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摘 要：本文研究云计算辅助教学模式在教育中的应用前景问题。首先介绍了云计算技术，然后指出了云计算的一些特点，最后分析了云计算辅助教学的优势及应用前景。
关键词：云计算；辅助教学；资源池
基金项目：“北京信息科技大学课程建设项目”，“北京信息科技大学教材建设项目”。
一、前言
黎加厚教授结合信息化教育与云计算的特点，提出了“云计算辅助教学”（CCAI）的概念，其含义是指学校和教师利用“云计算”支持的教育“云服务”，构建个性化教学的信息化环境，支持教师的有效教学和学生的主动学习，促进学生高级思维能力和群体智慧发展，提高教育质量。云计算在教学方面的应用正逐渐成为人们的研究热点，云计算走进了教育，将在未来一二年，成为学校的主流技术，影响教师的教学方式和学生的学习方式，再次带来教育上的大变革。高校教师应该从学生和学校的实际情况出发，利用现有的教育资源，充分发挥出云计算辅助教学的优势，实现教学效果最优化的同时降低教学资源成本，在整体上提高教学质量。
二、云计算技术简介
“云计算”是指由几十万甚至上百万台廉价的服务器所组成的网络，为用户提供所需要的计算机服务，这是近年来计算机科学领域中的分布式计算、并行计算和网格计算的新发展。“云计算”将大规模的计算机阵列连接成一个向全球用户提供社会化计算机服务的网络，用戶只需要一个能够上网的设备，比如一台笔记本或者手机，在任何时间、任何地点，用任何可以连接至互联网的终端设备访问这些服务，就可以获得自己需要的计算机服务。云服务是服务商借助云计算向用户提供的高可靠性和拓展性服务的统称， 包括数据存储、资源共享、软件存储、在线翻译等。用户可以在没有相关专业知识、不了解具体的技术、不具备设备管理能力的情况下，通过因特网获取需要的服务。云服务时代的来临，其特点会对我们的工作和生活带来变化。
三、云计算应用的特点
1.计算资源集成提高设备计算能力
云计算把大量计算资源集中到一个公共资源池中，通过多主租用的方式共享计算资源。虽然单个用户在云计算平台获得服务水平受到网络带宽等各因素影响，未必获得优于本地主机所提供的服务，但是从整个社会资源的角度而言整体的资源调控降低了部分地区峰值荷载提高了部分荒废的主机的运行率，从而提高资源利用率。
2.分布式数据中心保证系统容灾能力
分布式数据中心可将云端的用户信息备份到地理上相互隔离的数据库主机中，甚至用户自己也无法判断信息的确切备份地点。该特点不仅仅提供了数据恢复的依据，也使得网络病毒和网络黑客的攻击失去目的性而变成徒劳，大大提高系统的安全性和容灾能力。
3.软硬件相互隔离减少设备依赖性
虚拟化层将云平台上方的应用软件和下方的基础设备隔离开来。技术设备的维护者无法看到设备中运行的具体应用。同时对软件层的用户而言基础设备层透明的，用户只能看到虚拟化层中虚拟出来的各类设备。这种架构减少了设备依赖性，也为动态的资源配置提供可能。
4.平台模块化设计体现高可扩展性
目前主流的云计算平台均根据SPI架构在各层集成功能各异的软硬件设备和中间件软件。大量中间件软件和设备提供针对该平台的通用接口，允许用户添加本层的扩展设备。部分云与云之间提供对应接口，允许用户在不同云之间进行数据迁移。类似功能更大程度上满足了用户需求，集成了计算资源，是未来云计算的发展方向之一。
5.虚拟资源池为用户提供弹性服务
云平台管理软件将整合的计算资源根据应用访问的具体情况进行动态调整，包括增大或减少资源的要求。因此云计算对于在非恒定需求的应用，如对需求波动很大、阶段性需求等，具有非常好的应用效果。在云计算环境中，既可以对规律性需求通过事先预测事先分配，也可根据事先设定的规则进行实时公台调整。弹性的云服务可帮助用户在任意时间得到满足需求的计算资源。
6.按需付费降低使用成本
作为云计算的代表按需提供服务按需付费是目前各类云计算服务中不可或缺的一部分。对用户而言，云计算不但省去了基础设备的购置运维费用，而且能根据企业成长的需要不断扩展订购的服务，不断更换更加适合的服务，提高了资金的利用率。
四、云计算辅助教学的优势及应用前景
1.云计算辅助教学可以为学校节约购买和维护更新计算机的成本
为了满足越来越多的教学需求，学校不得不经常购买、更新计算机设备，并且许多学校都有大量接近淘汰的旧计算机，这类计算机有些只是硬件配置问题无法升级到新的操作系统或安装新的应用软件而被淘汰，硬件本身还支持继续正常工作。如果使用云计算服务，只需让计算机接入互联网即可。用户在客户端开启使用各种软件带来的大量负荷以及硬件维护工作则交给云服务提供商。学校师生可以使用这些旧计算机，或采用性能一般的低价笔记本计算机以及智能手机接入云服务，可以节省大量资金和人力。
