云计算论文(新)
云计算在中国教育中的未来
刘文浩周敏
（杭州师范大学信息科学与工程学院，浙江杭州 310012）
【摘要】近年来，云计算技术成为国内外教育和科学研究的热点之一，随着教育改革力度的加大，云计算技术将逐步运用到教育教学中，它是提高教学质量和效率的重要途径。文章在《中国教育行业云计算应用白皮书》的指导下，针对我国教育的现状与挑战，结合信息技术在中国教育教学中运用情况，对云计算在教育中的运用进行了较为深入的探索。最后提出了基于云教育平台的个性化推荐移动学习模型。
【关键词】云计算；云教育；云教育平台；个性化推荐
【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A
引言
中国教育的现状与挑战。上世纪九十年代以来，国家经过“211工程”、“985工程”、“面向21世纪教育振兴计划”、“农村中小学远程教育工程”、“西部大学校园”、“校校通”等一系列重大工程建设和政策措施，有力推动了我国教育信息化的进程[1]。面向全国的教育信息基础设施体系初步形成，城市和经济发达地区各级各类学校已不同程度地建有校园网并以多种方式接入互联网，信息终端正逐步进入农村学校；数字教育资源不断丰富，信息化教学的应用不断拓展和深入；教育管理信息化初见成效；网络远程教育稳步发展，为构建终身学习体系发挥了重要作用。教育信息化对于促进教育公平、提高教育质量、创新教育模式的支撑和带动作用初步显现[2]。但是，我们也必须清醒地认识到，加快推进教育信息化还面临诸多的挑战。目前，我国教育行业信息化正处于从校园信息化向校园智能化演进的过程中。虽然我国高校的信息化建设已经取得了卓越的成就，但是面临的诸多问题和新挑战也是不可忽视的。高校的信息化建设参差不齐，与学校的规模、投资、对信息化认识程度有很大联系。
当前中国信息化建设所面临的主要问题有：
教学资源无法充分共享。由于学校之间，同一学校不同院系之间的屏障，优秀教学资源没有高度共享，因此，无法有效充分利用优质的各类教学资源。
教育基础设施不足和应用水平不均衡。教育资源不能高效共享，而购买教育设备、器材等经费重复投入力度大但使用效率很低，远远不能满足教育长期发展的需求。
科研创新严重受到制约。随着科研规模和专业性要求的提高，科学研究通过对海量数据的处理来解决复杂问题已成为现实需求，然而大型科研设备的费用已经让众多研究机构和从事科研的院系无法承担。
教学方式依然陈旧。传统的“填鸭式”教学方式使课堂氛围缺乏生机，学生缺乏主动求知的激情，被动式教育模式下培养出来的人才很难胜任社会重任。
针对以上挑战，结合我国教育发展目标，急需解决好“优质数字教育教学资源共建共享”、“信息技术与教育全面深度融合”、“促进教育教学和管理创新”、对现有教育模式改革，逐步完善教育教学资源高度共享、教育基础设施优化、对科学研究和教育管理的支持，建设“智能化”教育教学环境，促进校园信息化向校园智能化全面演进。
刘文浩(1974-)，男，杭州师范大学，讲师，博士。主要研究方向：信息安全、信息科学教育；浙江省教育厅科研项目“可证安全的无证书认证密钥协商协议研究”（Y201222977）
一云计算与云教育
云计算是信息行业的第三次技术革命，在教育领域已尘埃落地，其应用也日益深入。
1云计算的定义
在维基百科中，云计算（即Cloud Computing）的定义如下：一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。云计算描述了一种基于互联网的新的IT服务增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展而且经常是虚拟化的资源[3]。云其实是一种网络。典型的云计算服务提供商往往提供通用的网络业务应用，可通过浏览器等软件或其他Web服务来访问，而软件和数据都存储在云端的服务器上。
2云教育
云教育是在云技术平台的开发及其在教育培训领域的应用。云教育打破了传统的教育信息化边界，推出了全新的教育信息化概念，集教学、管理、学习、娱乐、分享、互动交流于一体。让教育部门、学校、教师、学生、家长及其他教育工作者，这些不同身份的人群，可以在同一个平台上，根据各自的权限去完成不同的工作[4]。
云教育包含了云培训中的教育培训管理信息系统、远程教育培训系统和培训机构网站，属于大型教育平台涉及技术领域。在这个覆盖世界的教育平台上，人们可以共享教育资源，分享教育成果，完成教育互动。
