云计算下远程教育论文

【摘要】伴随信息技术的发展，云计算技术已经被广泛地应用在远程教育领域。针对动画专业远程教育实验环节设计的云虚拟实验平台可以为学习者提供一个即时交流、协作互动、使用灵活、安全高效的实验环境，该平台的应用将促成动画远程教育向实践性、多样化的转变。下面是小编为大家整理的《云计算下远程教育论文 (精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

云计算下远程教育论文 篇1：

现代远程教育“腾云”飞跃

以信息技术为支持，现代远程教育在促进教育公平，满足不同学习需要，促进终身学习等方面发挥着积极的作用。然而，在当前网络技术的局限下，现代远程教育的优势及作用难以凸显。随着互联网技术的进一步发展，在原有网格技术理念的基础上，产生了新互联网计算模型——云计算，其利用“云”(超级计算机群)为用户提供更为快捷、有效的信息存储和网络服务。互联网技术的这一突破性进展将带来现代远程教育发展的新契机，云计算将为现代远程教育的推进与实施提供新的思路和解决方案，实现其满足任何人任何学习需要的理想，为学习型社会的构建和学习型人才的发展提供重要支持。

一、云计算及其特点

(一)什么是云计算

维基百科给云计算下的定义是：云计算将IT相关的能力以服务的方式提供给用户，允许用户在不了解技术、没有相关知识以及不具备设备操作能力的情况下，通过Internet获取需要的服务。云计算包含互联网上的应用服务及在数据中心提供这些服务的软硬件设施，而数据中心的软硬件设施就是云。”

云计算的核心是海量数据的存储和计算。由几十万台甚至几百万台计算机构成的计算机群，对信息进行聚合和分布处理，然后通过网络对客户提供服务，这样，用户只需使用电脑、手机、PDA等终端设备接入互联网，便可获取需要的信息服务。由于信息存储和数据计算都发生在“云”端，云计算突破了传统的以个人计算机为核心的硬件限制，集合了信息聚合和设备聚合的全新Web服务，将从根本上改变人们获取信息、沟通交流的方式。

(二)云计算的特点

1　资本支出最小化

作为一种新的计算模型，云计算为用户提供最低廉、便捷的服务，公司与机构将无须购买和维护软硬件，而是从Amzon等公司租用计算、存储、网络资源以及IT业务，信息化的实现将像获取自来水一样方便、廉价。

2　灵活的扩展性

云计算是网格计算的发展，以虚拟化技术为核心，并在其基础上融合了IaaS、Web2.0、分布式计算、公用计算等技术。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、迁移和备份。在此基础上，云计算有着灵活的扩展性，可根据用户需求动态地分配资源，需要的时候可以很快地获取，不需要的时候也不会浪费。

3　简单的终端设备及操作

在云计算中，终端的若干功能都被转移到网络上，终端仅仅是完成一个简单的输入和输出操作。用户可以利用多种简单易用的终端设备，如显示器、手机、PDA等接入互联网，就可以通过网络所提供的服务来实现用户所需要的一切功能和操作。

4　安全方便的数据存储与共享

云计算提供了最可靠、最安全的数据存储中心，用户不用为资料进行多次的备份与转移，也不用再担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。云服务端有专业的团队来管理信息，有先进的数据中心来保存数据，同时，严格的权限管理策略还可以帮助用户指定的人共享数据。

二、云计算的发展及其教育应用

云计算是多种技术混合演进的结果，其成熟度较高，又有大公司推动，发展极为迅速。Amazon使用弹性计算云(EC2)和简单存储服务(s3)为企业提供计算和存储服务。Google当属最大的云计算使用者，其搜索引擎就建立在分布于200多个地点、超过100万台服务器之上，Google地球、地图、Gmail、Docs等也同样使用了云计算基础设施。IBM推出了“改变游戏规则”的“蓝云”计算平台，为客户带来即买即用的云计算服务。当前，云计算正在加强标准化与安全性的研究，这将进一步推动云计算生态系统的成熟、降低系统的部署和运维成本，同时增强“云”的稳定性与可靠性。

云计算作为一种新的信息服务模式，降低了企业的IT成本，提升了整个社会的信息资源效率，受到企业、学术机构及政府的全面关注，当前，正向教育领域推进。2007年10月，Google和IBM联合宣布推广“云计算”计划，包括卡内基梅隆大学、斯坦福大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校在内的多所高校都参加了该项计划，我国的清华大学也于2008年3月加入了此项计划。通过这项计划，高校的研究者能够更方便地利用Google和IBM的云计算资源，搭建出各种创新性的应用。

