淺析基于云桌面系統(tǒng)的高校多媒體教室改造

盧陽 王曜暉 周萬津 趙智權(quán)

摘 ?要：為了達到新課標的要求，我國高校開始普遍推廣和使用多媒體技術(shù)，然而隨著某些設(shè)備的老化，給管理人員帶來了一些管理以及維護的問題。因此，該文將對高校多媒體教室在使用和管理中遇到的問題進行深入剖析，同時提出了云桌面改造構(gòu)建多媒體教室的一些研究方案，并對該方案進行論證，以期推動我國教育事業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。

關(guān)鍵詞：云桌面;多媒體教室;設(shè)備穩(wěn)定性

中圖分類號： G434 ? ? 文獻標志碼：A

1 多媒體教室現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 多媒體教室現(xiàn)狀

2010～2019年，隨著教育技術(shù)水平的提升，很多高校逐步使用多媒體教室代替板書教學(xué)，主要是由PC電腦、投影機、網(wǎng)絡(luò)中控、投影幕布、音響、LED時間顯示器和多媒體柜構(gòu)成的，實現(xiàn)了設(shè)備開關(guān)的統(tǒng)一控制。這一重大變革使教學(xué)手段和質(zhì)量得到了顯著提升，學(xué)生對于知識的掌握更方便，特別是通過動畫、視頻等方式讓肉眼難以分辨的微觀事物得到更為直觀的體現(xiàn)[1-3]。隨著多媒體教室的普及，眾多高校將原有的普通教室升級改建成為多媒體教室，但是由于高校教室數(shù)量較多、分布不均勻，而多媒體設(shè)備頻次較高，導(dǎo)致多媒體教室的管理和使用都不斷出現(xiàn)了新的問題。我?，F(xiàn)有的云桌面教室有5個模板，可以根據(jù)需求切換用于理論課程、實驗課程、常規(guī)考試和重大國家級考試。可以遠程查看機房使用情況，監(jiān)控每臺電腦的運行情況，自由分配各點位電腦的使用配置等。由于云桌面系統(tǒng)的管理便捷和使用順暢，在人員的配備方面可由1名老師統(tǒng)管。而多媒體教室由2013年建設(shè)至今，運行已有7年，日均帶電使用時間超過8 h，據(jù)統(tǒng)計，目前30%的設(shè)備已出現(xiàn)卡頓、10%的設(shè)備故障頻發(fā)或50%的設(shè)備出現(xiàn)故障隱患，卡頓和故障頻發(fā)，已經(jīng)嚴重影響到我校的日常教學(xué)。通過借鑒云桌面的管理模式和經(jīng)驗，隨著信息技術(shù)日新月異的發(fā)展，多媒體教室如何基于云桌面系統(tǒng)進行改造。

1.2 多媒體教室存在的問題

1.2.1 管理問題

目前，眾多高校普遍出現(xiàn)多媒體教室管理較為分散的問題，高校教室作為教學(xué)的基本場所，承擔了繁重的教學(xué)任務(wù)，學(xué)生人數(shù)的增加和學(xué)校的發(fā)展也讓多媒體教室的規(guī)模和數(shù)量得到大幅度的提升。經(jīng)了解，每所高校至少建設(shè)了100間多媒體教室，并且分布在不同的教學(xué)樓，甚至是不同的校區(qū)，由學(xué)校的教務(wù)管理部門統(tǒng)一管理，承擔著多媒體教室設(shè)備的日常維護、故障解決等工作。而許多高校在多媒體技術(shù)人員配置不足，使得在多媒體出現(xiàn)問題時主要通過電話聯(lián)系的方式進行溝通，但是由于教學(xué)樓之間相隔的距離較大，將難以對發(fā)生故障的多媒體進行及時維修，這就會使教學(xué)效率受到影響。

