探究云平臺在高校實驗教學與管理中的應用

索紅霞

探究云平臺在高校實驗教學與管理中的應用

索紅霞

臨沂大學外國語學院，山東 臨沂 276000

許多與計算機應用相關的專業實驗課都涵蓋了安裝配置復雜的軟件以及煩瑣的拓撲結構，因為分配到學生手中的資源屈指可數，實驗資源的約束已演變成導致實驗教學質量不高的根本原因，所以為了妥善處理相關專業實驗需求與硬件資源限制這一矛盾，提出云平臺理念，并在此基礎上對云平臺在高校實驗教學與管理中的應用進行探究，供以借鑒。

云平臺；實驗教學；視頻傳輸

引言

開展實驗教學活動時會要求學生進行一些較為煩瑣的實驗，特別是網絡方面的實驗。實驗環境的構建需要安裝比較冗雜的軟件，甚至還會牽扯到很多的實驗室終端主機，同時這些主機還要結合實驗步驟組成一個復雜的網絡拓撲結構。從學生的角度出發，在建立實驗環境的過程中很容易受到設備硬件條件的約束。為了妥善處理這一問題，本文結合工作實踐與試驗探索，提出了實驗云平臺構建及應用的解決方案。

1 高校實驗教學體系中的云平臺

傳統實驗教學的主要目的是促使學生可以到實驗室中進行有關試驗，然而實驗室的硬件設備存在一定的約束性，這樣就不得不為學生重新建立一個適宜的、可持續的、循環使用的、便捷高效的實驗環境，進而提升實驗教學的整體水平。

從當前的發展趨勢來看，很多高校的實驗室往往呈現出分散無序的狀態，還很容易衍生重復建設、信息孤島、資源浪費等相關問題，究其原因在于各專業實驗室還沒有達到統籌建設的目的。筆者建議高校實驗室建設項目應整合各專業實驗室中的相關資源，并在此基礎上依據虛擬化理念建立與之相匹配的實驗云。這樣的云平臺主要有以下優點：第一，不會對學生自身PC機的資源帶來影響；第二，在開展實驗課的時候主要采取B/S模式進行，清晰明了。顯而易見的是，高校通過實驗云平臺的建設，勢必會提升實驗教學水平，為實驗教學的順利進行提供應有的保障。軟硬件設備虛擬化在云計算中扮演著重要的角色。之所以這樣說是因為云計算中全部的軟件設備、硬件設備以及實驗環境都是建立在虛擬平臺之上的，可以促使相關資源演變成相應的虛擬化的、可共享的資源。

網絡時代的背景下，“互聯網+”的實現可以大大加快云平臺構建的腳步，也為云平臺的構建提供強而有力的技術保障。網絡不但打破了人們的交流形式、創新了人們的生活模式，還妥善解決了空間與時間資源產生的矛盾問題。隨著云計算的應運而生，實驗教學資源不再來源于以前傳統的實驗室，而是在云平臺中集成、整合與共享。這樣高校的專業教學實驗室就可以省去投入資源的步驟與配置，全部實驗項目都能在平臺上進行。

綜上所述，虛擬化技術為實驗云平臺的構建提供了強而有力的技術支持，而互聯網技術為云平臺的建立奠定了扎實的基礎。云計算與虛擬化技術的完美結合為云平臺提供了應有的保障。云計算可以使實驗室達到資源共享的目的，降低相關硬件投入成本，對提升高校實驗實踐教學的內涵，促進辦學效益的健康發展有著深遠的意義。

2 實驗云平臺的構建

構建實驗云平臺的基礎主要包含以下兩點：第一，虛擬化軟硬件；第二，物理環境。因此，高校實驗室管理部門應采取針對性的手段對實驗室中已具備的物理資源以及相關軟硬件進行科學的統籌分配。一般而言，實驗云平臺的構建主要包含以下幾個步驟。

第一步，建立相應的設備資源庫與數據信息庫。第二，建立實驗私有云。當組織順利完成第一步以后，就可以為某一學科專業建立與之相匹配的實驗云，同時還要對各門課程實施的情況進行科學跟蹤、統計與分析。第三，構建局域網實驗云。相關實驗室機構需要在已具備的局域網絡上面構建與之相匹配的云平臺，并在此基礎上與虛擬化軟硬件以及物理資源結合起來。

