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基于云计算的数字化教学资源平台设计探索

更新时间:2009-03-28

引言

目前,随着大数据、云计算等新兴技术的高速发展,教育信息化发展日新月异,尤其是各高职院校的数字化教学资源平台发展迅速。教育部、财务部《关于实施国家示范性高等职业院校建设计划加快高等职业教育改革与发展的意见》(教高[2006]14号)指出:“要创建共享型专业教学资源库,主要内容包括专业教学目标与标准、精品课程体系、教学内容、实验实训、教学指导、学习评价等要素,以规范专业教学基本要求,共享优质教学资源;针对职业岗位要求,强化就业能力培养,为实施‘双证书’制度构建专业认证体系;开放教学资源环境,满足学生自主学习需要,为高技能人才的培养和构建终身学习体系搭建公共平台”。为响应教育部推行教育信息化的要求,各高职院校都建立了数字化教学资源平台[1]。但长期以来,各高职院校的教学资源都为自建,学校之间无法实现共享,教学资源未能得到很好的开发与利用。

按照国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)(以下简称《纲要》)第六十条:“加强优质教育资源开发与应用,加强网络教学资源库建设,引进国际优质数字化教学资源,开发网络学习课程”的思想,全省高职院校应共同建设完全开放、共享的数字化教学资源平台,在提高资源利用率的同时,方便高职院校学生与企业技术人员共享高职院校优质资源,加速对高科技人才的培养。

1.4 统计学分析 运用SPSS 21.0统计软件对数据进行统计学分析。计数资料以[例(%)]表示,数据比较采用χ2检验和描述性分析,P<0.05为差异有统计学意义。对差异有统计学意义的变量采用Logistic多因素进行逐步回归分析。重复测量的计量资料采用方差分析,两两比较采用LSD-t检验。

当前数字化教学资源平台建设与应用中存在的问题

目前,在《纲要》思想的指引下,各高职院校纷纷投入到数字化教学资源平台的建设当中,然而,在数字化教学资源平台建设与应用中也存在不少问题,具体来讲,主要有以下几个方面。

国内外学者围绕活性炭、多孔硅胶、煤粉、干水、介孔硅等介质的粒径、孔径等因素进行了大量的甲烷水合物生成实验。然而,冻土区和海底沉积层赋存的水合物常在含砂类介质下稳定存在,受地压的影响,水合物相邻赋存区域的温度梯度差异较小。且关于小梯度温度下甲烷水合物在砂类介质中的生成实验研究较少。石英砂作为一种常见的多孔介质,价格低廉,可重复率高,比表面积大,界面性好。故本研究选取石英砂开展273.75 K、273.85 K、273.95 K 3种温度下甲烷水合物生成实验,分析水合物生成过程中的热力学特性和动力学行为。

(一)重复建设、浪费资金与时间

各高职院校都在建设数字化教学资源平台,花费大量的人力、物力、财力,且平台的建设需要不断的试运行,一定程度上影响学生学习。如贵州职业技术学院教学资源中心有“自建资源”[2],贵阳职业技术学院中有“资源库建设”[3],二者存在重复建设的问题。

(二)访问速度慢、存储容量小

综上所述,土壤肥料作为农业生产重要的组成部分,在一定程度上严重影响着农产品的总体质量。而土壤与肥料作为农产品质量的关键性影响因素,对于提升农产品质量具有重要的作用。因此,无论在土壤肥料的提升,还是提高肥料的使用,在很大程度上影响着农产品的质量。因此,在农产品质量的提高过程当中,相关地区要加强对农业化肥的使用管理,科学合理的使用农药,改善农业生产条件,并加强改良农业生产土壤条件,从而全面提高农产品的质量。

(三)标准不统一、无法实现共享

当前各校的数字化教学资源平台由各高职院校自行建设,数据格式不统一、数据库不统一,信息难整合、平台数据无法共享的现象。

(四)资源利用率不高

当前部分高职院校教学资源平台中的资源很多已经过时或者陈旧,有待更换,且大多数字化平台的学生访问量较少,资源利用率不高。

(五)资源维护不周

中小企业的管理者要保持持续监督的意识,对于企业的内部控制制度和业务流程,要始终注意内部控制的执行力度,对内部控制建立与实施情况监督检查,评价内部控制的有效性。如果企业的规模很小,企业没有能力也没有必要设立审计委员会,管理者也要充分发挥自身的优势,其同时作为企业的所有者,与企业的收益息息相关,如果有完善的监督机制,执行的力度与大型企业相比更有力。

(六)缺乏资源评价体系

贵州省所有高职院校教学资源库都缺少用户评价,平台中的较多资源对用户来讲并不实用,而用户却无法对资源进行评价,管理人员也就无法知晓哪些资源需要更换。

各高职院校建设的平台数据存储在一定容量数据库中,并不是分布式的存储,当访问量大时,平台反应迟缓,与用户的交互操作变慢,而且随着存储数据量的增大,数据库的存储容量越来越不够。贵州职业技术学院的教务系统在期末登分时,经常会出现无法登陆或操作过程中自动退出的现象,这都是资源不足导致的。