1.2.2 設(shè)備穩(wěn)定性問題

很多高校的設(shè)備因為使用頻次較高，出現(xiàn)了老化現(xiàn)象，課程之間出現(xiàn)卡頓、藍屏和突然死機等情況。對于教學(xué)系統(tǒng)來說，最重要的是不能出現(xiàn)教學(xué)事故，系統(tǒng)需要有較高的容錯率，使得在故障發(fā)生時能夠快速地進行恢復(fù)，由此提高了教學(xué)效率。但是在多媒體教室中，其系統(tǒng)的恢復(fù)效率較低，尤其是分布較為分散的教室媒體平臺，在對軟件進行升級和病毒查殺時將面臨更大的困境。

1.2.3 運維成本問題

在多媒體系統(tǒng)運用的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)由于教師操作不當而出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰的情況，同時對于建校已久的高校來說，大多數(shù)的設(shè)備因負荷運作而出現(xiàn)了提前老化的現(xiàn)象，特別是現(xiàn)有軟件的更新對硬件的要求越來越高，要滿足日常的運行只有不斷地去替換配置更高的硬件。設(shè)備達到一定的使用期限后，批量的維修和更換則需要耗費大量的資金，由此將對學(xué)校建設(shè)造成一定的壓力。

2 云桌面在多媒體教室中使用的優(yōu)勢

在云桌面的維護方面，能夠更好地減少服務(wù)器維護的工作量，同時通過集體效應(yīng)進行物理機的統(tǒng)一管理，管理員可以通過對云桌面的管理部署，實現(xiàn)虛擬桌面的生成和提交，在數(shù)據(jù)中心的控制下實現(xiàn)桌面的優(yōu)化，使用戶得到良好的體驗。云桌面可以對使用行為進行管控，同時外設(shè)使用也將受到管控，這樣能夠更好地避免由于操作不當而出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰的現(xiàn)象。除此之外，云桌面還具有系統(tǒng)保護功能，對于教學(xué)絡(luò)端使用習(xí)慣差、故障率高的系統(tǒng)，能夠快速地進行修復(fù)，由此更好地提高教學(xué)效率。還可以通過遠程進行集中維護，這樣能在降低維護人員數(shù)量以及工作量的同時，也能夠提高故障檢修的效率，快速地恢復(fù)教學(xué)秩序，提高管理成效。采用良好的補丁程序以及安全管理策略實現(xiàn)對應(yīng)用程序的升級改造，以此更好地為教學(xué)提供重要的基礎(chǔ)保障[4]。

3 多媒體教室云桌面平臺架構(gòu)

3.1 云桌面建設(shè)的基本方案

云桌面建設(shè)方案分為硬件和軟件2個部分。硬件方面主要是由服務(wù)器集群與客戶端組成的，兩者通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)連接，并且所有的云桌面建設(shè)都需要兩者的支持，其區(qū)別是存在于服務(wù)器集群的架構(gòu)以及客戶端設(shè)備的選擇。

3.2 云桌面部署拓撲結(jié)構(gòu)

為了確保桌面訪問擁有較高級別的安全性，在用戶啟動終端桌面時，需要進行保密性的身份驗證，以此確保用戶是合法的登錄使用該云端的數(shù)據(jù)中心，同時避免不法分子進行非法訪問[5]。云桌面平臺主要通過智能管理系統(tǒng)進行統(tǒng)一的管理和控制，彈性計算和存儲2個部分資源池是其計算以及存儲的主要模式，其能夠?qū)①Y源的縱向擴展轉(zhuǎn)變?yōu)闄M向擴展，從而優(yōu)化其服務(wù)器，使其增減更容易，而且還不受到系統(tǒng)運行的影響。在部署云桌面系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)時，可以將用戶虛擬鏡像分成基礎(chǔ)、衍生和數(shù)據(jù)3個鏡像，其中的基礎(chǔ)鏡像用于存放公共數(shù)據(jù)，以便于系統(tǒng)啟動時調(diào)用;衍生鏡像則用于存放用戶在操作系統(tǒng)時產(chǎn)生的一些個性化數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)鏡像則用于存放用戶的個人資料等，這種部署模式可以避免一些啟動風(fēng)暴問題。

