[摘 要]本文首先分析了實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀，介紹了云計(jì)算技術(shù)的基本內(nèi)容;并針對(duì)實(shí)踐教學(xué)中存在的主要問(wèn)題，結(jié)合云計(jì)算技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，提出了基于云計(jì)算技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)模式，該模式整合了各高校的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，可以為廣大師生提供更加高效、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，有利于提高實(shí)踐教學(xué)的效果。

[關(guān)鍵詞]云計(jì)算 網(wǎng)絡(luò)教學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，企業(yè)對(duì)從業(yè)人員的的素質(zhì)要求也越來(lái)越高，僅有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要具有較強(qiáng)的動(dòng)手操作能力和創(chuàng)新精神才行。實(shí)踐教學(xué)作為培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神的重要途徑，是教學(xué)過(guò)程中不可或缺的組成部分，它不僅有助于學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解;同時(shí)也有助于學(xué)生形成良好的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。

但由于近年來(lái)高校持續(xù)的擴(kuò)招，形成對(duì)教學(xué)資源需求的快速增長(zhǎng)，與此同時(shí)國(guó)家對(duì)教育的投入?yún)s增長(zhǎng)不足，導(dǎo)致教學(xué)資源的相對(duì)短缺，結(jié)果是:很多學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容沒(méi)有得到很好的貫徹實(shí)施，學(xué)生所掌握的內(nèi)容僅僅停留在理論知識(shí)層面，而實(shí)踐動(dòng)手能力不能完全滿足社會(huì)的需求，這也是當(dāng)前大學(xué)生就業(yè)難一個(gè)非常重要的影響因素。因此，如何改善、提高當(dāng)前高校的實(shí)踐教學(xué)水平是一個(gè)值得關(guān)注的課題。

一、當(dāng)前實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀

實(shí)踐教學(xué)主要是指通過(guò)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)或生產(chǎn)手段進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生學(xué)到一定的生產(chǎn)知識(shí)和技能，包括實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等方式。實(shí)踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中的重要性毋庸置疑，根據(jù)社會(huì)對(duì)人才需求的變化，各高校早已開(kāi)始進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革，但是由于實(shí)踐教學(xué)涉及到眾多的因素，例如資金、軟件、硬件、實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)學(xué)研基地等方面，因此各高校所面臨的實(shí)際情況也不盡相同，但歸結(jié)起來(lái)主要存在以下幾方面的問(wèn)題:

1.教學(xué)資源分布不均

著名大學(xué)有更好的資源，包括教授，實(shí)驗(yàn)室和電腦設(shè)備。而對(duì)于大部分地方院校，由于資金來(lái)源有限，往往面臨著設(shè)備老化，實(shí)驗(yàn)室資源不足等狀況，很多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容面臨停開(kāi)或者無(wú)法開(kāi)課的尷尬局面。

2.教學(xué)資源更新成本高，更新速度慢

技術(shù)的快速發(fā)展往往要求學(xué)校能夠?yàn)閷W(xué)生提供最新的實(shí)驗(yàn)室和電腦設(shè)備，以及最合適的實(shí)驗(yàn)課題，而相應(yīng)的需要更多的成本，這給學(xué)校帶來(lái)了很大的經(jīng)濟(jì)壓力。

3.教學(xué)資源共享程度低

近年來(lái)遠(yuǎn)程教育和網(wǎng)絡(luò)教育的發(fā)展，以及高校課程聯(lián)合范圍的擴(kuò)大，使得課程資源在一定程度上和一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了整合;然而對(duì)于絕大部分的軟件、硬件資源仍然無(wú)法實(shí)現(xiàn)整合。這些問(wèn)題一方面造成了重復(fù)的教育資源投入，另一方面擴(kuò)大了教學(xué)質(zhì)量的差異，導(dǎo)致兩極分化現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4.實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍不合理

很多高校專職實(shí)驗(yàn)教師數(shù)量嚴(yán)重不足，多數(shù)課程的實(shí)踐教學(xué)由理論課教師兼任。由于許多教師本身缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，動(dòng)手能力不強(qiáng)，導(dǎo)致教學(xué)方法和手段難以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。

