應(yīng)用型本科院校實(shí)踐基地云平臺(tái)的建設(shè)與利用

朱良平

(皖江工學(xué)院，安徽 馬鞍山 243031)

在信息全球化的發(fā)展背景之下，關(guān)于云計(jì)算的應(yīng)用成為熱門話題，云計(jì)算的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于不限制用戶對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)的形式，提高了互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的效率和普及范圍，主要是指云服務(wù)的各種資源獲取。這使云計(jì)算具有資源節(jié)約型的優(yōu)勢(shì)，無(wú)論是在管理或者是整合方式上都能夠得到良好體現(xiàn)，應(yīng)用于高校的教學(xué)過(guò)程中能夠帶動(dòng)教學(xué)模式的創(chuàng)新。并且根據(jù)我國(guó)教學(xué)改革工作的相關(guān)要求，注重新教學(xué)模式的應(yīng)用以及正確的教學(xué)資源共享進(jìn)行優(yōu)化是重要的工作任務(wù)，將其應(yīng)用于教學(xué)過(guò)程中具有積極意義。這是本文的研究重點(diǎn)所在，重點(diǎn)探討應(yīng)用型本科院校實(shí)踐教學(xué)改革對(duì)于云計(jì)算的應(yīng)用。

一、云計(jì)算與教育領(lǐng)域的深度結(jié)合

云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)于人們的生活和生產(chǎn)都產(chǎn)生了較大的影響，許多人都將其視為IT領(lǐng)域的改革浪潮，這也使云計(jì)算開始進(jìn)入國(guó)家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)范疇。之所以云計(jì)算有如此高的知名度，其中涉及到云計(jì)算技術(shù)在社會(huì)各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用所產(chǎn)生的一系列影響。云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)是通過(guò)資源池的方式整合大量計(jì)算機(jī)任務(wù)，方便用戶對(duì)于自身所需的計(jì)算資源的獲取，同時(shí)還能夠享受到與之配備的存儲(chǔ)空間以及其他軟件服務(wù)內(nèi)容。有研究指出，云是指一個(gè)包含大量虛擬資源的資源池別并且能夠根據(jù)用戶的需求內(nèi)容實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的配置調(diào)整，確保最佳計(jì)算能力和存儲(chǔ)資源狀態(tài)。由此可知，云計(jì)算技術(shù)的核心思想是依據(jù)用戶的需求提供相關(guān)的服務(wù)，故此將通過(guò)云計(jì)算實(shí)現(xiàn)的服務(wù)稱之為云服務(wù)。在教育領(lǐng)域中，應(yīng)用云計(jì)算主要體現(xiàn)在對(duì)于教育信息化的建設(shè)方面，即被稱之為“教育云”，搭建一個(gè)供應(yīng)教育領(lǐng)域人員使用的具有良好可持續(xù)性的支持平臺(tái)，同時(shí)為今后教育的信息化建設(shè)提供技術(shù)支持?？梢哉f(shuō)成為教育信息資源供應(yīng)和完善的集合，通過(guò)針對(duì)信息加工的方式實(shí)現(xiàn)教育者和被教育者之間的有效互動(dòng)，同時(shí)針對(duì)教育管理者及利益相關(guān)者實(shí)施監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)和現(xiàn)代教育活動(dòng)以及管理方式的一體化操作。以此提高日常教學(xué)效率，保證教學(xué)質(zhì)量水平。由此可知，在應(yīng)用型本科院校的建設(shè)過(guò)程中，尤其是教學(xué)改革工作中，充分運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)的優(yōu)勢(shì)十分關(guān)鍵。

二、云計(jì)算與應(yīng)用型本科高校的建設(shè)引導(dǎo)和推動(dòng)