2.云计算辅助教学可以减少维护和升级操作系统和应用软件的费用
云计算提供的服务收费低廉，有的甚至是免费，高校接入这类云计算服务后，不再需花费大量资金购买商业软件授权，作为客户端的本地计算机只需运行浏览器即可享受云服务，不用担心应用软件是否是最新版本。
3.云计算辅助教学可以在最大范围内共享，解决资源不足、不均的问题
通过云计算模式，高校之间可以共同构筑资源共享空间，这样众多的高校就可以分享由大量系统连接在一起而形成的基础设施，而不必更新相关的硬件，各院校的运行成本在大大降低的同时效率却大幅度地提高。对于参加合作的院校来说，通过云计算技术，他们可以实时地获得其他院校的资源，使用户的资源需求获得极大的满足。
不管是在学校还是家中，也不管使用什么客户端，接入云端后，都会获取到同一个虚拟桌面，就像使用同一台计算机的系统。因此学生可以在任何地方继续工作，也可以在多种设备上共享数据。
5.云计算辅助教学可以推动个人学习环境和非正式学习的发展
Web2.0环境下，以学习者为中心的个人学习环境将是网络学习的发展趋势，网络学习已不再被局限在学校机构的范围中，而是更广泛的、学习者可自行创建和管理的空间，学习活动也更多地由学习者自己而不是学校机构来控制，有利于终身学习。目前Google在这方面提供了许多工具，如Google gmail，Google earth，Google docs等。云计算增强了网络学习的灵活性和敏捷性，能够使学习资源和学习工具随时随需而用，降低Web学习资源与服务的成本与难度，创建灵活的学习方式，创设丰富的学习情境，提高学习效果。
参考文献
[1] 林瑜华. 云计算环境下高校实验教学模式的创新与实践 [J]. 实验室研究与探索， 2011， 30（8）： 271-274.
[2] 黎加厚. 走向教育技术“云”服务[J]. 远程教育杂志，2008（ 3） ： 79.
[3] 王玉芬， 郭晓娟. 云计算对高校教学资源影响解析[J]. 实验技术与管理， 2010， 27（5）： 111-113.
[4] 孔艺权. 基于语义云实验资源共享平台的研究[J]. 实验室研究与探索， 2012， 31（7）： 216-219.
[5] 孙凌宇， 欧阳春娟， 冷明， 等. 基于云服务的网络学习平台建设[J]. 山西财经大学学报， 2012， 3.
[6] 中国云计算服务网. 云计算的概念及特点[OL]. www.cloudguide.com.cn.
关键词：云计算；辅助教学；资源池
基金项目：“北京信息科技大学课程建设项目”，“北京信息科技大学教材建设项目”。
一、前言
黎加厚教授结合信息化教育与云计算的特点，提出了“云计算辅助教学”（CCAI）的概念，其含义是指学校和教师利用“云计算”支持的教育“云服务”，构建个性化教学的信息化环境，支持教师的有效教学和学生的主动学习，促进学生高级思维能力和群体智慧发展，提高教育质量。云计算在教学方面的应用正逐渐成为人们的研究热点，云计算走进了教育，将在未来一二年，成为学校的主流技术，影响教师的教学方式和学生的学习方式，再次带来教育上的大变革。高校教师应该从学生和学校的实际情况出发，利用现有的教育资源，充分发挥出云计算辅助教学的优势，实现教学效果最优化的同时降低教学资源成本，在整体上提高教学质量。
二、云计算技术简介
“云计算”是指由几十万甚至上百万台廉价的服务器所组成的网络，为用户提供所需要的计算机服务，这是近年来计算机科学领域中的分布式计算、并行计算和网格计算的新发展。“云计算”将大规模的计算机阵列连接成一个向全球用户提供社会化计算机服务的网络，用戶只需要一个能够上网的设备，比如一台笔记本或者手机，在任何时间、任何地点，用任何可以连接至互联网的终端设备访问这些服务，就可以获得自己需要的计算机服务。云服务是服务商借助云计算向用户提供的高可靠性和拓展性服务的统称， 包括数据存储、资源共享、软件存储、在线翻译等。用户可以在没有相关专业知识、不了解具体的技术、不具备设备管理能力的情况下，通过因特网获取需要的服务。云服务时代的来临，其特点会对我们的工作和生活带来变化。
三、云计算应用的特点
1.计算资源集成提高设备计算能力
云计算把大量计算资源集中到一个公共资源池中，通过多主租用的方式共享计算资源。虽然单个用户在云计算平台获得服务水平受到网络带宽等各因素影响，未必获得优于本地主机所提供的服务，但是从整个社会资源的角度而言整体的资源调控降低了部分地区峰值荷载提高了部分荒废的主机的运行率，从而提高资源利用率。
2.分布式数据中心保证系统容灾能力
