宋 榮

（江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江西 南昌 330013）

0 引言

云計(jì)算技術(shù)目前在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。云計(jì)算技術(shù)具有強(qiáng)大的功能和低廉價(jià)格，因此是所有計(jì)算機(jī)信息技術(shù)中性價(jià)比最高的技術(shù)，這也是云計(jì)算技術(shù)能在短期內(nèi)在各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的主要原因。隨著我國教育行業(yè)信息化進(jìn)程的不斷加快，云計(jì)算技術(shù)也不斷在網(wǎng)絡(luò)教育領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，利用云計(jì)算技術(shù)可以改善傳統(tǒng)教育模式教學(xué)方法單一和教學(xué)效率低下的問題。基于云計(jì)算技術(shù)建立的網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)平臺已經(jīng)在各類學(xué)校普及開來，該教育平臺突破了傳統(tǒng)教育時(shí)間和空間的限制，學(xué)生和教師利用該網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺可以隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)和教學(xué)。但是目前很多學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)存在數(shù)字資源利用率低，無法有效共享以及平臺教學(xué)效率低等問題，而基于云計(jì)算技術(shù)設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)云平臺可以改善這些問題，提高實(shí)踐教學(xué)效率和質(zhì)量。本文概述了云計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺的相關(guān)概念，并從創(chuàng)建應(yīng)用、代碼上傳、代碼管理和應(yīng)用管理四方面分析了云計(jì)算技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

1 云計(jì)算概述

1.1 云計(jì)算

云計(jì)算是一種計(jì)算機(jī)計(jì)算方式，利用云計(jì)算技術(shù)可以共享計(jì)算機(jī)軟硬件中的各類數(shù)據(jù)信息與資源，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源信息的按需分配[1]。云計(jì)算技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬化技術(shù)和信息技術(shù)為依托的將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息資源轉(zhuǎn)化為可使用和可訪問的服務(wù)，以便于其他用戶可以隨時(shí)隨地獲取和使用這些網(wǎng)絡(luò)資源信息，大幅提高了資源共享的效率。云計(jì)算技術(shù)有動態(tài)資源服務(wù)、可持續(xù)發(fā)展服務(wù)和硬件軟件資源存儲等功能。云計(jì)算技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)信息共享效率高，對用戶端的配置要求比較低，能夠自動實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的按需分配，滿足不同用戶對不同網(wǎng)絡(luò)資源信息的需求。

1.2 公有云

云計(jì)算根據(jù)部署模式可以分為公有云、私有云和混合云三種[2]。公有云是將云計(jì)算技術(shù)部署在互聯(lián)網(wǎng)的云平臺，該平臺對外開放并提供各類資源共享服務(wù)，因此公有云能夠服務(wù)廣大網(wǎng)絡(luò)用戶，常見的為網(wǎng)絡(luò)用戶提供公有云的服務(wù)商有谷歌、亞馬遜和阿里云等。公有云最大的特點(diǎn)是平臺上的應(yīng)用程序、資源共享服務(wù)和數(shù)據(jù)信息等都存放在公有云中，用戶具有使用權(quán)利，而且不同用戶可以提供不同的云服務(wù)，例如IT工程師可以利用公有云中的API和虛擬資源服務(wù)來開發(fā)設(shè)計(jì)自己的軟件。而普通網(wǎng)民則可以利用公有云享受游戲服務(wù)、影視服務(wù)、在線辦公服務(wù)、在線教育服務(wù)和免費(fèi)空間服務(wù)等，普通網(wǎng)民也可以通過一些付費(fèi)項(xiàng)目獲得更多的服務(wù)內(nèi)容和資源。公有云也存在一定的安全隱患，主要是因?yàn)榇蟛糠謹(jǐn)?shù)據(jù)信息資源沒有存儲在公有云的數(shù)據(jù)庫中，即使公有云服務(wù)商為數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加密處理或設(shè)置防火墻，黑客和網(wǎng)絡(luò)病毒依然能夠入侵公有云平臺竊取或篡改里面的數(shù)據(jù)信息，給平臺和用戶造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，因此建議網(wǎng)絡(luò)用戶的私密信息不要上傳到公有云中。

