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1、基于云计算的教育网络平台的应用研究 摘要：云计算作为一种崭新的分布式计算模式，能够给用户提供可靠的、自定义的、最大化资源利用的服务。基于云计算技术建立一个统一、开放、灵活的教育网络平台，具有实现资源共享，缩小各地教育信息化的差距等方面的重大意义。该文阐述了云计算技术的相关概念和特点，以及建设基于“云计算”的教育网络平台的意义，并以“世界大学城”云平台为例，介绍了云计算技术在教育领域中应用所具有的显著优点。 A Study on Cloud-computing-based Education Platform ZHOU Hui （Hunan electrical college of techn
2、ology， Xiangtan 411101， China） Abstract： Cloud Computing is a new application model for decentralized computing which can provide reliable， customized and maximum number of users with minimum resource. The development of cloud computing marks a great leap towards designing a unified， open and flexib
3、le educational informationization platform， sharing educational resources， and diminishing gaps in the use of educational informationization. This paper introduces the concept，characteristics of cloud computing，and take World University City for example，and discuss the significant advantages in the
4、education informationization platform，which is brought by the technology of cloud computing. Key words： cloud computing； education informationization； World University City； platform； space 自上世纪九十年代以来，信息技术在我国教育领域得到了快速的发展和广泛的应用，影响并改变着教育与学的方法和手段。同时，也存在着资源分散、成本昂贵、数字鸿沟、优质教育资源匮乏等诸多问题。2012年3月教育部颁布的教育信息化十年
5、发展规划（2011-2020年）中提出，用十年左右的时间初步建成具有中国特色的教育信息化体系，使我国教育信息化整体上接近国际先进水平，推进教育事业的科学发展。然而，我国各类教育机构、学校、高校数量庞大，大部份学校在信息化建设过程中面临资金、人力投入巨大，资源紧缺等问题。如果在现有教育信息化基础设施的基础上，组建基于云计算的教育网络平台，利用云计算提供的计算、存储、网络等服务，就可以提高资源共享程度，将有效地解决我国教育信息化基础设施重复性建设的问题，缓解教育发展的不均衡，有利于缩小数字鸿沟，为各层次水平的学校提供强大的在线应用功能服务，从而大大提升我国教育信息化水平。 1 云计算简介 云计算是
6、分布式计算、并行计算、 网格计算的发展， 也是效用计算、“按需计算”、“互联网计算”等概念演进的结果。云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，有效地将大规模的计算资源以可靠服务的形式提供给用户，使用户能够根据需要获取各种计算力、存储空间、软件服务。从而将用户从复杂的底层硬件逻辑、网络协议、软件架构中解放出来，不再需要在本地建设、运行和维护价格昂贵的计算系统，通过支付低廉的服务费用，就可以完成在本地需耗费巨大的计算或处理任务。 云计算除了低成本这一显著特点之外，还有如下主要特点： 1）泛在接入：云计算提供的服务简化了终端用户的硬件配置，用户可以利用各种终端设备（如智能手机、平板电脑、笔记
