高波涌等

摘要：針對目前高校計算機專業(yè)精品課程建設中存在的一些問題，本文在分析了云計算的原理及關鍵技術的基礎上，提出一個基于云計算的精品資源共享課平臺框架，然后以相關省數據庫精品課程為例闡述利用云計算進行課程共享設計與實施的方法及步驟，從而提高精品課程共享的質量和效率。

關鍵詞：云計算；數據庫課程；精品共享課

2012年5月教育部印發(fā)的《精品資源共享課建設工作實施辦法》中指出：在“十二五”期間，將建設5000門國家級精品資源共享課。優(yōu)質教育資源的共享已經成為國家教育發(fā)展的重要工作之一。

讓全社會更好共享優(yōu)質教育資源，是精品課程建設的重要任務和基本要求。各精品課程在建設過程中，利用網絡技術將積累的課程資源進行上網共享。然而，由于精品課程重心仍在申報等方面，而忽略了成果的使用和推廣，其資源共享應用效果并不樂觀，主要存在以下問題：

（1）建立的精品課程網站的優(yōu)質資源不豐富[1]。系統(tǒng)的、質量較高的資源較少，這就在一定程度上影響了共享的質量。

（2）現有的精品課程系統(tǒng)無法實現遠程實驗教學。實驗只能在實驗室進行，這不利于學生個性化、自主學習。目前，實驗室建設也很難跟上IT技術的發(fā)展步伐，無疑對在校生使用計算機輔助其學習起到了負面的影響。另外，其他學校的學生或社會人員更無法遠程利用該高校實驗室資源，造成實驗室建設的利用回報率低。

（3）現有的精品課程網站的網絡教學輔導雖然以網絡為媒介，不受時間、空間限制，但明顯缺乏實時互動與同步交互[2]。很多時候，教師可能已上傳資料多日，學生才注意到，或是學生留言尋求幫助卻不能得到及時解答。

（4）目前的教育資源與傳統(tǒng)的流媒體技術的應用主要是以B/S或P2P模式來實現的，在實際應用中還存在諸多不足[3]：資源相對集中、容易造成系統(tǒng)瓶頸與網絡阻塞；流媒體服務可靠性與可用性不強。這些都會造成學生學習效率低下，學習興趣下降。

（5）維護問題多。各個精品課程都是獨立維護，整體維護成本高昂。如果維護工作不到位，這就不能很好地為共享服務。

精品共享課的建設是原精品課程的轉型升級，促進優(yōu)質課程教學資源的共建與共享是重點。利用云計算，促使各精品課程建設共享各自優(yōu)質資源，凸顯學習者的主體地位，服務學習型社會建設，成為一種精品資源共享課建設的有效思路。

云計算及其關鍵技術

云計算是一種資源交付和使用模式，指通過網絡獲得應用所需的資源包括硬件、平臺和軟件，是一種新型的商業(yè)計算模型[4]。其基本原理是在一個大型的數據管理中心統(tǒng)一管理下，將分布在不同的地理位置的計算機組成超級虛擬計算機，并由管理中心負責資源分配以及安全控制等，使各種不同應用系統(tǒng)能夠根據需要獲取存儲空間、計算資源以及各種軟件服務。云計算的關鍵技術如下：

（1）虛擬化技術：這是云計算的最主要特征，實現了軟件和硬件的分離，用戶在虛擬層運行自己的軟件，而無需考慮后臺硬件的實現。這樣就可以減少服務器的負載，可以更好地利用精品共享課資源。

（2）安全技術：云計算能確保云端數據存儲中心的安全可靠。在精品共享課建設過程中，我們就可以不用花費大量的時間、精力和軟硬件成本來保障數據安全。

（3）SaaS（Software as a Service，軟件即服務）：SaaS就是以服務的形式訪問網絡上的軟件，服務商通過瀏覽器將軟件傳遞給客戶，客戶按時間或數量付費后直接使用。這樣，就為精品共享課應用節(jié)省了大量的軟件購買、更新、維護等資金。

因此，云計算在解決精品課程現有問題及其轉型升級上有著明顯的優(yōu)勢，可以充分利用現有的軟硬件資源，提供強大的課程資源共享能力，使學生不受時空限制地訪問所需優(yōu)質資源。并且節(jié)約了軟硬件投資，也提高了資源利用率。對基于云計算的精品共享課建設展開探討，為精品課程有效深入地共建共享提供了一條新的思路。

云計算下的精品資源共享課建設方案

我們結合精品共享課建設需要及云計算的特點，提出了基于云計算的精品資源共享課建設平臺，其基本架構如右圖所示。

平臺層是整個系統(tǒng)結構的基礎，云基礎平臺利用虛擬化技術管理底層硬件資源，實現資源多用戶共享下的數據和信息安全。應用層提供各類的精品資源共享課教學相關的應用軟件，主要包含：用于教學與教學管理的學習資源平臺、針對學生問題進行答疑的學習交流平臺以及虛擬實驗室。通過交互層的用戶Web門戶，用戶只需要使用瀏覽器就可以進行學習、交流和虛擬實驗。

