教育桌面云在高校多媒體教學(xué)中的應(yīng)用

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摘要：在近幾年來(lái)，素質(zhì)教育與新課程標(biāo)準(zhǔn)改革逐漸在我國(guó)的教育教學(xué)中得到推廣和普及，傳統(tǒng)的教育理念和教學(xué)模式都亟需做出改進(jìn)和優(yōu)化。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在教學(xué)中也逐漸開(kāi)始應(yīng)用先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備和科學(xué)技術(shù)，這能夠在很大程度上提高教學(xué)水平和質(zhì)量。當(dāng)前在各高校中已經(jīng)廣泛地應(yīng)用多媒體教學(xué)，這是建立在計(jì)算機(jī)設(shè)備的基礎(chǔ)上開(kāi)展的，桌面云作為一種全新的科學(xué)技術(shù)，在多個(gè)方面都具有自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，也逐漸開(kāi)始在多媒體教學(xué)中得到應(yīng)用。該文主要是對(duì)教育桌面云、在高校多媒體教學(xué)中應(yīng)用教育桌面云的可行性和價(jià)值、教育桌面云在高校多媒體教學(xué)中的應(yīng)用三個(gè)方面做出了詳細(xì)的分析和研究，這對(duì)在高校多媒體教學(xué)中應(yīng)用教育桌面云提供了有價(jià)值的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高校；多媒體教學(xué)；教育桌面云；應(yīng)用價(jià)值；應(yīng)用措施

隨著在高校中不斷增加的網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)接入的形式也逐漸向復(fù)雜化、多樣化方向發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)模式需要進(jìn)一步的改進(jìn)和優(yōu)化，這主要表現(xiàn)在管理任務(wù)大、安全維護(hù)難度大、資源利用率低等方面。再加上科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，高校中的教師和學(xué)生也逐漸提高了對(duì)計(jì)算機(jī)服務(wù)性能的要求，因此在實(shí)際教學(xué)的過(guò)程中，還需要進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)維護(hù)成本降低、網(wǎng)絡(luò)安全維護(hù)、教學(xué)軟件有效管理、提高計(jì)算機(jī)相應(yīng)速度等，這樣才能夠更好的促進(jìn)高校的信息化發(fā)展。

1教育桌面云概述

1.1含義

桌面云指的是服務(wù)器端桌面通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)能夠在客戶(hù)端設(shè)備上映射出來(lái)，其中客戶(hù)端設(shè)備主要包括機(jī)頂盒、手機(jī)、電腦等。這是一種虛擬桌面，不需要在客戶(hù)端進(jìn)行安裝，因此客戶(hù)端系統(tǒng)的運(yùn)行壓力就能夠大大減少，同時(shí)還能夠在服務(wù)端完成程序以及桌面的更新，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)程度的統(tǒng)一管理，應(yīng)用的安全性和穩(wěn)定性都顯著增強(qiáng)[1]。教育桌面云指的就是將用戶(hù)終端配置在相應(yīng)的多媒體教室中，用戶(hù)終端與后臺(tái)服務(wù)器中通過(guò)以太網(wǎng)相連接。在用戶(hù)終端上有USB和VGA接口，能夠直接與鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、顯示器等設(shè)備外接。在具體應(yīng)用的過(guò)程中，由于用戶(hù)終端設(shè)備不能等同于計(jì)算機(jī)設(shè)備，在功能上還存在一定不足，因此所有的資源和計(jì)算都需要依據(jù)后臺(tái)服務(wù)器。用戶(hù)終端根據(jù)后臺(tái)服務(wù)器提供的教學(xué)系統(tǒng)，教師就能夠獲得相應(yīng)的應(yīng)用體驗(yàn)，進(jìn)而完成教學(xué)活動(dòng)。

1.2分類(lèi)

