索红霞

探究云平台在高校实验教学与管理中的应用

索红霞

临沂大学外国语学院，山东 临沂 276000

许多与计算机应用相关的专业实验课都涵盖了安装配置复杂的软件以及烦琐的拓扑结构，因为分配到学生手中的资源屈指可数，实验资源的约束已演变成导致实验教学质量不高的根本原因，所以为了妥善处理相关专业实验需求与硬件资源限制这一矛盾，提出云平台理念，并在此基础上对云平台在高校实验教学与管理中的应用进行探究，供以借鉴。

云平台；实验教学；视频传输

引言

开展实验教学活动时会要求学生进行一些较为烦琐的实验，特别是网络方面的实验。实验环境的构建需要安装比较冗杂的软件，甚至还会牵扯到很多的实验室终端主机，同时这些主机还要结合实验步骤组成一个复杂的网络拓扑结构。从学生的角度出发，在建立实验环境的过程中很容易受到设备硬件条件的约束。为了妥善处理这一问题，本文结合工作实践与试验探索，提出了实验云平台构建及应用的解决方案。

1 高校实验教学体系中的云平台

传统实验教学的主要目的是促使学生可以到实验室中进行有关试验，然而实验室的硬件设备存在一定的约束性，这样就不得不为学生重新建立一个适宜的、可持续的、循环使用的、便捷高效的实验环境，进而提升实验教学的整体水平。

从当前的发展趋势来看，很多高校的实验室往往呈现出分散无序的状态，还很容易衍生重复建设、信息孤岛、资源浪费等相关问题，究其原因在于各专业实验室还没有达到统筹建设的目的。笔者建议高校实验室建设项目应整合各专业实验室中的相关资源，并在此基础上依据虚拟化理念建立与之相匹配的实验云。这样的云平台主要有以下优点：第一，不会对学生自身PC机的资源带来影响；第二，在开展实验课的时候主要采取B/S模式进行，清晰明了。显而易见的是，高校通过实验云平台的建设，势必会提升实验教学水平，为实验教学的顺利进行提供应有的保障。软硬件设备虚拟化在云计算中扮演着重要的角色。之所以这样说是因为云计算中全部的软件设备、硬件设备以及实验环境都是建立在虚拟平台之上的，可以促使相关资源演变成相应的虚拟化的、可共享的资源。

网络时代的背景下，“互联网+”的实现可以大大加快云平台构建的脚步，也为云平台的构建提供强而有力的技术保障。网络不但打破了人们的交流形式、创新了人们的生活模式，还妥善解决了空间与时间资源产生的矛盾问题。随着云计算的应运而生，实验教学资源不再来源于以前传统的实验室，而是在云平台中集成、整合与共享。这样高校的专业教学实验室就可以省去投入资源的步骤与配置，全部实验项目都能在平台上进行。

综上所述，虚拟化技术为实验云平台的构建提供了强而有力的技术支持，而互联网技术为云平台的建立奠定了扎实的基础。云计算与虚拟化技术的完美结合为云平台提供了应有的保障。云计算可以使实验室达到资源共享的目的，降低相关硬件投入成本，对提升高校实验实践教学的内涵，促进办学效益的健康发展有着深远的意义。

2 实验云平台的构建

构建实验云平台的基础主要包含以下两点：第一，虚拟化软硬件；第二，物理环境。因此，高校实验室管理部门应采取针对性的手段对实验室中已具备的物理资源以及相关软硬件进行科学的统筹分配。一般而言，实验云平台的构建主要包含以下几个步骤。

第一步，建立相应的设备资源库与数据信息库。第二，建立实验私有云。当组织顺利完成第一步以后，就可以为某一学科专业建立与之相匹配的实验云，同时还要对各门课程实施的情况进行科学跟踪、统计与分析。第三，构建局域网实验云。相关实验室机构需要在已具备的局域网络上面构建与之相匹配的云平台，并在此基础上与虚拟化软硬件以及物理资源结合起来。