不僅如此，高校可以采取有效措施將每一個學科中的實驗云轉變為具有一定學科群特色的云平臺。還可以整合相關軟硬件資源，同時還要做好云平臺與相關軟硬件資源的重新規劃工作，構建相應的云平臺，然后再與其他云平臺對接，繼而組建一個更高層面的云平臺[1]。之所以這樣做，是因為云計算在高校實驗教育與管理當中得到了廣泛的使用。無論是對于虛擬化設備來說，還是就云計算技術而言，都會引起專家教授的高度重視。在他們深入研究的基礎上得到一些先進的實驗實踐的育人經驗，顯然這樣實驗云也會慢慢被更大區域的云平臺所代替。通過這種方式可以促使相關物理資源朝著虛擬實驗云的方向發展，提高實驗教學的整體效果與水平。

3 實驗教學平臺的功能和結構

開放式虛擬實驗教學平臺無論是在學校的管理方面，還是在科研等內涵發展方面都起到了不容小覷的作用[2]。通常情況下，該實驗教學平臺的工作模式如下：首先，通過相關終端設備，用戶可以在第一時間連接到會話管理中心，繼而為桌面環境以及服務器提供與之相匹配的管理平臺。其次，在用戶登錄的過程中，系統會結合用戶的實際需求為其分配最適宜的桌面環境。這個時候用戶就可以通過身份認證直接進入指定的界面，繼而促使虛擬桌面達到無縫鏈接與順暢登錄的效果。再次，用戶成功登錄平臺以后，就可以進行相應的操作，包括預定實驗室、查詢實驗課表等。最后，用戶選擇實驗臺操作這一功能時，一定要在規定的時間內通過刷卡等形式進入實驗室。筆者建議相關實驗教學或實驗管理人員可以使用ZigBee等手段來控制實驗臺的電源。當用戶刷卡通過以后，就可以打開提前預訂好的實驗室或者是實驗臺的電源。這時監控系統也會充分呈現出該實驗臺的具體狀況。

4 實驗云教學平臺中視頻傳輸的應用效果

以往的網絡教學系統對服務器性能以及網絡寬帶提出了諸多的要求。縱觀傳統的應用實踐，即便網絡教學系統可以符合用戶的實際需求，然而多媒體通信的體驗卻不能使用戶滿意，尤其針對高校校園網絡來說，在線用戶數量大、在線時間長等特點相對于小區網絡更煩瑣。從當前的發展趨勢來看，很多云終端在虛擬桌面實際應用期間僅僅支持窗口化的標清視頻；而針對云計算平臺下的網絡教學系統來說，在充分引進組播技術等相關概念的基礎上，不但可以提升服務水平，還能在很大程度上妥善處理多媒體應用上的缺陷，使用戶可以通過“云”體驗到繪聲繪色的高清視頻的播放效果[3]。

筆者建議高校應重新規劃部署網絡教學系統的硬件，目的是減少服務器以及網絡帶寬壓力，盡可能使虛擬機播放出來的視頻暢通無阻。除了支持HDMI高清接口等參數，提供大于30?FPS的幀速率以外，虛擬桌面的色彩度還不小于32位。無論對于哪臺虛擬機來說都支持遠程播放高清視頻。由此可見，對網絡教學系統中的硬件進行適當的改進可以更好地支持虛擬云平臺環境下的多媒體應用。

5 結語

總而言之，實驗云平臺的構建妥善地解決了實踐教學受時間與空間約束、信息安全等諸多問題。除此之外，平臺還為學生的學習營造出輕松、和諧的教學氛圍，在很大程度上促使實驗室與實驗設備得到了充分的使用，從而為積累實驗教學以及人才培養的寶貴數據資源提供了支撐，不但大大提高了實驗室的利用率，提升了學生的實踐能力，還使實驗教學水平達到事半功倍的效果。

[1]陳四清，張明昊. 云平臺下解剖實驗教學體系的構建[J]. 教育現代化，2018，5（30）：149-150.

[2]王華. 云教育平臺在實驗教學中的應用研究[J]. 電腦知識與技術，2016，12（30）：153-154.

[3]蔣玉宇，劉鎮. 基于云平臺的O2O實驗教學體系構建[J]. 實驗室研究與探索，2016，35（10）：188-191.

Exploring the Application of Cloud Platform in the Management of Experimental Teaching in Colleges and Universities

Suo Hongxia

School of Foreign Languages, Linyi University, Shandong Linyi 276000

Many professional lab courses related to computer applications cover the installation of complex software and the topology of trouble locks. Because the resources allocated to students are few, and the limitations of experimental resources have evolved to the root cause of poor quality of experimental teaching. Therefore, in order to correctly handle the contradiction between relevant professional experimental requirements and hardware resource constraints, the concept of cloud platform is proposed, and on this basis, the application of cloud platform in experimental teaching and management in colleges and universities is discussed.

cloud platform; experimental teaching; video transmission

G436

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