基于云计算的现代远程教育展望

1、基于云计算的现代远程教育展望冯坚（海南广播电视大学， 海南 海口 570105）摘 要: 云计算是多种技术的合成和业务模式的创新，是整个信息产业的运作模式革命，对未来社会经济结构甚至社会组织形式会产生深刻影响。论文阐述了云计算技术，描述了未来远程教育云的形态，分析了云计算将给远程教育组织运作方式、成本、培育创新、支持服务等方面带来的积极影响。在未来的远程教育行业中，国内外的开放大学、非盈利性远程教育机构、E-learning解决方案提供商和政府因具有客户关系、技术积累和基础设施等方面的优势，有可能成为未来远程教育云提供商。关键词:云计算；远程教育云；创新；组织运作中图分类号: G434 文献标

2、识码: A“云计算”一词自出现以来，在产业界和学术界就掀起了波澜，云计算是计算作为基础设施这一长久以来梦想的新称谓，是并行计算、分布式计算和网格计算这些计算机科学概念的商业实现，是虚拟化、效用计算、基础设施即服务、平台即服务、软件即服务等概念混合演进并跃升的结果1。云计算是整个信息产业的运作模式革命，对未来社会经济结构甚至社会组织形式会产生深刻影响。在技术的推动下，远程教育经历了函授教育、广播电视教育和计算机网络为主要特征的现代远程教育三个阶段。在云计算正快速变为商业现实的今天，研究其对远程教育产生的影响有着重要意义。本文通过探讨远程教育云的形态、云计算带来的变革和谁会成为远程教育云等问题，展

3、望基于云计算的现代远程教育。一、云计算定义与发展维基百科给云计算下的定义是：云计算将IT相关的能力以服务的方式提供给用户，允许用户在不了解提供服务的技术、没有相关知识以及设备操作能力的情况下，通过Internet获取需要的服务2。云计算包含互联网上的应用服务及在数据中心提供这些服务的软硬件设施，而数据中心的软硬件设施就是云3。目前，云计算没有统一的定义，但其架构可归纳为：动态计算基础设施；以IT服务为中心的方法；基于自助服务的使用模型；自管理平台；计费功能4。云计算基本思想可归纳为：将某一或某几个数据中心的计算资源虚拟化之后，向用户提供以租用计算资源为形式的服务。云计算可能对技术和经济造成的重

4、要变革的原因在于它在以下三方面突破了传统：(1)云计算能提供近似无限的计算资源，云计算终端用户无需再为计算力准备计划或预算；(2)云用户可以根据需要，逐步追加计算资源，而不需要预先给出承诺；(3)云计算提供用户短期使用资源的灵活性，当不再需要这些资源的时候，用户可以方便地释放这些资源3。云计算是多种技术混合演进的结果，其成熟度较高，又有大公司推动，发展极为迅速。Amazon使用弹性计算云(EC2)和简单存储服务(S3)为企业提供计算和存储服务。Google当数最大的云计算的使用者，其搜索引擎就建立在分布在200多个地点、超过100万台服务器的支撑之上，这些设施的数量正在迅猛增长，Google地

5、球、地图、Gmail、Docs等也同样使用了云计算基础设施。IBM推出了“改变游戏规则”的“蓝云”计算平台，为客户带来即买即用的云计算平台。二、远程教育云远程教育云是云计算机技术在远程教育领域的迁移，是未来远程教育的基础架构，包含了从事远程教育所必须的一切软硬件计算资源，这些计算资源虚拟化之后，向远程教育机构、学生提供以租用计算资源为形式的服务。远程教育云基本架构如图1所示，由物理资源池、基础管理层、应用接口层和远程教育应用层组成。远程教育云区别于其他云的关键在于远程教育应用层，它体现远程教育主要业务逻辑，由一组经拓展了的远程教育程序组成。远程教育应用层主要包含：(1)远程教育管理程序。实现远

