浅谈云计算环境下的教育信息化

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  摘 要:科技的迅速发展已经引发了教育一次又一次的变革,新技术的兴起与广泛应用也日渐成为教育技术领域研究的热点问题。对技术比较敏感的教育信息化领域而言,在特定的教育服务环境下,云计算以其诸多特性为教育信息化突破瓶颈提供理论引导、技术支持,并为其进一步发展提供契机。
  关键词:云计算;教育信息化;移动学习
  中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2013)11-029-2
  21世纪是信息主宰一切的时代,尤其是在web2.0的推动下,网络上的信息量正以指数级的速度迅速增长着,面对数量如此巨大的信息,如何高效地处理并为用户提供快捷、有效的网络服务,已成为互联网发展面临的首要难题。正是在这样的背景下,云计算应运而生了。网络服务商可以利用“云”(即超级计算机群),为用户提供安全、快捷的信息服务。在教育领域,云计算大型存储器聚合的海量教育信息为教育资源的整合奠定了坚实的基础,同时也为“移动学习”这种新的学习方式提供了发展新思路。它实现了由C/S结构向B/S结构的转变,大幅度降低了移动学习过程中对学习者终端硬件的要求,甚至只需一台支持浏览器技术的移动设备(如手机、PDA等)即可进行移动学习。云计算将是未来移动学习的主要支撑平台,也将推动移动学习的发展。
  一、云计算及其特点
  1.什么是云计算
  云计算(Cloud Computing)是由分布式计算(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)、网格计算(Grid Computing)发展来的,是一种新兴的商业计算模型。目前,对云计算的认识还在不断地发展变化,云计算仍然没有普遍一致的定义。
  云计算是构建在互联网上的一组新型技术,它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等互联在一起,它将为任何一个通过互联网连接到云中的用户提供各种计算服务,其核心是提供数据存储和网络服务。
  2.云计算的特点
  从技术的角度,云计算有如下特点:
  ①众多技术的集合。
  云计算是网络计算的发展,并在其基础上融合了虚拟技术、Iaas、Web2.0、分布式计算、公用计算等技术。其中,虚拟技术是云计算的核心。虚拟技术将网络中的服务器、存储和网络虚拟成一个资源池,统一灵活调配,每一个应用部署的环境和物理平台无关,通过虚拟平台进行管理,实现对应用的扩展、牵引和备份。
  ②安全、可靠的数据存储。
  云计算提供了最安全、可靠的数据存储中心,用户无需担心数据丢失、病毒攻击等问题。例如:将文档保存至类似Google Picasa Web的网络相册里,用户不用担心数据会丢失或损坏,因为相比于流行的网络硬盘,在云服务端有专门的团队来管理信息和保存数据,此外,在严格的权限管理策略下用户指定的人群可以共享数据。
  ③方便、快捷的云服务。
  大家都有管理自己电脑上各类应用软件的经历,为了能够使用某个最新的操作系统或是某个软件的最新版本,我们必须不断地升级电脑硬件;为了避免下载时可能带来的病毒入侵,我们必须反复安装病毒软件或防火墙。而在云计算时代,所有这些操作都不用自己动手,因为有专业人员在云服务端帮助用户维护硬件、安装和升级软件、防范病毒或网络攻击,而用户只需要在浏览器中输入URL,登录后便可在浏览器中做以前在自己电脑上的所有事情。
  从用户的角度,云计算又有如下特点:
  ①费用低廉。
  对于云用户来说,使用云服务无需购买计算机、软件等资源,更不用对这些资源进行维护,只需要任意一台可以上网的终端设备(如:手机、PDA、上网本等)就可以完成操作,甚至是大型的复杂运算,因而减少了支出。云服务的这一特点可以缓解教育信息化的投入巨大而产出甚微的问题。
  ②公平性。
