基于云計算的現(xiàn)代遠程教育展望

1、基于云計算的現(xiàn)代遠程教育展望馮堅（海南廣播電視大學(xué)， 海南 ?？?570105）摘 要: 云計算是多種技術(shù)的合成和業(yè)務(wù)模式的創(chuàng)新，是整個信息產(chǎn)業(yè)的運作模式革命，對未來社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)甚至社會組織形式會產(chǎn)生深刻影響。論文闡述了云計算技術(shù)，描述了未來遠程教育云的形態(tài)，分析了云計算將給遠程教育組織運作方式、成本、培育創(chuàng)新、支持服務(wù)等方面帶來的積極影響。在未來的遠程教育行業(yè)中，國內(nèi)外的開放大學(xué)、非盈利性遠程教育機構(gòu)、E-learning解決方案提供商和政府因具有客戶關(guān)系、技術(shù)積累和基礎(chǔ)設(shè)施等方面的優(yōu)勢，有可能成為未來遠程教育云提供商。關(guān)鍵詞:云計算；遠程教育云；創(chuàng)新；組織運作中圖分類號: G434 文獻標(biāo)

2、識碼: A“云計算”一詞自出現(xiàn)以來，在產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界就掀起了波瀾，云計算是計算作為基礎(chǔ)設(shè)施這一長久以來夢想的新稱謂，是并行計算、分布式計算和網(wǎng)格計算這些計算機科學(xué)概念的商業(yè)實現(xiàn)，是虛擬化、效用計算、基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)、平臺即服務(wù)、軟件即服務(wù)等概念混合演進并躍升的結(jié)果1。云計算是整個信息產(chǎn)業(yè)的運作模式革命，對未來社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)甚至社會組織形式會產(chǎn)生深刻影響。在技術(shù)的推動下，遠程教育經(jīng)歷了函授教育、廣播電視教育和計算機網(wǎng)絡(luò)為主要特征的現(xiàn)代遠程教育三個階段。在云計算正快速變?yōu)樯虡I(yè)現(xiàn)實的今天，研究其對遠程教育產(chǎn)生的影響有著重要意義。本文通過探討遠程教育云的形態(tài)、云計算帶來的變革和誰會成為遠程教育云等問題，展

3、望基于云計算的現(xiàn)代遠程教育。一、云計算定義與發(fā)展維基百科給云計算下的定義是：云計算將IT相關(guān)的能力以服務(wù)的方式提供給用戶，允許用戶在不了解提供服務(wù)的技術(shù)、沒有相關(guān)知識以及設(shè)備操作能力的情況下，通過Internet獲取需要的服務(wù)2。云計算包含互聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用服務(wù)及在數(shù)據(jù)中心提供這些服務(wù)的軟硬件設(shè)施，而數(shù)據(jù)中心的軟硬件設(shè)施就是云3。目前，云計算沒有統(tǒng)一的定義，但其架構(gòu)可歸納為：動態(tài)計算基礎(chǔ)設(shè)施；以IT服務(wù)為中心的方法；基于自助服務(wù)的使用模型；自管理平臺；計費功能4。云計算基本思想可歸納為：將某一或某幾個數(shù)據(jù)中心的計算資源虛擬化之后，向用戶提供以租用計算資源為形式的服務(wù)。云計算可能對技術(shù)和經(jīng)濟造成的重

4、要變革的原因在于它在以下三方面突破了傳統(tǒng)：(1)云計算能提供近似無限的計算資源，云計算終端用戶無需再為計算力準(zhǔn)備計劃或預(yù)算；(2)云用戶可以根據(jù)需要，逐步追加計算資源，而不需要預(yù)先給出承諾；(3)云計算提供用戶短期使用資源的靈活性，當(dāng)不再需要這些資源的時候，用戶可以方便地釋放這些資源3。云計算是多種技術(shù)混合演進的結(jié)果，其成熟度較高，又有大公司推動，發(fā)展極為迅速。Amazon使用彈性計算云(EC2)和簡單存儲服務(wù)(S3)為企業(yè)提供計算和存儲服務(wù)。Google當(dāng)數(shù)最大的云計算的使用者，其搜索引擎就建立在分布在200多個地點、超過100萬臺服務(wù)器的支撐之上，這些設(shè)施的數(shù)量正在迅猛增長，Google地