應(yīng)用型本科高校的建設(shè)十分關(guān)鍵，關(guān)系到我國(guó)專業(yè)技術(shù)人才的供應(yīng)。主要形式是通過(guò)院校和企業(yè)深度合作的方式，憑借實(shí)際工程提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力，為學(xué)生今后走向社會(huì)快速就業(yè)奠定基礎(chǔ)，同時(shí)也更好地彌補(bǔ)了生產(chǎn)過(guò)程中的人才空缺?？梢哉f(shuō)，這一轉(zhuǎn)型工作關(guān)系到我國(guó)高校大規(guī)模教育改革的發(fā)展走向，能夠?yàn)槲覈?guó)社會(huì)的迅速發(fā)展提供一批具有專業(yè)技術(shù)能力的工程技術(shù)人才，關(guān)系到我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的智力支持以及人才供應(yīng)?？紤]到現(xiàn)階段所使用的教學(xué)手段和方法以及構(gòu)建的交流環(huán)境，無(wú)法針對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力進(jìn)行有效提升，尤其是涉及到大規(guī)模工程實(shí)踐能力方面的培養(yǎng)，更是表現(xiàn)出后力不足的情況，此時(shí)就需要針對(duì)相應(yīng)的教學(xué)環(huán)境進(jìn)行改革，而云計(jì)算時(shí)代的到來(lái)則為該問(wèn)題的解決提供了方向，尤其是關(guān)于應(yīng)用型本科院校教學(xué)環(huán)境方面的建設(shè)，確保了教學(xué)環(huán)境建設(shè)方面的基礎(chǔ)知識(shí)。由此可見，云計(jì)算所表現(xiàn)出的特征和工程思維教學(xué)需求不謀而合，在云計(jì)算環(huán)境的支持下，保證教學(xué)組織的有效性，確保所搭建的教學(xué)環(huán)境符合資源節(jié)約型要求，同時(shí)為學(xué)生的智力和實(shí)踐能力的增長(zhǎng)提供平臺(tái)支持[1]。由此可知，基于云計(jì)算的應(yīng)用型本科高校教學(xué)環(huán)境建設(shè)已成為必然趨勢(shì)，這也是本文的研究重點(diǎn)所在。

三、應(yīng)用型本科院校教學(xué)環(huán)境所面臨的挑戰(zhàn)

得益于云計(jì)算優(yōu)良性能的支持，越來(lái)越多的教育工作者開始將自身的教學(xué)任務(wù)以及過(guò)程遷移到云上。但考慮到現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)高校有關(guān)現(xiàn)代化教學(xué)環(huán)境的配置主要是通過(guò)大量采購(gòu)臺(tái)式電腦并進(jìn)行堆砌的方式來(lái)提高日常教學(xué)的現(xiàn)代化水平，因此，通常教室都會(huì)配備獨(dú)立的多媒體教學(xué)環(huán)境[2]。傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足之處越發(fā)明顯，首先，是關(guān)于終端的管理難度較大；其次，教師的使用并不方便快捷，較低的安全性加上較慢的反應(yīng)速度，以及面對(duì)著更新?lián)Q代十分迅速的信息技術(shù)現(xiàn)狀，加大了該方面的成本支出，具體問(wèn)題主要如下：

(一)終端管理和維護(hù)工作量大

分散的PC主機(jī)設(shè)置意味著日常維護(hù)工作量巨大，限制了整體的運(yùn)維效率。并且主機(jī)安放在教室內(nèi)，意味著其遭受人為破壞的可能性更高，這也增加了日常管理工作的難度。除此之外，關(guān)于主機(jī)系統(tǒng)的補(bǔ)丁和升級(jí)也對(duì)應(yīng)較大的工作量。

(二)安全性不高

安全性不高主要體現(xiàn)在教師關(guān)于各類信息資料的傳輸方面，采用優(yōu)盤的方式可能會(huì)出現(xiàn)未知病毒的傳播，不僅容易影響主機(jī)的安全性，同時(shí)很有可能借助內(nèi)網(wǎng)針對(duì)全校的主機(jī)進(jìn)行傳播，不利于校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全。

