索紅霞

探究云平臺在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理中的應(yīng)用

索紅霞

臨沂大學(xué)外國語學(xué)院，山東 臨沂 276000

許多與計(jì)算機(jī)應(yīng)用相關(guān)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課都涵蓋了安裝配置復(fù)雜的軟件以及煩瑣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因?yàn)榉峙涞綄W(xué)生手中的資源屈指可數(shù)，實(shí)驗(yàn)資源的約束已演變成導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量不高的根本原因，所以為了妥善處理相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)需求與硬件資源限制這一矛盾，提出云平臺理念，并在此基礎(chǔ)上對云平臺在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理中的應(yīng)用進(jìn)行探究，供以借鑒。

云平臺；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；視頻傳輸

引言

開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)時(shí)會(huì)要求學(xué)生進(jìn)行一些較為煩瑣的實(shí)驗(yàn)，特別是網(wǎng)絡(luò)方面的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)環(huán)境的構(gòu)建需要安裝比較冗雜的軟件，甚至還會(huì)牽扯到很多的實(shí)驗(yàn)室終端主機(jī)，同時(shí)這些主機(jī)還要結(jié)合實(shí)驗(yàn)步驟組成一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。從學(xué)生的角度出發(fā)，在建立實(shí)驗(yàn)環(huán)境的過程中很容易受到設(shè)備硬件條件的約束。為了妥善處理這一問題，本文結(jié)合工作實(shí)踐與試驗(yàn)探索，提出了實(shí)驗(yàn)云平臺構(gòu)建及應(yīng)用的解決方案。

1 高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中的云平臺

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目的是促使學(xué)生可以到實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)，然而實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)備存在一定的約束性，這樣就不得不為學(xué)生重新建立一個(gè)適宜的、可持續(xù)的、循環(huán)使用的、便捷高效的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，進(jìn)而提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體水平。

從當(dāng)前的發(fā)展趨勢來看，很多高校的實(shí)驗(yàn)室往往呈現(xiàn)出分散無序的狀態(tài)，還很容易衍生重復(fù)建設(shè)、信息孤島、資源浪費(fèi)等相關(guān)問題，究其原因在于各專業(yè)實(shí)驗(yàn)室還沒有達(dá)到統(tǒng)籌建設(shè)的目的。筆者建議高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)整合各專業(yè)實(shí)驗(yàn)室中的相關(guān)資源，并在此基礎(chǔ)上依據(jù)虛擬化理念建立與之相匹配的實(shí)驗(yàn)云。這樣的云平臺主要有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，不會(huì)對學(xué)生自身PC機(jī)的資源帶來影響；第二，在開展實(shí)驗(yàn)課的時(shí)候主要采取B/S模式進(jìn)行，清晰明了。顯而易見的是，高校通過實(shí)驗(yàn)云平臺的建設(shè)，勢必會(huì)提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行提供應(yīng)有的保障。軟硬件設(shè)備虛擬化在云計(jì)算中扮演著重要的角色。之所以這樣說是因?yàn)樵朴?jì)算中全部的軟件設(shè)備、硬件設(shè)備以及實(shí)驗(yàn)環(huán)境都是建立在虛擬平臺之上的，可以促使相關(guān)資源演變成相應(yīng)的虛擬化的、可共享的資源。

網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的背景下，“互聯(lián)網(wǎng)+”的實(shí)現(xiàn)可以大大加快云平臺構(gòu)建的腳步，也為云平臺的構(gòu)建提供強(qiáng)而有力的技術(shù)保障。網(wǎng)絡(luò)不但打破了人們的交流形式、創(chuàng)新了人們的生活模式，還妥善解決了空間與時(shí)間資源產(chǎn)生的矛盾問題。隨著云計(jì)算的應(yīng)運(yùn)而生，實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源不再來源于以前傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室，而是在云平臺中集成、整合與共享。這樣高校的專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室就可以省去投入資源的步驟與配置，全部實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都能在平臺上進(jìn)行。

