基于云计算的网络教学平台设计研究
0 引言
云计算是近几年来比较热门的话题，已经融入了社会发展的多个行业，由于云计算的突出优势及特点，深受教育精英的高度关注。根据网络教学平台模型的设计，初步将云计算与网络教学相结合，打破传统教学模式的束缚，构造优质的学习平台系统，提高学习者的沟通与协作能力。云计算网络教学平台在未来很长一段时间将成为教育新模式的主要发展趋势，在实际应用中具有非常重要意义。
1 网络教学平台设计思路
(1)基于云计算的网络教学平台的设计要具有实际的教学功能，老师可以进行在线授课、教学资源上传，及时对学生进行管理。同学们可以通过网络平台进行探讨与交流，利用课程资源进行实训与练习。网络教学平台的设计要支持老师与学生在一定的网络环境下完成教与学的任务。
(2)基于云计算的网络教学平台要适当的运用教学策略。学生可以通过网络论坛来实现协作学习的策略，根据老师所提供的电子课件进行自主的个性化学习，学习结束可以对自己的学习成果进行检测。网络教学平台要充分的体现现代化的教学思想与理念，为学生提供积极向上的学习交流平台。
(3)基于云计算的网络教学平台设计要以学生为中心，不但要给学生提供学习平台，而且要灵活运用、维护简单、学生易操作，学生在线学习以及作业提交等流程都要方便快捷。
(4)基于云计算的网络教学平台要有完善的管理系统，具备教务管理、课程管理、教室管理、考试管理、用户管理等功能，充分体现网络教学平台的先进性。
2 基于云计算的网络教学平台构建
该网络教学平台系统的结构主要采用传统的三层构架B/S模式来进行实现，如图1所示。
该模式下的网络教学系统结构包括Web服务层、应用服务层、数据服务层。
(4)课程管理：学生可以自主选择课程进行学习，老师可以根据学生的选择来设定访问权限。
应用服务层：主要是基于各类服务器为用户以及系统管理人员提供第三层数据服务的多种操作。
图1 B/S构架学习平台
数据服务层：为整个网络教学系统提供数据服务。
当用户通过移动设备对学习网站进行访问时，需要通过注册、登录、学习以及相关资源的搜索操作，Web服务层会对用户的指令进行规范，并且将需求传递到中间应用层服务器上，应用层会根据用户的需求对数据库系统进行操作，从而获取用户需求信息，为用户在线学习提供服务。
3 基于云平台的网络教学平台结构模块化设计
该网络教学平台的结构采用模块化进行设计，便于系统升级与维护。主要包括公共信息模块、用户管理模块、互动交流模块以及资源管理模块。其功能结构，如图2所示。
图2 网络教学平台结构模块
(1)管理平台层：在该结构图中，管理平台层属于核心层，在云计算网络教学平台中占据重要地位。管理平台层主要是向应用层的学习系统提供运行条件支持，管理平台层通过Google App Engine系统来实现。系统的安全性与可靠性都非常成熟，能够将大量的请求任务分发到应用服务器进行处理。并且学习系统中的教学资源、用户信息等都可以通过该系统提供的接口交给数据层中的Data Store来进行管理。
(2)数据层：数据层在整个系统中主要负责各种类型数据的存储。在网络教学平台中，学习资源的建设是教学平台的基础。通过云计算的数据存储服务，可以将分散的教学资源进行整合，构建成一个统一的资源池来供用户使用，而且可以将学习资源上传到云端，做到资源共享，大容量的云端可以使教学资料上传到云端进行集中管理，消除信息孤岛的现象。在数据存储过程中，数据资源的结构会有所不同，关于结构化的数据可以通过二维表结构来对数据进行表达，然后存储到关系型数据库中。非结构化数据可以以文本的形式保存到系统中。
(3)基础设施层：在云计算服务层中的基础设施层能够决定平台的服务能力以及范围，基础设施层主要提供网络设备、服务器、存储空间等硬件资源，通过虚拟化的技术使服务器虚拟化，这样就可以在一个物理服务器上生成多个虚拟机，通过计算机集群技术来统一管理。强大的计算能力能够充分满足日益增长的在线学习用户。
4 基于云计算网络教学平台功能模块设计
网络教学平台主要功能模块由用户管理模块、学习资源管理模块、公共信息模块以及互动模块组成，如图3所示。
图3 网络教学平台功能模块
4.1 用户管理模块