(三)資源利用不充分、能耗高

通常在實(shí)施采購(gòu)時(shí)，會(huì)以市場(chǎng)中目前最為先進(jìn)的主機(jī)作為采購(gòu)對(duì)象，這是為了應(yīng)對(duì)被市場(chǎng)快速淘汰，但是相對(duì)而言，主機(jī)的利用率較低，出現(xiàn)大量的資源閑置現(xiàn)象，引發(fā)浪費(fèi)問(wèn)題。并且主機(jī)通常有較大的功耗，當(dāng)出現(xiàn)大規(guī)模使用情況時(shí)，必然會(huì)引發(fā)較大的能耗問(wèn)題，不利于資源節(jié)約。

(四)硬件更新?lián)Q代周期快

關(guān)于電腦終端的采購(gòu)，國(guó)內(nèi)教育行業(yè)所遵循的采購(gòu)原則一般為一次買足頂級(jí)配置，而眾所周知，主機(jī)的生命周期一般在3—5年左右，并且其對(duì)應(yīng)的軟硬件系統(tǒng)升級(jí)周期較短，現(xiàn)代技術(shù)的快速發(fā)展決定著主機(jī)更新速度的長(zhǎng)短，想要保證主機(jī)的先進(jìn)性，就需要支出更多的成本。

(五)可擴(kuò)展性差

關(guān)于終端數(shù)量的增加，一般以采購(gòu)和安裝系統(tǒng)為主，在進(jìn)行硬件升級(jí)過(guò)程中勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)淘汰，有的產(chǎn)品或是全部拆除，或者是重新組裝，整體表現(xiàn)出的可擴(kuò)展性并不強(qiáng)。

(六)總體成本居高不下

除了在采購(gòu)主機(jī)方面需要支出較高成本之外，日常的運(yùn)維工作也會(huì)帶來(lái)較高的成本支出。這是由于主機(jī)相對(duì)較為分散，日常的運(yùn)維工作量較大，表現(xiàn)出較高的管理人員數(shù)量要求，也就意味著更高的人力成本支出。同時(shí)在主機(jī)更新、采購(gòu)以及日常運(yùn)營(yíng)的成本方面也是較大的支出部分。

四、云計(jì)算技術(shù)在應(yīng)用型本科院校教學(xué)中的具體實(shí)踐

對(duì)于應(yīng)用性本科院校而言，借助云計(jì)算的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)自身的轉(zhuǎn)型升級(jí)，意味著更加廣闊的發(fā)揮空間，這是因?yàn)樵朴?jì)算的應(yīng)用，尤其是在具體教學(xué)過(guò)程中，對(duì)于學(xué)校的有效性進(jìn)行了顯著的提升，保證學(xué)生擁有充分的自主探究的空間。故此要求云計(jì)算應(yīng)用需要重點(diǎn)關(guān)注多媒體教學(xué)環(huán)境的構(gòu)建，保證環(huán)境的合理性，才能夠更好發(fā)揮云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于學(xué)生實(shí)踐能力和設(shè)計(jì)創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。下面就針對(duì)基于云計(jì)算的應(yīng)用型本科院校教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

(一)云服務(wù)管理平臺(tái)

建立在云服務(wù)臺(tái)之上的多媒體教學(xué)環(huán)境，不再使用傳統(tǒng)的電腦機(jī)房結(jié)構(gòu)，同時(shí)發(fā)生改變的還包括主機(jī)的應(yīng)用以及管理模式，這種模式能夠保證既不對(duì)原先的使用習(xí)慣產(chǎn)生破壞，同時(shí)也能夠提高日常使用的效率。對(duì)于IT資源的調(diào)用，更加方便。同時(shí)所構(gòu)建的教學(xué)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在針對(duì)硬件、軟件服務(wù)進(jìn)行一體化的綜合，最終所得到的產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)開箱即用，融合服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)終端以及配套的各類應(yīng)用軟件。該多媒體教學(xué)平臺(tái)能夠支持學(xué)生機(jī)硬軟件系統(tǒng)操作系統(tǒng)的升級(jí)需求，只需要通過(guò)更改配置就能夠達(dá)到相應(yīng)的升級(jí)要求，不需要進(jìn)行大量的硬件更換[3]。同時(shí)針對(duì)高校內(nèi)所有辦公室電腦、教室電腦實(shí)施統(tǒng)一管理機(jī)制，也就意味著所有服務(wù)器都將處于一個(gè)統(tǒng)一的資源池接受管理，實(shí)現(xiàn)了資源的集中，大大提高日常管理的效率，不需要再重復(fù)構(gòu)建其他的平臺(tái)用于管理。