6、程教育教学和管理业务，包含远程教学平台、教务管理系统、办公系统、作业系统等；(2)远程教育应用程序。包含流媒体播放软件Videoplayer、文档阅读Word、聊天程序Talk、电子邮件Mail等程序；(3)远程教育中间件。远程教育机构可通过中间件系统快捷开发出远程教育程序。图1 远程教育云架构从远程教育机构看来，其形态将会是一个个如同Google、Amazon这样的运营和服务中心，可以简单的将它视为数据中心+计算中心+界面/接口。通过界面或者接口，云用户即可获得开展远程教育的一切计算环境。一方面，远程教育机构可以将教学资源存储在云中，利用云中提供的远程教育软件开展业务；另外一方面，同样可以利

7、用云计算服务中心开放的API和远程教育中间件，自行开发应用为用户提供服务。个人或者中小远程教育机构与远程教育云服务中心紧密合作可能是未来远程教育云应用的主要形态，例如家校互动云服务平台，政府联合远程教育云建立的终身学习云服务平台，企业、事业单位的在线学习培训管理系统托管等。图2 学生访问远程教育云从远程教育学生看来，远程教育云是Internet中的远程教育资源和程序中心，如图2所示。学生通过配置标准浏览器的各种各样的终端(例如个人电脑、PDA、手机、电视等)，即可使用云提供的各种程序，获得各种各样的远程教育服务。例如，通过远程教育管理程序进行学习管理；通过Mail来收发邮件；通过Talk来与老

8、师、同学进行联系；通过Word来写文档；通过Videoplayer来播放多媒体文件等。三、远程教育云带来的变革云计算作为多种计算技术和服务理念的合成，将从远程教育机构组织运作方式、经营成本、创新方式，支持服务系统等方面产生积极影响，推动远程教育的发展。（一）远程教育机构的运作在云计算时代，远程教育机构将围绕以远程教育云为中心的环境开展运作，具体涉及到计划、实施、经营、管理等多方面的内容5。云计算模式将资金支出转变为运营支出。在办学过程中，远程教育机可以构根据业务进行情况动态地购买资源。由于不需大量资金来提前进行计算能力的部署，这部分资金可以投入到招生、教学资源开发、教学管理等业务中去。在云计算

9、模式下，远程教育机构提供的教育服务以计算的形式出现。它意味着远程教育服务也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。目前，远程教育机构向用户提供资源的基本形态是数字形式的计算机文件，用户需借助于计算机网络将文件下载到本地计算机进行计算，而在云计算模式下，这些软件将被集成到远程教育云中，由云中的相关软件进行计算，并将计算的结果传给用户。远程教育云带来了“代工”模式。正如半导体代工的出现使芯片公司可以不拥有生产线而专注于芯片设计与销售一样，云计算使远程教育机构能不建立和提供数据中心就可以方便地开展远程教育。对于个人或者中小型远程教育机构，他们可以通过和远程教育云计算服务中心

10、的合作，托管运行自己的服务。（二）远程教育成本分析按照远程教育的活动和过程及其特性，将网络教育成本分为开发成本、传送成本、教学与支持成本及日常管理和基础设施成本等四个子系统。相对于传统教育而言，远程教育具有明显的成本优势，但仍显现出资金(技术)密集型的经济学特征6。而远程教育云模式中，这些成本将大大被削减，有利于远程教育的普及。1.学生成本分析云计算模式降低了学生获取教学信息的传送成本。在远程教育中，学生和教学机构处于一种准分离的状态，他们之间主要采用计算机进行联系，学生端要为获取远程教育信息支付较高的成本，这一定程度上阻碍了远程教育的普及。从学生的计算环境角度看，学生获取信息需支付的成本有：