5、球、地圖、Gmail、Docs等也同樣使用了云計算基礎(chǔ)設(shè)施。IBM推出了“改變游戲規(guī)則”的“藍云”計算平臺，為客戶帶來即買即用的云計算平臺。二、遠程教育云遠程教育云是云計算機技術(shù)在遠程教育領(lǐng)域的遷移，是未來遠程教育的基礎(chǔ)架構(gòu)，包含了從事遠程教育所必須的一切軟硬件計算資源，這些計算資源虛擬化之后，向遠程教育機構(gòu)、學(xué)生提供以租用計算資源為形式的服務(wù)。遠程教育云基本架構(gòu)如圖1所示，由物理資源池、基礎(chǔ)管理層、應(yīng)用接口層和遠程教育應(yīng)用層組成。遠程教育云區(qū)別于其他云的關(guān)鍵在于遠程教育應(yīng)用層，它體現(xiàn)遠程教育主要業(yè)務(wù)邏輯，由一組經(jīng)拓展了的遠程教育程序組成。遠程教育應(yīng)用層主要包含：(1)遠程教育管理程序。實現(xiàn)遠

6、程教育教學(xué)和管理業(yè)務(wù)，包含遠程教學(xué)平臺、教務(wù)管理系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)、作業(yè)系統(tǒng)等；(2)遠程教育應(yīng)用程序。包含流媒體播放軟件Videoplayer、文檔閱讀Word、聊天程序Talk、電子郵件Mail等程序；(3)遠程教育中間件。遠程教育機構(gòu)可通過中間件系統(tǒng)快捷開發(fā)出遠程教育程序。圖1 遠程教育云架構(gòu)從遠程教育機構(gòu)看來，其形態(tài)將會是一個個如同Google、Amazon這樣的運營和服務(wù)中心，可以簡單的將它視為數(shù)據(jù)中心+計算中心+界面/接口。通過界面或者接口，云用戶即可獲得開展遠程教育的一切計算環(huán)境。一方面，遠程教育機構(gòu)可以將教學(xué)資源存儲在云中，利用云中提供的遠程教育軟件開展業(yè)務(wù)；另外一方面，同樣可以利

7、用云計算服務(wù)中心開放的API和遠程教育中間件，自行開發(fā)應(yīng)用為用戶提供服務(wù)。個人或者中小遠程教育機構(gòu)與遠程教育云服務(wù)中心緊密合作可能是未來遠程教育云應(yīng)用的主要形態(tài)，例如家?；釉品?wù)平臺，政府聯(lián)合遠程教育云建立的終身學(xué)習(xí)云服務(wù)平臺，企業(yè)、事業(yè)單位的在線學(xué)習(xí)培訓(xùn)管理系統(tǒng)托管等。圖2 學(xué)生訪問遠程教育云從遠程教育學(xué)生看來，遠程教育云是Internet中的遠程教育資源和程序中心，如圖2所示。學(xué)生通過配置標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器的各種各樣的終端(例如個人電腦、PDA、手機、電視等)，即可使用云提供的各種程序，獲得各種各樣的遠程教育服務(wù)。例如，通過遠程教育管理程序進行學(xué)習(xí)管理；通過Mail來收發(fā)郵件；通過Talk來與老

8、師、同學(xué)進行聯(lián)系；通過Word來寫文檔；通過Videoplayer來播放多媒體文件等。三、遠程教育云帶來的變革云計算作為多種計算技術(shù)和服務(wù)理念的合成，將從遠程教育機構(gòu)組織運作方式、經(jīng)營成本、創(chuàng)新方式，支持服務(wù)系統(tǒng)等方面產(chǎn)生積極影響，推動遠程教育的發(fā)展。（一）遠程教育機構(gòu)的運作在云計算時代，遠程教育機構(gòu)將圍繞以遠程教育云為中心的環(huán)境開展運作，具體涉及到計劃、實施、經(jīng)營、管理等多方面的內(nèi)容5。云計算模式將資金支出轉(zhuǎn)變?yōu)檫\營支出。在辦學(xué)過程中，遠程教育機可以構(gòu)根據(jù)業(yè)務(wù)進行情況動態(tài)地購買資源。由于不需大量資金來提前進行計算能力的部署，這部分資金可以投入到招生、教學(xué)資源開發(fā)、教學(xué)管理等業(yè)務(wù)中去。在云計算