分布式数据中心可将云端的用户信息备份到地理上相互隔离的数据库主机中，甚至用户自己也无法判断信息的确切备份地点。该特点不仅仅提供了数据恢复的依据，也使得网络病毒和网络黑客的攻击失去目的性而变成徒劳，大大提高系统的安全性和容灾能力。
3.软硬件相互隔离减少设备依赖性
虚拟化层将云平台上方的应用软件和下方的基础设备隔离开来。技术设备的维护者无法看到设备中运行的具体应用。同时对软件层的用户而言基础设备层透明的，用户只能看到虚拟化层中虚拟出来的各类设备。这种架构减少了设备依赖性，也为动态的资源配置提供可能。
4.平台模块化设计体现高可扩展性
目前主流的云计算平台均根据SPI架构在各层集成功能各异的软硬件设备和中间件软件。大量中间件软件和设备提供针对该平台的通用接口，允许用户添加本层的扩展设备。部分云与云之间提供对应接口，允许用户在不同云之间进行数据迁移。类似功能更大程度上满足了用户需求，集成了计算资源，是未来云计算的发展方向之一。
5.虚拟资源池为用户提供弹性服务
云平台管理软件将整合的计算资源根据应用访问的具体情况进行动态调整，包括增大或减少资源的要求。因此云计算对于在非恒定需求的应用，如对需求波动很大、阶段性需求等，具有非常好的应用效果。在云计算环境中，既可以对规律性需求通过事先预测事先分配，也可根据事先设定的规则进行实时公台调整。弹性的云服务可帮助用户在任意时间得到满足需求的计算资源。
6.按需付费降低使用成本
作为云计算的代表按需提供服务按需付费是目前各类云计算服务中不可或缺的一部分。对用户而言，云计算不但省去了基础设备的购置运维费用，而且能根据企业成长的需要不断扩展订购的服务，不断更换更加适合的服务，提高了资金的利用率。
四、云计算辅助教学的优势及应用前景
1.云计算辅助教学可以为学校节约购买和维护更新计算机的成本
为了满足越来越多的教学需求，学校不得不经常购买、更新计算机设备，并且许多学校都有大量接近淘汰的旧计算机，这类计算机有些只是硬件配置问题无法升级到新的操作系统或安装新的应用软件而被淘汰，硬件本身还支持继续正常工作。如果使用云计算服务，只需让计算机接入互联网即可。用户在客户端开启使用各种软件带来的大量负荷以及硬件维护工作则交给云服务提供商。学校师生可以使用这些旧计算机，或采用性能一般的低价笔记本计算机以及智能手机接入云服务，可以节省大量资金和人力。
2.云计算辅助教学可以减少维护和升级操作系统和应用软件的费用
云计算提供的服务收费低廉，有的甚至是免费，高校接入这类云计算服务后，不再需花费大量资金购买商业软件授权，作为客户端的本地计算机只需运行浏览器即可享受云服务，不用担心应用软件是否是最新版本。
3.云计算辅助教学可以在最大范围内共享，解决资源不足、不均的问题
通过云计算模式，高校之间可以共同构筑资源共享空间，这样众多的高校就可以分享由大量系统连接在一起而形成的基础设施，而不必更新相关的硬件，各院校的运行成本在大大降低的同时效率却大幅度地提高。对于参加合作的院校来说，通过云计算技术，他们可以实时地获得其他院校的资源，使用户的资源需求获得极大的满足。
不管是在学校还是家中，也不管使用什么客户端，接入云端后，都会获取到同一个虚拟桌面，就像使用同一台计算机的系统。因此学生可以在任何地方继续工作，也可以在多种设备上共享数据。
5.云计算辅助教学可以推动个人学习环境和非正式学习的发展
Web2.0环境下，以学习者为中心的个人学习环境将是网络学习的发展趋势，网络学习已不再被局限在学校机构的范围中，而是更广泛的、学习者可自行创建和管理的空间，学习活动也更多地由学习者自己而不是学校机构来控制，有利于终身学习。目前Google在这方面提供了许多工具，如Google gmail，Google earth，Google docs等。云计算增强了网络学习的灵活性和敏捷性，能够使学习资源和学习工具随时随需而用，降低Web学习资源与服务的成本与难度，创建灵活的学习方式，创设丰富的学习情境，提高学习效果。
参考文献
[1] 林瑜华. 云计算环境下高校实验教学模式的创新与实践 [J]. 实验室研究与探索， 2011， 30（8）： 271-274.
[2] 黎加厚. 走向教育技术“云”服务[J]. 远程教育杂志，2008（ 3） ： 79.
[3] 王玉芬， 郭晓娟. 云计算对高校教学资源影响解析[J]. 实验技术与管理， 2010， 27（5）： 111-113.
[4] 孔艺权. 基于语义云实验资源共享平台的研究[J]. 实验室研究与探索， 2012， 31（7）： 216-219.
[5] 孙凌宇， 欧阳春娟， 冷明， 等. 基于云服务的网络学习平台建设[J]. 山西财经大学学报， 2012， 3.
[6] 中国云计算服务网. 云计算的概念及特点[OL]. www.cloudguide.com.cn.