1.用戶權(quán)限與鏡像管理云服務(wù)

設(shè)置用戶名和密碼權(quán)限作為登錄平臺(tái)的憑證，并提供各種操作功能服務(wù)，達(dá)到相應(yīng)的功能體現(xiàn)。這其中就包含與教學(xué)環(huán)境以及課程對(duì)應(yīng)的虛擬機(jī)鏡像文件的創(chuàng)建，鏡像文件的構(gòu)建關(guān)系到虛擬機(jī)快速部署的效率。在鏡像文件創(chuàng)建完成之后，針對(duì)學(xué)生的虛擬機(jī)進(jìn)行布置。

2.學(xué)生虛擬機(jī)相關(guān)操作

學(xué)生虛擬機(jī)部分的功能設(shè)計(jì)，通過(guò)系統(tǒng)鏡像文件得到純凈版虛擬機(jī)，安裝環(huán)境為根據(jù)教學(xué)需求所設(shè)計(jì)的集成開發(fā)環(huán)境，運(yùn)用浮動(dòng)IP和虛擬機(jī)綁定的方式得到最終的虛擬機(jī)模板進(jìn)行文件，供學(xué)生進(jìn)行使用。

3.監(jiān)控與日志管理

有關(guān)服務(wù)器的性能水平直接決定著云服務(wù)平臺(tái)日常的運(yùn)行效率，關(guān)系到對(duì)于服務(wù)器參數(shù)的掌握和了解，以及對(duì)于整個(gè)平臺(tái)良好運(yùn)行。由于服務(wù)器多集中了所有的資源，因此，有利于針對(duì)資源的統(tǒng)一管理和監(jiān)管，達(dá)到資源的高效利用，避免浪費(fèi)。同時(shí)還能夠?qū)⑹褂们闆r及時(shí)反饋給管理人員，從統(tǒng)一管理角度，針對(duì)全校的IT資源進(jìn)行調(diào)度和運(yùn)用。

(二)云終端系統(tǒng)

所打造的云終端系統(tǒng)中包含桌面云技術(shù)以及相應(yīng)的管理平臺(tái)，建立在云計(jì)算架構(gòu)之上，主要作用是對(duì)IT系統(tǒng)提供專項(xiàng)服務(wù)，主要功能是將桌面操作系統(tǒng)應(yīng)用以及數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，并進(jìn)行存儲(chǔ)和計(jì)算，從而滿足用戶對(duì)于云服務(wù)的需求，具有高效，安全的優(yōu)勢(shì)，并且實(shí)現(xiàn)了整體系統(tǒng)運(yùn)行能耗的控制。通常情況下，云終端都使用ARM平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其功耗在10萬(wàn)W以下，具有低功耗的特點(diǎn)。操作系統(tǒng)為L(zhǎng)inux，全面兼容FTV和RDP協(xié)議，具有安全性能高以及經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)勢(shì)，即使在其他場(chǎng)合應(yīng)用也能夠滿足各種要求。云終端配合FTC技術(shù)保證各類教學(xué)資源的完美呈現(xiàn)，同時(shí)滿足教學(xué)和辦公的各類需求[4]。因此，可以搭載多媒體教學(xué)上機(jī)，考試系統(tǒng)等數(shù)字化技術(shù)結(jié)合進(jìn)行使用。目前云終端的價(jià)格水平維持在傳統(tǒng)個(gè)人PC的20%左右，使用硬軟件一體化設(shè)計(jì)，方便日常的維修和管理。