三、现代运程教育的“云”契机

云计算时代，远程教育将以远程教育云的方式运作。远程教育云是云计算技术在远程教育领域的迁移。是未来远程教育的基础架构，包含了从事远程教育所必需的一切软硬件计算资源，这些计算资源虚拟化之后，向远程教育机构、学生提供以租用计算资源为形式的服务。…远程教育云带来了远程教育资源的高效整合，在优化远程教育系统，降低远程教育成本的同时，也为学习者的学习提供更大的便利及灵活性。从而使其优势得以真正地发挥。

(一)优化系统，降低成本

首先，云计算时代，远程教育机构只要支付少量的资金，即可从远程教育云中获得计算资源，即开展远程教育所必要的服务与支持。这将省去远程教育机构大笔的基础设施建设资金，很多管理、更新和维护等后续服务工作也交由“云”来负责。这在大力减轻现代远程教育机构办学负担的同时，也在整体上达到了远程教育系统的强力的软硬件资源的整合，避免了资源重复建设所带来的浪费，同时便于远程教育的统一管理，摆脱了当前的混乱局面。

其次，云计算有着灵活的扩展性，远程教育云可根据用户需求动态地分配资源，需要的时候可以很快地获取，不需要的时候进行释放。在办学过程中，远程教育机构可以根据业务情况如招生规模、学员访问特点及假期等因素进行动态的资源购买。云计算的这种灵活性使得远程教育机构有效利用其资金，一方面省去了资源提前部署的成本，另一方面也避免了因招生缩减导致资源闲置而造成的浪费。

另外，云计算模式有效降低学生获取教学信息的成本。云计算的概念正是将计算和存储集中到网络中，使个人计算机的性能最小化，功能最大化。在云计算环境中，学生所需准备的只是一台配置标准浏览器的终端。成本将大大降低。云计算模式下的低成本，将促进远程教育规模不断扩大，带来更多的教育机会，进一步满足知识型社会及终身学习的需要。同时，云计算模式下，远程教育机构将把精力更多地投入教学本身，远程教育的质最将得到提升。

(二)丰富优质的教育资源共享

现行的远程教育模式下，教育资源更多的要靠远程教育者自行开发，这就带来了教育资源数量和质量的限制。而在云计算时代，全世界范围内的海曼优质教育资源将聚合到“云”端的存储服务器中促进共享。这将为远程教育开展带来很好的契机。远程教育者可以从重复的资源开发中解脱出来，充当远程教育云资源搜集者和管理者的角色，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。学习者在接受远程教育者提供的整合

信息的同时，还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。云计算模式下丰富的教育资源共享，为远程教育满足不同学习者的多样化学习需要提供了可能，从而使现代远程教育能够真正适应知识型社会终身学习的需要。

(三)灵活多元的个人自主学习环境及虚拟社区的创建

现代远程教育以学习者为主体，充分利用教育技术手段之所能，从人的学习需求和学习特征出发，注重对学习的个性化支持。网络环境下，学习者自主学习环境的创建与学习者之间的协作交流成为远程教育的重要特色。在云计算支持下，所有资源和应用程序都将整合在“云”端，这种优势将得到更好的发挥。当前计算机网络太复杂难以使用，需要过多的注意力，并完全占据人们的工作生活空间，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实现控制和管理，学习者只需要通过浏览器即可获取构建学习环境所需的数据和服务，而不需再掌握复杂的软件操作。每个学习者都可以自由地构建自己的虚拟学习环境，根据自己的需要有方向地选择适合自己的社区，发展自己的特长并和社区成员之间分享知识、互助合作。由于是基于网络的，学习者构成突破了现行特定教学机构的限制，来自世界各地、不同国家、不同文化背景的人都可以进入社区共同学习和讨论，相互取长补短，借鉴学习经验和丰富学习内容，实现了多元化的文化知识交流。

(四)步入泛在学习的新模式

远程教育的理想，就是要在师生准分离状态下，通过基于信息技术的教与学活动，使任何人在任何时间、任何地点学习任何需要的知识，这种理想正是“泛在学习”。“泛在学习”的主要诉求是“无所不在”，表示随时随地都可利用终端设备与网络连接，实现任何时间、任何地点、任何人都可连结和利用任何信息的学习环境。当前私有的和固定的基于桌面计算的网络传输模式，很难满足人们在不同地点和环境，甚至在移动过程中获取、加工、传输、处理信息的学习需求。同时，这种远程教学系统将师生交互阻断于计算机之外，迫使教师和学生把主要的精力放在操作计算机、与计算机进行交互上，从而限制了师生的深度交互。移动技术的发展与教育应用虽然提高了远程教育的灵活性，然而学习者只能通过短信或WAP站点点播方式获取极其有限的学习资源。同时由于移动设备的简单化，无法支持更为复杂的学习。在云计算中，终端的若干功能都被转移到网络上，终端仅仅是完成一个简单的输入和输出操作。学习者的微型设备随时随地接入网络，获取所需信息和服务，并从虚拟的计算机世界步入真实的场景进行学习，更顺利、更自然地将注意力集中到学习任务本身，而不是学习手段的技术环境。云计算带来了远程教育学习方式的变革，使其适应知识型社会的学习需要。