在线网络教学平台的用户主要由老师、学生、管理员组成，老师可以通过在线学习平台对学生学习课程进行指导，在线布置学习任务以及在线交流，学生在登录在线学习平台之后可以在线学习课程、下载课件、习题等。通过自我检测或与同学之间的交流能够发现自身学习的不足。管理员主要负责对所有用户信息的管理、课程信息管理以及论坛的管理。用户管理模块运行流程，如图4所示。
图4 管理模块运行流程
4.2 资源管理模块
资源管理模块主要实现课程管理与学习资源管理两方面内容。通过资源管理模块，老师与管理员可以执行资源上传功能，在上传过程中，云计算平台会根据MySQL数据库的资源信息来添加。学习资源管理系统主要对与学习相关的资源进行管理，各种资源都会按照所属的课程添加到系统的资源库中，所有用户都有资源上传与下载的权限。
4.3 公共信息模块
公共信息模块主要包括新闻中心、网站概况以及重要通告信息的发布，通过网站概况能够了解学习网站的信息，包括各种服务以及网站动态。新闻中心主要发布与学术相关的热点消息。公告主要是针对老师、学生、管理员发布的教学计划、教务通知等信息。
4.4 互动交流模块
互动交流模块可以使整个网络教学系统更加活跃生动，为学生与老师之间、学生与学生之间提供互动交流平台。互动交流模块实际用例分析，如图5所示。
图5 互动交流模块
5 基于云计算的网络教学平台系统功能实现
5.1 教师信息管理
通过系统平台可以输入教师的详细信息，通过发布微博或者网络文章等方式来表达教师的观点，并且可以根据系统平台来查看具体的授课情况，及时了解未回复或未处理的信息。教师可以在云学习平台上通过开设新课来与学生进行关联性操作，能够填写课程的详细信息，待系统管理员审批之后，便可以申请教学资源的教学过程。
功能实现：
(1)系统设置功能主要是对用户的具体权限进行管理，确保平台的安全稳定运行。
(2)在云计算学习平台中，老师是整个平台操作的主导者，主要包括教学日历、教学课程、实施方案、作业批改等具体内容。
5.2 课程教学管理
功能实现：
(1)课程介绍：对平台课程的信息进行详细介绍，例如课程类型、课程名称、课程编号以及创建时间等。
(2)教学资料：教师可以对各类资料进行管理，促进学生进行网络学习的积极性，而且教师可以将修改的课件当作参考资料，供教学参考。
(3)答疑讨论：教师在登录系统后，可以针对学生在学习过程中所提出的疑惑进行解答。
Web服务层：主要提供用户在线学习接口，主要表现形式是通过Internet浏览器与操作系统相连接而为用户提供服务。
5.3 课程资源管理
功能实现
(1)课程模板：香蕉是提供优秀的课程模板，辅助教师节省课件制作的时间，达到提高教学效果的目的。
(2)课程申请：教师在对课程资料编辑完成之后，向管理员提出申请，填写申请课程的具体材料，最终由管理员来实现教学活动的安排。
(3)教学资源：教师通过查询、借鉴优质的网络教学资源来获得相关课程有效的教学方法。
5.4 互动交流
功能实现
为教师和学生提供在线交流的方式，通过Web网络，创建交流群组，在线传输交流信息，以视频、声音等方式进行交流。
6 总结
网络教学平台主要是在互联网上所建立的教育平台供学习者学习，实现了学习者随时随地接受教育的要求，打破了传统教育受时间与空间的限制。云计算的出现，打破了许多网络教学难题，基于云计算的网络教学平台已经成为了新兴的网络教学模式，通过教学资源充分利用的优势，发挥学生学习的自主能动性，对网络教学资源进行有效整合，对优秀的网络教学内容进行共享，使学生可以通过学习计划的制定、学习内容的掌握以及学习成果的检测3个阶段，真正实现学习的个性化。
[1] 王智.基于云计算的网络教学平台设计[J].计算机光盘软件与应用,2014(5)：225-226.
[2] 陈振华.基于云计算的网络教学平台架构设计与实现[J].计算机光盘软件与应用,2013(13)：31-32.
[3] 周素林.基于云计算的网络教学互动平台的设计与开发[J].电子测试,2014(15)：76-78.
[4] 钱前.云计算网络教学平台设计与实现[J].信息与电脑(理论版),2015(1)：5-6.
[5] 葛玮，吴佳.基于云计算的网络教学平台的设计与实现[J].无线互联科技,2014(6)：23.
