淺談云計(jì)算環(huán)境下的教育信息化

摘 要：科技的迅速發(fā)展已經(jīng)引發(fā)了教育一次又一次的變革，新技術(shù)的興起與廣泛應(yīng)用也日漸成為教育技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。對(duì)技術(shù)比較敏感的教育信息化領(lǐng)域而言，在特定的教育服務(wù)環(huán)境下，云計(jì)算以其諸多特性為教育信息化突破瓶頸提供理論引導(dǎo)、技術(shù)支持，并為其進(jìn)一步發(fā)展提供契機(jī)。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；教育信息化；移動(dòng)學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2013）11-029-2

21世紀(jì)是信息主宰一切的時(shí)代，尤其是在web2.0的推動(dòng)下，網(wǎng)絡(luò)上的信息量正以指數(shù)級(jí)的速度迅速增長(zhǎng)著，面對(duì)數(shù)量如此巨大的信息，如何高效地處理并為用戶提供快捷、有效的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，已成為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的首要難題。正是在這樣的背景下，云計(jì)算應(yīng)運(yùn)而生了。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商可以利用“云”（即超級(jí)計(jì)算機(jī)群），為用戶提供安全、快捷的信息服務(wù)。在教育領(lǐng)域，云計(jì)算大型存儲(chǔ)器聚合的海量教育信息為教育資源的整合奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)也為“移動(dòng)學(xué)習(xí)”這種新的學(xué)習(xí)方式提供了發(fā)展新思路。它實(shí)現(xiàn)了由C/S結(jié)構(gòu)向B/S結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，大幅度降低了移動(dòng)學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)學(xué)習(xí)者終端硬件的要求，甚至只需一臺(tái)支持瀏覽器技術(shù)的移動(dòng)設(shè)備（如手機(jī)、PDA等）即可進(jìn)行移動(dòng)學(xué)習(xí)。云計(jì)算將是未來(lái)移動(dòng)學(xué)習(xí)的主要支撐平臺(tái)，也將推動(dòng)移動(dòng)學(xué)習(xí)的發(fā)展。

一、云計(jì)算及其特點(diǎn)

1.什么是云計(jì)算

云計(jì)算（Cloud Computing）是由分布式計(jì)算（Distributed Computing）、并行處理（Parallel Computing）、網(wǎng)格計(jì)算（Grid Computing）發(fā)展來(lái)的，是一種新興的商業(yè)計(jì)算模型。目前，對(duì)云計(jì)算的認(rèn)識(shí)還在不斷地發(fā)展變化，云計(jì)算仍然沒(méi)有普遍一致的定義。

云計(jì)算是構(gòu)建在互聯(lián)網(wǎng)上的一組新型技術(shù)，它將高速互聯(lián)網(wǎng)、高性能計(jì)算機(jī)、大型數(shù)據(jù)庫(kù)、傳感器、遠(yuǎn)程設(shè)備等互聯(lián)在一起，它將為任何一個(gè)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接到云中的用戶提供各種計(jì)算服務(wù)，其核心是提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

2.云計(jì)算的特點(diǎn)

從技術(shù)的角度，云計(jì)算有如下特點(diǎn)：

①眾多技術(shù)的集合。

云計(jì)算是網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的發(fā)展，并在其基礎(chǔ)上融合了虛擬技術(shù)、Iaas、Web2.0、分布式計(jì)算、公用計(jì)算等技術(shù)。其中，虛擬技術(shù)是云計(jì)算的核心。虛擬技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)虛擬成一個(gè)資源池，統(tǒng)一靈活調(diào)配，每一個(gè)應(yīng)用部署的環(huán)境和物理平臺(tái)無(wú)關(guān)，通過(guò)虛擬平臺(tái)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用的擴(kuò)展、牽引和備份。