四、远程教育云发展的展望

远程教育云是远程教育稳定优质服务的重要来源，其建设对现代远程教育飞跃发展有着极其重要的意义，而当前的形势及未来的发展都非常乐观。

首先，云计算的迅速发展与其应用的教育推进，让我们看到远程教育云形成在望。当前云计算在教育研究中的应用是其走向教育的良好开端，其在教育中优势的发挥、积极的影响及积累的创新应用经验将对远程教育云形成产生积极推动。云计算技术研究还在不断深入，为远程教育云提供更为有力的技术支持。

其次，远程教育已有的建设成果也将促进远程教育云系统的形成。远程教育云计算系统不是抛开已有的建设资源。而是可以建立在已有的IT基础设施资源之上，因此，国内外的开放大学最有可能首先成为远程教育云提供商，他们拥有非常大型的数据中心、大规模的远程教育基础软件、运维数据中心的高级人才和庞大的用户，只要在现有体系中增加云计算服务，可以新增一种收入方式，而且能分摊前期数据中心的巨大投资。中央广播电视大学则具有成为远程教育云的物质条件和内在动力。遍布全国的计算中心、完备的远程教育基础管理软件、丰富的教学资源、遍布城乡的学生和一支具有丰富经验的教学、科研、技术队伍，将成为我国远程教育的领头羊。

另外，云计算带来了远程教育的开放性，远程教育云系统中将有更多力量的加入。发展现代远程教育实现教育公平已成为各级政府的共识，政府将在远程教育云中扮演重要的角色，一些以实现教育资源共享为宗旨的非盈利性机构也将是发展远程教育云不可忽视的力量，许多公司、企业与机构也将积极投入远程教育云中。

五、总结

网上大学Unext的创建人罗森菲尔德说，我们欣赏哈佛这样的名校，但问题是只有1%的人有机会、有时间、有钱上顶尖大学，我们瞄准的是剩下的99%。以云计算为支持，现代远程教育将实现这一理想，为每个人提供优质教育的平等机会，同时为构建学习型社会促进继续学习、终身学习提供强大支持。

编辑：刘少颖

作者：杨 琼 杨 成

云计算下远程教育论文 篇2：

动画远程教育云虚拟实验平台设计

【摘 要】 伴随信息技术的发展，云计算技术已经被广泛地应用在远程教育领域。针对动画专业远程教育实验环节设计的云虚拟实验平台可以为学习者提供一个即时交流、协作互动、使用灵活、安全高效的实验环境，该平台的应用将促成动画远程教育向实践性、多样化的转变。

【关键词】 实验平台;动画专业;远程教育;云计算;虚拟化

实验环节对动画专业远程教育至关重要。然而，现有的主流远程教育平台尚无法满足动画专业对于实验环节的要求。本文从动画专业的特点和面临的问题入手，研究设计了一个基于虚拟化技术的远程实验平台，对动画专业课程实践进行初步的应用尝试。该实验平台从动画专业远程实验的需求出发，试图解决分组管理、组内交互、教师管理等问题，是对动画专业远程教育实验平台的一次有益尝试，也希望能够起到抛砖引玉的作用，引起领域内的广泛关注，以期进一步研究、实践和提高。

一、动画专业的特点和动画

远程教育面临的问题

(一)动画专业的特点

动画专业课程属于实践性较强的课程，有着区别于其他学科专业的显著特点。主要体现在：

1. 动画的制作流程决定了其创制过程的协作性

动画的创制周期较长，制作过程相对复杂，其制作流程包括前期、中期、后期三个阶段，在每个阶段中，都由不同的人员完成不同的任务。动画前期策划阶段，包括故事创作、角色造型设计、场景绘制、画面分镜头设计等手绘工作。在这个阶段，需要全面收集资料，集思广益，将抽象的构思转化为具体的画面。动画是一种高度假定性的电影艺术，无论何种艺术形式的动画，其前期的设计工作最为重要，直接决定了影片风格与未来成片品质的优劣;中期包括设计稿绘制、原动画、动检、校对、拍摄等工作，3D动画则由电脑生成动作，加动画，最后渲染完成;后期编辑与合成等工作都需要几个部门合作完成。

2. 动画专业的实践性决定了实验环节的重要性

除了需要具备专业基础知识、基本理论和软件操作技能之外，动画创作更需要动手实践能力与团队协作能力。因此，动画专业的学习环境建设必不可少，需要特别注重对学习者实践能力的培养。