7、本电脑等）随时随地通过互联网访问云计算服务。云计算对用户端的设备要求极低、使用非常方便。 2）按需扩展：云计算服务的规模可快速伸缩，以适应业务负载的动态变化，满足各种应用的需要，能够根据用户的不同需求为用户提供个性化的服务，避免了因为服务器性能过载或冗余而导致的服务质量下降或资源浪费。云计算具有软硬件需求的按需扩展能力，计算资源能够动态地有效分配。同时，云计算的应用使用大规模的数据中心以及功能强劲的服务器来运行网络应用程序与网络服务，因此可以提供高性能的计算服务和近乎实时的部署和使用，而对于云计算服务的用户，云的资源几乎是无限的。 3）资源共享：由于数据存储在云端，而不是在用户自己的设备中，这
8、样在保证可靠安全存储的同时，可以根据权限进行资源的整合共享，轻松实现不同设备间的数据与应用共享。比如我们使用的网络相册。 4）安全、可靠：云计算提供了最可靠、最安全的数据存储中心，用户不用再担心病毒入侵、数据丢失等麻烦。 2 基于“云计算”的教育网络平台的重大意义 2.1 极大降低教育信息化建设的成本 对于我国各类学校来说，为了应对日益增长的教育信息化需求，以及维持现有基础 IT 设施的运转，常常需要大量人力物力的投入。无论是日常办公还是教学、科研与实验等各方面的软硬件投入都是巨大的开支。而且有些软硬件用不了多长时间就要更新或淘汰，这就意味着浪费了一大笔资源。通过云计算的应用，可以大大减少在软
9、硬件等基础设施方面的投入，也不需要专业人士的管理与维护，并能够以其可扩展性来满足教育信息化的快速成长和服务多元化要求。 2.2 显著提升教育信息化支持服务能力 过去，各种教学资源分布在各类远程教学系统中，采用传统的Browser/Server结构模式设计，这种模式很难满足大量的人同时并发访问同一个系统。基于云计算的教育平台可以提供强大支持服务能力，尤其适合大规模的教育市场。随着新一代移动通信和宽带技术的应用，手机移动学习和虚拟实验室的兴起，特别是人们对视频旺盛的需求日益增大，通常都需要大型数据中心存储大量数据及提供无限计算能力，而这些都可以通过云计算相关技术得到支撑。 2.3 大大促进教育信息
10、资源共享 在技术管理方面，可以利用云计算提供的平台服务，将复杂、繁重的教育信息的存储与管理等工作外包出去。当各处分散孤立的、本地化的网络信息平台转为一个与具体 IT 基础设施无关的强大的统一的通用信息平台时，将打破教学条件和环境的壁垒，为各类学校提供一个教学资源共享的环境，普通学校将拥有一流学校才能配置的学习环境，提升教学水平。 2.4 有效提高教育信息安全 在云计算中，数据存储在服务器端，计算由服务器端来处理。用户不必担心因个人疏忽造成的数据丢失、硬件损坏或是计算机病毒和网络黑客入侵带来的数据安全问题。云计算所提供的服务都分布在不同的服务器上，保证了应用和计算的正常进行。另外，所有数据被复制
11、到多个服务器节点上，存储在云里的数据即使意外删除都不会受到影响。如果某个节点出现故障，则抛弃该节点，将其任务交给别的节点，而在节点故障排除后可实时加入现有服务器集群中。云计算服务将我们面对的数据安全风险分散到广大的“云”网络服务器中，信息安全得到很大程度的提高。 3 基于“云计算”的教育网络平台“世界大学城”的应用 “世界大学城”是一个以云技术为支撑的教育网络平台，是近年来教育信息化领域的一次突破性创新，已在湖南、新疆、山东、广东、浙江、北京、广西近200万实名师生中使用，用户最大并发量超过5000万，引起了全国广泛的关注。 “世界大学城”以云平台和云空间为构成元素，为每个机构建立一个网络服务
12、平台，为每个人建立一个功能强大的学习空间。平台空间地位平等、互联互通、共建共享、开放互动、绿色安全，具有强大的发布、管理、互动和拓展创新功能等显著优点，具体表现在以下几个方面： 3.1 瞬间发布各种大数据教学资源，且平台空间容量不受限制 大并发量海量数据存储与处理及视频流分发，使得一个小小的空间平台不仅具有传统网站的所有功能（评论、发表、收藏、分享、推荐、订阅、添加、删减、博客、微博、威客），而且能瞬间发布各种大数据教学资源，例如，视频和多媒体文件，可以做到电视台专业的技术装备才能做到的视频直播与转播。此外，传统网站空间的大小都是受限制的，容量越大，费用越高，而世界大学城平台、空间的容量均不受
13、限制。 3.2 自定义、个性化管理功能超级强大 目前许多网站，都有个人空间，而且也都能进行有一些个性管理，但还没有任何一个互联网平台空间的自定义和个性化管理有现在的世界大学城云平台这样全面，具有与机构平台一样强大的功能。平台空间自定义的具体内容，如表1所示。 由于平台空间的构建可以完全自定义，所以“世界大学城”中的每个平台空间各不相同，个性化程度极高，而且精彩纷呈。例如：山东商业职业技术学院张军荣老师的空间，她是一位图书管理员，她把自己的空间变成了一个庞大的数字图书馆，可以进行在线图书阅读以及在线借阅图书。 3.3 云平台和云空间的操作方便、快捷 在“世界大学城”搭建云平台、云空间的操作简单，