因此，如何對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源進(jìn)行最大程度、最大范圍的整合，減少教學(xué)的成本，提高教學(xué)質(zhì)量，是目前國(guó)內(nèi)各高校面臨的難題。

二、云計(jì)算技術(shù)簡(jiǎn)介

1. 云計(jì)算定義

云計(jì)算是分布式處理、并行處理和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展，它是利用大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心或超級(jí)計(jì)算機(jī)集群，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將計(jì)算資源免費(fèi)或按需租用方式提供給使用者的方式。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把本來(lái)在終端上進(jìn)行的計(jì)算、存儲(chǔ)等操作轉(zhuǎn)移到超級(jí)計(jì)算機(jī)，即“云”上實(shí)現(xiàn)。

2. 云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)

云計(jì)算的提出，最小化了終端設(shè)備的需求，在一個(gè)云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)中，不僅僅是教學(xué)課堂，甚至于個(gè)人電腦，實(shí)驗(yàn)室都可以從“云”中獲得，在“云”中存儲(chǔ)，所有的軟件和數(shù)據(jù)都部署在“云”中;它還可以透過(guò)網(wǎng)絡(luò)，將龐大的計(jì)算處理程序自動(dòng)分拆成無(wú)數(shù)個(gè)較小的子程序，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)搜尋、計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。

InfoWorld網(wǎng)站同數(shù)十家公司、分析家和IT用戶討論出了云計(jì)算的幾大形式:SAAS(軟件即服務(wù))、實(shí)用計(jì)算(Utility Computing)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、PAAS(平臺(tái)即服務(wù))、MSP(管理服務(wù)提供商)、商業(yè)服務(wù)平臺(tái)(SAAS和MSP的結(jié)合)和互聯(lián)網(wǎng)整合形式。

從它的構(gòu)建方式到提供的服務(wù)形式不難看出，云計(jì)算的確整合了網(wǎng)絡(luò)資源，為終端用戶提供了巨大的方便。按照云計(jì)算的理念，隨著云計(jì)算服務(wù)的普及，用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和簡(jiǎn)易的終端設(shè)備隨時(shí)隨地使用幾乎所有的計(jì)算機(jī)功能，像用電、用水一樣，按使用量來(lái)計(jì)費(fèi)。

3. 云計(jì)算的缺陷

(1)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施問(wèn)題

由于所有的操作都是基于網(wǎng)絡(luò)的傳輸和服務(wù)，因此對(duì)于帶寬在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)環(huán)境要求非常高，要保證較快的響應(yīng)速度，必須通過(guò)鋪設(shè)專線來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以解決網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施問(wèn)題是使用云計(jì)算最基礎(chǔ)的一步。

(2)安全問(wèn)題

雖然越來(lái)越多的云計(jì)算服務(wù)提供商將數(shù)據(jù)的安全寫(xiě)入到合同中，但是，就目前的情況來(lái)看，絕大部分人對(duì)自己的私人信息或科研成果等資料的安全性依然持保留的態(tài)度。再加上云計(jì)算本身帶來(lái)的超級(jí)計(jì)算能力，如果被黑客利用來(lái)破解普通用戶的密碼，結(jié)果將是災(zāi)難性的。所以，在云服務(wù)還沒(méi)有普及得像Internet一樣時(shí)，安全問(wèn)題是技術(shù)問(wèn)題，更是認(rèn)識(shí)問(wèn)題。

(3)資費(fèi)問(wèn)題

首先，云計(jì)算的構(gòu)建對(duì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提出了新的要求，這將是一筆巨大的先期投資;其次，雖然應(yīng)用程序以及相關(guān)數(shù)據(jù)等資源可以直接從服務(wù)器端取得，但是授權(quán)費(fèi)用也會(huì)成為額外的開(kāi)支[3，4]。