3.3 云桌面平臺框架

云桌面平臺結(jié)構(gòu)框架主要是由數(shù)據(jù)管理中心、云桌面管理平臺以及虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)實現(xiàn)的，在實際的運行發(fā)展過程中將資源存儲于資源抽象層以及計算機數(shù)據(jù)庫，在使用時能夠?qū)①Y源進行快速的提取調(diào)用[6]。資源抽象層通過基礎(chǔ)設(shè)施為用戶提供了重要的資源保障，通過資源管理以及訪問控制等技術(shù)措施，為客戶提供定制的開發(fā)接口。虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)通過將服務(wù)器軟件進行虛擬化，使得資源共享能夠得到實現(xiàn)，以此更好地為桌面服務(wù)提供基礎(chǔ)保障。云桌面管理平臺負責(zé)將運行中的資源進行二次開發(fā)，進而更好地實現(xiàn)定制化操作，在使用的過程中對用戶的賬號進行管理，使得虛擬化的功能能夠得到開發(fā)利用。

4 云桌面的改造方案

云桌面系統(tǒng)要在維持現(xiàn)有多媒體設(shè)備的基礎(chǔ)上進行改造，需要歷時3個階段完成。第一階段要完成網(wǎng)絡(luò)的布局、后臺服務(wù)器的建立和云桌面軟件的安裝全覆蓋，將各教室的PC電腦串聯(lián)起來統(tǒng)一管理，使用云桌面管理軟件進行管控，解決運營管理困難、系統(tǒng)兼容性差及病毒頻發(fā)的問題，同時增加數(shù)據(jù)隨身，讓老師們擁有更多云端存儲空間的同時徹底擺脫U盤的困擾。第二個階段要完成設(shè)備的逐步更替，現(xiàn)有設(shè)備在使用過程中出現(xiàn)損壞，無法維修或到達報廢年限，可以將設(shè)備更換為云桌面終端設(shè)備，無縫接入統(tǒng)一管控平臺。按現(xiàn)有市場價估算，教學(xué)使用的云終端設(shè)備價格要比PC主機便宜，逐步更換可以在成本得到有效控制的基礎(chǔ)上將設(shè)備進行升級，設(shè)備的自然淘汰也使得資源得到最大化的利用。第三個階段是在所有的PC已經(jīng)更換成云桌面終端設(shè)備后，將原PC中存儲的數(shù)據(jù)全面云端化，完善應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，融合各類智能硬件設(shè)施，更新系統(tǒng)和程序，完成所有點位的授權(quán)，制作教學(xué)使用虛擬模板并分發(fā)到各子端，實現(xiàn)多媒體教室的云桌面以點到面的智能統(tǒng)一管理，全面降低管理成本、能耗成本、時間成本及數(shù)據(jù)安全成本。

方案1：采用全新的硬件建設(shè)大型網(wǎng)絡(luò)多功能課堂。利用多種配置的移動終端設(shè)置多元化、多樣化的教學(xué)情境，教學(xué)人員、學(xué)生以及價值可以利用移動設(shè)備進入課堂。此外，建立教育資源服務(wù)平臺、管理平臺，提供有力的技術(shù)支持，以此實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，促進了教育的有效性。

方案2：建議設(shè)計方案。將傳統(tǒng)PC端的操作系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件安裝在后臺度武器的虛擬機中，運算都服務(wù)器完成，教師實際使用操作方式與傳統(tǒng)多媒體使用方式較為相似。

5 結(jié)論

總的來說，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，基于云桌面的優(yōu)勢對多媒體教室進行改造，符合教育部《關(guān)于加快高校建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》（教高[2018]2號）和《教育信息化2.0行動計劃》（教技[2018]6號）文件要求，利用信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，能夠更好地優(yōu)化傳統(tǒng)教學(xué)的不足之處，進而提升軟件系統(tǒng)的運用效率，同時通過管理人員的綜合部署，使得云桌面系統(tǒng)的服務(wù)器以及顯示終端能夠在低成本支出的前提下，提升教學(xué)效率。

參考文獻

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