1.3 B/S+云服務(wù)軟件模式

目前計(jì)算機(jī)或手機(jī)上的軟件可以在瀏覽器上運(yùn)行，這就需要將軟件的模型轉(zhuǎn)換為B/S結(jié)構(gòu)模式，這樣用戶可以通過瀏覽器來進(jìn)入軟件系統(tǒng)，省去計(jì)算機(jī)和手機(jī)上的大量存儲內(nèi)存。很多軟件和小程序開始以B/S結(jié)構(gòu)模式出現(xiàn)，旨在讓用戶使用的時(shí)候不占用太多計(jì)算機(jī)或手機(jī)內(nèi)存，這種結(jié)構(gòu)模式逐漸流行。目前公有云服務(wù)商會將不同類型的云服務(wù)提供給軟件開發(fā)人員，還有一些軟件企業(yè)會利用云服務(wù)來拓展業(yè)務(wù)，研發(fā)新的產(chǎn)品。軟件開發(fā)人員可以利用API來訪問云平臺，并根據(jù)業(yè)務(wù)內(nèi)容在云平臺開發(fā)自己的應(yīng)用軟件。B/S+云服務(wù)軟件設(shè)計(jì)模式會越來越普遍，讓用戶更便捷的注冊和使用開發(fā)軟件，云平臺也可以收取更多報(bào)酬來實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。

云計(jì)算技術(shù)常用來為軟件開發(fā)人員提供自助服務(wù)工具，軟件開發(fā)人員可以自己選擇軟件開發(fā)和測試環(huán)境，例如選擇公有云還是私有云，選擇 IaaS云還是PaaS云等。軟件開發(fā)人員將軟件細(xì)分為多個(gè)模塊，不同模塊采用不同的云計(jì)算技術(shù)，開發(fā)軟件一般會用到預(yù)裝應(yīng)用程序服務(wù)器、資源監(jiān)控器和工作流工具等。正是因?yàn)橛羞@些實(shí)用便捷的云計(jì)算工具，才使得軟件開發(fā)人員能夠高效高質(zhì)地開發(fā)出B/S+云服務(wù)模式的軟件，節(jié)省了軟件開發(fā)人員大量的部署應(yīng)用程序環(huán)境的時(shí)間，這也是B/S+云服務(wù)模式在軟件開發(fā)領(lǐng)域備受追捧的原因。

2 網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺概述

現(xiàn)代教育與信息技術(shù)中心網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，是利用云計(jì)算技術(shù)來設(shè)計(jì)的，其設(shè)計(jì)離不開云服務(wù)商提供的豐富應(yīng)用，例如百會維基和百會在線辦公等，都是利用百會云服務(wù)商提供的云計(jì)算技術(shù)。通過云計(jì)算技術(shù)不僅可以設(shè)計(jì)常用的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件與程序，還可以設(shè)計(jì)專業(yè)性強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺[3]。在專業(yè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上，學(xué)生通過瀏覽器就可以登錄網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺進(jìn)行專業(yè)課程學(xué)習(xí)和實(shí)踐學(xué)習(xí)。例如，學(xué)生登錄網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)踐演練，這樣可以減輕學(xué)校機(jī)房建設(shè)規(guī)模，從而降低學(xué)校的教學(xué)成本。目前，一些培訓(xùn)機(jī)構(gòu)更是大量引入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，學(xué)生無須去現(xiàn)場進(jìn)行線下學(xué)習(xí)，即可進(jìn)行高效高質(zhì)學(xué)習(xí)，學(xué)?；蚺嘤?xùn)機(jī)構(gòu)無須大量建設(shè)或租賃學(xué)習(xí)場地或教學(xué)設(shè)備，大幅降低學(xué)校或培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的教學(xué)成本，提高學(xué)習(xí)和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)基于云計(jì)算技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺可以高效實(shí)現(xiàn)資源共享，能夠降低教學(xué)資源獲得成本，利用豐富多樣的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源可以有效提高教學(xué)效率和質(zhì)量[4]。例如在進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)時(shí)，可以利用云計(jì)算技術(shù)對學(xué)校教育教學(xué)資源進(jìn)行優(yōu)化配置和整合，確保不同班級都能夠共享相同的教學(xué)資源。而且云計(jì)算技術(shù)能夠有效解決計(jì)算機(jī)實(shí)踐課程上3D制圖渲染速度慢甚至死機(jī)問題，能夠大幅提高計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)效率，降低學(xué)校購置新設(shè)備的成本，有利于提高學(xué)校經(jīng)濟(jì)效益。