实践性强的特点，对远程教育中开展动画专业提出更高的要求。例如，在动画前期的课程设计中，需要学习者创作完成整部动画片的所有角色造型设计方案。与其他远程教育课程不同，这些设计方案的最终确定不存在唯一答案和单一评价机制，而是需要教师与学习者之间共同沟通并进行修改。动画教育注重培养的是创造性思维、艺术感受力和实践能力，因此，教师应在第一时间亲自修改学习者的角色造型设计稿，并让学习者同时看到图形图像的绘制过程和完成效果。在共同讨论的氛围中推进创作进程，这种形式对于动画专业的教与学都是非常重要的。

(二)动画远程教育面临的主要问题

当前的远程动画专业实验教学受到教学环境的制约，不能解决动画创作流程中各部门之间有效合作，不能完全满足基本的教学需求，主要表现在：

(1)动画前期故事脚本、角色造型、场景、故事板等不同分组的设计，需要几个小组的设计者在创作过程中即时分享创意和设计图稿;

(2)同一小组成员需随时交换意见，并对设计文档进行修改;

(3)动画通过画面表现故事，这种本质特点决定了在创作过程中，最为有效的交流方式是直接使用图形图像来说明问题;

(4)教师对不同小组设计进程的监督和指导工作需要一个人性化的模块设计，并对图文修改权限进行保护;

(5)动画中、后期的制作、合成、特效等工作需要提供支持二维、3D等动画制作软件和庞大的运行空间，并提供软件更新与维护服务;

(6)远程动画实验平台应提供易于操作的界面设计与功能管理，以便教师和学习者之间的相互操作。

学习者进行团队协作的过程是一个集思广益、相互协调、相互促进的过程。由于远程教学环境的局限，导致动画教学不能进行作品创制过程中的实时交流。缺少协助环境已经成为影响教学质量的重要问题。因此，建立一个适用于动画学习者合作的虚拟实验室非常有必要，用于组织、协调学习者在同一个实验环境下分工协作完成动画设计制作的各个环节。这种学习方式让学习者能够参与丰富多样的思维活动，经历实践与创新的过程，也有助于学习能力的提高。

二、云计算为构建虚拟实验

平台提供了可能

开放大学主要以远程学习与在线教学为主，动画远程教育实验在技术上应突出灵活性、智能性。远程虚拟实验平台应体现集成化，加强学习者的学习体验。新技术的研究与应用必将促进教育理念、教育方式、教育环境的变革。基于现代信息技术的实验平台将作为一种有效的辅助教学手段在动画远程教学中发挥重要作用，解决当下存在的实际问题。

(一)云虚拟实验平台可以解决组内协调互动和组间资源共享的问题

云计算为远程虚拟实验平台的构建提供了可能。云计算是建立在计算和存储虚拟化技术的基础上，以互联网为中心，使用户可以按照自身需求申请相关设备进行数据存储等应用的一种服务(Klems， Nimis， & Tai， 2008)。我国工业和信息化部在2012年5月发布的《通信业“十二五”发展规划》中将云计算定位为“构建国家级信息基础设施、实现融合创新的关键技术和重点发展方向”。可以看出，虚拟化技术是云计算最重要的关键技术之一，也是云计算的理论基石(Armbrust， et al.， 2009; Kaplan， 2008)。

云虚拟实验平台就是将云计算技术应用于远程教育领域，为远程学习者提供一个“集中式”信息化实验服务平台。云虚拟化实验平台的设计原则是“组内协同互动，组间资源共享”，根据动画实验存储和运算资源开销大的特点，云虚拟实验平台通过对资源动态调节为广大学习者提供具有较强的灵活性、实时性、互动性和隔离性的虚拟实验环境 (Klems， Nimis， & Tai， 2008)，每个实验组可以共享组内资源，组与组之间相互独立。同时，平台也继承了云计算技术的数据安全、高效管理、高可用性等诸多优点，结合教育资源建设，使之成为学习者和教师的辅助教学互动服务平台。

云虚拟实验平台具有可以实时交互、分工协作、共同编辑修改等功能，可以满足学习者在动画制作各阶段的分工协作需求。另外，云计算技术还可以提供弹性的计算能力、灵活的网络互联，具有不受限制的存储等特点，能够在上色、动检、声画合成、特效制作、影片剪辑等创制过程中提供超强的共享运算能力和存储空间，满足动画中后期阶段的工作需求，供几个小组同时进行大运算量的操作。通过云虚拟实验平台，教师可对学习者进行一对一的协调控制与统一管理，同时也有效地实现了学习者之间的远程合作。作为有效的实验教学手段，云虚拟实验平台是对现有远程教学环境实验室空间和功能的扩展，也是帮助动画专业学习者提高动手实践能力的一条新途径，可以解决当前存在的种种问题，满足动画远程教育的需求。