教育桌面云按照功能的不同，可以分成以下幾種類(lèi)型：一是共享云桌面，指的是設(shè)置一臺(tái)服務(wù)器，為客戶(hù)提供云服務(wù)，客戶(hù)端與服務(wù)器之間通過(guò)應(yīng)用程序相互連接，用戶(hù)操作的依據(jù)就是應(yīng)用程序中的內(nèi)容，但是不能會(huì)程序進(jìn)行更改，操作的對(duì)象都是既定桌面中原有的。二是托管虛擬機(jī)云桌面，指的是在服務(wù)器終端，VM虛擬機(jī)的系統(tǒng)具有一定的多樣性，用戶(hù)所訪(fǎng)問(wèn)的桌面都是其中的一個(gè)虛擬機(jī)桌面，虛擬機(jī)不同所對(duì)應(yīng)的桌面也就會(huì)存在一定差異，這也就表示每一個(gè)桌面的訪(fǎng)問(wèn)用戶(hù)都是獨(dú)立存在的[2]。三是托管刀片工作站云桌面，刀片工作站的計(jì)算能力比較強(qiáng)，因此網(wǎng)絡(luò)在分配的時(shí)候就會(huì)一一對(duì)應(yīng)用戶(hù)和刀片工作站，進(jìn)而使用戶(hù)桌面云具備相應(yīng)的個(gè)性化和獨(dú)立性，同時(shí)也能夠集中管理桌面云。四是本地流云桌面，指的是在本地內(nèi)存中能夠遠(yuǎn)程下載相應(yīng)的操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)，這樣不僅僅能夠更好地滿(mǎn)足用戶(hù)操作需求，也能夠?qū)崿F(xiàn)服務(wù)器減壓，在一臺(tái)服務(wù)器中可能會(huì)同時(shí)擁有幾百用戶(hù)，再加上緩存對(duì)客戶(hù)端造成的影響，通過(guò)應(yīng)用桌面云就能夠很好的解決卡頓問(wèn)題。五是虛擬機(jī)本地桌面，將虛擬機(jī)安裝在客戶(hù)端上，桌面云通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接就具備了基礎(chǔ)應(yīng)用功能，進(jìn)而服務(wù)器就能夠調(diào)用數(shù)據(jù)，在這種狀態(tài)下，用戶(hù)通過(guò)操作本地桌面就能夠同步下載數(shù)據(jù)，即使出現(xiàn)斷網(wǎng)現(xiàn)象的話(huà)，已經(jīng)完成下載的數(shù)據(jù)不會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)限制仍然能夠繼續(xù)使用[3]。

1.3缺陷和不足

對(duì)于教育桌面云來(lái)說(shuō)，其建設(shè)的依據(jù)主要就是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，這也就表示如果想高效的使用桌面云技術(shù)的話(huà)，最關(guān)鍵的就是穩(wěn)定、高速的網(wǎng)絡(luò)支持。雖然一臺(tái)終端對(duì)寬帶的要求不是很高，但如果有很多臺(tái)終端同時(shí)運(yùn)行的話(huà)，也必定會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成較大的壓力。而且相較于網(wǎng)絡(luò)速度來(lái)說(shuō)，桌面云技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的要求也比較高，終端和服務(wù)器的價(jià)值就是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此在具體應(yīng)用的過(guò)程中，必須全面、細(xì)致的考察網(wǎng)絡(luò)的整體環(huán)境，確保網(wǎng)絡(luò)環(huán)境能夠滿(mǎn)足桌面云運(yùn)行的需求[4]。另外就應(yīng)急處理能力來(lái)說(shuō)，桌面云技術(shù)也還有待進(jìn)一步提升。如果網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)器出現(xiàn)故障的話(huà)，整個(gè)桌面云系統(tǒng)都會(huì)處于癱瘓狀態(tài)，終端運(yùn)行會(huì)強(qiáng)行停止，這必定會(huì)造成不可估量的后果和損失。

