李詠琪

（湖北廣播電視大學，湖北 武漢 430073）

1. 教育云平臺是云計算技術(shù)在教育領(lǐng)域的遷移

云計算（Cloud Computing）是網(wǎng)格計算、分布式計算、并行計算、效用計算、網(wǎng)絡(luò)存儲、虛擬化、負載均衡等傳統(tǒng)計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。對云計算的定義，國內(nèi)外還沒有統(tǒng)一的說法。一般認為，云計算是一種計算模式，把IT資源、數(shù)據(jù)和應(yīng)用作為服務(wù)提供給用戶。教育云平臺是云計算技術(shù)在教育領(lǐng)域的遷移，是未來教育信息化的基礎(chǔ)架構(gòu)，包含了教育信息化所必需的一切軟硬件計算資源，這些計算資源虛擬化之后，向教育機構(gòu)、教育從業(yè)人員和學生提供以各種教育資源為形式的服務(wù)。

2. 教育云平臺的發(fā)展

云計算的概念是2006年被提出的。2006年3月，亞馬遜推出彈性云計算服務(wù)。同年8月，Google公司首席執(zhí)行官埃里克·施密特在搜索引擎大會首次提出云計算的概念。自此以后，Google成為了全世界最大的云計算技術(shù)使用者。Google搜索引擎的強大搜索能力就是基于此技術(shù)。各個發(fā)達國家早已致力于網(wǎng)絡(luò)與教育的融合。云平臺為教育的發(fā)展提供了更強大的資源支持。20世紀末期，國外就出現(xiàn)了很多功能全面的教學平臺，如 SABA、Docent、WebCT、Blackboard等。上世紀90年代，英國政府就計劃在2003年前建設(shè)完成全國范圍內(nèi)教育網(wǎng)絡(luò)。在已建成的教育網(wǎng)絡(luò)上，所有學?？梢悦赓M接入互聯(lián)網(wǎng)。時至今日，英國的所有學校都成立了自己的網(wǎng)上學校。美國的網(wǎng)絡(luò)教育發(fā)展更為迅速。早在克林頓總統(tǒng)時期，美國政府就大力發(fā)展網(wǎng)絡(luò)教育，力爭將高速的信息網(wǎng)絡(luò)連接至每一所學校、教室，使所有學生都能享受到信息化網(wǎng)絡(luò)。至今，美國已開設(shè)網(wǎng)絡(luò)大學300多所。美國已開始致力于第二代Internet工程的實施，進一步提高教育網(wǎng)絡(luò)的運行速度。2007年10月，Google和IBM聯(lián)合宣布推廣“云計算”的計劃，包括卡內(nèi)基梅隆大學、斯坦福大學、麻省理工學院、加州大學伯克利分校在內(nèi)的多所高校都參加了該項計劃，我國的清華大學也于2008年3月加入了此項計劃?，F(xiàn)在山東大學、華東師大也已經(jīng)加入該計劃。云計算在國外教學中已經(jīng)開始了應(yīng)用。美國的西蒙教育春雷項目為師生提供的云計算終端滿足了師生日益增長的數(shù)字化學習的需求，該終端通過即時連接西蒙公司的“通用云計算服務(wù)”獲取虛擬電腦桌面，并為學生提供課程、作業(yè)和其他學習資料。學生不管在家里還是在學校，都可以訪問到同一桌面。美國北卡羅來納州州立大學與IBM合作推出為大學和中小學服務(wù)的名為“虛擬計算實驗室”的云計算平臺，包括在線使用教育材料、應(yīng)用軟件、計算和存儲。

我國十分重視網(wǎng)絡(luò)教育。中央廣播電視大學、清華大學、北京師范大學等高校都積極投入到網(wǎng)絡(luò)教學平臺的開發(fā)與應(yīng)用實踐中。4A教學平臺是我國實現(xiàn)現(xiàn)代遠程教育工程的技術(shù)研究成果，并在國內(nèi)近百所高校推廣使用。與國外相比，國內(nèi)的云計算雖然處于起步階段，但發(fā)展相當迅速。隨著云計算的快速發(fā)展，云計算也走進了教育領(lǐng)域。如今教育信息化建設(shè)存在條塊分割現(xiàn)象，水平參差不齊、重復建設(shè)的現(xiàn)象比較突出，缺乏標準化、規(guī)范化和兼容性，而且資源分散，難以共享，加上分散孤立的現(xiàn)代遠程教育點、校園網(wǎng)、局域網(wǎng)以及各自為戰(zhàn)的多媒體資源等，形成一個個“資源孤島”、“信息孤島”，信息資源難以共享。當云計算與教育信息化相結(jié)合，則可以完美解決這些問題。

