云计算在我国教育中的应用现状

云计算在我国教育中的应用现状摘要：云计算作为一种新兴的研究领域，近年来在教育领域中倍受研究者的青睐。当前我国的云计算教育应用尚处于初级阶段，发展现状受区域经济发展水平和教育程度的影响，研究机构主要以高校院系为主，研究内容主要集中在云计算技术的应用开发方面，云计算技术的教育应用模式主要体现在高等教育和通用教育中。本文在分析云计算在各个层面应用的基础上，提出建议，以期能够提高云计算在我国教育行业的应用水平。关键词：云计算;教育应用;存在问题;建议CloudComputingApplicationStatusofEducationinOurCountryAbstract：Asanewresearchfield,CloudComputinghasearnedresearchers'favorineducationalfieldinrecentyears.Atpresent,theeducationalapplicationofCloudComputinginChinaisstillininfancy,anditsdevelopingstatusisinfluencedbytheregionaleconomydevelopmentlevelandeducationlevel.Theresearchinstitutionmainlyconsistsofdepartmentsofcollegesanduniversities.TheresearchcontentmainlyfocusesontheapplicationdevelopmentofCloudComputingTechnology.TheeducationalapplicationpatternofCloudComputingtechnologyisbestembodiedinhighereducationanduniversaleducation.Intheanalysisonthebasisofcloudcomputingatalllevels,proposedsomesuggests,withaviewtoimprovethelevelofourcloudcomputingapplicationinoureducationindustry.KeyWords：Cloudcomputing;EducationalApplication;Existproblems;Suggests1引言云计算作为一种新兴的研究领域，自2008年引入我国后得到众多领域学者的追捧。国家“十二五”规划把云计算作为新一代IT产业研发与应用的重要领域之一，部分先行的政府机构、企事业单位和教育机构在研究的基础上构建了独有的政府云、企业云和教育云，尤其是教育云引起了社会的广泛关注。[1]不仅越来越多的企业意识到“云”的商业价值，而且全球众多教育机构也认识到它的教育价值。如Google、IBM、Amazon和Microsoft等大型的IT企业纷纷建立起自己的云计算服务平台，提供多样化的云服务产品。其通过网络化、虚拟化、分布式存储等技术实现基础设施的资源整合，统一集成管理，形成访问者按需所得的计算资源、数据存储资源和应用软件资源。它被认为是新一代的信息技术手段和IT产业发展的下一个主要浪潮。这样一个虚拟化环境为访问者提供了一个在任何地方、任何时间获取云端虚拟化资源的平台。随着云计算的优势在教育教学实践过程中日益凸显，关注它的教育部门和学者也越来越多，以黎加厚教授为代表的一些专家，在全国各地举办了多次云计算辅助教学培训，对教育技术领域的开拓与发展产生了积极的影响。[2]云计算的本质是IT资源的集约化配置与共享，核心是服务，未来的趋势和方向是提供个性化、精细粒度的服务定制，关键技术在于资源的虚拟化、服务对象化、标准化、自动化等，其潜在挑战是信息安全问题。2云计算的概述2.1云计算的定义就目前来看，对云计算尚未形成一个统一的定论。