2在高校多媒體教學(xué)中應(yīng)用教育桌面云的可行性和價(jià)值

2.1可行性

在多媒體教學(xué)中，其要求就是必須保證多媒體在有網(wǎng)絡(luò)或沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下都能夠得到很好的應(yīng)用，這可以依據(jù)虛擬機(jī)本地桌面技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先需要在多媒體教學(xué)課件數(shù)據(jù)庫(kù)中建立服務(wù)器端，并且向服務(wù)器中轉(zhuǎn)移桌面用戶(hù)數(shù)據(jù)；其次將虛擬機(jī)軟件安裝到所有的客戶(hù)端當(dāng)中，通過(guò)網(wǎng)關(guān)將服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫(kù)與軟件之間相連接。在首次使用的時(shí)候，桌面云需要在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下進(jìn)行基礎(chǔ)安裝，然后根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容來(lái)對(duì)多媒體學(xué)習(xí)課件進(jìn)行選擇，同時(shí)在教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)候，客戶(hù)端會(huì)自動(dòng)下載課件。其中需要注意的是，由于在多媒體教學(xué)中會(huì)涉及多門(mén)學(xué)科的課件，所包含的數(shù)據(jù)量比較大，因此用戶(hù)在下載的時(shí)候應(yīng)該根據(jù)自身的需求適當(dāng)選擇，這樣不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)客戶(hù)端系統(tǒng)壓力的減輕，同時(shí)由于服務(wù)器調(diào)用而形成的網(wǎng)絡(luò)壓力也會(huì)適當(dāng)減輕[5]。最后即使在無(wú)網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，教學(xué)活動(dòng)可以依據(jù)完成下載的課件繼續(xù)開(kāi)展，而且下載的課件還能夠?qū)崿F(xiàn)多次使用。

2.2價(jià)值

在高校多媒體教學(xué)中教育桌面云的應(yīng)用價(jià)值主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是能夠集中管理教學(xué)資源，后期更新和維護(hù)更加方便。通過(guò)使用教育桌面云技術(shù)，所有的教學(xué)資源都能夠在后臺(tái)服務(wù)器中進(jìn)行統(tǒng)一管理，管理水平和質(zhì)量顯著提高，同時(shí)還能夠集中更新和維護(hù)教學(xué)數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)更新和維護(hù)的及時(shí)性。這樣一來(lái)，各個(gè)班級(jí)、各個(gè)學(xué)科中的多媒體課件都能夠集中管理，不會(huì)出現(xiàn)管理混亂現(xiàn)象，教師在課件管理方面的工作量顯著減少，有助于減輕其負(fù)擔(dān)。二是能夠同時(shí)運(yùn)行多個(gè)桌面，各個(gè)學(xué)科之間實(shí)現(xiàn)綜合學(xué)習(xí)。在教育桌面云技術(shù)環(huán)境下，學(xué)生通過(guò)一臺(tái)設(shè)備也能夠同時(shí)使用多個(gè)桌面，進(jìn)而也能夠切換學(xué)習(xí)不同的課程知識(shí)，很好的串聯(lián)起相應(yīng)的知識(shí)內(nèi)容，其綜合應(yīng)用知識(shí)的能力顯著提升。三是學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間更加豐富，有助于增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。通過(guò)使用教育桌面云技術(shù)，學(xué)生可以使用遠(yuǎn)程接入終端設(shè)備，不會(huì)再受到終端設(shè)備操作系統(tǒng)的限制和約束，可以利用臺(tái)式電腦、IPAD、筆記本電腦、手機(jī)等設(shè)備對(duì)桌面云進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，進(jìn)而打破時(shí)間和空間的限制，很好的組織利用各零散的學(xué)習(xí)時(shí)間，學(xué)習(xí)效果會(huì)得到顯著的增強(qiáng)[6]。

3教育桌面云在高校多媒體教學(xué)中的應(yīng)用

在高校多媒體教學(xué)中應(yīng)用教育桌面云的依據(jù)是云桌面平臺(tái)，其應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)就是能夠根據(jù)實(shí)際的教學(xué)需求來(lái)分配或者是創(chuàng)建新的教學(xué)環(huán)境。云桌面平臺(tái)在高校多媒體教學(xué)中應(yīng)用的過(guò)程中，涉及的云基礎(chǔ)服務(wù)主要包括以下幾個(gè)方面：一是用戶(hù)服務(wù)，在教育桌面云平臺(tái)的教學(xué)系統(tǒng)中，主要有普通用戶(hù)和管理員，其中普通用戶(hù)主要是利用這一平臺(tái)，來(lái)使用其中的教育教學(xué)資源，同時(shí)還能夠進(jìn)行自我服務(wù)操作，如設(shè)置密碼、賬號(hào)登錄等；管理員的作用主要就是有效的管理其中的云教學(xué)資源[7]。二是軟件管理，教學(xué)資源能夠在云桌面平臺(tái)中進(jìn)行統(tǒng)一管理，管理是由管理員來(lái)實(shí)現(xiàn)操作的，其中包括配置、安裝以及維護(hù)軟件。三是存儲(chǔ)管理，存儲(chǔ)管理的目的主要就是對(duì)本地服務(wù)器進(jìn)行維護(hù)，并連接云端資源庫(kù)。四是平臺(tái)部署，在云桌面平臺(tái)上，用戶(hù)可以根據(jù)自身的需求來(lái)利用云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行部署。五是平臺(tái)運(yùn)行監(jiān)控，在教學(xué)系統(tǒng)中云桌面平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行監(jiān)控，其內(nèi)容主要是實(shí)時(shí)監(jiān)控當(dāng)前云桌面平臺(tái)服務(wù)器的運(yùn)行狀態(tài)。六是平臺(tái)安全管理，教學(xué)系統(tǒng)中云桌面平臺(tái)的安全管理主要包括用戶(hù)密碼與賬號(hào)的安全、教學(xué)資源合法訪(fǎng)問(wèn)渠道、教育資源安全性等多個(gè)方面。