②安全、可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

云計(jì)算提供了最安全、可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，用戶無(wú)需擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失、病毒攻擊等問(wèn)題。例如：將文檔保存至類似Google Picasa Web的網(wǎng)絡(luò)相冊(cè)里，用戶不用擔(dān)心數(shù)據(jù)會(huì)丟失或損壞，因?yàn)橄啾扔诹餍械木W(wǎng)絡(luò)硬盤，在云服務(wù)端有專門的團(tuán)隊(duì)來(lái)管理信息和保存數(shù)據(jù)，此外，在嚴(yán)格的權(quán)限管理策略下用戶指定的人群可以共享數(shù)據(jù)。

③方便、快捷的云服務(wù)。

大家都有管理自己電腦上各類應(yīng)用軟件的經(jīng)歷，為了能夠使用某個(gè)最新的操作系統(tǒng)或是某個(gè)軟件的最新版本，我們必須不斷地升級(jí)電腦硬件；為了避免下載時(shí)可能帶來(lái)的病毒入侵，我們必須反復(fù)安裝病毒軟件或防火墻。而在云計(jì)算時(shí)代，所有這些操作都不用自己動(dòng)手，因?yàn)橛袑I(yè)人員在云服務(wù)端幫助用戶維護(hù)硬件、安裝和升級(jí)軟件、防范病毒或網(wǎng)絡(luò)攻擊，而用戶只需要在瀏覽器中輸入U(xiǎn)RL，登錄后便可在瀏覽器中做以前在自己電腦上的所有事情。

從用戶的角度，云計(jì)算又有如下特點(diǎn)：

①費(fèi)用低廉。

對(duì)于云用戶來(lái)說(shuō)，使用云服務(wù)無(wú)需購(gòu)買計(jì)算機(jī)、軟件等資源，更不用對(duì)這些資源進(jìn)行維護(hù)，只需要任意一臺(tái)可以上網(wǎng)的終端設(shè)備（如：手機(jī)、PDA、上網(wǎng)本等）就可以完成操作，甚至是大型的復(fù)雜運(yùn)算，因而減少了支出。云服務(wù)的這一特點(diǎn)可以緩解教育信息化的投入巨大而產(chǎn)出甚微的問(wèn)題。

②公平性。

云計(jì)算的公平性體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：其一貧富的公平。云服務(wù)的使用費(fèi)用很低，目前市場(chǎng)上能夠達(dá)到這樣標(biāo)準(zhǔn)的終端設(shè)備很多。例如，只要有內(nèi)置瀏覽器的手機(jī)都可以使用云服務(wù)；其二區(qū)域的公平。介于云技術(shù)的虛擬化特征，其訪問(wèn)和使用不受地域的限制，不管什么地區(qū)和國(guó)家的用戶，只要有一臺(tái)終端就可以使用云服務(wù)，即可享受最豐富的教育資源。這對(duì)于教育來(lái)說(shuō)，可以有效地促進(jìn)教育公平性問(wèn)題的解決。

③無(wú)處不在。

介于云服務(wù)的虛擬性以及終端的小型化，用戶可以隨身攜帶，不管在路上、車上、健身或是吃飯，用戶都可以聯(lián)接到“云端”上進(jìn)行學(xué)習(xí)，這對(duì)于微型學(xué)習(xí)、移動(dòng)學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的開(kāi)展和研究具有重要的意義。

二、云計(jì)算與教育信息化

1.云計(jì)算對(duì)教育的影響

隨著云計(jì)算的逐步發(fā)展和普及，學(xué)校、教育機(jī)構(gòu)、個(gè)人的信息處理會(huì)逐步遷移到“云”上，這將對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極影響。一方面，學(xué)習(xí)者能夠通過(guò)云計(jì)算提供的服務(wù)，自由地選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式，更好地享受信息資源和服務(wù)；另一方面，教育機(jī)構(gòu)和科研人員能夠更好地管理教學(xué)資源，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，更好地開(kāi)展教學(xué)。