9、模式下，遠程教育機構(gòu)提供的教育服務(wù)以計算的形式出現(xiàn)。它意味著遠程教育服務(wù)也可以作為一種商品進行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便，費用低廉。目前，遠程教育機構(gòu)向用戶提供資源的基本形態(tài)是數(shù)字形式的計算機文件，用戶需借助于計算機網(wǎng)絡(luò)將文件下載到本地計算機進行計算，而在云計算模式下，這些軟件將被集成到遠程教育云中，由云中的相關(guān)軟件進行計算，并將計算的結(jié)果傳給用戶。遠程教育云帶來了“代工”模式。正如半導(dǎo)體代工的出現(xiàn)使芯片公司可以不擁有生產(chǎn)線而專注于芯片設(shè)計與銷售一樣，云計算使遠程教育機構(gòu)能不建立和提供數(shù)據(jù)中心就可以方便地開展遠程教育。對于個人或者中小型遠程教育機構(gòu)，他們可以通過和遠程教育云計算服務(wù)中心

10、的合作，托管運行自己的服務(wù)。（二）遠程教育成本分析按照遠程教育的活動和過程及其特性，將網(wǎng)絡(luò)教育成本分為開發(fā)成本、傳送成本、教學(xué)與支持成本及日常管理和基礎(chǔ)設(shè)施成本等四個子系統(tǒng)。相對于傳統(tǒng)教育而言，遠程教育具有明顯的成本優(yōu)勢，但仍顯現(xiàn)出資金(技術(shù))密集型的經(jīng)濟學(xué)特征6。而遠程教育云模式中，這些成本將大大被削減，有利于遠程教育的普及。1.學(xué)生成本分析云計算模式降低了學(xué)生獲取教學(xué)信息的傳送成本。在遠程教育中，學(xué)生和教學(xué)機構(gòu)處于一種準(zhǔn)分離的狀態(tài)，他們之間主要采用計算機進行聯(lián)系，學(xué)生端要為獲取遠程教育信息支付較高的成本，這一定程度上阻礙了遠程教育的普及。從學(xué)生的計算環(huán)境角度看，學(xué)生獲取信息需支付的成本有：

11、一臺帶有操作系統(tǒng)的計算機；用于閱讀文本類資源和寫作業(yè)的Office套件；RealPlayer、WindowsMedia等客戶端播放軟件；以及其他輔助性的軟件。因此，高昂的計算成本一定程度上影響了學(xué)生參與遠程教育的熱情，而在云計算環(huán)境中，學(xué)生所需準(zhǔn)備的只是一臺配置標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器的終端。2.遠程教育機構(gòu)成本分析云計算模式下，遠程教育機構(gòu)的開發(fā)成本和基礎(chǔ)設(shè)施成本等都將大幅度削減， 他們只要采用租用的方式，就可以構(gòu)建遠程教育服務(wù)。首先，減少了首期基礎(chǔ)設(shè)施投入。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，一個機構(gòu)欲從事遠程教育需為基礎(chǔ)設(shè)施支付較大的成本。這些投入包括：(1)基礎(chǔ)設(shè)施成本。其中包括：高性能服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫

12、、安全等基礎(chǔ)軟硬件；購買遠程教學(xué)、管理等應(yīng)用軟件；(2)人力成本。建立一只遠程教育的技術(shù)支持隊伍；(3)電力、制冷和場地成本。這些巨大的投入一定程度上提高了遠程教育行業(yè)的準(zhǔn)入門檻，導(dǎo)致一些有優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源和創(chuàng)新思想的機構(gòu)被擋在了遠程教育圍墻外。其次，遠程教育云消費的伸縮性算使遠程教育用戶可以更有效地利用其IT硬件和軟件投資。伸縮性指的是云計算可以細粒度的添加和移除資源，并且時間的計算單位是分鐘而不是周，這將能使計算資源跟計算負(fù)載可以很好的匹配。因此，遠程教育機構(gòu)可根據(jù)招生規(guī)模、學(xué)員訪問特點及假期等因素動態(tài)購買計算資源。而現(xiàn)有的遠程教育系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施是根據(jù)系統(tǒng)峰值來配置的，這就必然導(dǎo)致了非峰值時間資