(二)云虚拟实验平台为打造远程智慧学习环境提供了可能

学习环境建设是实现教和学的方式变革的基础。为学习者提供更加便利、舒适、高效的学习环境将是未来教育信息化发展的重要方向。智慧学习环境是一个以信息通信技术的应用为基础、以学习者为中心且具备以下特征的环境，可以适应学习者不同的学习风格和学习能力，可以为学习者终身学习提供支持，为学习者的发展提供支持。智慧学习环境的基本特征可以概括为以下几点(黄荣怀，杨俊锋，胡永斌，2012)：① 实现物理环境与虚拟环境的融合。在智慧环境中，对物理环境的感知、监控和调节功能进一步提高，增强现实等技术的应用使虚拟环境与物理环境无缝融合。② 更好地提供适应学习者个性特征的学习支持和服务。③ 智慧学习环境是一种能感知学习情景、识别学习者特征、提供合适的学习资源与便利的互动工具、自动记录学习过程和评测学习成果，以促进学习者有效学习的学习场所或活动空间。

云虚拟实验平台作为“圆桌型”虚拟云教室的设计，试图提供学习者“智慧学习环境”，开创动画远程教学空间的新格局，真正实现“技术促进学习”(Technology Enhanced Learning)的愿景。打造未来新型学习模式，引领动画教育在人才培养模式上的创新，营造培养学习者实践能力的良好氛围，建立以注重培养学习者艺术感知力与合作能力为目标的全新教学观念，增强学习者自主学习能力。教师也由单方面传授知识真正转变为引导、组织、帮助学习者认知动画行业、获取新知识的引导者。

(三)现有的两种主流云计算不能充分满足需要

目前，教育云平台主要分为两种，一种是政府部门、教育机构牵头建设的非营利性教育信息平台，一种是社会力量、公司企业建设的营利性资源平台。但是以上两种平台都不适合动画远程教育，原因包括：一、教育云平台通常借助云计算技术和服务模式，建立统一的云计算中心，并搭建基础设施云、高性能计算云，这种公共云平台在软件功能上无法满足动画专业教学的基本需求;二、企业推出的营利性资源平台之间数据、服务共享困难，难以互联互通，无法满足动画专业教学特有的分工协作的要求。目前，开放教育、网络教育以及远程教育平台中多采用B/S工作模式，具有技术成熟、开发周期短、管理要求低、使用简便等突出优点。动画专业实验课程所用软件升级快、资源需求越来越高，但现有的远程教育平台往往存在一些无法克服的弱点，如硬件追加投入高、系统资源共享能力差、软件升级困难等。

三、云虚拟实验平台设计的思路与架构

动画远程教育云虚拟实验平台基于云计算技术和互联网技术设计开发，用于动画专业远程教育的实验环节。通过使用池化虚拟机资源为平台提供充足的计算资源(Gibbs， 2006)，同时采用按需分配模式开辟多个独立的服务端为不同的学习组提供服务。实验平台支持多个实验组同时开展实验，每个组有若干学习者组成，同组的学习者可以利用各种终端设备连接到实验平台，利用实验平台提供的交互协同、资源共享和软件支持服务，各自承担不同任务并共同完成实验。如图1所示，实验平台同时为多个实验组提供服务，组内成员可以登录到本组的服务域，并使用相关的服务功能。组与组之间相互隔离，但底层的计算、存储、网络等硬件资源是共享使用的。云虚拟实验平台为各小组之间以及不同分组之间进行学习与讨论提供了一个虚拟空间，可以有效实现动画设计制作过程中“编、导、演”的远程操作过程，同时为教师进行远程监督、指导学习者分组协作提供技术支持。

为提高平台资源的共享利用率、软件功能的灵活性，采用C/S工作模式(Aymerich， Fenu， Surcis， 2008)。动画远程教育云虚拟实验平台的体系结构如图 2所示。

云虚拟实验平台的服务端由云计算基础架构和实验平台专用应用构成，主要由物理资源层、软件支撑层和平台应用层组成。

物理资源层主要包括平台运行的服务器、存储设备、网络设备、安全设备，构成了整个平台的硬件支撑环境，这些计算资源被虚拟化后，可以同时向多个实验组提供完成实验所需的计算、存储和网络资源。动画远程教育云虚拟实验平台与其他远程教育云应用的区别在于该平台依据动画实验设计流程，除提供各设计阶段所必需的软件服务外，还为每个设计阶段提供组内成员之间互动协作的计算、存储和软件服务。