基于云技術(shù)的程序能夠處理照片、編輯視頻、發(fā)布簡(jiǎn)報(bào)、展示幻燈片等，甚至共享這些工具創(chuàng)建的內(nèi)容。各種電腦、移動(dòng)平臺(tái)都能訪問(wèn)基于瀏覽器客戶端的程序，只要在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方這些工具都可以使用。而且，基于云的程序正被用于K12部門，為學(xué)生和職員提供虛擬電腦，而不再要求每個(gè)人都使用最新的筆記本或臺(tái)式機(jī)；只要能訪問(wèn)因特網(wǎng)且支持Web瀏覽器即可，少數(shù)的設(shè)備便可訪問(wèn)不受限制的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及各類程序。

2.云計(jì)算在教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀

2007年10月，Google和IBM聯(lián)合宣布要推廣“云計(jì)算”計(jì)劃，包括：卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校在內(nèi)的眾多高校都參與了該項(xiàng)計(jì)劃，我國(guó)清華大學(xué)也于2008年3月加入此項(xiàng)計(jì)劃。通過(guò)此項(xiàng)計(jì)劃，高校研究者更加方便地利用Google和IBM提供的云計(jì)算資源，搭建出各種創(chuàng)新性的應(yīng)用。

①“卡塔爾云計(jì)算計(jì)劃”。

“卡塔爾云計(jì)算計(jì)劃”是云技術(shù)引入中東地區(qū)的首批項(xiàng)目之一，最早在卡耐基梅隆大學(xué)卡塔爾分校啟動(dòng)?？ㄋ柎髮W(xué)、德州農(nóng)工大學(xué)卡塔爾分校、卡耐基梅隆大學(xué)卡塔爾分校，就構(gòu)建云計(jì)算環(huán)境的展開(kāi)與協(xié)作，將與眾多業(yè)界專家、研究人員、客戶一起共同開(kāi)發(fā)云解決方案，以幫助解決行業(yè)問(wèn)題。

②東非健康領(lǐng)導(dǎo)力高等教育聯(lián)盟（“健康聯(lián)盟”）云計(jì)算項(xiàng)目。

健康聯(lián)盟是一個(gè)由七所大學(xué)組成的聯(lián)盟，它與IMB、諸多業(yè)界專家合作，通過(guò)虛擬計(jì)算實(shí)驗(yàn)室以便拓展可供學(xué)生遠(yuǎn)程訪問(wèn)的教學(xué)資源。通過(guò)云計(jì)算技術(shù)，聯(lián)盟大學(xué)的學(xué)生便可訪問(wèn)最先進(jìn)的教育類計(jì)算資源，以及選擇軟件應(yīng)用、計(jì)算與存儲(chǔ)資源，而且不用支付維護(hù)和支持整個(gè)計(jì)算環(huán)境的費(fèi)用。

③南非比勒陀利亞大學(xué)云技術(shù)應(yīng)用。

比勒陀利亞大學(xué)計(jì)算智能研究組將云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于下一代醫(yī)學(xué)研究中。依附該項(xiàng)計(jì)劃，學(xué)生通過(guò)研究藥物的吸收率以及曾服用某種藥物治療的人的DNA的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)折疊來(lái)找到減慢重癥疾病發(fā)展的治療方法。

眾多教育性云計(jì)算項(xiàng)目的實(shí)施，預(yù)示著云計(jì)算不僅改變了傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代信息聚合和數(shù)據(jù)處理的方式，更為教育領(lǐng)域開(kāi)拓一個(gè)全新的學(xué)習(xí)空間，創(chuàng)建一個(gè)教育信息自由化、學(xué)習(xí)者多元化的學(xué)習(xí)環(huán)境。隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和普及，教育信息、教育者信息和學(xué)習(xí)者信息都將逐漸遷移到“云”上，這對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)的發(fā)展是一個(gè)很好的契機(jī)：一方面，學(xué)習(xí)者可以在云服務(wù)所聚合的海量教育信息中自由地、最大化地選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容；另一方面，教育者可以充當(dāng)云服務(wù)管理者的角色，整合、歸類和管理教育信息資源，開(kāi)展教學(xué)設(shè)計(jì)，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程；再者，云計(jì)算是基于Web服務(wù)的，這便意味著，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中，可以與全世界的學(xué)習(xí)者一起交流、協(xié)作，共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

