力，各種應(yīng)用終端能夠根據(jù)用戶自身按需從網(wǎng)絡(luò)中獲取相應(yīng)的服務(wù)。

2云計算的特征和優(yōu)勢

2.1在云計算的定義中有四個關(guān)鍵要素

1）用戶通過網(wǎng)絡(luò)以服務(wù)的方式得到所需的軟硬件資源。

2）資源根據(jù)用戶的需求進行動態(tài)配置和擴展。

3）這些資源為云中的用戶所共享，物理上以分布的方式存在，最終在邏輯上以單一整體的形式呈現(xiàn)。4）用戶對資源按需付費，而不需要進行后期管理。

2.2云計算的優(yōu)勢

1）優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局。從分散的、高耗能的模式轉(zhuǎn)變?yōu)榧械?、資源友好的模式。

2）推進專業(yè)分工。有效避免了IT產(chǎn)業(yè)中可能產(chǎn)生的內(nèi)耗。

3）提升資源利用率。云計算平臺中的資源利用率可達80%以上，

4）減少初期投資。用戶不再需要進行巨大的一次性IT投資，在使用這些IT資源時，可以按照自己的實際使用量付費。

5）降低運營成本。按需付費，不用后期維護。

6）產(chǎn)生新創(chuàng)價值。云計算推動的新價值鏈產(chǎn)生過程中，能夠創(chuàng)造更多的就業(yè)機會，產(chǎn)生更多的新興服務(wù)，建立新興產(chǎn)業(yè)

3云計算為我國教育事業(yè)發(fā)展提供了新思路

一般來說，教育可以分為三個階段：以保證人口素質(zhì)為目標的普及性基礎(chǔ)教育，以培養(yǎng)人才為目標的高等教育，以不斷更新和提高為目標的繼續(xù)教育。在這三個階段中，教育的目標和方式各不相同，對信息化技術(shù)也提出了不同的要求。但不論哪個階段，提供教育服務(wù)的大學(xué)、中小學(xué)、職成教等機構(gòu)的主要工作內(nèi)容包括課堂教學(xué)、實驗和教輔三大領(lǐng)域。

3.1云計算在課堂教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式中，教師通過講解并運用板書配合說明，學(xué)生缺乏對教學(xué)內(nèi)容的真實感受。為了改善教學(xué)效果，還需要通過多種方式來增強學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的親身感受，提高動手能力。近些年，利用各種對媒體方式來展示教學(xué)內(nèi)容已較為普遍，通過這種方式，可以大大提高教學(xué)內(nèi)容的直觀性，增加教學(xué)的互動性，激發(fā)學(xué)生的興趣、想象力和創(chuàng)造力。然而，共享這些豐富教學(xué)的內(nèi)容需要高效、普遍的信息化基礎(chǔ)設(shè)施，云計算能夠為教育的信息化建設(shè)提供技術(shù)支持和交付方式。

教育行業(yè)可以采用集中式的信息化基礎(chǔ)設(shè)施，通過網(wǎng)絡(luò)遠程訪問，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享和新型教學(xué)方式的推廣。這種方案既可以提高投入的效率，又可以促進資源的公平分布，特別是提高邊遠和落后地區(qū)的教學(xué)效果。通過云計算搭建“教育云”平臺，是教育信息化建設(shè)的重要方向。在我國臺灣地區(qū)試行的“電子書包”計劃就是云計算在教育領(lǐng)域的典型體現(xiàn)。為了減輕小學(xué)生背書包上學(xué)的負擔，學(xué)生們將得到一臺輕薄、具有觸控式屏幕的電腦，通過網(wǎng)絡(luò)與老師在校園內(nèi)隨時隨地進行移動式學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)連接的后端即為教育云平臺，平臺內(nèi)存儲著大量的教學(xué)資源，如與課本內(nèi)容同步的資料庫，以及師生間互動的空間和工具等。

3.2云計算在教學(xué)實驗中的應(yīng)用

實驗是教學(xué)的實踐環(huán)節(jié)，是教學(xué)過程中不可或缺的重要組成部分，學(xué)生通過動手實驗來獲取教學(xué)理論的實踐知識，加深教育對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生能夠獲取更多的知識和探索新的領(lǐng)域。而學(xué)校的硬件資源往往不能保證每個學(xué)生都擁有自己的實驗室。云計算通過共享開發(fā)測試資源和遠程桌面共享的方式，可以實現(xiàn)虛擬實驗室的設(shè)想。虛擬實驗室通過標準化環(huán)境建設(shè)完成實驗室環(huán)境準備，通過虛擬化資源池建設(shè)完成實驗室環(huán)境搭建，通過自動化方式完成實驗資源申請、回收、監(jiān)控和管理，通過虛擬桌面的方式完成遠程訪問。

3.3云計算在教輔領(lǐng)域的應(yīng)用

教育云能提高學(xué)校的行政管理能力，整合學(xué)校的各種信息化系統(tǒng)，如辦公自動化系統(tǒng)、學(xué)生信息系統(tǒng)、教學(xué)管理和教育效果評估系統(tǒng)等。通過這樣的整合，學(xué)校管理者可以有效地監(jiān)考教學(xué)的效果，分析相關(guān)的原因、尋求改進提高的方案。