软件支撑层主要包括虚拟化层、数据库、调度管理、负载均衡、日志管理、平台安全管理等模块，用于对实验平台提供软件支撑。

平台的关键实现技术在于云虚拟实验平台应用层，主要包括：① 即时通信模块。同组学习者之间可实现时点对点、一点对多点的通信服务，消息传递、文件共享等快速有效的交互学习。② 设计协作模块。具备版本控制功能，支持多人对同一文档或多媒体文件进行修改标注的操作。例如，5-6人的制作小组中担任编剧、导演、角色造型设计、场景设计、后期合成与特效制作等不同区域工作的参与者，可同时进行讨论。动画剧本、角色造型、场景绘制方案等可以同步完成多人展示与修改工作。③ 电子故事板模块。实现多人同时在线的多媒体交流功能，可以在故事板上输入文字或进行绘画操作，输入结果即时在屏幕上显示，并可保存为图形文件。例如，开展讨论时，负责动画角色造型设计的学习者可直接将设计方案以图像形式进行展示和讨论，听取意见之后，在故事板上直接绘制修改图像。另外，利用平台提供的动画软件，也可随时生成角色三视图及完成简单动作展示。设计协作模块与电子故事板模块功能提高了组内会议交流的效率。④ 登录管理模块。此模块用于对学习者或教师的登录进行管理，完成角色的身份认证。教师角色具备对学习者的分组、任务分工、实验进度查询、作业点评等管理功能。⑤ 专用软件管理模块。实验平台中集成了相当数量的动画专用软件，这些软件可随时被学习者调用，此模块用于维护软件的安装、更新、卸载操作。⑥ 平台管理模块，实现实验平台的维护、管理功能。云虚拟实验平台专有模块功能虚拟现实的交互功能设计符合动画产品创制的特点，不但合理优化了小组的分工协作，同时方便教师监督指导整个小组的设计进度与作业质量。教与学的同步也大大增强了动画学习者的兴趣，提高学习者的参与性与学习效率。

需要特别指出的是云虚拟实验平台应用层中电子故事版模块、设计协作模块是区别于其他实验平台的主要部分，也是本平台的特色与核心。电子故事板模块和设计协作模块充分考虑动画设计的特点，采用了协同合作技术和并发处理技术，在动画设计过程中有效防止操作死锁、信息同步慢、用户体验差等问题。

终端设备包括笔记本、个人电脑、平板电脑、智能手机等。伴随着移动设备和互联网的高速发展，学习者不但可以通过笔记本、个人电脑利用专用软件连接实验平台进行相关实验，还可以通过移动设备利用专用的客户端APP连接实验平台进行大部分的实验操作，使得学习者之间或师生之间能以更加快捷的方式交互。

动画远程教育云虚拟实验平台针对动画远程课程实验环节各个阶段的功能需求设计，为动画远程教育的实验环节提供实验所需的软硬件支持。该实验平台有以下特性：① 硬件成本低，平台采用云虚拟化技术有效实现硬件资源的共享，降低了硬件采购成本。② 易用性，平台采用C/S结构，支持多种客户端设备，利用手持设备学习者可以随时随地登录实验平台。③ 可扩展性，基于云计算平台的设计能够很好地支持各种软件的集成，新增功能模块添加简便。

四、实验平台的实现与验证

(一)实验平台的实现与试行

我们利用8个由1Gbps以太网连接的刀片服务器和一个盘阵搭建了云虚拟实验平台的硬件基础设施。每个刀片服务器包含4个 Xeon X5660 CPU和24GB DDR3内存。盘阵型号为IBM Storwize V3700，容量为12TB，接口为1Gbps iSCSI。云虚拟实验平台运行于qemu-kvm-0.12.1.2虚拟化环境之上，服务器软件均在Windows Server 2008环境下开发，通过100Mbps专网连接互联网。作为远程教育的云计算平台，我们必须考虑基础设施的成本问题，采用刀片服务器为主的硬件架构主要考虑以下几个因素：① 硬件成本：与机架安装式基础设施相比，刀片服务器的连接线缆和配件成本下降约35%。② 能耗成本：刀片服务器的高集成度可有效降低功耗。③ 资源配给灵活：利用刀片服务器的模块化设计，加快资源、更换和恢复速度。表1显示了不同实现方式的对比情况。

(二)实验平台的验证

平台研制完成后，通过不断完善和修改，经过2年4学期的在线试用。每学期约有300人使用该平台进行动画课程设计，每组5人，分成60组。我们观察到的最高同时在线人数为246人(58组)，用户操作流畅，系统的CPU使用率和网络吞吐率最大值分别为58%和73%。试用的结果表明，该实验平台的功能达到动画远程教学实验设计的基本要求，平台运算能力能够满足相关课程的需要。

在刚过去的一学年里，我们通过该平台完成了528人次的课程，130人完成了5门基础课程的学习任务，学习成绩比以前有所提升。学习者合作完成了35个动画作品。据抽样调查，87%的学习者对平台的评价为优良。

五、结语

云计算作为一种新型计算服务模式，正对远程教育、网络教育的各个环节产生积极而深远的影响。本文设计和构建的基于云计算的动画专业远程教育实验平台，是对本专业实验环境建设的初步尝试。案例显示，该尝试取得了初步成效，也是利用云计算技术建设低成本、高效能、通用教育平台的一次实践。虽然，目前由于动画专业学生人数相对较少，不能大规模展开以广泛地检验效果，对于最终的大规模教学成效尚缺乏有力的数据支撑，试验的规模也不够系统，实施方面也缺乏研究，但是随着移动终端设备和移动网络的进一步普及，云计算远程教育平台的不断兴起，动画专业自身的不断探索和发展，必将极大地促进不同地区间的教育平衡发展，使得泛在学习成为可能，也对进一步细化和深化相关研究奠定坚实的基础。整体上看，云虚拟实验平台的设计符合远程教育的特征，作为一种丰富、有效的交互学习手段，其建立必将有利于营造一种指导协作、鼓励创新、互帮互助的学习氛围。

[参考文献]

黄荣怀，杨俊锋，胡永斌. 2012. 从数字学习环境到智慧学习环境——学习环境的变革与趋势[J]. 开放教育研究，18(1).