三、云計(jì)算對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用

1.學(xué)習(xí)者。

云計(jì)算使得學(xué)習(xí)者更加方便、快速地構(gòu)建個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境，并將推動(dòng)個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境、非正式學(xué)習(xí)的發(fā)展。

①構(gòu)建移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境。

在Web2.0環(huán)境下，以學(xué)習(xí)者為中心的個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境將成為移動(dòng)學(xué)習(xí)的發(fā)展趨勢(shì)，非正式學(xué)習(xí)將成為學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)活動(dòng)的重心。移動(dòng)學(xué)習(xí)將不再局限于學(xué)校范圍內(nèi)，而是在學(xué)習(xí)者自行創(chuàng)建和管理的、風(fēng)廣泛的空間內(nèi)，學(xué)習(xí)活動(dòng)更是由學(xué)習(xí)者自己而不是學(xué)校機(jī)構(gòu)來(lái)安排。學(xué)習(xí)者自行控制和管理個(gè)人學(xué)習(xí)，根據(jù)需要選擇自己需要的學(xué)習(xí)資源和服務(wù)。在云計(jì)算模式下，個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境的基本要素，如：文本、音視頻、培訓(xùn)等都可以由云服務(wù)來(lái)控制和管理。學(xué)習(xí)者只需通過(guò)瀏覽器進(jìn)入“云”即可獲得構(gòu)建學(xué)習(xí)環(huán)境所需的數(shù)據(jù)和服務(wù)，無(wú)需再掌握復(fù)雜的軟件操作，這樣極大地降低了移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建的門檻。

②提高學(xué)習(xí)效率。

云計(jì)算使學(xué)習(xí)者更加方便、快速地構(gòu)建個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境，支持并推動(dòng)個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境、非正式學(xué)習(xí)的發(fā)展。云計(jì)算使移動(dòng)學(xué)習(xí)更加靈活、敏捷，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)工具的“按需使用、即需即用、快速聚合”，降低Web學(xué)習(xí)資源和服務(wù)的成本與難度，創(chuàng)建靈活、敏捷的學(xué)習(xí)方式，創(chuàng)設(shè)豐富的學(xué)習(xí)情境，從而有效地提高學(xué)習(xí)效率，最終達(dá)到提高學(xué)習(xí)效果的目的。

2.學(xué)校管理機(jī)構(gòu)。

云計(jì)算模式極大地降低教育信息系統(tǒng)建設(shè)的成本。對(duì)于學(xué)校來(lái)說(shuō)，建立計(jì)算中心的成本較大，且很難與教育信息系統(tǒng)的迅速發(fā)展及多元化服務(wù)相匹配。云計(jì)算模式為學(xué)校提供了可借鑒的方案，讓云計(jì)算服務(wù)來(lái)完成教育機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)中心和網(wǎng)絡(luò)中心的相關(guān)任務(wù)，通過(guò)其提供的IT基礎(chǔ)架構(gòu)，無(wú)需再購(gòu)買昂貴的設(shè)備、維護(hù)與升級(jí)設(shè)備，極大節(jié)約了成本。而且，云計(jì)算更好地消除了教育信息系統(tǒng)中的“孤島”現(xiàn)象。作為網(wǎng)格運(yùn)算模式的發(fā)展和改進(jìn)，云計(jì)算模式提供了更加強(qiáng)大的管理機(jī)制、自動(dòng)化部署、高層次的虛擬化，以便最大化地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境上的資源共享與協(xié)同工作。