3.1桌面云平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)虛擬

桌面云平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)主要是KVM虛擬機(jī)技術(shù)，可以將其分為虛擬化服務(wù)器、Hypervisor層、虛擬資源層、虛擬桌面管理平臺(tái)幾個(gè)部分。其中虛擬云桌面終端是客戶(hù)端操作系統(tǒng)，安裝了SPICE協(xié)議，具有良好的兼容性，用戶(hù)可以利用平板、智能手機(jī)、PC機(jī)等設(shè)備對(duì)遠(yuǎn)程桌面服務(wù)進(jìn)行使用。在云桌面管理平臺(tái)上層中，是基于網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一控制和管理平臺(tái)，通過(guò)這一平臺(tái)能夠?qū)μ摂M環(huán)境下和物理機(jī)中的所有信息資源和組件進(jìn)行管理、控制[8]。Hypervisor層作為軟件層，是處于操作系統(tǒng)和物理服務(wù)器之間的一層，也可以將其稱(chēng)之為虛擬機(jī)監(jiān)視器，利用該軟件層能夠在相同的基礎(chǔ)物理設(shè)備中實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用共享和操作系統(tǒng)。

3.2虛擬桌面軟硬件環(huán)境

在高校多媒體教學(xué)中應(yīng)用教育桌面云的目的主要就是為了有效的組合校園內(nèi)部的各種軟硬件資源，并為教育教學(xué)提供更加全面的服務(wù)。從硬件角度來(lái)看，虛擬服務(wù)器對(duì)設(shè)施計(jì)算性能提出了較高的要求，如內(nèi)存、CPU等，而對(duì)顯示性能的要求不高，因此在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中可以?xún)?yōu)化組合，最大限度地發(fā)揮出硬件設(shè)施的優(yōu)勢(shì)。