Armbrust， M.，et al. 2009. Above the Clouds： A Berkeley View of Cloud Computing. UCB/EECS-2009-28， Berkeley， Feb.10.

Aymerich， F. M.， Fenu， G.， & Surcis， S. 2008. An Approach to a Cloud Computing Network. Applications of Digital Information and Web Technologies.

Gibbs， T. 2006. Grid 2.0： The Global Grid Gets Hip. On-Demand Enterprise， April.

Kaplan， J. 2008. Time is Right to Consider SaaS and Cloud Computing. Earthweb， Oct.

Klems， M.， Nimis， J.， & Tai， S. 2008. Do Clouds Compute? A Framework for Estimating the Value of Cloud Computing. Web 2008 workshop on e-Business.

收稿日期：2016-04-21

定稿日期：2016-06-30

作者简介：王筱竹，博士，讲师，国家开放大学文法教学部(100039)。

责任编辑 韩世梅

作者：王筱竹

云计算下远程教育论文 篇3：

教育云环境下在线考试系统关键问题探讨与研究

摘要：对教育考试系统背景和国内外现状进行分析。针对云计算框架下考试系统面临“云端服务器可用性受阻”“数据运算可靠性差”“客户端数据的可控性欠缺”等问题的困扰，探讨教育云环境下在线考试系统的关键技术问题，从而为实现高可用、高可靠、高可控的数据运算、传输、监控服务提供支持与新的思路，对进一步提高教育考试信息化水平有着积极意义。

关键词：考试系统;教育云;关键问题

云计算在教育行业的应用适逢其时。《教育信息化十年发展规划(2011至2020)》中明确提出了建设中国教育信息化云服务平台的任务和行动计划。一个完善、健全的网上考试系统能及时、准确地反馈教学结果，为教学提供更有意义的指导性策略，优化整个教学过程。在线考试系统作为教育评估的有效手段与云计算的结合也成为国内外教育领域的热点问题之一。

近年来，教育云环境下的在线考试系统的开发与应用已经受到国内外教育领域的重点关注，而云计算环境下的分布式并行计算模型研究是支撑高性能、高并发系统应用的关键，已经成为国内外云计算领域研究的热点。本文在教育云环境下，在对当前国内外考试系统现状分析研究的基础上，从根本出发研究分布式并行计算模型，探讨在线考试系统应用过程中若干关键问题，从而为实现高可用、高可靠、高可控的数据运算、传输、监控服务提供支持与新的思路。

1在线考试系统的研究背景

1.1考试系统国外现状分析

在线考试系统是教育信息化、网络化、全球化的必然产物，它的发展历史已经经历了一段较长的时间，但从理论研究及系统结构体系角度出发，其基本的模式可以包括客户机、服务器C/S与浏览器、服务器B/S两种。

国际上，在线考试系统的起步较早，技术上相对来说比较成熟，ASP、JSP和PHP等是在线考试平台系统的常用及较为领先的开发语言。例如，如果从程序员开发的角度出发，可以选择ASP语言，可以实现与数据库管理系统的完美结合。在线考试系统所表现的超时空性、便捷性、可控性等特性使得国际上的大型考试都引用了在线考试系统。如比较著名的微软的MCDBA、MSCE认证考试，托福考试、CISCO认证考试、思科CCNA认证考试、IBM认证考试CCNP认证，以及Oracle认证考试等，都在使用对应的在线考试系统。

1.2考试系统国内现状分析

目前在我国，在线考试系统的应用要滞后于国外，研究起步也比较晚，但是发展也比较迅速，研究和开发活动比较活跃。实际应用也比较多，如：全国计算机等级考试、普通话水平考试、远程教育课程考试等均采用了在线考试的形式。总的来说，在线考试的使用范围正在逐步扩大，考试的形式也趋于多样化，其优势和重要性也日趋明显。