  云计算的公平性体现在以下两点:其一贫富的公平。云服务的使用费用很低,目前市场上能够达到这样标准的终端设备很多。例如,只要有内置浏览器的手机都可以使用云服务;其二区域的公平。介于云技术的虚拟化特征,其访问和使用不受地域的限制,不管什么地区和国家的用户,只要有一台终端就可以使用云服务,即可享受最丰富的教育资源。这对于教育来说,可以有效地促进教育公平性问题的解决。
  ③无处不在。
  介于云服务的虚拟性以及终端的小型化,用户可以随身携带,不管在路上、车上、健身或是吃饭,用户都可以联接到“云端”上进行学习,这对于微型学习、移动学习、泛在学习和终身学习的开展和研究具有重要的意义。
  二、云计算与教育信息化
  1.云计算对教育的影响
  随着云计算的逐步发展和普及,学校、教育机构、个人的信息处理会逐步迁移到“云”上,这将对移动学习产生积极影响。一方面,学习者能够通过云计算提供的服务,自由地选择学习内容和学习方式,更好地享受信息资源和服务;另一方面,教育机构和科研人员能够更好地管理教学资源,优化教学设计,更好地开展教学。
  基于云技术的程序能够处理照片、编辑视频、发布简报、展示幻灯片等,甚至共享这些工具创建的内容。各种电脑、移动平台都能访问基于浏览器客户端的程序,只要在网络覆盖的地方这些工具都可以使用。而且,基于云的程序正被用于K12部门,为学生和职员提供虚拟电脑,而不再要求每个人都使用最新的笔记本或台式机;只要能访问因特网且支持Web浏览器即可,少数的设备便可访问不受限制的数据存储器及各类程序。
  2.云计算在教育中的应用现状
  2007年10月,Google和IBM联合宣布要推广“云计算”计划,包括:卡内基梅隆大学、麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学伯克利分校在内的众多高校都参与了该项计划,我国清华大学也于2008年3月加入此项计划。通过此项计划,高校研究者更加方便地利用Google和IBM提供的云计算资源,搭建出各种创新性的应用。   ①“卡塔尔云计算计划”。
  “卡塔尔云计算计划”是云技术引入中东地区的首批项目之一,最早在卡耐基梅隆大学卡塔尔分校启动。卡塔尔大学、德州农工大学卡塔尔分校、卡耐基梅隆大学卡塔尔分校,就构建云计算环境的展开与协作,将与众多业界专家、研究人员、客户一起共同开发云解决方案,以帮助解决行业问题。
  ②东非健康领导力高等教育联盟(“健康联盟”)云计算项目。
  健康联盟是一个由七所大学组成的联盟,它与IMB、诸多业界专家合作,通过虚拟计算实验室以便拓展可供学生远程访问的教学资源。通过云计算技术,联盟大学的学生便可访问最先进的教育类计算资源,以及选择软件应用、计算与存储资源,而且不用支付维护和支持整个计算环境的费用。
  ③南非比勒陀利亚大学云技术应用。
  比勒陀利亚大学计算智能研究组将云计算技术应用于下一代医学研究中。依附该项计划,学生通过研究药物的吸收率以及曾服用某种药物治疗的人的DNA的蛋白质结构折叠来找到减慢重症疾病发展的治疗方法。
  众多教育性云计算项目的实施,预示着云计算不仅改变了传统互联网时代信息聚合和数据处理的方式,更为教育领域开拓一个全新的学习空间,创建一个教育信息自由化、学习者多元化的学习环境。随着云计算技术的发展和普及,教育信息、教育者信息和学习者信息都将逐渐迁移到“云”上,这对移动学习的发展是一个很好的契机:一方面,学习者可以在云服务所聚合的海量教育信息中自由地、最大化地选择学习内容;另一方面,教育者可以充当云服务管理者的角色,整合、归类和管理教育信息资源,开展教学设计,优化教学过程;再者,云计算是基于Web服务的,这便意味着,学习者在学习过程中,可以与全世界的学习者一起交流、协作,共同完成学习任务。
  三、云计算对移动学习的促进作用
  1.学习者。
  云计算使得学习者更加方便、快速地构建个人学习环境,并将推动个人学习环境、非正式学习的发展。
  ①构建移动学习环境。