3 基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺設(shè)計(jì)

3.1 網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺設(shè)計(jì)思路

首先要確保云平臺具有符合要求的教學(xué)功能，教師利用該平臺進(jìn)行線上授課，也可以利用該平臺對學(xué)生的資料、考試和作業(yè)進(jìn)行管理。學(xué)生根據(jù)上傳的教學(xué)視頻和音頻等教學(xué)資料進(jìn)行實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)，并利用平臺的交流功能與同學(xué)或老師進(jìn)行溝通交流，確保學(xué)習(xí)任務(wù)完成。

其次云平臺要具有即時(shí)聊天功能，確保師生之間能夠暢通的進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺也要有自主檢測功能，要設(shè)置完善的題庫，學(xué)習(xí)完成后自動進(jìn)入考試系統(tǒng)，對學(xué)生學(xué)習(xí)成果進(jìn)行測試，并自動形成檢測結(jié)果，便于師生了解其真實(shí)的學(xué)習(xí)狀況和成果。

最后是云平臺要有完善的管理體系，要具備教務(wù)管理、課程管理、考試管理和用戶管理等功能，確保該平臺能夠正常運(yùn)行。

3.2 基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺構(gòu)建

如圖1所示，該平臺采用傳統(tǒng)三層架構(gòu)B/S模式來設(shè)計(jì)完成。該網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺共分為Web服務(wù)層、應(yīng)用服務(wù)層和數(shù)據(jù)服務(wù)層三大內(nèi)容。Web服務(wù)層主要為用戶提供學(xué)習(xí)資源與接口，一般是利用瀏覽器與該平臺操作系統(tǒng)連接。應(yīng)用服務(wù)層內(nèi)含有各類服務(wù)器，能夠?yàn)橛脩籼峁└黝悢?shù)據(jù)服務(wù)。數(shù)據(jù)服務(wù)層為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺提供專門的數(shù)據(jù)支持。當(dāng)用戶通過終端登錄該平臺后，可以進(jìn)行學(xué)習(xí)和教學(xué)相關(guān)操作，Web服務(wù)層能夠規(guī)范用戶的各類指令，避免用戶僭越權(quán)限，確保用戶能夠正確操作該平臺，為用戶提供良好的學(xué)習(xí)或教學(xué)服務(wù)。

圖1 基于云計(jì)算技術(shù)和B/S架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺

3.3 基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺的結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)

云平臺的結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更簡潔，有利于平臺的升級與維護(hù)。該網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺結(jié)構(gòu)模塊圖

管理平臺層是該網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺的核心層，負(fù)責(zé)該平臺的正常運(yùn)行。管理平臺層可以向應(yīng)用層的學(xué)習(xí)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持和環(huán)境支持，一般管理平臺層會利用谷歌公有云來實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行。目前谷歌公有云的安全性和可靠性是最優(yōu)秀的，能夠精準(zhǔn)地將各類請求分發(fā)到相應(yīng)的服務(wù)器中進(jìn)行高效處理。學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的各類資料和用戶信息可以利用接口來對數(shù)據(jù)層中的各類信息進(jìn)行管理。

