云計算環境下研究生課程信息化體系的重塑與優化

應梅++胡濤

摘 要：隨著云計算技術的飛速發展，一些高校開始嘗試利用這項技術整合教育資源，為教育、科研的水平提高提供有力的保障。中國人民大學分析現行研究生課程信息化體系存在的問題，提出依托云計算在課程資源整合方面的優勢，設計新型研究生課程管理信息系統，重塑研究生課程信息化體系，優化信息系統的架構，以期促進研究生課程教學的創新。

關鍵詞：云計算；研究生課程；信息化體系；重塑；優化

隨著信息技術的發展，教育信息化系統在教學過程中發揮著舉足輕重的作用。中國人民大學研究生院作為學校研究生教育及學習的平臺，有力促進和保障了研究生教育管理工作的有序順利進行。然而，隨著研究生規模的擴大及信息化教學研究的不斷深入，授課教師與學生在網絡上互動，如共享教學資源、發布科研任務及探討學術等需求日益增多，現有的信息系統體系已經滿足不了教學發展的需要。云計算融合了網格計算、分布式計算、并行處理、網絡存儲、虛擬化等傳統技術[1]，為課程管理提供了新的平臺，利用云計算技術可解決以上問題。本文就如何利用云計算技術重塑和優化研究生課程信息化體系等問題進行研究。

當前研究生課程信息化現狀

隨著一批高水平信息化系統的建立，研究生信息化水平有了很大的飛躍，但是研究生課程教學信息化體系尚未完全建立。當前課程信息化體系的主要問題有以下四點：

1.資源共享性差。由于課程信息化建設缺乏統一的標準，各學院按照各自學科的特點建設課程信息化平臺，導致了平臺間的相互獨立，而平臺開發軟件、硬件的差異造成課程信息化平臺的兼容性較差，給課程資源的共享造成了困難，研究生需要登錄到不同的平臺上獲得教學資源，這樣不便于學生的學習，也給教師帶來很多麻煩，資源建設效率不高。

2.資源更新不及時。問卷調查顯示：學校約80%的研究生課程僅在合格驗收的時候更新過一次，近一年內進行更新的課程比例不足 20%，有64%的教師不清楚如何上傳、更新資料。課程資源更新難的原因主要是課程信息化平臺功能設計不便利，沒有提供簡單且易操作的控制系統。通常情況下，如果需要更新資料，教師需將材料按照規定格式做好后提交給學院教務秘書，再由教務秘書上傳，在這過程中因溝通問題容易造成更新延誤。

3.功能單一。目前，研究生普遍使用的課程系統僅提供課程的上課時間、地點及備注等簡單信息，無法提供更豐富的下載信息，如電子教案、教學大綱、習題、網絡課件、參考文獻等，更無法上傳更豐富的信息，如實驗數據、作業等。這樣就無法形成內容完整、表現豐富、適應研究者學習的課程信息化體系，無法實現優秀教學資源共享， 不能為研究生提供一個方便快捷的課程信息平臺。

4.教學互動差。研究生課堂往往需要研討，而現行的課程管理系統缺乏互動性強的環節，缺乏虛擬社區、微信息傳遞等容易引起研究生參與興趣的形式，造成教師無法了解學生的學習情況和意見。學生點擊下載網絡課程，仍然是以自學形式為主，缺乏師生互動的氛圍，嚴重影響學習效果。雖然有少部分課程系統開展了課程的在線答疑，但多數只是停留在延時文字答疑，并且答疑往往不及時。如果要提供實時視頻在線答疑，傳統的網絡技術很難實現，多人在線容易導致視頻不穩定，影響互動的效果[2]。

云計算的發展研究

1.云計算。云計算是面向服務的架構 （SOA）、分布式計算、網格計算和虛擬化等多種技術混合演進的結果?！霸啤笔且粋€巨大的虛擬化資源池 （由硬件、開發平臺和服務等組成），這些資源能動態地根據各種規模的負載進行自動配置，使資源的利用率達到最優化。用戶按照“即用即付費”（pay-per-use） 的方式使用資源，基礎架構提供商 （Infrastructure Provider）根據服務級別協議 （SLA） 提供服務[3]。

2.云計算與教育。隨著云計算技術的發展，云計算將為高校與科研單位提供實效化的研發平臺。目前，云計算應用已經在清華大學、中科院等單位得到了初步應用，并取得了很好的應用效果。未來，云計算將在我國高校與科研領域得到廣泛的應用普及，各大高校將根據自身研究領域與技術需求建立云計算平臺，并對原來各院系研究所的服務器與存儲資源加以有機整合，提供高效可復用的云計算平臺，為科研與教學工作提供強大的計算機資源，進而大大提高研發工作效率[4]。