綜上所述，虛擬化技術(shù)為實(shí)驗(yàn)云平臺的構(gòu)建提供了強(qiáng)而有力的技術(shù)支持，而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為云平臺的建立奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。云計(jì)算與虛擬化技術(shù)的完美結(jié)合為云平臺提供了應(yīng)有的保障。云計(jì)算可以使實(shí)驗(yàn)室達(dá)到資源共享的目的，降低相關(guān)硬件投入成本，對提升高校實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)涵，促進(jìn)辦學(xué)效益的健康發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。

2 實(shí)驗(yàn)云平臺的構(gòu)建

構(gòu)建實(shí)驗(yàn)云平臺的基礎(chǔ)主要包含以下兩點(diǎn)：第一，虛擬化軟硬件；第二，物理環(huán)境。因此，高校實(shí)驗(yàn)室管理部門應(yīng)采取針對性的手段對實(shí)驗(yàn)室中已具備的物理資源以及相關(guān)軟硬件進(jìn)行科學(xué)的統(tǒng)籌分配。一般而言，實(shí)驗(yàn)云平臺的構(gòu)建主要包含以下幾個(gè)步驟。

第一步，建立相應(yīng)的設(shè)備資源庫與數(shù)據(jù)信息庫。第二，建立實(shí)驗(yàn)私有云。當(dāng)組織順利完成第一步以后，就可以為某一學(xué)科專業(yè)建立與之相匹配的實(shí)驗(yàn)云，同時(shí)還要對各門課程實(shí)施的情況進(jìn)行科學(xué)跟蹤、統(tǒng)計(jì)與分析。第三，構(gòu)建局域網(wǎng)實(shí)驗(yàn)云。相關(guān)實(shí)驗(yàn)室機(jī)構(gòu)需要在已具備的局域網(wǎng)絡(luò)上面構(gòu)建與之相匹配的云平臺，并在此基礎(chǔ)上與虛擬化軟硬件以及物理資源結(jié)合起來。

不僅如此，高?？梢圆扇∮行Т胧⒚恳粋€(gè)學(xué)科中的實(shí)驗(yàn)云轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢▽W(xué)科群特色的云平臺。還可以整合相關(guān)軟硬件資源，同時(shí)還要做好云平臺與相關(guān)軟硬件資源的重新規(guī)劃工作，構(gòu)建相應(yīng)的云平臺，然后再與其他云平臺對接，繼而組建一個(gè)更高層面的云平臺[1]。之所以這樣做，是因?yàn)樵朴?jì)算在高校實(shí)驗(yàn)教育與管理當(dāng)中得到了廣泛的使用。無論是對于虛擬化設(shè)備來說，還是就云計(jì)算技術(shù)而言，都會(huì)引起專家教授的高度重視。在他們深入研究的基礎(chǔ)上得到一些先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的育人經(jīng)驗(yàn)，顯然這樣實(shí)驗(yàn)云也會(huì)慢慢被更大區(qū)域的云平臺所代替。通過這種方式可以促使相關(guān)物理資源朝著虛擬實(shí)驗(yàn)云的方向發(fā)展，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體效果與水平。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的功能和結(jié)構(gòu)

開放式虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺無論是在學(xué)校的管理方面，還是在科研等內(nèi)涵發(fā)展方面都起到了不容小覷的作用[2]。通常情況下，該實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的工作模式如下：首先，通過相關(guān)終端設(shè)備，用戶可以在第一時(shí)間連接到會(huì)話管理中心，繼而為桌面環(huán)境以及服務(wù)器提供與之相匹配的管理平臺。其次，在用戶登錄的過程中，系統(tǒng)會(huì)結(jié)合用戶的實(shí)際需求為其分配最適宜的桌面環(huán)境。這個(gè)時(shí)候用戶就可以通過身份認(rèn)證直接進(jìn)入指定的界面，繼而促使虛擬桌面達(dá)到無縫鏈接與順暢登錄的效果。再次，用戶成功登錄平臺以后，就可以進(jìn)行相應(yīng)的操作，包括預(yù)定實(shí)驗(yàn)室、查詢實(shí)驗(yàn)課表等。最后，用戶選擇實(shí)驗(yàn)臺操作這一功能時(shí)，一定要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)通過刷卡等形式進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。筆者建議相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)或?qū)嶒?yàn)管理人員可以使用ZigBee等手段來控制實(shí)驗(yàn)臺的電源。當(dāng)用戶刷卡通過以后，就可以打開提前預(yù)訂好的實(shí)驗(yàn)室或者是實(shí)驗(yàn)臺的電源。這時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)也會(huì)充分呈現(xiàn)出該實(shí)驗(yàn)臺的具體狀況。