目前教育云[5]在教育领域的实际应用主要是根据国家十二五规划《素质教育云平台》要求，由亚洲教育网进行研发使用的“三网合一智慧教育云”平台。早在2010年亚洲教育网素质教育云平台获得教育部教育信息化应用领域唯一的创新奖、视频教育教学平台在同类远程教育平台中处于先进地位、教学资源平台和教育社交平台的整合应用为国内最丰富的平台；于2012年2月亚洲教育网素质教育云平台正式成为国家规划办十二五规划课题。随着信息化和“云计算”的发展，云教育平台应运而生。云教育管理平台包括：⑴交互式学习网站；⑵资源共建共享系统；⑶多媒体互动教学系统；⑷电子书包系统；⑸教育信息化管理系统。通过云教育平台，将学生的学习迁移到云端，真正实现了让学习无处不在。云教育平台除了继承了传统的网络教学平台学习内容选择的自主性、学习资源的多元化和学习方式的多样性等优势外，它还具有其它诸多优点，如，超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务、极其廉价等[5]。总之，云教育平台较传统的网络教育平台具有实时性、灵活性和互动性等优点。云教育平台搭建好了以后，移动用户可随时随地在云平台中自由遨游。图1是基于云教育平台移动学习通用模型。
图1 基于云教育平台移动学习通用模型
二云计算在教育中实行的可行性
科学研究的项目，部分需在高性能计算服务器上进行计算以得出预期的结果。高性能计算系统的投入大，费用高，运行管理复杂，每个需要的部门或项目都建立自己的高性能计算系统是不现实的。故而通过在全校统一建立高性能计算平台，并以云计算的方式提供给用户使用，可极大提高系统的利用率并可做到集中管理与应用统计。
同时在教育方面，许多高校的教学资源都难以达到真正的共享，导致了部分学校资源浪费而其它学校又面临资源严重短缺的现象。通过对校园云计算需求的分析，可以借助云计算技术和云计算的服务模式，在校园内建立统一的云计算中心，搭建基础设施、公共平台云以及高性能计算云等，来帮助满足校园云计算的需求。
英国在她的《2010-2012年战略》教育信息化规划中指出，随着云计算的普及，她们将积极调查这一新的工作方式的潜力[6]。机构和个人可通过云计算在线获取信息、资源和软件，而无须将他们存储在本地或购买所有应用软件。比如，机构可以通过软件即服务(SaaS)灵活使用复杂软件，而无须花费过多时间和金钱来购买和拥有它们。对于那些希望灵活和移动访问资源的人员来说，云计算也有巨大优势。美国教育部教育技术办公室（Office of Educational Technology，OET）于 2010 年 3月发布了名为《变革美国教育：技术推动的学习》的国家教育技术计划。其中，NETP（the National Educational Technology Plan，美国教育技术规划）提出了一种技术推动的21世纪学习模式，其目标和建议包括如下五个基本领域：学习、评价、教学、基础设施和生产力[7]。在教学方面，在21世纪的学习模式也要求我们使用技术来帮助教育工作者采用协同教学的模式来增强他们的教学技能。在这种教学模式中，互连的教育团体将取代单独的教育者。课堂将充分地互连起来，为教育工作者提供相关数据和分析工具，帮助他们根据这些数据和工具采取行动的资源[8]。2010年3月以来，奥巴马政府着手修订《不让一个孩子掉队》（No Child Left Behind，NCLB）法，提出一系列均衡发展美国教育的措施。奥巴马政府修订NCLB法的提案在受教育机会均等、教育资源配置均衡、教育过程均衡、教育质量和教育结果均衡四方面提出了改进措施。
与传统的信息技术服务相比，云计算的运用有着巨大的优势。它在教育行业的主要优势总结如下：
资源灵活。以并行计算为核心，按需调度计算任务、分配计算资源，并提供从数据导入整合处理、计算模型设定到计算结果输出、多形式展示、应用等完整的数据处理服务，为科学研究提供灵活可靠的平台。
节约成本。简单的配置，资源即取即用，无需花费大量的时间搭建、维护计算环境，以服务的方式使用计算及存储资源，按需取用，按需付费，不需购买大量设备。
提高现有基础设施使用率。通过虚拟化技术，在不添加新的计算能力的前提下，也能有效地提高物理机硬件使用率。
统一的管理。通过云计算的统一整合，转变原来IT管理一对多的管理模式，实现了把物理资源池化的机制，通过云平台统一调度，从而实现统一的管理入口，实现简单统一的管理模式。