  在Web2.0环境下,以学习者为中心的个人学习环境将成为移动学习的发展趋势,非正式学习将成为学习者学习活动的重心。移动学习将不再局限于学校范围内,而是在学习者自行创建和管理的、风广泛的空间内,学习活动更是由学习者自己而不是学校机构来安排。学习者自行控制和管理个人学习,根据需要选择自己需要的学习资源和服务。在云计算模式下,个人学习环境的基本要素,如:文本、音视频、培训等都可以由云服务来控制和管理。学习者只需通过浏览器进入“云”即可获得构建学习环境所需的数据和服务,无需再掌握复杂的软件操作,这样极大地降低了移动学习环境构建的门槛。
  ②提高学习效率。
  云计算使学习者更加方便、快速地构建个人学习环境,支持并推动个人学习环境、非正式学习的发展。云计算使移动学习更加灵活、敏捷,真正实现学习资源、学习工具的“按需使用、即需即用、快速聚合”,降低Web学习资源和服务的成本与难度,创建灵活、敏捷的学习方式,创设丰富的学习情境,从而有效地提高学习效率,最终达到提高学习效果的目的。
  2.学校管理机构。
  云计算模式极大地降低教育信息系统建设的成本。对于学校来说,建立计算中心的成本较大,且很难与教育信息系统的迅速发展及多元化服务相匹配。云计算模式为学校提供了可借鉴的方案,让云计算服务来完成教育机构数据中心和网络中心的相关任务,通过其提供的IT基础架构,无需再购买昂贵的设备、维护与升级设备,极大节约了成本。而且,云计算更好地消除了教育信息系统中的“孤岛”现象。作为网格运算模式的发展和改进,云计算模式提供了更加强大的管理机制、自动化部署、高层次的虚拟化,以便最大化地实现网络虚拟环境上的资源共享与协同工作。
  Gartner研究机构的分析家认为,尽管云计算距离全面实际地应用仍有一段距离,但需要及早进行规划。在教育领域,学校管理机构在进行信息系统建设和资源建设时,应该认识到这一点。一方面,避免将来采用云计算时造成硬软件设备的浪费;另一方面,尽量使现有的信息系统和资源能够更好地与将来的云计算环境相缝合。
  3.教学系统开发人员。
  在云计算环境下,需要为移动学习构建“云”服务,云服务的设计与开发是未来教学信息系统开发人员需要掌握的技术。
  四、对云计算辅助教学的展望
  面对“云服务”时代的到来,各地教育技术部门都在积极采取措施,从“行政型”转向“服务型”,逐步走向社会化管理。对于云计算辅助教学的展望有以下几个方面:
  1.充分利用全球云服务,转变过去一切靠自己开发的小生产模式,开拓中国教育信息化的低碳型发展道路。
  2.将本地资源转化为云服务,将原本只为校内、本地服务的教育资源转变为向更多师生提供服务的“云”资源。
  3.构建“云—地”中介服务。一些大公司建设的“云计算服务”,誓如:Google教育套件,不可能关注当地师生的多元需求和情感交流,教育机构可以为本地学校和教师构建“云—地”中介,作为省市一级的教育技术机构,可以充分利用“云服务”为当地学校和教师提供服务,成为当地教育的“云计算辅助教学资源中心”或者“社区”,构建当地学校和教师的生活情感圈、文化圈。
  4.将低碳型教育和“云计算辅助教学”的要素融入到教师专业化发展。教育技术“云服务”的发展,对教师专业化发展影响很大,各地根据实际情况,对不同地区、学科、教龄的教师,分别提供菜单式或按需定制的内容,解决教师急需改善的教学、科研等问题。
  五、结束语
  互联网的精神实质是自由、平等、分享。作为一种最能体现网络精神的计算模型,云计算必在不久的将来展示出其强大的生命力,并从多个方面改变我们的学习、工作、生活。教育新技术研究的最终目的是为了将技术更好地应用于教学,如何做到这一点,需要在对新技术研究的基础上进一步设计、开发其在教学中的应用,充分发挥新技术的技术特点和优势,通过技术在教育中的应用体现和提升其价值。对云计算技术的研究,将有助于对网络教育软件未来方向的把握,促进我们对相关技术进一步的广泛、深入地研究,为技术在教育信息化中的科学合理应用奠定基础。
  [参考文献]
  [1]王萍,张际平.云计算与移动学习[J].现代教育技术,2008,18(11).
  [2]王萍,张际平.云计算与移动学习[J].现代教育技术,2008,11(18).
  [3]孙建华.未来计算在”云端”——浅谈云计算和移动学习[J].现代教育技术,2009,8(19).
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