3.3教育桌面云架構(gòu)部署

1)服務(wù)器群集構(gòu)建根據(jù)某一高校的實(shí)際情況，在后臺(tái)虛擬桌面集群中共使用了兩臺(tái)服務(wù)器部署，服務(wù)器使用的是2個(gè)8核CPU，內(nèi)存為64G，2個(gè)光纖儲(chǔ)存卡和1000MJ45網(wǎng)卡，2T硬盤(pán)。應(yīng)用服務(wù)器群使用的是八臺(tái)服務(wù)器部署，服務(wù)器使用的是2個(gè)4核CPU，內(nèi)存為64G，2個(gè)光纖儲(chǔ)存卡和1000MJ45網(wǎng)卡，2T硬盤(pán)[9]。2)存儲(chǔ)資源池構(gòu)建為了在高校多媒體教學(xué)中更好的應(yīng)用教育桌面云，還需要加強(qiáng)對(duì)存儲(chǔ)資源池的構(gòu)建，但是在實(shí)際構(gòu)建的過(guò)程中存在較大的難度，這主要是由于需要存儲(chǔ)所有的數(shù)據(jù)備份、軟件應(yīng)用服務(wù)資源、教育教學(xué)資源等。在該校使用的是10塊2TSAS硬盤(pán)創(chuàng)建光纖磁盤(pán)陣列，對(duì)學(xué)校中的校園一卡通、教務(wù)、財(cái)務(wù)等重要的核心數(shù)據(jù)進(jìn)行存放。同時(shí)在另一個(gè)IP磁盤(pán)陣列中也使用了10塊2T硬盤(pán)，對(duì)學(xué)校中教學(xué)軟件資源、網(wǎng)站資源等一些常規(guī)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存放。通過(guò)虛擬技術(shù)，能夠在一個(gè)資源池內(nèi)共享各個(gè)服務(wù)器中的信息資源，這也就表示在同一個(gè)資源池中能夠儲(chǔ)存校園內(nèi)所有的外部和內(nèi)部?jī)?chǔ)存磁盤(pán)陣列，用戶(hù)在使用的時(shí)候不需要考慮資源儲(chǔ)存的位置。并利用虛擬化平臺(tái)對(duì)資源信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，用戶(hù)的各種需求都能夠得到很好的滿(mǎn)足，且存取方式也更加高效、合理。另外還可以根據(jù)用戶(hù)需求，將XenServer系統(tǒng)安裝在服務(wù)器上，同時(shí)用戶(hù)管理界面可以用其中的任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)?yè)?dān)任[10]。3)虛擬機(jī)管理在教育桌面云中，其關(guān)鍵和核心主要就是虛擬機(jī)管理，并在搭建云桌面管理平臺(tái)中，設(shè)計(jì)虛擬機(jī)平臺(tái)需要綜合考慮到系統(tǒng)類(lèi)型、硬件配置等方面。在虛擬機(jī)管理模塊中，主要包括虛擬機(jī)創(chuàng)建、虛擬機(jī)配置更改、虛擬機(jī)訪(fǎng)問(wèn)控制、虛擬機(jī)性能監(jiān)控、虛擬機(jī)快照創(chuàng)建、虛擬機(jī)遷徙、虛擬機(jī)啟動(dòng)、虛擬機(jī)掛起、虛擬機(jī)保存、虛擬機(jī)關(guān)閉、虛擬機(jī)克隆、虛擬機(jī)銷(xiāo)毀、虛擬機(jī)模板創(chuàng)建、虛擬機(jī)畫(huà)面查看等幾個(gè)方面。4)用戶(hù)管理在管理系統(tǒng)中包括普通用戶(hù)和管理員用戶(hù)兩個(gè)方面，其中普通用戶(hù)只能夠申請(qǐng)?zhí)摂M機(jī)進(jìn)行操作；管理員用戶(hù)管理中包括訪(fǎng)問(wèn)申請(qǐng)、訪(fǎng)問(wèn)控制、虛擬機(jī)創(chuàng)建等多方面的操作，還可以管理操作數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)集中管理用戶(hù)，能夠?qū)崿F(xiàn)資源的合理配置，及時(shí)虛擬服務(wù)器出現(xiàn)超負(fù)荷現(xiàn)象的話(huà)，也能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行針對(duì)性處理，確保整體系統(tǒng)仍然能夠順利運(yùn)行[11]。5)數(shù)據(jù)庫(kù)管理教育桌面云數(shù)據(jù)庫(kù)中包括主機(jī)信息、虛擬機(jī)申請(qǐng)信息、虛擬機(jī)信息、用戶(hù)信息等多方面的信息資料，這些信息的保存形式都是數(shù)據(jù)表，這樣就會(huì)將顯示信息抽象的轉(zhuǎn)化成視圖信息，其中模型為實(shí)體信息抽象，控制器為控制信息抽象，這樣就能夠?qū)ο蠡瘮?shù)據(jù)庫(kù)操作。

4結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，在高校多媒體教學(xué)中應(yīng)用教育桌面云是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，能夠進(jìn)一步的整合教學(xué)資源，消除學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間限制，教學(xué)效果能夠得到了進(jìn)一步的提升。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，首先需要虛擬桌面云平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)，這是后續(xù)所有教學(xué)工作開(kāi)展的基礎(chǔ)和前提；其次需要虛擬桌面軟硬件環(huán)境，保證設(shè)備硬性資源條件能夠滿(mǎn)足教育桌面云教學(xué)開(kāi)展需求；最后需要加強(qiáng)部署教育桌面云架構(gòu)，最大限度的滿(mǎn)足用戶(hù)的所有需求。這樣一來(lái)，能夠更好地促進(jìn)高校多媒體教學(xué)活動(dòng)的順利開(kāi)展，提高高校教學(xué)的信息化程度，更好地適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

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[11]石少敏.基于云計(jì)算的虛擬桌面平臺(tái)在教學(xué)中的研究[J].電子測(cè)試,2014(19).

作者:候文平 單位:湖北國(guó)土資源職業(yè)學(xué)院