數(shù)據(jù)層在云平臺中負(fù)責(zé)各類數(shù)據(jù)信息的存儲工作。平臺要想為學(xué)生提供豐富的教學(xué)資源，就要保證數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息足夠豐富和實(shí)用。利用云計(jì)算技術(shù)的數(shù)據(jù)存儲功能，可以將不同類型的教學(xué)資源進(jìn)行整合，建立成為資源豐富和分類齊全的數(shù)據(jù)層供用戶來選擇[5]。而且這些數(shù)據(jù)信息可以直接上傳到云端，其他學(xué)生或教師也都能觀看學(xué)習(xí)這些學(xué)習(xí)資料信息，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享，提高實(shí)踐教學(xué)效率。在利用云計(jì)算技術(shù)存儲數(shù)據(jù)信息時(shí)，數(shù)據(jù)層會因不同的數(shù)據(jù)信息而形成不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對應(yīng)不同的二維表結(jié)構(gòu)，然后將這些表結(jié)構(gòu)存儲到數(shù)據(jù)庫中，非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)信息則是以文本形式存儲到數(shù)據(jù)庫中。

基礎(chǔ)設(shè)施層的好壞決定著云平臺的服務(wù)能力和服務(wù)范圍?；A(chǔ)設(shè)施層能夠?yàn)樵破脚_提供網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器和存儲器等硬件設(shè)備，還可以利用虛擬化技術(shù)來將硬件設(shè)備虛擬化生成相應(yīng)的軟件。這樣就能夠確保一個(gè)物理服務(wù)器為多個(gè)虛擬軟件服務(wù)，并利用計(jì)算機(jī)集群技術(shù)來做好軟件、硬件的統(tǒng)一管理。

3.4 基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺的功能模塊設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺的功能模塊主要由用戶管理模塊、學(xué)習(xí)資源管理模塊、公共信息模塊和互動模塊等組成[6]。

一是用戶管理模塊，主要由教師、學(xué)生和管理員等用戶組成，教師可以在用戶管理模塊進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，布置線上作業(yè)或?qū)嵺`任務(wù)，也可以在該模塊上傳資料和批改作業(yè)等，通過該模塊教師可以對學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)監(jiān)督指導(dǎo)，模塊中有即時(shí)聊天功能，以便于師生之間就實(shí)踐課程進(jìn)行高效的溝通交流，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。

二是資源管理模塊，該模塊能夠幫助教師進(jìn)行課程管理和學(xué)習(xí)資料管理，一方面教師可以將網(wǎng)絡(luò)上收集的優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資料上傳到云平臺中，供其他教師和學(xué)生參考。這些學(xué)習(xí)資料會按照MySQL數(shù)據(jù)庫的信息來添加，而且云平臺會自動對各類學(xué)習(xí)資料進(jìn)行分類，并按照分好的類別存儲在不同的區(qū)間，便于師生高效檢索和學(xué)習(xí)，因此師生都有在該云平臺上傳下載的權(quán)力。

三是公共信息模塊，該模塊是網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺的主要信息發(fā)布和云平臺介紹模塊，通過云平臺簡介可以讓學(xué)生和教師快速了解該平臺的操作方法和功能，通過信息發(fā)布功能可以讓教師、學(xué)生和管理員快速發(fā)布有關(guān)教務(wù)、教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)計(jì)劃的公告通知。

四是互動交流模塊，該模塊主要用來讓教師和學(xué)生或者學(xué)生之間進(jìn)行學(xué)術(shù)交流，學(xué)生可以利用該模塊的即時(shí)聊天功能詢問教師教學(xué)相關(guān)的問題，教師可以利用該模塊的聊天功能及時(shí)解答學(xué)生的疑問。學(xué)生也可以利用互動交流模塊組建學(xué)習(xí)小組，就某課題明確好分工，組員各自做好本職工作，遇到問題及時(shí)通過該模塊進(jìn)行溝通交流，從而共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

3.5 基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺的功能實(shí)現(xiàn)