三、實(shí)踐教學(xué)與云計(jì)算的融合

近年來(lái)信息技術(shù)的發(fā)展使得現(xiàn)代高等教育發(fā)生了很大的變化，遍布全國(guó)的教育網(wǎng)絡(luò)和高速的教育網(wǎng)國(guó)際出口使得學(xué)校有更多的機(jī)會(huì)同其他院校進(jìn)行交流;網(wǎng)絡(luò)中心在各大院校的快速發(fā)展，用于教學(xué)和研究的高性能服務(wù)器的架設(shè)讓很多院校具備了很強(qiáng)的信息處理能力;同時(shí)由開(kāi)源軟件，開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)放的數(shù)據(jù)訪問(wèn)和開(kāi)放科研的理念發(fā)展而來(lái)了開(kāi)放的教育內(nèi)容，這些教學(xué)內(nèi)容包含了從課程數(shù)據(jù)到互動(dòng)的教學(xué)社區(qū)。良好的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施加上初步的資源共享，這些都為云計(jì)算的大規(guī)模應(yīng)用打下了一定的基礎(chǔ)。

但由于受到網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和資源協(xié)調(diào)機(jī)制的限制，目前云計(jì)算主要還是由幾個(gè)大公司倡導(dǎo)和實(shí)施，并且大部分應(yīng)用于商業(yè)目的，有少數(shù)的針對(duì)教育的項(xiàng)目也僅僅是停留在使用公司的計(jì)算資源。因此，如果直接采用現(xiàn)有的云計(jì)算方案，固然短期成本低，實(shí)施簡(jiǎn)單，但是原有教育資源的移植和高校原有的計(jì)算能力的處理將會(huì)成為主要的遺留問(wèn)題。

所以，可以考慮在現(xiàn)有的教育網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上部署云服務(wù)，這將是一種可行的選擇，因?yàn)樗ㄟ^(guò)高校間教學(xué)資源的整合，既可以解決單個(gè)高校教學(xué)資源相對(duì)不足的現(xiàn)狀，又可以提高教學(xué)資源的利用率，讓更多的大學(xué)生獲得優(yōu)質(zhì)的受教育機(jī)會(huì)。在系統(tǒng)分析云計(jì)算理論框架的基礎(chǔ)上，針對(duì)當(dāng)前高校資源的配置狀況，設(shè)計(jì)出高校實(shí)驗(yàn)資源與云計(jì)算技術(shù)相結(jié)合的模式，構(gòu)建高校資源共享的系統(tǒng)(如上圖所示)。

在這種模式下，首先由各高校按照某種規(guī)則提供自身最優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，然后由云服務(wù)端進(jìn)行整合并后部署在服務(wù)端。云服務(wù)端以Web Services方式向各高校用戶提供訪問(wèn)接口，獲取用戶需求。服務(wù)目錄是用戶可以訪問(wèn)的服務(wù)清單。系統(tǒng)管理模塊負(fù)責(zé)管理和分配所有可用的資源，其核心是負(fù)載均衡。配置工具負(fù)責(zé)在分配的節(jié)點(diǎn)上準(zhǔn)備任務(wù)運(yùn)行環(huán)境。監(jiān)視統(tǒng)計(jì)模塊負(fù)責(zé)監(jiān)視節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，并完成用戶使用節(jié)點(diǎn)情況的統(tǒng)計(jì)。

整個(gè)云計(jì)算應(yīng)用執(zhí)行的過(guò)程并不復(fù)雜:用戶交互接口允許用戶從目錄中選取并調(diào)用一個(gè)服務(wù)，該請(qǐng)求傳遞給系統(tǒng)管理模塊后，它將為用戶分配恰當(dāng)?shù)馁Y源，然后調(diào)用配置工具來(lái)為用戶準(zhǔn)備運(yùn)行環(huán)境，配置完畢即可使用調(diào)用的服務(wù)內(nèi)容。

由于訪問(wèn)云服務(wù)端涉及到需要付費(fèi)的問(wèn)題，因此如何計(jì)費(fèi)是一個(gè)值得商討的細(xì)節(jié);一個(gè)可以嘗試的措施是，由于云服務(wù)端的部分資源是由各高校提供的，因此可以按提供資源的比例和質(zhì)量來(lái)抵消一部分的訪問(wèn)費(fèi)用;也可以按年或者包流量的方式進(jìn)行計(jì)費(fèi)。

四、結(jié)論

在現(xiàn)有教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，結(jié)合云計(jì)算技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，構(gòu)建基于云的資源共享系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)區(qū)域、無(wú)時(shí)間限制的教學(xué)資源共享，這種模式可以很好地解決當(dāng)前實(shí)踐教學(xué)中存在的很多問(wèn)題，有利于提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神。

參考文獻(xiàn):

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