(七)数字化信息安全性不高

在开放网络中,贵州省各高职院校的技术力量和防护措施不足,计算机病毒、电子欺诈、黑客所造成数字化信息损失日益严重,这是信息共享面临的最大安全威胁,需要不断的强化技术,以技术战胜网络信息易受攻击的险境。

贵州省数字化教学资源平台的设计探索

2.渔夫捕鱼算法

(一)基于云计算的数字化教学资源平台建设的关键技术

在参加萨提亚心理治疗模式培训的规培医师中,对8次课程觉得非常好占50%以上,没有人认为不好和差,具体情况详见(表2)。

1.云计算技术

无论是繁华还是平淡,小商桥自无言接受,一如家乡的人民。一座桥将坚韧融进了当地人民的血脉,从小商桥始,饥荒、屠城、战乱,临颍人民不怒不伤,不躲不逃,默默承受,安静生活。

数字化教学资源平台将探索应用云计算技术,提高教学资源的开放、共享、安全性,并试着融合应用渔夫捕鱼算法与蚁群算法,以提升教学资源响应速度。

鉴于上述对数字化教学资源平台在应用中所发现问题的分析,笔者对贵州省数字化教学资源平台的设计进行了探索,以期通过云计算技术建立数字化教学资源平台,切实提升云计算资源调度效率,实现资源共享,更好地满足学生学习需求。

锐角三角函数是这个角的正切、正弦、余弦的统称.教材对这一内容的安排是,第一课时教学正切的概念,第二课时教学正弦、余弦的概念.这样安排教学容易出现“只见树木,不见深林”的现象[3],导致学生对锐角三角函数的认识割裂.因此,我们在教学设计时,引导学生明确在一个锐角大小确定的前提下,研究直角三角形任何两边的长度比值,整体感知各种情况:这样处理的目的在于使学生在整体认知的基础上进行主动的和有意义的进入学习过程[4].

渔夫捕鱼算法是一种模拟渔夫捕鱼行为的随机优化算法,通过移动搜索、收缩、加速搜索的方法搜寻全局的最优解或最优点,能够避免局部最优解的产生。设共有n个渔夫,第i个渔夫在t时刻的位置如式(1)所示,其代表问题的候选解[5],即

 

(1)

第i个渔夫在其位置周围撒网,那么下鱼网的点集为式(2):

Ω(X(i)(t)) ={X(i)(t+1)}

 
 

j=1,2,…,n

云计算以用户为“中心”,将数据存储在“云海”之中,使得网络用户在任意时间、地点以便捷的方式安全地去获得资源或者与他人分享信息资源[4]。通过运用云计算技术建设数字化教学资源平台,将并行计算技术、分布式计算技术、网格计算技术融合在一起,把教学资源安全地存储在云端,用户可随时按需访问云端信息,实现教学信息资源的高度开放、共享。

(2)

3.蚁群算法

蚁群算法来源于自然界蚂蚁种群觅食现象,蚁群在不知食物在什么地方的前提下开始寻找食物,当个体蚂蚁找到食物后,在其经过的路径上会释放一种挥发性分泌物,我们称之为信息素,信息素浓度的大小表征路径的远近[6]。蚁群算法是一种随机搜索算法,随着时间的增长,蚂蚁变多的道路上信息浓度增加,而较少的道路上信息浓度随着时间的流逝逐渐挥发掉。其算法数学模型如式(3):

 

(3)

渔夫捕鱼算法与蚁群算法融合应用,改变传统云计算资源调度的问题,提高云计算的资源分配效率,节省时间和降低能量消耗,使任务执行时间缩减,能够及时响应用户需求。

(二)基于云计算的数字化教学资源平台架构设计

基于云计算技术搭建的数字化资源平台将分为总平台与分平台。总平台可实现数据中心资源的整合与更改,可将数据信息发送到分平台,由分平台与用户交互。分平台可根据用户需求实现有选择的教学资源发送。为实现云数据中心与终端设备的交互,平台架构运用云计算技术强大的集群功能与虚拟化技术,将数字化教学资源存储于云数据中心,采用云+端的模式实现教学资源的共享,如图1。数字化教学资源根据其特性分别放在公有云、私有云、第三方云中,用户根据权限可访问对应的公有云、私有云、第三方云。公有云中的资源共享性最高,任何人只要有权限访问平台,都可访问公有云中的资源。私有云保护了高职院校的数字化教学资源和知识产权,只有高职院校的教师、学生、授权的人员才可访问。第三方云提供文献数据库、应用软件等商业化教学资源,只有付费和授权的人员才可访问和使用。云中心主要是服务器与Internet网之间的资源调度,通过学校的校园网、公有网络,结合渔夫捕鱼算法和蚁群算法,实现教学资源的调度,保证信息的高速传输。终端的设备只需要简单的上网功能,其计算、存储能力都在云中心解决。因此,终端设备可以是笔记本、PC机、手机、iPad等,便可实现与云中心进行简单地交互式操作,包括视频、文档、声音等信息传输。

  