在線教育云平臺顛覆傳統(tǒng)教育模式，打造體驗式學習場景，讓學生從“被動灌輸”向“主動學習”轉(zhuǎn)變。中國教育模式最大的問題是在于它是一種“填鴨式”的被動講授教學模式，在這種灌輸式的教育模式下，聽講者未能形成科學的思維方式和掌握分析問題、解決問題的方法。線上教育的本質(zhì)核心都在于讓聽講者主動學習，并與傳授者溝通，做進一步交流。通過教育云平臺的多種教學手段的幫助讓教育從學術(shù)性的“結(jié)論教育”實現(xiàn)向應(yīng)用性的“讓學生體驗結(jié)論得出的過程”教育轉(zhuǎn)變。

3. 教育云平臺的構(gòu)建包括三個方面

（1）信息平臺的建設(shè)，構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。基于云計算的教育信息化平臺的架構(gòu)分為3層：①基礎(chǔ)設(shè)施層，為高層提供計算、數(shù)據(jù)存儲和網(wǎng)絡(luò)通訊等資源，即提供IaaS，分為物理硬件子層和虛擬化子層。②應(yīng)用接口層，構(gòu)建在基礎(chǔ)設(shè)施層之上，面向開發(fā)人員，為開發(fā)各類基于云計算的教育應(yīng)用軟件提供開發(fā)環(huán)境和公用API 等，即提供PaaS。③教育應(yīng)用層，提供各類的教育教學相關(guān)的應(yīng)用軟件，即提供面向教育的 SaaS。本層主要包含：用于教學與教學管理的教學平臺、教務(wù)管理系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)和作業(yè)系統(tǒng)等；用于教學資源開發(fā)的文檔處理軟件、課件制作和演示軟件等；虛擬計算環(huán)境，為教育從業(yè)人員和學生提供較底層的虛擬計算資源；基于云的虛擬計算實驗室。

構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教育云平臺有兩種實現(xiàn)策略，一種是整合各個學校的網(wǎng)絡(luò)教育資源，一種是找成熟的云平臺提供商，把自己的業(yè)務(wù)逐步托管和部署到公共云平臺上去。經(jīng)過了多年的信息化建設(shè)，我國高校已經(jīng)建立起各自的校園網(wǎng)和相配套的網(wǎng)絡(luò)中心或是信息中心，積累了豐富的教育信息化建設(shè)和管理的經(jīng)驗。在一些大型高校，不僅應(yīng)用需求大，而且擁有充足的物質(zhì)資源和人力資源，其網(wǎng)絡(luò)中心或是信息中心的規(guī)模更是達到數(shù)據(jù)中心級別。因此形成教育云可以由分布在我國幾大區(qū)域的區(qū)域云組成，每個區(qū)域云由若干家高校私有云組成，為各類教育機構(gòu)提供計算服務(wù)。高校私有云是對高校的網(wǎng)絡(luò)中心或是信息中心進行擴充形成的，由各個高校自行管理。區(qū)域云則是依托現(xiàn)有的教育網(wǎng)，由各個高校私有云互聯(lián)而成，每個區(qū)域云設(shè)立一個管理機構(gòu)，實現(xiàn)對區(qū)域云資源的管理。最后，各個區(qū)域云的互聯(lián)形成我國的教育云，整個教育云設(shè)立一個管理委員會進行綜合管理。而且，隨著云計算技術(shù)在學校的應(yīng)用推廣，基礎(chǔ)設(shè)施層（如：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫平臺、交換機、路由器以及服務(wù)器等）可以利用IaaS技術(shù)、SaaS技術(shù)、PaaS技術(shù)實現(xiàn)云上托管，也可以利用云計算的虛擬化技術(shù)實現(xiàn)機房集中式管理，大大降低了系統(tǒng)硬件和軟件的投資，同時，采取公司托管后可以降低系統(tǒng)的維護成本。