11、一台带有操作系统的计算机；用于阅读文本类资源和写作业的Office套件；RealPlayer、WindowsMedia等客户端播放软件；以及其他辅助性的软件。因此，高昂的计算成本一定程度上影响了学生参与远程教育的热情，而在云计算环境中，学生所需准备的只是一台配置标准浏览器的终端。2.远程教育机构成本分析云计算模式下，远程教育机构的开发成本和基础设施成本等都将大幅度削减， 他们只要采用租用的方式，就可以构建远程教育服务。首先，减少了首期基础设施投入。在现有的技术条件下，一个机构欲从事远程教育需为基础设施支付较大的成本。这些投入包括：(1)基础设施成本。其中包括：高性能服务器、网络操作系统、数据库

12、、安全等基础软硬件；购买远程教学、管理等应用软件；(2)人力成本。建立一只远程教育的技术支持队伍；(3)电力、制冷和场地成本。这些巨大的投入一定程度上提高了远程教育行业的准入门槛，导致一些有优质教学资源和创新思想的机构被挡在了远程教育围墙外。其次，远程教育云消费的伸缩性算使远程教育用户可以更有效地利用其IT硬件和软件投资。伸缩性指的是云计算可以细粒度的添加和移除资源，并且时间的计算单位是分钟而不是周，这将能使计算资源跟计算负载可以很好的匹配。因此，远程教育机构可根据招生规模、学员访问特点及假期等因素动态购买计算资源。而现有的远程教育系统基础设施是根据系统峰值来配置的，这就必然导致了非峰值时间资

13、源的浪费，负载的波动性越强，导致的浪费就越多。（三）加快并促进了对创新的采用云计算为远程教育提供了培育创新前所未有的灵活性和响应能力。云计算提供一种“生态系统”，使教师、技术人员不会被繁琐的流程、规则以及资源限制所束缚。在现有的计算环境下，一般而言，创新团队需要4到12周的时间来确定、采购和构建试验所必须的基础结构，而且还需要一些时间来构建符合安全要求的软件包，如此才能使开发人员开始构建或部署应用程序和代码。而在远程教育云下，创新者通过基于角色的Web门户网站来实现这一目标，创新者可在其中填写一张表单来定义其硬件平台、CPU、内存、存储器、操作系统、中间件和团队成员及其相关角色，通过门户网站提

14、交请求之后，云管理员会得到通知，并登录以批准、修改或拒绝该请求。 （四）支持服务系统远程教育云是多种技术的合成，它可以提供海量数据的存储、检索和近乎无限计算能力，这将有利于计算、数据等资源密集型远程教学支持服务应用的发展，如在大规模在线流媒体、移动微型学习、虚拟实验室、学生行为分析等。大规模在线流媒体应用。流媒体系统是远程教育的一重磅级应用，由于其较高的资源占有量、对延时、带宽等性能的刚性要求和Internet 缺乏必要服务质量(Qos)保障机制，这使得在Internet上构建支持大规模用户的在线流媒体应用面临很多的挑战，端用户的服务质量问题尤为突出7。对于流媒体服务质量问题，增加计算资源是基

15、本途径。远程教育云由于其巨大的计算资源，云用户可根据使用情况动态、快速地购买到所需资源。移动微型学习的兴起。移动微型学习是微型学习与移动学习相互融合的结果，是运用移动设备随时随地进行的一种微型学习，它把学习场所拓展到了更广地域，提高了学习效率8。这种服务是非常适合云的，因为他们不仅要求高可用性，而且通常需要大型数据中心妥善存储大量数据。虚拟实验室的兴起。虚拟实验室是为远程教育提供了一种十分有效的教学辅助手段。虚拟实验室是计算密集型程序，特别是涉及到科学计算、大规模数据仿真、海量数据处理等实验时，现有的远程教育计算模式往往无能为力。远程教育云中因其可提供无穷的计算能力使得虚拟实施室可轻易部署。分