1 云数据中心

基于云计算的数字化教学资源平台,采用渔夫捕鱼算法和蚁群算法实现平台中的资源调度,建立一个独立的数字化教学资源云数据中心,与其它依托于云服务商的数据中心相比,云数据中心保证了数字化教学资源平台的专业性、独立性、完整性、安全性,可使平台的数据更安全、用户访问更便捷、开发成本更节约、平台应用更丰富、存储空间无限扩大。

部分高职院校因经费原因导致所建资源没有专人进行维护管理,存在资源访问出错、更新出错等问题。如有些高职院校的精品课程,一旦建设完成后几乎都不更新,有些更是直接无法访问。

(三)基于云计算的数字化教学资源平台逻辑结构设计

平台的逻辑结构设计基于云计算理念,从下到上分为基础设施资源层,中间管理层、应用服务层,如图2。

2 基于云计算的数字化教学资源平台的逻辑结构设计

基础设施资源层为平台的最底层,为上层提供基本的硬件资源,包括计算机、各类服务器、SAN存储设备、数据库、网络设备等。平台应用分布式技术和虚拟化技术将这些硬件资源组建成一个强大的集群,对云平台起支撑作用,提供基本的物质基础,为云平台提供基本计算与存储操作。

中间管理层分为虚拟管理层与事务管理层。虚拟管理层通过虚拟化技术,将物理资源层的硬件资源虚拟化成一个相同或相似的资源池,该资源池消除物理硬件异构的限制,提高了硬件资源的利用率,为上层服务提供相同的硬件服务资源。事务管理层是用于部署各类应用,主要负责资源的管理和统一调度,是实现资源共享、平台应用管理的重要组成部分和核心,主要由用户管理、日志管理、安全管理、任务管理、资源管理、资源监控组成,将基础设施资源层的资料整合在一起,供虚拟组织的应用程序共享和调用。

服务层是平台的最顶层,主要是向用户提供应用服务与解决方案,其功能有教学资源查看、教学资源下载、教学资源发布、教学课程学习、在线信息交流、在线评价教学资源等。用户可在平台上学习、查看教学资源,且可以浏览其它学校的公共教学资源,扩展知识体系,减少学习成本。平台通过云端向用户提供共享的访问接口,用户只需要在线登录,即可随时随地学习。

采用云计算技术构建的数字化教学资源平台,涵盖了全省高职院校的数字化资源平台,采用云计算技术建立独立的云数据中心,在云上存储数字化教学资源,学生通过云端进行访问,实现了数字化资源的完全开放、共享模式,有效解决了当前平台的数据标准不统一、资源利用低、安全性和数据资源质量不高等问题,解决信息孤岛问题。结合渔夫捕鱼算法和蚁群算法优化云数据中心的资源调度,避免了传统云中心的调度迟缓、访问延迟等问题。参照国际数字标准ISO15836-2003,建立合理的数字化教学资源评价体系,制定相关的教学资源评价模型,保证平台教学资源的学术性、时效性、实用性。最后,采用云计算技术解决网络信息安全性问题。由于数据在云端分布式存储,并有专门的技术人员进行管理,云端相关的教学资源评价模型信息不易被黑客攻击和窃取,保护了数字化教学资源的安全性。

结语

数字化教学资源平台采用了云计算技术,融合应用渔夫捕鱼算法与蚁群算法,将提升平台的资源调度效率,提高平台的安全性、共享性、开放性。通过基于云计算的数字化教学资源平台,无论高职院校学生还是企业工作人员都有相应的权限登录,用户可随时随地在线学习网络课程,都可享受高职院校的优质教学资源,从而促进教育事业的健康发展。未来我们将基于目前探索的设计方案实现数字化教学资源平台建设,同时进一步研究数字化教学资源平台多源异构数据的处理方法,扩展资源填充渠道,推进教育公平。

SF的收派业务在收件环节,客户满意度最高的是收件服务中收派员的服务态度,主动积极。而在收件服务中发现收派员业务熟练度、专业度这方面满意度较低,说明SF员工在专业知识方面还是比较欠缺。在收件环节,满意度最低的是价格价值中的价格是否透明,这说明收派员在上门收件的过程中,并没有明确地告诉顾客各项服务的价格标准,只是随性给顾客办理服务手续。

参考文献

[1] 谭林海.基于云计算的高职院校数字化教学资源共享模式研究[J].教育现代化,2016(6).

[2] 自建资源[EB/OL].http://zyzx.gztvu.com

/lmy5/zjzy.htm.

[3] 学校服务.资源库建设[EB/OL].http://www.gyvtc.edu.cn/web/128/135/default.htm.

[4] 蒋漪涟,邓康一,宋凯.云计算环境下高职教育教学资源共建与共享研究[J].自动化技术与应用,2016(5).

[5] 库波.改进捕鱼算法及其在机组组合优化问题中的应用[J].电气应用,2015(12).

[6] 战非.高校云数据中心基于蚁群算法的资源调度研究[J].电子设计工程,2016(16).

 
袁琳琳
《贵州广播电视大学学报》2018年第01期文献

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