2教育云在线考试系统

随着云计算技术飞速的发展，伴随教育市场需求的增加，教育考试信息化系统也需要不断的进化，与时俱进。尤其是系统的稳定性以及支持较为复杂的用户需求的可靠性，作为一个网络技术工具，不断更新与完善其本身的性能显得尤为重要。我们必须建立一种动态的计算机网络资源的分配模式，这时，云计算技术就是一个很好的平台。因此将云计算技术和教育相结合构建探索教育云下的新型考试系统，提高云环境下的在线考试系统功能与性能是很有必要的。建立教育云下的考试系统，不能只是照搬其他领域的成功案例;也不能简单地将已有的在线考试系统直接部署到云环境中，而是需要针对教育考试信息化的具体需求，从基础架构、虚拟机、软件、存储、用户等方面进行综合考虑，设计出适应教育考试业务发展的云计算系统。

与传统的在线考试系统相比，教育云下的在线考试系统，可以提供更为快速和便捷考试服务方式。如搜索、编辑和查询等等。同时，教育云下的在线考试系统可以运用云计算手段，借助互联网实现资源优化，解决教育教学的地区差异与限制弊端，达到资源共享。

3教育云在线考试系统关键问题与研究

尽管将互联网和云计算技术与教育本身相结合，使构建教育云下的在线考试系统提供了可能与机遇。但是从目前来看，还面临了很多困难和挑战。这种结合能否在在线考试系统领域得到真正意义上的推广与应用，还要取决于教育、科技、社会等领域的协作与支持。特别是教育云下的在线考试系统在技术实现上还面临很多关键问题。例如需要一种高效的计算模型支持云环境下在线考试系统的构建和研究。事实上，云环境下的计算模型问题不仅仅用于解决教育云下在线考试系统的关键问题，同时能否有效地设计实现高可用、高可靠、高可控的云计算模型也是决定信息技术在其他领域成功应用的关键因素之一。

3.1教育云考试系统面临问题

目前，教育云下的在线考试系统处于未成熟的阶段，多数研究和应用开发只能针对一定规模和范围开展，而且采用的技术都是从客户端解决问题，难以解决云計算应用中的瓶颈问题。教育云环境下的在线考试由于牵涉面较广，具有分散性、复杂性、多样性等特点，使得考试系统面临“云端服务器可用性受阻”“数据运算可靠性差”，“客户端数据的可控性欠缺”等问题的困扰，在很大程度上无法满足该领域的需求。

3.2教育云考试系统关键问题分析

针对教育云下在线考试系统面临关键问题，需要改进现有的分布式计算模型，探索一种支持高可用、高可靠、高可控的云计算编程模型，可迭代的分布式并行计算模型。该模型借鉴MapReduce云计算模型的思想，利用迭代计算支持云计算环境下的大规模数据的海量计算，利用分布式及高度并行的计算支持高性能要求的应用以及并行计算的需求。

首先，针对高密度在线应用的高可用性问题。教育云中在线考试系统面对多用户同时考试这种高密度在线应用需求时，为了保证数据传输效率，需要可迭代的分布式并行计算模型能够支持高性能的数据传输方法的计算，以弹性的、可伸缩的方法解决作业分发问题。故支持高性能数据传输的计算目标，需要研究云计算中访问节点的弹性支撑问题。提出一种节点作业组播迁移方法，在保证并发性的前提下提高作业分发效率。根据节点数目变化研究弹性作业分发策略，根据不同的作业规模支持高并行、高性能的作业分发。

其次，针对多用户数据的高可靠性问题。为了避免在线考试系统运行过程中出现数据丢失、数据冗余等数据不一致性问题，需要可迭代的分布式并行计算模型能够支持运行过程中数据运算方法，保证数据结果的正确性及完整性，从而确保数据运算的可靠性。运算可靠性是指运算过程中的最终结果与中间结果的存储、传输和运算可靠，当节点发生异常时确保结果的完整性和有效性。针对可靠的数据运算方法目标，需要研究云计算中访问节点数据副本的量化及分布式存储策略。并且，研究检验中间结果数据与副本数据是否一致的方法，以及副本的替换策略。

再次，针对作业的动态实时可控性问题。在线考试过程中，考生行为、桌面信息、试题信息可定义为作业。针对各个节点作业的实时监控问题，需要可迭代的分布式并行计算模型能够支持作业信息的动态、有效监控策略，以及对监控信息的分析与处理。为保证作业可控性需要不同角度作业监控信息描述方法以及监控数据的采集与监控异常的检测。针对节点作业实时监控计算目标，研究监控作业的分类建模;节点作业监控策略;通过研究对监控数据的分析对监控出现的异常情况进行检测，给出监控异常信息检测方法。

4结论

对国内外考试系统现状进行分析，从教育云计算模型视角出发，通过对云端大规模密集型数据存储、运算和传输的能力的分析，探究弹性的作业分发方法、可靠的数据运算方法和节点动态实时监控技术来实现高可用、高可靠、高可控的云计算环境，探索大规模密集型动态应用的性能瓶颈，以期能够指导教育云的构建并支持在线考试系统关键技术的研究。

作者：易俗 孙世萌