此外，通过云教育平台的有效使用，将人们的学习迁移到云端，真正实现了让学习无处不在。云教育平台除了具有传统网络教育平台的优点（学习内容选择的自主性、学习资源的多元化和学习方式的多样化等）外，还表现了其自身的许多优点[9]：⑴提供“一站式”服务。云平台上有集教学、学习、管理、交流、娱乐等功能于一体的各类软件。用户通过一个帐号登录到云教育平台后可享受一站式服务，无需跨站操作；⑵提供虚拟学习环境。用户登录后进入虚拟桌面，只需点击各种应用图标即可进入相应的板块学习和交流；⑶平等共享丰富的教育资源。云教育资源保存在云端，即使是偏远地区的云用户，也可从云端平等获得各项教育资源，有效实现了教育资源平等共享。⑷实现深度互交。云教育平台是一个完全开放的平台，每个云教育平台用户都可与其它用户在此平台上及时交流，通过云平台提供的交互功能，使学生之间、师生之间、教师与家长之间可以随时视频语音进行沟通。⑸方便、安全、廉价。软件保存在云端，无需下载、安装、维护等，每个云用户只需一个智能终端设备，只要他能上网，均可随时随地登录到云教育平台上学习（包括可通过移动设备完成移动学习）。云端的数据有专业的团队来管理，用户不必担心数据的安全。也不必花费大量的财力购买大量的软硬件和构建机房。
由于云教育的各种软件保存在云端，用户只需登录到一个虚拟化云教育服务桌面便可享受到全部应用和得到各种服务。现在的各种移动设备（包括智能手机、PDA、笔记本电脑等）由于体积小，携带方便，打破了时空限制，可随时随地通过浏览器登录到云教育平台，及时进入学习和工作环境，平等共享到各种各样的云服务，大大提高了学习和工作效率。“2012中国远程教育技术创新与应用论坛”3月20日在京隆重召开，旨在推进云计算技术与教育培训的深度融合，实现数字化学习的创新、变革
与突破[10]。CC 视频(中国领先的视频运营平台和技术提供商)在教育领域的探索和成果，为国内多个远程教育平台增加了视频教学模块，使得课堂可视化、教育专家面对面授课成为可能，这将为长期困扰教育领域的教育资源分布不均、远程教育模式及技术不成熟等问题带来新的解决方案。CC 有稳定的操作平台，高清稳定、支持多终端播放，实现随时随地学习。另外，CC 视频的教育行业解决方案还可实现收费点播，为教育平台提供更多盈利模式选择。远程教育培训机构还可据自身特点，轻松定制只属于自己的视频模块[11]。
移动学习(Mobile Learning)能够充分利用分散的空闲时间，随时随地按照个人的需求自主选择学习的内容，实现学习效率最大化。但我们必须同时看到这样一个事实，云用户个体之间因学习目标、基础、能力、兴趣、性格等方面存在着巨大的差异，而目前对移动学习的研究绝大多数忽略了对个性化学习正确引导和推荐，不能满足个性学习最优化，因此，急需设计一种能同时兼顾个体差异的云用户移动学习模型，利用系统智能化处理的功能，适当引导或推荐云用户选择适合他们个性学习的最优资源环境，从而更好地完成自主性学习。利用云计算技术的优点，我们提出了一个基于云教育平台个性化推荐移动学习模型（如图2所示）。云教育平台不仅可以对云用户提供个性化学习资源环境，而且系统还可根据云用户以往历史记录的统计，结合学习者的特征进行个性化推荐或引导[12]，更为重要的是，系统和学习者之间的信息交互积累的个性化数据可随时反馈给学习者，以帮助其修正相关行为。这种模型能实现随时随地让云用户与云教育平台进行各种实时互动，通过个性化推荐系统完成各种学习，使个性化推荐学习、实时互动答疑、学习效果及时反馈和测评四位一体的功效得到充分体现。
图2 基于云教育平台个性化推荐移动学习模型
云用户1 移动登录 云用户2 移动登录 云用户3 移动登录
三结束语
当今社会信息化如此迅猛发展，而中国的教育始终面临着资源分配不均和优秀师资力量短缺的问题，云教育平台中资源丰富、存储空间大、教育资源取用方便且价格低廉，云计算可以减少城乡之间、地区之间、学校之间的教育资源不均衡，真正实现每个学生享受到公平的教育权利。云教育的诞生，给整个教育信息化领域带来了巨大的变革，推出了全新的教育信息化理念，打破了传统的教与学的模式，在教育上真正做到了寓教于乐。在云教育平台上，教育信息化不再是一个空洞的名称，而是化为一系列具体的行为目标和可操作的步骤，我们完全有理由相信云计算在教育方面的前景不可估量，它必将成为今后中国教育教学的一个不可或缺的帮手。
参考文献：
[1] 计世资讯.中国教育行业云计算应用白皮书,2012.