4 實(shí)驗(yàn)云教學(xué)平臺中視頻傳輸?shù)膽?yīng)用效果

以往的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)對服務(wù)器性能以及網(wǎng)絡(luò)寬帶提出了諸多的要求。縱觀傳統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐，即便網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)可以符合用戶的實(shí)際需求，然而多媒體通信的體驗(yàn)卻不能使用戶滿意，尤其針對高校校園網(wǎng)絡(luò)來說，在線用戶數(shù)量大、在線時(shí)間長等特點(diǎn)相對于小區(qū)網(wǎng)絡(luò)更煩瑣。從當(dāng)前的發(fā)展趨勢來看，很多云終端在虛擬桌面實(shí)際應(yīng)用期間僅僅支持窗口化的標(biāo)清視頻；而針對云計(jì)算平臺下的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)來說，在充分引進(jìn)組播技術(shù)等相關(guān)概念的基礎(chǔ)上，不但可以提升服務(wù)水平，還能在很大程度上妥善處理多媒體應(yīng)用上的缺陷，使用戶可以通過“云”體驗(yàn)到繪聲繪色的高清視頻的播放效果[3]。

筆者建議高校應(yīng)重新規(guī)劃部署網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的硬件，目的是減少服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力，盡可能使虛擬機(jī)播放出來的視頻暢通無阻。除了支持HDMI高清接口等參數(shù)，提供大于30?FPS的幀速率以外，虛擬桌面的色彩度還不小于32位。無論對于哪臺虛擬機(jī)來說都支持遠(yuǎn)程播放高清視頻。由此可見，對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)中的硬件進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)可以更好地支持虛擬云平臺環(huán)境下的多媒體應(yīng)用。

5 結(jié)語

總而言之，實(shí)驗(yàn)云平臺的構(gòu)建妥善地解決了實(shí)踐教學(xué)受時(shí)間與空間約束、信息安全等諸多問題。除此之外，平臺還為學(xué)生的學(xué)習(xí)營造出輕松、和諧的教學(xué)氛圍，在很大程度上促使實(shí)驗(yàn)室與實(shí)驗(yàn)設(shè)備得到了充分的使用，從而為積累實(shí)驗(yàn)教學(xué)以及人才培養(yǎng)的寶貴數(shù)據(jù)資源提供了支撐，不但大大提高了實(shí)驗(yàn)室的利用率，提升了學(xué)生的實(shí)踐能力，還使實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平達(dá)到事半功倍的效果。

[1]陳四清，張明昊. 云平臺下解剖實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建[J]. 教育現(xiàn)代化，2018，5（30）：149-150.

[2]王華. 云教育平臺在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J]. 電腦知識與技術(shù)，2016，12（30）：153-154.

[3]蔣玉宇，劉鎮(zhèn). 基于云平臺的O2O實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2016，35（10）：188-191.

Exploring the Application of Cloud Platform in the Management of Experimental Teaching in Colleges and Universities

Suo Hongxia

School of Foreign Languages, Linyi University, Shandong Linyi 276000

Many professional lab courses related to computer applications cover the installation of complex software and the topology of trouble locks. Because the resources allocated to students are few, and the limitations of experimental resources have evolved to the root cause of poor quality of experimental teaching. Therefore, in order to correctly handle the contradiction between relevant professional experimental requirements and hardware resource constraints, the concept of cloud platform is proposed, and on this basis, the application of cloud platform in experimental teaching and management in colleges and universities is discussed.

cloud platform; experimental teaching; video transmission

G436

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