首先是教師信息管理功能的實(shí)現(xiàn)。通過云平臺輸入教師的個(gè)人信息，就可以查看該教師的授課情況。例如觀看該教師的授課錄像視頻，查看該教師授課數(shù)量和上課學(xué)生數(shù)量，該教師課程的學(xué)生成績等等。教師可以在該平臺填寫個(gè)人信息，并通過信息審核后開始教課，也可以申請?jiān)撈脚_的各類教學(xué)資源。教師信息管理功能的實(shí)現(xiàn)主要滿足以下條件：一是云平臺的設(shè)置功能能夠?qū)τ脩舻男畔⑦M(jìn)行管理，保護(hù)用戶個(gè)人信息安全，并維持云平臺的正常運(yùn)行。二是教師利用該平臺進(jìn)行教學(xué)方案設(shè)計(jì)、教學(xué)計(jì)劃設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)等一系列操作。

其次是課程教學(xué)管理功能的實(shí)現(xiàn)，該功能的實(shí)現(xiàn)需要滿足以下四方面內(nèi)容：一是能夠?qū)崿F(xiàn)課程介紹功能。能夠?qū)υ破脚_中的各類課程進(jìn)行詳細(xì)介紹，并展示出各類課程的基本信息，例如課程名稱、課程分類、課程編碼等。二是教學(xué)資料收集和共享功能的實(shí)現(xiàn)。教師可以在云平臺內(nèi)收集相關(guān)教學(xué)資料，也可以在互聯(lián)網(wǎng)收集相關(guān)學(xué)習(xí)資料，利用教學(xué)管理模塊將收集到的學(xué)習(xí)資料上傳到課程資源管理模塊，讓學(xué)生能夠及時(shí)學(xué)習(xí)這些教學(xué)資料。三是答疑討論功能的實(shí)現(xiàn)。師生可以利用課程教學(xué)管理模塊來進(jìn)行學(xué)術(shù)交流，學(xué)生能夠在此模塊向教師提出問題，教師能夠通過此模塊解答學(xué)生疑問。四是課程管理功能的實(shí)現(xiàn)。學(xué)生在該模塊可以自主選擇所學(xué)課程，教師可以根據(jù)學(xué)生所選課程來進(jìn)行課程設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)資料的上傳。

再次是課程資源管理功能的實(shí)現(xiàn)。一是要滿足課程模板設(shè)計(jì)要求。該網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺應(yīng)該具有一套課程設(shè)計(jì)模板，能夠幫助教師快速設(shè)計(jì)好課程內(nèi)容，從而提高教學(xué)效率和質(zhì)量。二是課程申請功能。教師在制作好課程模板后向管理員提出課程申請，在課程申請資料中要寫明詳細(xì)的課程計(jì)劃和教學(xué)內(nèi)容，并由管理員來安排課程。三是教學(xué)資源查詢功能的實(shí)現(xiàn)。教師可以通過課程資源管理模塊來收集和管理各類網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。

最后是互動交流功能的實(shí)現(xiàn)。該模塊要能夠?yàn)閹熒峁┚€上聊天交流功能，可以利用Web網(wǎng)絡(luò)來組建專一的學(xué)習(xí)交流群，在群組里由教師解答學(xué)生的學(xué)習(xí)疑問。

4 結(jié)論

綜上所述，基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺能夠打破傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)的時(shí)間和空間限制，教師可以將優(yōu)質(zhì)且豐富的教學(xué)資源上傳到共享云平臺中，以此來提高教學(xué)質(zhì)量。學(xué)?？梢酝ㄟ^云平臺來優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)所需設(shè)備和場地，從而節(jié)省教學(xué)成本。正因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺的諸多優(yōu)勢，學(xué)校應(yīng)加大對網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺的技術(shù)應(yīng)用與研究。利用云計(jì)算技術(shù)做好平臺規(guī)劃設(shè)計(jì)，要先明確設(shè)計(jì)思路，確定云平臺架構(gòu)、各功能模塊以及結(jié)構(gòu)模塊的設(shè)計(jì)，最后確保云平臺各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)。只有這樣才能確保網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)云平臺的功能作用，對教學(xué)資源進(jìn)行有效優(yōu)化，提高課程管理工作效率，并督促學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，充分提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。