[2] 教育信息化十年发展规划(2010—2020年),2012,3,https://www.wendangku.net/doc/6911151800.html,.
[3] 云计算：https://www.wendangku.net/doc/6911151800.html,/view/1316082.htm.
[4] 云教育[EB/OL].https://www.wendangku.net/doc/6911151800.html,/index.html.
[5] 孙剑华.未来计算在云端—浅谈云计算和移动学习[J].现代教育技术,2009,19(8):60-63.
[6] 冉花,陈振.欧洲教育信息化规划分析. https://www.wendangku.net/doc/6911151800.html,.
[7] https://www.wendangku.net/doc/6911151800.html,.
[8] 云平台： https://www.wendangku.net/doc/6911151800.html,/view/3749171.htm
[9] 李桂英,等.基于云教育平台的自主移动学习模型研究[J].现代教育技术，2011,21(11):76-79.
[10] 云时代的校园数据中心 .中华人民共和国教育部网站
[11] https://www.wendangku.net/doc/6911151800.html,/a/20120321/000485.htm.
[12] Luo Zhong,Qingji Xue, Mingzhu Zheng,Jingling Y uan. A study on ontology based basic learning resource
framework for M-learning, 2010 2rd International Conference on E-Learning,E-Business,Enterprise Information Systems,and E-Government, IEEE CPS.
The Future of Cloud Computing in China Education
Liu W en-hao1Zhou Min2
（School of Information Science and Engineering,Hangzhou Normal University, Hangzhou,310012,China）Abstract: Cloud computing has been the focus of education and research both at home and abroad recently. Along with the education reform efforts, cloud computing will be gradually applied to education and teaching, it is effective to improve the teaching quality and efficiency. In this paper, "Chinese education industry of cloud computing application under the guidance of the white paper", for China's education status quo and challenges, with the combination of information technology education in Chinese teaching in applied a circumstance to undertake relatively thorough exploration.Finally, personalized recommendation mobile learning model based on the cloud educational platform was proposed.
Key Word:cloud computing; cloud education; cloud education platform; personalized recommendation
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