課程信息化平臺的設計體系

學校云計算環境下的研究生課程信息化系統是將云計算技術與傳統課程信息化相結合的初步嘗試，系統整合了學校的硬件資源與軟件資源，構成云計算平臺基礎設施服務部分，在應用層優化了網絡課程的功能，在客戶端提供了不同的接入方式，重塑了課程信息化體系，優化了系統架構。

1.課程信息化體系的重塑。由于學校之前的課程管理系統只包含課程基本信息，如任課教師、上課教室及上課時間等。在云平臺上，學校在原有系統內容的基礎上對研究生網絡課程進行了重新定義，重塑了研究生課程的信息化體系，并定義了網絡課程的基本標準，即所有研究生網絡課程必須包含課程簡介、課件和教學大綱三個要素，并且規定了其相應的格式。依托云平臺強大的空間和計算能力，學校在基本標準中擴展出遠程自主學習和學習支持體系兩個部分。其中，遠程自主學習包括視頻教學和拓展問題，教師可以自行選擇此功能，把視頻課程和思考習題等拓展問題發布到網絡；學習支持體系包括交流討論、作業發布與收集、實驗數據采集等功能。這些功能可以讓教師和研究生在課后開展網絡討論，并且實現了作業和實驗數據的網上采集。

2. 課程信息化體系的優化措施。研究生課程管理系統的主要目的是利用云計算技術將學校的分散服務器資源整合到一起，利用網絡技術打造標準統一、形式多樣的課程信息化體系，方便教師對課程資源進行個性化管理，為研究生的學習和學術研究提供便利。

第一，用戶終端。云計算的課程信息化平臺用戶主要分為三類：研究生、教師、管理員。不同的角色接入系統不同表現層。在用戶終端方面，隨著時代的發展，每個用戶可以使用不同終端接入系統，以一個學生為例，可以在宿舍通過個人筆記本登陸系統，在實驗室通過實驗室電腦登陸系統，在餐廳可以通過平板電腦使用系統，在校園通過手機使用系統應用。

第二，基礎設施?；A設施為底層支持，主要包括物理硬件層、負載均衡器、虛擬化層及網絡。利用分布式文件系統，把院系間不同服務器組織在一起，構建成一個虛擬目錄樹，由分布式文件系統中的節點來存放數據，然后由應用程序直接與節點建立和傳輸數據。

第三，表現層、業務控制層和數據訪問層。表現層是面向用戶的功能接口。主要分為應用模塊、管理模塊、存儲模塊和互動模塊；業務控制層主要通過接收用戶請求，判斷調用哪個處理程序，并將響應結果顯示給用戶；數據訪問層接收到具體的數據訪問請求去云端訪問相應數據，處理后返回結果給業務控制層。

第四，計算平臺。云計算平臺分為兩大模塊：管理模塊、存儲模塊。其中，管理模塊主要管理數據在云端的負載均衡，容錯機制，提供外部訪問數據的路由，由負載均衡器控制和管理集群，為用戶提供海量存儲及超強的計算能力，實現快速、可靠的服務。存儲模塊不僅存儲著研究生、教師、課程等傳統系統數據庫存儲的信息，還存儲著研究生或教師上傳的各種數據。

隨著云計算技術的發展，系統的不斷優化完善，云計算平臺將不僅為師生提供交互平臺、存儲空間，而且可以為師生提供包括IT系統、數據庫等基礎設施的服務，師生可組成實驗小組將計算任務提交到系統進行計算。此外，云計算平臺系統的實現將可以獲得大量師生行為數據，這也為大數據時代對師生行為進行深入的數據挖掘、數據分析提供有利條件。

參考文獻：

[1]吳彥文，李詩，李珍. 面向研究生科研引導的個人云知識管理系統的構建[J]. 圖書情報工作， 2012（19） ：90-94.

[2]曾文雄. 變精品為日用品：云計算在精品課程建設中的應用[J].中國遠程教育，2011（07）：58-62.

[3]章澤昂，鄔家煒. 基于云計算的教育信息化平臺的研究[J]. 中國遠程教育， 2010（06）：66-69.

[4]在線咨詢與技術中心. 云計算重點應用領域發展趨勢. [EB/OL].http：//www.ccidconsulting.com/ei/yjs/sdpl/webinfo/2011/03/1301533330942617.html.

（作者單位：中國人民大學研究生院）

[責任編輯：翟 迪]