（2）由技術(shù)人員和教師共同打造豐富的教學資源和多種教學手段。在教育云平臺上，教師的授課采用“電子化教學”，充分采用多種方式進行網(wǎng)絡(luò)多媒體教學，學生將告別沉重的書包，實現(xiàn)“電子書包”，構(gòu)建全方位的電子教材，包括學科媒體素材庫（音頻、視頻、動畫、圖形、文本），學科案例庫，學科課件庫等等；改變教室講授的授課模式，采用3D動畫技術(shù)，實現(xiàn)“3D課堂”，真實還原線下教室授課場景，實現(xiàn)從文字書到多媒體再到虛擬現(xiàn)實的場景交互；學生可以在基于云的“虛擬計算實驗室”做各種實驗；學生為測試學習效果，可自主進行“在線測試”；可隨時隨地進行對學生學習效果的考核，實現(xiàn)“在線考核”等等?；诙嗝襟w設(shè)備，教師可以快速地將任意一間教室轉(zhuǎn)化為人手一機、網(wǎng)絡(luò)互通的多媒體教學實驗室，迅速開展信息互動課堂教學，把課前、課中、課后完全結(jié)合。系列化的多媒體教學設(shè)備，滿足不同區(qū)域之間的教師與學生進行高清晰度音視頻及數(shù)據(jù)交互。資源共享“云服務(wù)平臺”實現(xiàn)各個學校之間的精品教學資源共享，以及各種多媒體教學設(shè)備之間的實時互聯(lián)，實現(xiàn)教學資源高度共享，讓貧瘠的地區(qū)和富裕的地區(qū)可以享受同等的教學資源，實現(xiàn)公平教育，同時云計算技術(shù)和服務(wù)器分布式部署，實現(xiàn)大規(guī)模并發(fā)并保障數(shù)據(jù)、系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在教育云平臺上廣泛整合各種教育教學資源、教學管理系統(tǒng)以及教學終端，集管理、教學、學習、社交于一體，隨時、隨地使學習者和教學者取得最新資源，得到交互教學。通過信息化手段改善中國傳統(tǒng)的教育模式，全面提升我國教育教學的信息化水平，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學資源的充分均衡化，推動我國教育現(xiàn)代化發(fā)展。

（3）改變固有陳舊的教育觀念。新的教學模式強調(diào)以學生為中心，要求學生成為信息加工的主體。同時，要求教師不再只是專業(yè)知識的提供者，而是學生主動學習的幫助者、促進者，使師生在和諧、愉快的教學情境中實現(xiàn)互動?！盎邮浇虒W模式”應(yīng)該是教師精心設(shè)計教學環(huán)節(jié)和教學方式，并利用多種教學媒介，幫助和鼓勵學生積極思考、主動參與，促進師生間和生生間的全面交流和集體學習，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力以及創(chuàng)新能力的一種教學模式。學生要建立“自主學習”、“移動學習”、“協(xié)作學習”的學習習慣。“移動學習”支持筆記本電腦、平板電腦、手機等各種終端接入，可以隨時隨地進行在線、離線學習，充分利用碎片時間，通過多種平臺接入可獲得一致性體驗。多媒體教室、電腦、移動終端等多種方式接入，滿足在不同時間，不同環(huán)境下的學習需求。“協(xié)作學習”把學習變成一種社交活動，提高學習趣味性，音頻、視頻、數(shù)據(jù)全方位的互動，為學生、老師提供全新的溝通協(xié)作平臺。網(wǎng)絡(luò)上的學習社區(qū)，支持同學和好友之間文字交流和筆記分享，像微博一樣支持熱門推薦，更新提醒及好友關(guān)注。教師協(xié)助學生建立適于教育云平臺的學習習慣。

4. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育云平臺上的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)教育采用新的技術(shù)手段和教育模式，可以充分利用各種資源，時空分離的教與學必須依賴于先進的信息技術(shù)來提高網(wǎng)絡(luò)教育的質(zhì)量與效率。與傳統(tǒng)教育相比，學生缺少身臨學習環(huán)境的機會，而真實、互動、情節(jié)化的特點正是虛擬現(xiàn)實技術(shù)獨特的魅力所在。如果能利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)教育的學習者創(chuàng)建一個虛擬的學習環(huán)境，就可以讓其身臨其境的學習了。這一做法彌補了網(wǎng)絡(luò)教育時空分離的不足，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用為網(wǎng)絡(luò)教育帶來新的活力。網(wǎng)絡(luò)教育是在互聯(lián)網(wǎng)上進行的，其實它本身就是一個虛擬的世界。我們可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬出并不存在但又和現(xiàn)實相近的網(wǎng)上校園，網(wǎng)上教室，網(wǎng)上圖書館，網(wǎng)上實驗室，網(wǎng)上實訓基地等虛擬現(xiàn)實的學習環(huán)境。盡管網(wǎng)上的信息環(huán)境只在計算機中存在，人們看到的建筑物、設(shè)備、設(shè)施等都是一種影像，是虛擬現(xiàn)實的，但它又是現(xiàn)實的，因為它是可操作的。學生可以借助三維動畫等技術(shù)在虛擬世界中模擬完成在現(xiàn)實中難以操作或有危險性的一些實驗，可以用一些直觀化、形象化的網(wǎng)絡(luò)三維動畫講解一些難以理解的抽象思維的概念。在網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境中，學習者可以打破空間、時間限制進行學習。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠為學生提供生動、逼真的學習環(huán)境，學生能夠成為虛擬環(huán)境的一名參與者，在虛擬環(huán)境中扮演一個角色，這對調(diào)動學生的學習積極性，突破教學的重點、難點，培養(yǎng)學生的技能都將起到積極的作用。當前的網(wǎng)絡(luò)教學大都是基于 Web的，要在其中普及基于數(shù)據(jù)手套、視覺頭盔等設(shè)備構(gòu)成的力反饋式交互虛擬現(xiàn)實是極其困難的。但是以鍵盤、鼠標、顯示器等常規(guī)輸入輸出設(shè)備在客戶機瀏覽器中構(gòu)成交互環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)已日趨成熟與完善。這些以Web 3D技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)，以模擬自然、體驗逼真和交互性強為目標，在相當程度上高效經(jīng)濟地實現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的目標。目前在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的虛擬現(xiàn)實技術(shù)有：VRML、QuickTime VR、Cult3D、Viewpoint、Flash等等。在教育中，往往一味的學習會讓學習者覺得枯燥乏味，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)寓教于樂，可以達到很好的教學效果。在云教育平臺上利用這些技術(shù)可以滿足當前網(wǎng)絡(luò)教育的需求，通過虛擬學習環(huán)境的建立，彌補網(wǎng)絡(luò)教育中的不足，利用網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以提高網(wǎng)絡(luò)教育的質(zhì)量和效率。

5. 結(jié)語

在教育云下新的教學模式是互動式教學模式。教師的角色從教育的主導者轉(zhuǎn)變?yōu)榻逃囊龑д?，教育的主體轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生，“填鴨式”被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)轶w驗式“主動學習”，讓我國教育事業(yè)實現(xiàn)一次質(zhì)的飛躍。教師要參與各種教學資源的建設(shè)，而且要能得心應(yīng)手地使用各種教學手段，能引導學生轉(zhuǎn)變思維方式、學習方式，讓學生養(yǎng)成自主學習的學習習慣。在這個過程中，教師素養(yǎng)和學生素養(yǎng)同步提高，實現(xiàn)共同進步。

[1] 趙子云，左明章，鄧果. 基于云計算的教育信息公共服務(wù)平臺的構(gòu)建[J]. 現(xiàn)代教育技術(shù)，2012，（12）.

[2] 楊宏宇，趙靜. 在國家開放大學云平臺環(huán)境下構(gòu)建三維協(xié)同教學模式的探析[J]. 湖北廣播電視大學學報，2013，（5）.