但一般认为，云计算是一个虚拟化的计算机资源池，一种新的IT资源提供模式。云计算就是以公开的标准和服务为基础，以互联网为中心，提供安全、快速、便捷的数据存储和网络计算服务，让互联网这片云成为每一个网民的数据中心和计算中心【2】。云计算借用量子物理中的“电子云”（ElectronCloud）思想，强调说明计算的弥漫性、无所不在的分布性和社会特性。“云”是指计算机群，每一群包括几十万台甚至上百万台计算机，是数据存储和应用服务的中心，用来完成存储和计算的工作。云计算的基本原理是：用户所需的应用程序并不需要运行在用户的个人电脑、手机等终端设备上，而是运行在互联网的大规模服务器集群中；用户所处理的数据也并不存储存本地，而是保存在互联网的数据中心里面；这些数据中心正常运转的管理和维护由提供云计算服务的企业负责，并由他们来保证足够强的计算能力和足够大的存储空间来供用户使用。2.2云计算的特点云计算的特点和优势主要表现在：（1）以用户为中心。用户可以在任何时间、任何地点以某种便捷的方式安全地获得或与他人分享。数据可以不必再存于用户自己的电脑中，只需在云计算提供的海量存储空间中存放，这样不仅节约成本，充分利用资源，而且在保证可靠安全存储的同时可以根据权限进行资源的整合共享。（2）以任务为中心。充分调动计算机的资源，可以为普通用户提供每秒10万亿次的运算能力，完成用户的各种业务要求；同时，用户可以方便地与合作者共同规划并执行各项任务，并随时随地进行有效的交流和沟通。（3）性能比强大。云计算随着网络的发展，其存储介质性能提升，成本降低，云的功能无限扩大。云计算提供的服务简化了终端用户的硬件配置，只要用户的硬件设备能接入网络并且登录他所使用的云服务平台的账号，就可以享受云端为我们提供的一系列服务。（4）智能化。分布在网络中的数据通过数据挖掘、智能分析、信息搜索以及运算而更加准确。[3]互联网上的云计算服务特征和自然界的云、水循环具有一定的相似性，因此，云是一个相当贴切的比喻。根据美国国家标准和技术研究院的定义，云计算服务应该具备以下几条特征：随需应变自助服务;随时随地用任何网络设备访问;多人共享资源池;快速重新部署灵活度;可被监控与量测的服务。一般认为还有如下特征：基于虚拟化技术快速部署资源或获得服务;减少用户终端的处理负担;降低了用户对于IT专业知识的依赖。3云计算在我国教育中的应用现状研究近几年在《中国电化教育》、《计算机教育》、《中国教育信息化》等杂志上发表的有关云计算在教育中的应用的文章，不难发现，近几年研究者的研究内容主要集中在云计算平台的研发和云计算的理论研究两个方面。国家“十二五”规划把云计算作为新一代ＩＴ业研发与应用的重要领域之一，部分先行的政府机构、企事业单位和教育机构在研究的基础上构建了独有的政府云、企业云和教育云，尤其是教育云引起了社会的广泛关注。[4]《教育信息化十年发展规划（2011-2020）》也明确指出：建设教育云资源平台，汇聚百家企事业单位、万名师生开发的优秀资源；以建设国家数字教育资源公共服务平台来帮助所有师生和社会公众选择并获取优质服务资源，实现优质资源共享和持续发展[5]。此类政府文件的出台必将给云计算的发展带来广阔的前景，加强云计算服务平台的构建、促进公共优质资源的有效共享也必将是国内学者们研究的新趋势。3.1云计算在教育中应用的发展历程云计算在教育中的应用带来了教育云或者云教育的时代。一直走在技术的前端的美国率先推出确立云优先政策。计划到2015年将政府数据中心数量从超过2000个缩减到800个400多所大学使用YouTube教育频道在网上发布讲座或完整课程。2013年4月11号，Google公司宣布，马来西亚地区将有1万所学校开始部署Google云计算教育应用程序以及Chromebook设备。而技术同样发达的英国也加入了发展云教育的趋势中，开始推广高等教育云服务，并在2011年投入1250万英镑为英国大学教育和科研提供云计算服务。同时在韩国也开始推广中小学云服务。