16、析需求的兴起。在远程教育中，需要通过技术手段较全面地记录学习者在自主学习过程中的学习数据，通过适合的数据挖掘方法掌握学生的自主学习行为特征等现状，为教师及教学管理人员提供有目的引导学生学习的依据，逐步培养学生的学习能力，保证远程教育的质量。学习行为分析是典型的计算密集型应用的典型案例，云计算是其合适的计算环境。四、谁会成为远程教育云国内外的开放大学因其拥有非常大型的数据中心、大规模的远程教育基础软件、运维数据中心的高级人才和庞大的用户，最有可能首先成为云计算服务商。他们在现有体系中增加云计算服务，可以新增一种收入方式，理想情况下，追加的成本并不高，而且能分摊前期数据中心的巨大投资。以中央广播电

17、视大学为例，作为我国远程教育的领头羊，其具有成为远程教育云的物质条件和内在动力。首先，其具有遍布全国的计算中心、完备的远程教育基础管理软件、丰富的教学资源、遍布城乡的学生和一支具有丰富经验的教学、科研、技术队伍；其次，其主要任务是统筹利用电大教育资源，建设远程教育公共服务体系，为高等学校及其他教育机构开展远程教育提供学习支持服务。而在未来云计算时代，通过远程教育云基础结构实现公共服务体系是必然的选择。一些以实现远程教育资源共享为宗旨的非盈利性机构是发展远程教育云的一支不可忽视的力量。这些机构在国际教育资源共享运动潮流的推动下发展起来，由于秉承开放、共享和公益的理念，使得它们会成为远程教育云的另

18、一典型代表。相对与其他的远程教育组织，它具有以下的优势：(1)从教育资源看，这些机构已具备丰富的远程教育资源资源和相当的社会影响。例如中国开放教育资源协会(China Open Resources for Education简称CORE)9，它通过搭建一个国际教育资源交流与共享平台，引进以美国麻省理工学院为代表的国外大学的优秀课件、先进教学技术、教学手段等资源，应用于中国的教学中，同时将中国高校的优秀课件与文化精品推向世界；(2)从技术支持看，这些机构广泛采用了以Moodle、Sakai为代表的开源远程教育软件，使得它能从开源组织中获取营养，不断壮大和发展；(3)从计算资源角度看，由于秉承公益

19、的理念，它们能将全世界志愿计算机的计算能力联合起来，提供近似无限的计算能力。和SETIhome10计算模式相似，世界各地的志愿者通过运行一个客户端软件，即加入远程教育云计算池，为远程教育云提供计算力。一些E-learning解决方案提供商如Blackboard公司，因其具有良好的客户关系和占据技术要塞，是未来远程教育云市场的有力竞争者。Blackboard公司致力于数字化教学平台的开发，平台能支持百万级用户的教学。全球有超过3700所大学及其他教育机构使用Blackboard产品，用户遍及高等教育、基础教育、职业教育和企业培训等领域。提供一个品牌的云计算，客户可以不用担心迁移过程，从而维持双方

20、的投资和客户关系。政府也将在远程教育云中扮演重要的角色。首先，发展现代远程教育实现教育公平已成为各级政府的共识；其次，目前一些地方政府已经建立起用于公共计算的拥有海量存储和庞大计算能力的超级计算中心。在云计算背景下，政府可通过统筹这些计算资源，建立终生学习云平台等设施，使得远程教育以公共产品的方式提供给社会。五、结束语远程教育云是未来远程教育的基础架构，它向远程教育机构、学生提供以租用远程教育计算资源为形式的服务。相对于传统远程教育，远程教育云将带来了以下的变革：推动远程教育组织运作方式的创新；降低了远程教育的成本，有利于促进远程教育的普及；为远程教育提供了培育创新需要前所未有的灵活性和响应能力；催生出新的远程教育应用技术，丰富远程教育的内容。随着云计算的发展和远程教育需求的不断挖掘，国内外的开放大学、非盈利性远程教育机构、E-learning解决方案提供商和政府都可能成为远程教育云，共同推动远程教育的发展