精品資源共享課云計算平臺的建設，其最終目的是構建一個良好的開放、共享課程體系，真正做到“人人可學、處處可學、時時可學”。借助云計算的平臺，一種靈活性強的可開放共享的精品教學資源和一種新型的師生交互服務將使得現有的精品課程的影響力發(fā)生巨變，課程建設傳播奠定了良好的教學支持服務架構。

數據庫精品課程后續(xù)共享課建設的實踐

“數據庫原理及其應用技術”是計算機專業(yè)的核心課程之一，具有理論性強、實踐應用性突出等特點。我校通過多年的課程改革和實踐，逐漸形成了自己的課程教學特色，2006年成為浙江省精品課程。目前，我們正在積極籌備，依托云平臺進行深入建設和共享應用研究，準備申報國家級精品課程以及精品資源共享課。我們的建設路徑如下：

1.選擇或開發(fā)適合的云平臺

為了能夠讓云計算更快更好地服務于現代教育事業(yè)，實現精品資源共享化，應當以能夠發(fā)揮最大效益的思想為指導，合理建設或選擇符合實際需求的云平臺。一般可以選擇微軟、IBM或者谷歌等提供的大型云服務來搭建自己的課程建設平臺。

由于Microsoft SQL Azure是基于本精品課程網站前期數據庫Microsoft SQL Server的，因此本平臺采用微軟云計算平臺Azure。

2.通過云計算進行精品共享課資源的整合

我們利用云計算平臺將精品課程網站的維護和新功能的實現進行“外包”，將課程建設的時間和精力主要花在優(yōu)質資源內容建設上。云計算最小化了終端設備的需求，可以很方便地實現精品教育資源的開放和共享。同時，我們將開源軟件等免費優(yōu)質資源納入到云計算教育中，如在數據庫應用技術教學中便采用了開源的MySQL作為學生課程實驗和課程設計所使用的數據庫管理系統(tǒng)。

3.通過云計算建立個性化網絡學習環(huán)境

云計算以終端用戶為中心，因此建立的精品資源共享課平臺讓學生能夠方便快速地構建自己的個性化學習環(huán)境，自主決定學習方式和學習內容。同時，云計算的高效智能數據服務等也會有效地提高學生的自主學習效率。學生普遍反映通過個性化學習，不僅增加了學習的興趣，能深入對數據庫理論知識進行學習，并且獨立自主學習的能力也有提升。

4.建立虛擬數據庫實驗室

我們通過租用或自己搭建一個集中的服務器群作為虛擬網絡實驗室云平臺的網絡云，在服務器群中部署了微軟云軟件，其中云中心管理軟件可以根據需求動態(tài)地分配和維護虛擬網絡實驗室云。每個教師用戶都有一個賬戶，這個賬戶限制了這個用戶可以分配的虛擬機的總數量，可以通過Web門戶來完成申請?zhí)摂M機、創(chuàng)建虛擬機，安裝操作系統(tǒng)模板，配置虛擬機、設置IP地址、管理虛擬機和保存實驗配置（用戶可以把所有的操作配置信息保存下來）等操作。

例如，有個教師用戶，他在虛擬網絡實驗室云的權限是可以分配12G內存，600G硬盤，這樣他可以登錄虛擬實驗云的Web門戶，根據自己實驗的需要來創(chuàng)建對應數量的虛擬機，他可以創(chuàng)建6臺（每臺內存2G，硬盤100G）的虛擬機，也可以創(chuàng)建2臺（每臺內存6G，硬盤300G）的虛擬機，供不同的學生使用。在創(chuàng)建虛擬機時可以根據需要自動安裝對應的操作系統(tǒng)。他可以管理和配置虛擬機，執(zhí)行的是和配置物理機一樣的操作。

一般學生用戶可以通過Web門戶或遠程桌面來使用自己的虛擬機。實驗過程中，他可以隨時把配置文件保存下來后注銷，后臺的云管理系統(tǒng)自動回收當前用戶的虛擬機。等用戶下次登錄時，虛擬實驗云平臺可以根據用戶的選擇，自動分配資源，把保存過的配置恢復，這樣用戶可以從上次實驗結束的位置繼續(xù)完成實驗。他可以在任何時候、任何地點使用任何的上網設備登錄虛擬網絡實驗室云來完成做實驗。這樣，不但充分提高了設備實驗效率，也大大提高了用戶學習效率。

在數據庫相關課程的教學中，上機實驗是非常重要的一個教學內容，學生只有通過足夠的上機實驗，才能真正理解和掌握該學科的理論知識，才能獲得一定的實驗能力，并初步具有處理實際問題的能力。通過建立虛擬實驗室，減少了對實驗室軟硬件的投入以及在實驗室管理方面的人力時間成本。并且讓學生實驗操作更加自由、充分、自主，對學生獨立自主學習的能力、實踐能力的提升有極大促進作用。

結語

我們在原有精品課程網站的基礎上，建立了基于云計算的在線測試系統(tǒng)和虛擬數據庫實驗室，進一步凸顯了學生在教學活動中的主體地位，將有效地提高學生使用的積極性，發(fā)揮精品課程的價值和作用，朝精品資源共享課不斷邁進。