13、源的浪費，負(fù)載的波動性越強，導(dǎo)致的浪費就越多。（三）加快并促進了對創(chuàng)新的采用云計算為遠程教育提供了培育創(chuàng)新前所未有的靈活性和響應(yīng)能力。云計算提供一種“生態(tài)系統(tǒng)”，使教師、技術(shù)人員不會被繁瑣的流程、規(guī)則以及資源限制所束縛。在現(xiàn)有的計算環(huán)境下，一般而言，創(chuàng)新團隊需要4到12周的時間來確定、采購和構(gòu)建試驗所必須的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，而且還需要一些時間來構(gòu)建符合安全要求的軟件包，如此才能使開發(fā)人員開始構(gòu)建或部署應(yīng)用程序和代碼。而在遠程教育云下，創(chuàng)新者通過基于角色的Web門戶網(wǎng)站來實現(xiàn)這一目標(biāo)，創(chuàng)新者可在其中填寫一張表單來定義其硬件平臺、CPU、內(nèi)存、存儲器、操作系統(tǒng)、中間件和團隊成員及其相關(guān)角色，通過門戶網(wǎng)站提

14、交請求之后，云管理員會得到通知，并登錄以批準(zhǔn)、修改或拒絕該請求。 （四）支持服務(wù)系統(tǒng)遠程教育云是多種技術(shù)的合成，它可以提供海量數(shù)據(jù)的存儲、檢索和近乎無限計算能力，這將有利于計算、數(shù)據(jù)等資源密集型遠程教學(xué)支持服務(wù)應(yīng)用的發(fā)展，如在大規(guī)模在線流媒體、移動微型學(xué)習(xí)、虛擬實驗室、學(xué)生行為分析等。大規(guī)模在線流媒體應(yīng)用。流媒體系統(tǒng)是遠程教育的一重磅級應(yīng)用，由于其較高的資源占有量、對延時、帶寬等性能的剛性要求和Internet 缺乏必要服務(wù)質(zhì)量(Qos)保障機制，這使得在Internet上構(gòu)建支持大規(guī)模用戶的在線流媒體應(yīng)用面臨很多的挑戰(zhàn)，端用戶的服務(wù)質(zhì)量問題尤為突出7。對于流媒體服務(wù)質(zhì)量問題，增加計算資源是基

15、本途徑。遠程教育云由于其巨大的計算資源，云用戶可根據(jù)使用情況動態(tài)、快速地購買到所需資源。移動微型學(xué)習(xí)的興起。移動微型學(xué)習(xí)是微型學(xué)習(xí)與移動學(xué)習(xí)相互融合的結(jié)果，是運用移動設(shè)備隨時隨地進行的一種微型學(xué)習(xí)，它把學(xué)習(xí)場所拓展到了更廣地域，提高了學(xué)習(xí)效率8。這種服務(wù)是非常適合云的，因為他們不僅要求高可用性，而且通常需要大型數(shù)據(jù)中心妥善存儲大量數(shù)據(jù)。虛擬實驗室的興起。虛擬實驗室是為遠程教育提供了一種十分有效的教學(xué)輔助手段。虛擬實驗室是計算密集型程序，特別是涉及到科學(xué)計算、大規(guī)模數(shù)據(jù)仿真、海量數(shù)據(jù)處理等實驗時，現(xiàn)有的遠程教育計算模式往往無能為力。遠程教育云中因其可提供無窮的計算能力使得虛擬實施室可輕易部署。分

16、析需求的興起。在遠程教育中，需要通過技術(shù)手段較全面地記錄學(xué)習(xí)者在自主學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，通過適合的數(shù)據(jù)挖掘方法掌握學(xué)生的自主學(xué)習(xí)行為特征等現(xiàn)狀，為教師及教學(xué)管理人員提供有目的引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的依據(jù)，逐步培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，保證遠程教育的質(zhì)量。學(xué)習(xí)行為分析是典型的計算密集型應(yīng)用的典型案例，云計算是其合適的計算環(huán)境。四、誰會成為遠程教育云國內(nèi)外的開放大學(xué)因其擁有非常大型的數(shù)據(jù)中心、大規(guī)模的遠程教育基礎(chǔ)軟件、運維數(shù)據(jù)中心的高級人才和龐大的用戶，最有可能首先成為云計算服務(wù)商。他們在現(xiàn)有體系中增加云計算服務(wù)，可以新增一種收入方式，理想情況下，追加的成本并不高，而且能分?jǐn)偳捌跀?shù)據(jù)中心的巨大投資。以中央廣播電