(三)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架云服務(wù)平臺(tái)

以云計(jì)算作為主要的技術(shù)架構(gòu)，提高關(guān)于資源的整合效率，同時(shí)針對(duì)相關(guān)應(yīng)用和信息服務(wù)進(jìn)行集成，提高整體的服務(wù)水平。并注重關(guān)于平臺(tái)的開放性，共享能力以及資源引入能力的提高。云浮平臺(tái)的特點(diǎn)就在于通過(guò)提供應(yīng)用程序虛擬化組件的方式，以虛擬技術(shù)作為依托，達(dá)到應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)的偶合效果，采用虛擬環(huán)境運(yùn)行應(yīng)用程序，降低應(yīng)用成本的同時(shí)有利于應(yīng)用程序功能最大程度的發(fā)揮，在系統(tǒng)資源的支持之下實(shí)現(xiàn)程序在客戶端中的體現(xiàn)。并且在部署虛擬化發(fā)布平臺(tái)的過(guò)程中，對(duì)原有的拓樸結(jié)構(gòu)不存在影響，實(shí)現(xiàn)了操作的簡(jiǎn)化。

五、構(gòu)建多終端融合數(shù)字化教學(xué)環(huán)境

信息化時(shí)代背景之下，有關(guān)云計(jì)算技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)成為必然的趨勢(shì)。通過(guò)云服務(wù)平臺(tái)具有多終端融合數(shù)字化教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，來(lái)提高課堂教學(xué)水平，保證學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)足夠豐富，同時(shí)帶動(dòng)授課方式的轉(zhuǎn)變，構(gòu)建一個(gè)更加豐富有趣的教學(xué)環(huán)境，完成教學(xué)模式創(chuàng)新。這對(duì)于應(yīng)用型本科院校的教育改革工作而言十分重要，關(guān)系到廣大學(xué)生在工程實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力方面的培養(yǎng)[5]。故此，以云計(jì)算為基礎(chǔ)架構(gòu)的數(shù)字化云服務(wù)平臺(tái)的打造和應(yīng)用就需要關(guān)注使用主體的體驗(yàn)的豐富。該方案基于Server－Client模式，Server端集中所有的資源，包括計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)資源等，能夠保證教育資源的有效供給。所采用的終端為ARM架構(gòu)，具有低功耗和綠色節(jié)能的特征，確保各使用主體實(shí)現(xiàn)資源的高效共享。

六、云計(jì)算在高校信息化領(lǐng)域的發(fā)展前景

隨著云計(jì)算的快速崛起，期待各個(gè)社會(huì)領(lǐng)域的應(yīng)用也在進(jìn)一步拓展。尤其是在高校教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用更是取得了良好的成果，逐漸成為近代高等學(xué)校教育信息化發(fā)展的重要途徑。云計(jì)算技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于運(yùn)行效率高且成本低，這也是近幾年應(yīng)用型本科院校重視對(duì)于云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用的原因所在，引發(fā)了相關(guān)教育工作信息化的轉(zhuǎn)變。可以預(yù)測(cè)的是，今后在高校信息化領(lǐng)域建設(shè)過(guò)程中，有關(guān)于計(jì)算的應(yīng)用案例只會(huì)越來(lái)越多，且重點(diǎn)集中在關(guān)于教育環(huán)境的創(chuàng)設(shè)以及豐富學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)等方面。

七、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，考慮到現(xiàn)階段云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，強(qiáng)調(diào)在應(yīng)用型本科院校基于云計(jì)算技術(shù)架構(gòu)構(gòu)建相應(yīng)的云服務(wù)平臺(tái)，改革日常教學(xué)模式，提高教學(xué)效率，專注學(xué)生創(chuàng)造能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，為學(xué)生塑造一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。這將成為優(yōu)秀工程技術(shù)人才和領(lǐng)軍人物培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)施的重要基礎(chǔ)。相信今后隨著云計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展，其在高校教育領(lǐng)域的作用價(jià)值將更加深遠(yuǎn)。