韩国政府于2011年投入逾20亿美元在中小学推广电子课本，预计到2015年全面淘汰纸质课本，通过教育云提供资源服务。而在国内也开展了教育云应用的尝试。江苏无锡开始运用云计算技术打破地区和学校的界限，整合全市各类教育资源，建立和完善了优质资源共享体系，并且减少重复投资，提高资源利用率，为教育教学提供有效支撑。深圳宝安开发研制了宝安教育云平台，统一为宝安教育系统近50万师生以及学生家长和广大市民提供公共的教育信息化云服务。四川绵竹的思科公司开启了“思蜀援川”项目，建立了绵竹教育城域网“教育云”管理平台，网络管理到每一位上网用户，集中体现了“规范管理、服务教育应用”的宗旨。教育云解决了很多现在教育中存在的问题。第一个就是突破了“信息孤岛”，推动资源广泛共享；第二个是改变教育资源应用和服务水平不高的现状，方便学校和师生选用；第三个是改变应用方式单一的局面，建立教育云常规化规模化应用模式；第四个是转变单纯依靠项目建设方式，构建基本公益服务与个性化增值服务互补的教育云发展模式。3.2云计算在我国教育中应用的现状云计算目前在我国教育中应用主要集中在高校的应用，下面是云计算在我国高校中应用的几个典型案例。（1）中国科技大学：“瀚海星云”校园云服务平台中国科技大学“瀚海星云”校园云服务平台是一个为全校师生提供云计算应用服务的平台由中国科大以开源技术为基础自主建设，向师生提供IaaS和PaaS。该云平台的主要系统配置如下：硬件部分采用曙光刀片服务器、4台2路联想PC机架式服务器和48T的曙光存储服务器；软件部分以开源Eucalyptus云平台为基础，使用rubyonrails开发前端Web服务管理平台，基于Nagios和Ganglia定制系统监控。使用方式是师生通过校园云平台Web界面注册成为会员。使用时，使用用户名和密码登录，验证后即可以订单方式申请和释放资源。在订单中可以填写对硬件、软件部署等资源具体要求，申请成功后即可使用。具体地，使用该平台，师生可以在此平台上搭建私有云，从事云技术和云应用的实验；可以定制高性能科学计算平台，开展并行计算等实践项目。以个人高性能计算环境使用为例，用户通过Web界面定义所需并行计算环境的节点个数和节点属性，向云平台提交应用描述。云平台据此自动部署并行计算编程环境，通过虚拟机镜像启动虚拟机，返回给用户所需的计算环境。在该校2010年秋季开设的《并行算法实践》课程中，100多名学生通过该平台进行并行计算实验。20%的学生连续使用科学计算平台超过1小时，大多数学生使用的并行线程数少于64。实验数据显示该平台能够提供较好的计算速度。中国科技大学网络信息中心负责相关工作的师生表示，后续的工作计划包括：提供大容量廉价的云存储及相关服务，提供包括IBE加密机制、数据完整性验证等在内的数据安全服务，提供更加个性化的高性能计算平台部署服务，提供更加友好的用户界面以方便师生使用等。[6]（2）台湾大学：台大“筋斗云”台大“筋斗云”是台湾大学正在实施的校园信息化云平台项目。该项目的愿景是从云端服务入手，创新运作模式，以配合台大迈向一流顶尖大学、追求研究卓越与教学卓越的目标。整个项目由台大计算机及资讯网络中心（以下简称计资中心）负责推动，与微软、IBM、Citrix、普桦科技合作，分期实施。计资中心为此项目制定了详细的计划。在云平台部署方面，使用IBMeServerBladerCenter服务器，作为云端运算的基础运作平台，提供稳定的运算环境；使用普桦科技的容错磁盘阵列产品，作为存储服务器，提供大容量、高速、稳定的容错储存设备；采用微软的Hyper-V虚拟技术，确保虚拟化能带来最大效益，提供弹性效能、方便部署和快速设置等优点；选用CitrixNetscaler应用程序防火墙，提供最高等级的信息与网络安全防护。台大认为云平台真正创造价值的关键在于服务，计资中心构思如下创新作法来推动台大云端服务：结合原有校务行政系统建立畅通且便利的付费机制、推动专业咨询以促成原有系统及应用程序的云端化、导入服务质量承诺（Se