4云計算對教育的影響

4.1促進教育公平

教育公平是為了保證社會穩(wěn)定，促進經(jīng)濟和社會的協(xié)調(diào)發(fā)展。教育不公平是師資、信息、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施等資源分布不均衡的社會普遍現(xiàn)象。云計算可以通過網(wǎng)絡(luò)使儲存在“云”上的教育資源通過終端設(shè)備傳遞給每個所需要的人，這樣人人都可以得到優(yōu)質(zhì)的教育資源信息，大家都可以享受公平的教育環(huán)境。

4.2降低教育成本

云計算的優(yōu)勢是低成本和高收益。對于原來需要提供信息存儲服務(wù)的教育部門或?qū)W校，通過云計算把需要存儲的資源放在云上，大大降低了購買這些硬件資源所需要的成本，降低了服務(wù)器及所需基礎(chǔ)設(shè)施的更新維護費用、人工管理費用和能源消耗費用。對于教育部門，可以集中租用云服務(wù)，以減少重復(fù)投資，提高信息資源利用率，倡導(dǎo)“綠色教育”。

4.3改變教學(xué)方式

教育信息化系統(tǒng)遷入“云”之后，師生可以隨時隨地進行教學(xué)活動，促進移動學(xué)習(xí)。移動學(xué)習(xí)是一種不受時間地點限制，按照自己的需求學(xué)習(xí)的一種新的學(xué)習(xí)方式。在移動學(xué)習(xí)過程中，交互性、協(xié)作性與自主性通過云服務(wù)得以實現(xiàn)，凸顯了學(xué)生在教學(xué)活動中的主體地位。

4.4提高管理效率與成本

云計算在學(xué)校的應(yīng)用將進一步推動教育信息化的深入實施。通過云教育平臺，學(xué)校管理者可以向師生發(fā)布各種信息，及時獲得師生的信息反饋。信息的快速、便捷、廉價傳遞有助于提高管理效率，降低管理成本。管理者也可以借助平臺了解學(xué)校教學(xué)和管理工作的狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題，提出改進辦法和措施。

4.5助推繼續(xù)教育

繼續(xù)教育主張在每一個人需要的時刻以最好的方式為其提供必要的知識和技能。在屬于不同行業(yè)、不同群體的個體可以根據(jù)需要自由選單，按需學(xué)習(xí)。覆蓋國民的公共云教育平臺可以在終身教育領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。

5建立教育云要素

要打造一個成功的“教育云”，除了政策的扶持、足夠的經(jīng)費和相關(guān)的技術(shù)之外，還有如下一些關(guān)鍵要素：

1）使用者的教育方式和觀念。相比于傳統(tǒng)的教育模式，老師需要更多的創(chuàng)新意識，學(xué)生需要更多的互動，家長也需要通過此平臺與學(xué)校、老師溝通，進一步了解孩子的學(xué)習(xí)情況；

2）政府的積極介入和管理。政府需要扮演引導(dǎo)者和推廣者的角色，比如，建立能夠提供符合教育云要求的教師培訓(xùn)體系；提供相應(yīng)的政策對先行者進行補助或獎勵，從而鼓勵更多企業(yè)和學(xué)校參與其中；

3）健康的產(chǎn)業(yè)鏈及生態(tài)環(huán)境。獨立軟件開發(fā)商、IT硬件設(shè)備生產(chǎn)商、數(shù)字內(nèi)容提供商需要共同參與教育云的建設(shè)和維護，從而創(chuàng)造出優(yōu)質(zhì)的“教育市場”，這樣不但可以降低整體成本，還能夠培育出優(yōu)秀的教育服務(wù)；

4）適應(yīng)現(xiàn)代信息化環(huán)境的教育教學(xué)方式。教師要有意識地利用信息化的教學(xué)手段，對學(xué)生因材施教，教育產(chǎn)業(yè)應(yīng)該開發(fā)豐富多樣的信息化教育內(nèi)容，學(xué)校、社會和家庭應(yīng)該利用信息化手段實現(xiàn)經(jīng)常性的互動。

6結(jié)束語

我們可以將云計算在教研、教學(xué)和教輔三大領(lǐng)域的應(yīng)用統(tǒng)稱為“教育云”。打造教育云對于一個國家來說是重要而迫切的，因為在培養(yǎng)國家認同感和國家競爭力方面，教育向來是重要的基石。教育云所蘊含的資源和能量，不應(yīng)只局限在一個國家的內(nèi)部，而應(yīng)從全球的角度來考察。教育云除了能讓學(xué)生方便的接觸到全世界的知識，還能使教育機構(gòu)進行跨國界的交流與合作，進一步強化教育內(nèi)容體系，對內(nèi)提升國民對傳統(tǒng)文化和國家的認同感，對外實現(xiàn)交流文化、科技乃至價值觀的目標。

參考文獻：

[1]楊崢洪,周發(fā)武.云計算和物聯(lián)網(wǎng)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2011.

[2]王鵬.走進云計算[M].北京:人民郵電出版社,2009.

[3]虛擬化與云計算』小組.云計算寶典[M].北京:電子工業(yè)出版社,2011.

[4]黃小龍.淺談云計算技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用[J].信息技術(shù),2011(8).