云服务在高校计算机实验教学中的应用研究

文/陈绍煌

随着互联网基础的日新月异，各种各样的互联网新技术应用在互联网各项应用中，而云服务作为一种分布式管理的技术在最近两年广受人们关注。云服务可以为用户提供更多、更快、范围更广的资源服务，这对于当前高校计算机实验教学有着非常好的帮助。本文从分析云服务模式入手，对云服务在高校计算机实验教学的应用进行分析，并且从高校的实验室管理、各种资源优化以及安全管理进行了分析。

摘 要

【关键词】云服务 高校计算机 实验教学

1 引言

随着高校改革的进程日益加深，我国越来越多的高校从过去注重理论教学逐渐转变为更注重培养学生的实际动手能力。正是在这种大背景下，高校的实验教学在当前高校教学中所占比例越来越大，实验教学也发挥着理论教学不可比拟的作用，在培养学生的实践能力、创造能力都发挥着重要的作用。但是传统的高校实验教学，尤其是计算机实验教学在这种新型的教学模式下显示出很多的滞后性，因此就需要需要建立一种能够适应教学目的并且达到培养要求的实验教学新模式。为了能够更好的加强实验教学管理，并且有效、合理的利用高校计算机实验资源，从而能够提高学生的专业技能素养，越来越多的高校都在探索着实验教学的各种新模式。不过由于国内大部分高校的计算机实验教学的经费有限，并且不论是实验设备、实验资源都极其有限，这就严重制约了实验教学的积极开展。而云服务的适时出现为这种困扰提供了很好的解决方法，同时也为开放高校计算机实验教学提供了崭新的思路和方法。

2 云服务对于高校实验教学的启示

云服务的含义是利用网络资源提供一定的计算服务。最早使用云服务的是美国互联网公司亚马逊和谷歌。但随着云服务因强大的功能在越来越多的领域中运用。云服务的定义也发生了一定的改变。目前云服务的定义是能够在最短时间迅速为客户解决各种问题的服务，而在提供服务的同时，可以避免过度浪费或过低使用网络资源。云服务的特点是按需服务，在云服务模式中，用户的需求和服务并不应用在传统的客户端上，而是将需求放在互联网上进行大规模的云计算，利用先进的云计算服务器进行各种各样的按需服务。在云服务诞生的几年时间里，在学术界和IT 界共同努力下，云服务发展的非常迅速，国际很多大公司如亚马逊、谷歌、IBM 都推出了自己的云服务平台，而这种基于云服务的模式的兴起也对我国高校计算机领域带来了革命性的冲 .。云服务最早应用与教学领域要追溯到2008 年谷歌和IBM 推行的“云服务”计划，该计划集合了美国众多的大学，如麻省理工、斯坦福、北卡罗来纳州立大学都参与了此次计划。这项利用云服务的计划为这些大学解决了日遗赠脏的各种计算需求，该系统最大的特点就是可以不受时间、不受地域影响，通过自助的形式为各种客户提供各种计算服务。而我国的很多高校也看到了云服务对于教学领域提供的帮助后，也开始进行专项研究。例如黎厚德教师就结合信息化教育和云服务的特点就提出了“云服务辅助教学”的概念，黎教授强调利用云服务的特点来搭建个性化教学环境，该环境支持师生各种各样的教学活动，为教师提供了有效的教学环境，并且也激发了学生的自主学习能力，极大的促进了学生的思维创造能力，因此对于提高教学质量提供了很好的方式。从以上国际和国内的云服务对于教学帮助的案例看到，基于云服务架构的计算机实验教学环境在世界尤其在我国教学领域中有着非常光明的前景。

开放实验教学做为我国实验教学的新阶段，体现了我国当前最新的以学生为主的教学理念。不过，虽然很多高校的计算机实验室都开放了自由上机、自主实验的管理，但严格意义上来说，这还不算开放式的实验教学。或者说，这种不受时间制约的开放模式，只不过是开放实验教学的初级阶段，只有达到可以跨学科、跨专业并且将实验内容和学习科目紧密联系的实验模式才是真正意义上的开放式实验教学。开放式的实验教学可以充分的调动学生的积极性和创造性，可以大幅培养学生钻研科学的兴趣。这才是从根本上改变实验教学依赖于理论教学的传统观念，因此，开放性实验教学对于传统理论教学更具体、更直观，并且在实践性、综合性、创造性都挥发着举足若轻的作用。这也真正的体现了以学生为主的地位，在具体的实验中培养学生各种能力和科研创新水平。因此，全面开放实验教学对于高校的实验设备、实验资源、实验管理都提出了非常高的要求，而面对这些问题，引入云服务就可以有效的降低高校计算机实验教学的成本，从而最大程度上优化实验资源和利用率，从而从整体上提高高校的实验教学能力和水平。

3 云服务环境下的实验教学改革

云服务在网络上是以服务形式出现的。分析云服务可以将其看成是一个具有三层结构的服务集合，而提供服务的类型主要分成基础服务、软件平台服务以及软件即服务。从云服务目前应用现状分析，基础服务主要为客户提供虚拟化的存储、处理。例如亚马逊的EG2、Apache 的Hadoop。而软件服务是以基础服务为平台，用于提供云环境下的程序应用开发，软件服务支持用户使用云服务平台上的各种软件工具自行配制换件。例如谷歌的APP Engine 和IBM 的IT Factory。而软件即服务也是基于云平台之上的应用服务，这种服务支持用户使用各种浏览器进行调用服务，例如谷歌的Doc。

云服务将分布在网络上的数量庞大的分布式计算机的内存、存储和计算能力协调集中，从而构建成一个超大型的虚拟资源库，然后利用这种资源库通过网络为用户提供各种服务，这种依赖于网络而不依赖于用户的终端的服务特点对于用户来说十分便利，并不需要用户具有太高的硬件配置，即可完成各种需求，而云服务应用在高校的计算机实验教学中，会对实验教学带来以下几个方面的改变。

3.1 基于云服务的实验室管理

传统的高校实验室比较依赖于实验室管理平台，并且实验室的搭建成本也比较昂贵，主要是软硬件的购买成本以及维护、更新成本。但是如果引用云服务方案，那么实验室管理成本就会大为下降，首先是维护上就不需要做太多的工作，其实硬件升级也不用很频繁，因为实验室的各种实验需求都是通过云服务中的网络环境中完成，对于实验室硬件并无太大要求。此外，使用云服务管理平台后，学生可以通过客户端使用云服务程序，而不用频繁改变实验室硬件设备的配置，这就大幅度提高了使用效率，减少了实验室设备的损耗。

2.2 基于云服务的实验教学环境

在传统的计算机实验教学中，为了面对各种实验需求，教师和学生会频繁改变实验设备的软硬件环境，这直接造成了设备过度使用、效率不高的情况，而一旦发生配备失误，就会造成设备的损害，以至于无法完成实验需要。并且实验室为了能够满足各种实验需要而不得不花更多经费去购买其他实验设备。但引进云服务后，这些因为软硬件而造成的问题都可以很好的解决。首先，云服务对各种硬件以及操