14、方便快捷，非专业人员只要会打字就可以建好自己的空间。湖南省教育厅，500多所院校，2个半小时培训，各院校云平台半小时全部开通。一个30000 人的学校，30000个师生空间加上学校及各院系平台1小时内就能搭建完成。 搭建云平台、云空间只要以下几步简单的操作就能快速完成，首先空间的搭建和管理是通过顶部的“管理空间”开始，在“栏目管理”中就可以建设自己的个性化栏目，并可以自由选择添加删除。继续添加只需填写相应的栏目名称，选择栏目类型，视频或文章，点击添加即可搭建完成，形成自己的个性化栏目，每个栏目都可以设置不同的访问权限，空间为用户提供了五种不同级别的权限设置，可以根据需要自行设定。在“空间装扮”
15、中有海量模板，根据自己性格喜好自由选择，任意设置比例布局，模块增加删除。 空间操作如此方便，即使是小学生也能轻易建成自己的空间。例如，山东省临沭县进修附小四年级刘艺莹小朋友的空间，她将空间应用于自己的学习，建立了自己的学习书架、学习导航，发表了455篇文章。一个10岁的小朋友能将自己空间建设的如此精彩，充分体现了空间功能的便捷性。而这样的小朋友空间还不是一个两个，临沭县优秀云空间中就展示了10多个这样的小学学生空间。 3.4 云平台和云空间之间互联互通、资源智能汇聚与相互推送 “世界大学城“好比无数张相互交错的网，网与网交错形成无数个结点，每个结点都是各个院校的平台，每位老师、学生的空间，点与
16、点之间的线就是无数条互联互通的网络高速公路。每个平台和空间均为中心，即多中心，也就是无中心。云平台、云空间之间共享基础逻辑架构，形成一个网状整体。云平台、云空间之间的逻辑关联图如图2所示。 世界大学城每一个平台空间都是一个强大的互联互通的个性化网站，能实现完全互联互通。例如，在”世界大学城”云平台上，任意点击首页的小图标，就直接进入到相应的云平台、云空间。如果点击“湖南电气职业技术学院”，就来到该校的云平台，然后从这个平台点击某一个位老师或学生，就又轻松进入到了他们的云空间，不管是在学校云平台还是师生云空间，都可一键回到自己的云空间。这就充分体现了平台和平台之间，平台和空间之间，空间和空间之间
17、全部实现互联互通。 “世界大学城”平台空间之间资源可以自动汇聚与相互推送，每个人可以根据任意发布的信息立即找到发布者，进入发布者空间。可以收藏并分类任何文章、视频、图片，进入到“我的学习空间”，并可进行收藏内容的进一步分类管理。从而轻松构建汇聚大量资源的个性化的移动数字图书馆。 3.5 节省大量软硬件的投入和运维成本 “世界大学城”平台完整实现全面的云服务模式，各个教育机构无需大量投入购买服务器集群设备、无需购买服务器集群带宽、无须投入网络开发和维护费用、无需投入软硬件淘汰升级费用，节省大量开支。在这一点上，湖南省的成功经验受到了全国广泛关注，值得学习借鉴。 湖南是职业教育大省，但不是职业教育
18、强省，面对职业院校基础条件薄弱、优质教学资源不能共享、信息化建设进程缓慢的实际情况，湖南的做法就是采用“企业投资搭建平台，院校按需购买服务”的新模式，依托 “世界大学城”，不涉及硬件投入，每一个学校或教育机构根据自己的规模，按每空间100元的标准，购买相应规模的机构平台服务。发放实名制的个人学习空间或专业特色空间。每年按每空间10-16元的标准支付空间服务费用。上网的带宽由学校自己解决。这样极大地节省了教育信息化建设的资金投入。经测算，学校的资金投入仅为传统建设模式的十分之一，达到了“方便用、用得起”的效果。 3.6 实名制的空间更加安全、健康 “世界大学城”通过与居民身份证号对应的教育身份号
19、，锁定用户的真实身份，实名的网络空间便于国家、省、市、县、学校教育行政职能部门管理。可以有效应对垃圾信息泛滥、社会化网络管理难的问题。 同时，“世界大学城”采用智能、单向，防修改的数据备份安全系统机制，将数据保护在最为安全可靠的云计算中心，由服务供应商提供专业的处理和防护，避免了将数据存放在本地计算机上容易数据丢失、损坏或病毒感染等问题。 4 结束语 实践证明，基于云计算的教育网络平台能提供以用户为中心，快捷、安全的数据存储和网络服务，让人们不受时间地点和高端设备限制而进行大数据计算、存储的设想成为可能。基于云计算的平台建设模式能极大降低教育信息化建设的成本，并能够以其天然具有的可扩展性来满足教育信息化的快速成长和服务多元化要求，为教育信息化建设提供了新的思路和解决方案，必将加快我国教育信息化建设的步伐，有力推动整个教育信息化的发展。