17、視大學(xué)為例，作為我國遠程教育的領(lǐng)頭羊，其具有成為遠程教育云的物質(zhì)條件和內(nèi)在動力。首先，其具有遍布全國的計算中心、完備的遠程教育基礎(chǔ)管理軟件、豐富的教學(xué)資源、遍布城鄉(xiāng)的學(xué)生和一支具有豐富經(jīng)驗的教學(xué)、科研、技術(shù)隊伍；其次，其主要任務(wù)是統(tǒng)籌利用電大教育資源，建設(shè)遠程教育公共服務(wù)體系，為高等學(xué)校及其他教育機構(gòu)開展遠程教育提供學(xué)習(xí)支持服務(wù)。而在未來云計算時代，通過遠程教育云基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)公共服務(wù)體系是必然的選擇。一些以實現(xiàn)遠程教育資源共享為宗旨的非盈利性機構(gòu)是發(fā)展遠程教育云的一支不可忽視的力量。這些機構(gòu)在國際教育資源共享運動潮流的推動下發(fā)展起來，由于秉承開放、共享和公益的理念，使得它們會成為遠程教育云的另

18、一典型代表。相對與其他的遠程教育組織，它具有以下的優(yōu)勢：(1)從教育資源看，這些機構(gòu)已具備豐富的遠程教育資源資源和相當(dāng)?shù)纳鐣绊憽＠缰袊_放教育資源協(xié)會(China Open Resources for Education簡稱CORE)9，它通過搭建一個國際教育資源交流與共享平臺，引進以美國麻省理工學(xué)院為代表的國外大學(xué)的優(yōu)秀課件、先進教學(xué)技術(shù)、教學(xué)手段等資源，應(yīng)用于中國的教學(xué)中，同時將中國高校的優(yōu)秀課件與文化精品推向世界；(2)從技術(shù)支持看，這些機構(gòu)廣泛采用了以Moodle、Sakai為代表的開源遠程教育軟件，使得它能從開源組織中獲取營養(yǎng)，不斷壯大和發(fā)展；(3)從計算資源角度看，由于秉承公益

19、的理念，它們能將全世界志愿計算機的計算能力聯(lián)合起來，提供近似無限的計算能力。和SETIhome10計算模式相似，世界各地的志愿者通過運行一個客戶端軟件，即加入遠程教育云計算池，為遠程教育云提供計算力。一些E-learning解決方案提供商如Blackboard公司，因其具有良好的客戶關(guān)系和占據(jù)技術(shù)要塞，是未來遠程教育云市場的有力競爭者。Blackboard公司致力于數(shù)字化教學(xué)平臺的開發(fā)，平臺能支持百萬級用戶的教學(xué)。全球有超過3700所大學(xué)及其他教育機構(gòu)使用Blackboard產(chǎn)品，用戶遍及高等教育、基礎(chǔ)教育、職業(yè)教育和企業(yè)培訓(xùn)等領(lǐng)域。提供一個品牌的云計算，客戶可以不用擔(dān)心遷移過程，從而維持雙方

20、的投資和客戶關(guān)系。政府也將在遠程教育云中扮演重要的角色。首先，發(fā)展現(xiàn)代遠程教育實現(xiàn)教育公平已成為各級政府的共識；其次，目前一些地方政府已經(jīng)建立起用于公共計算的擁有海量存儲和龐大計算能力的超級計算中心。在云計算背景下，政府可通過統(tǒng)籌這些計算資源，建立終生學(xué)習(xí)云平臺等設(shè)施，使得遠程教育以公共產(chǎn)品的方式提供給社會。五、結(jié)束語遠程教育云是未來遠程教育的基礎(chǔ)架構(gòu)，它向遠程教育機構(gòu)、學(xué)生提供以租用遠程教育計算資源為形式的服務(wù)。相對于傳統(tǒng)遠程教育，遠程教育云將帶來了以下的變革：推動遠程教育組織運作方式的創(chuàng)新；降低了遠程教育的成本，有利于促進遠程教育的普及；為遠程教育提供了培育創(chuàng)新需要前所未有的靈活性和響應(yīng)能力；催生出新的遠程教育應(yīng)用技術(shù)，豐富遠程教育的內(nèi)容。隨著云計算的發(fā)展和遠程教育需求的不斷挖掘，國內(nèi)外的開放大學(xué)、非盈利性遠程教育機構(gòu)、E-learning解決方案提供商和政府都可能成為遠程教育云，共同推動遠程教育的發(fā)展