Gartner研究機(jī)構(gòu)的分析家認(rèn)為，盡管云計(jì)算距離全面實(shí)際地應(yīng)用仍有一段距離，但需要及早進(jìn)行規(guī)劃。在教育領(lǐng)域，學(xué)校管理機(jī)構(gòu)在進(jìn)行信息系統(tǒng)建設(shè)和資源建設(shè)時(shí)，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。一方面，避免將來(lái)采用云計(jì)算時(shí)造成硬軟件設(shè)備的浪費(fèi)；另一方面，盡量使現(xiàn)有的信息系統(tǒng)和資源能夠更好地與將來(lái)的云計(jì)算環(huán)境相縫合。

3.教學(xué)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員。

在云計(jì)算環(huán)境下，需要為移動(dòng)學(xué)習(xí)構(gòu)建“云”服務(wù)，云服務(wù)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)是未來(lái)教學(xué)信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員需要掌握的技術(shù)。

四、對(duì)云計(jì)算輔助教學(xué)的展望

面對(duì)“云服務(wù)”時(shí)代的到來(lái)，各地教育技術(shù)部門都在積極采取措施，從“行政型”轉(zhuǎn)向“服務(wù)型”，逐步走向社會(huì)化管理。對(duì)于云計(jì)算輔助教學(xué)的展望有以下幾個(gè)方面：

1.充分利用全球云服務(wù)，轉(zhuǎn)變過(guò)去一切靠自己開(kāi)發(fā)的小生產(chǎn)模式，開(kāi)拓中國(guó)教育信息化的低碳型發(fā)展道路。

2.將本地資源轉(zhuǎn)化為云服務(wù)，將原本只為校內(nèi)、本地服務(wù)的教育資源轉(zhuǎn)變?yōu)橄蚋鄮熒峁┓?wù)的“云”資源。

3.構(gòu)建“云—地”中介服務(wù)。一些大公司建設(shè)的“云計(jì)算服務(wù)”，誓如：Google教育套件，不可能關(guān)注當(dāng)?shù)貛熒亩嘣枨蠛颓楦薪涣?，教育機(jī)構(gòu)可以為本地學(xué)校和教師構(gòu)建“云—地”中介，作為省市一級(jí)的教育技術(shù)機(jī)構(gòu)，可以充分利用“云服務(wù)”為當(dāng)?shù)貙W(xué)校和教師提供服務(wù)，成為當(dāng)?shù)亟逃摹霸朴?jì)算輔助教學(xué)資源中心”或者“社區(qū)”，構(gòu)建當(dāng)?shù)貙W(xué)校和教師的生活情感圈、文化圈。

4.將低碳型教育和“云計(jì)算輔助教學(xué)”的要素融入到教師專業(yè)化發(fā)展。教育技術(shù)“云服務(wù)”的發(fā)展，對(duì)教師專業(yè)化發(fā)展影響很大，各地根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)不同地區(qū)、學(xué)科、教齡的教師，分別提供菜單式或按需定制的內(nèi)容，解決教師急需改善的教學(xué)、科研等問(wèn)題。

五、結(jié)束語(yǔ)

互聯(lián)網(wǎng)的精神實(shí)質(zhì)是自由、平等、分享。作為一種最能體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)精神的計(jì)算模型，云計(jì)算必在不久的將來(lái)展示出其強(qiáng)大的生命力，并從多個(gè)方面改變我們的學(xué)習(xí)、工作、生活。教育新技術(shù)研究的最終目的是為了將技術(shù)更好地應(yīng)用于教學(xué)，如何做到這一點(diǎn)，需要在對(duì)新技術(shù)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)其在教學(xué)中的應(yīng)用，充分發(fā)揮新技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，通過(guò)技術(shù)在教育中的應(yīng)用體現(xiàn)和提升其價(jià)值。對(duì)云計(jì)算技術(shù)的研究，將有助于對(duì)網(wǎng)絡(luò)教育軟件未來(lái)方向的把握，促進(jìn)我們對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)一步的廣泛、深入地研究，為技術(shù)在教育信息化中的科學(xué)合理應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

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