不仅如此，高校可以采取有效措施将每一个学科中的实验云转变为具有一定学科群特色的云平台。还可以整合相关软硬件资源，同时还要做好云平台与相关软硬件资源的重新规划工作，构建相应的云平台，然后再与其他云平台对接，继而组建一个更高层面的云平台[1]。之所以这样做，是因为云计算在高校实验教育与管理当中得到了广泛的使用。无论是对于虚拟化设备来说，还是就云计算技术而言，都会引起专家教授的高度重视。在他们深入研究的基础上得到一些先进的实验实践的育人经验，显然这样实验云也会慢慢被更大区域的云平台所代替。通过这种方式可以促使相关物理资源朝着虚拟实验云的方向发展，提高实验教学的整体效果与水平。

3 实验教学平台的功能和结构

开放式虚拟实验教学平台无论是在学校的管理方面，还是在科研等内涵发展方面都起到了不容小觑的作用[2]。通常情况下，该实验教学平台的工作模式如下：首先，通过相关终端设备，用户可以在第一时间连接到会话管理中心，继而为桌面环境以及服务器提供与之相匹配的管理平台。其次，在用户登录的过程中，系统会结合用户的实际需求为其分配最适宜的桌面环境。这个时候用户就可以通过身份认证直接进入指定的界面，继而促使虚拟桌面达到无缝链接与顺畅登录的效果。再次，用户成功登录平台以后，就可以进行相应的操作，包括预定实验室、查询实验课表等。最后，用户选择实验台操作这一功能时，一定要在规定的时间内通过刷卡等形式进入实验室。笔者建议相关实验教学或实验管理人员可以使用ZigBee等手段来控制实验台的电源。当用户刷卡通过以后，就可以打开提前预订好的实验室或者是实验台的电源。这时监控系统也会充分呈现出该实验台的具体状况。

4 实验云教学平台中视频传输的应用效果

以往的网络教学系统对服务器性能以及网络宽带提出了诸多的要求。纵观传统的应用实践，即便网络教学系统可以符合用户的实际需求，然而多媒体通信的体验却不能使用户满意，尤其针对高校校园网络来说，在线用户数量大、在线时间长等特点相对于小区网络更烦琐。从当前的发展趋势来看，很多云终端在虚拟桌面实际应用期间仅仅支持窗口化的标清视频；而针对云计算平台下的网络教学系统来说，在充分引进组播技术等相关概念的基础上，不但可以提升服务水平，还能在很大程度上妥善处理多媒体应用上的缺陷，使用户可以通过“云”体验到绘声绘色的高清视频的播放效果[3]。

笔者建议高校应重新规划部署网络教学系统的硬件，目的是减少服务器以及网络带宽压力，尽可能使虚拟机播放出来的视频畅通无阻。除了支持HDMI高清接口等参数，提供大于30 FPS的帧速率以外，虚拟桌面的色彩度还不小于32位。无论对于哪台虚拟机来说都支持远程播放高清视频。由此可见，对网络教学系统中的硬件进行适当的改进可以更好地支持虚拟云平台环境下的多媒体应用。

5 结语

总而言之，实验云平台的构建妥善地解决了实践教学受时间与空间约束、信息安全等诸多问题。除此之外，平台还为学生的学习营造出轻松、和谐的教学氛围，在很大程度上促使实验室与实验设备得到了充分的使用，从而为积累实验教学以及人才培养的宝贵数据资源提供了支撑，不但大大提高了实验室的利用率，提升了学生的实践能力，还使实验教学水平达到事半功倍的效果。

[1]陈四清，张明昊. 云平台下解剖实验教学体系的构建[J]. 教育现代化，2018，5（30）：149-150.

[2]王华. 云教育平台在实验教学中的应用研究[J]. 电脑知识与技术，2016，12（30）：153-154.

[3]蒋玉宇，刘镇. 基于云平台的O2O实验教学体系构建[J]. 实验室研究与探索，2016，35（10）：188-191.

Exploring the Application of Cloud Platform in the Management of Experimental Teaching in Colleges and Universities

Suo Hongxia

School of Foreign Languages, Linyi University, Shandong Linyi 276000

Many professional lab courses related to computer applications cover the installation of complex software and the topology of trouble locks. Because the resources allocated to students are few, and the limitations of experimental resources have evolved to the root cause of poor quality of experimental teaching. Therefore, in order to correctly handle the contradiction between relevant professional experimental requirements and hardware resource constraints, the concept of cloud platform is proposed, and on this basis, the application of cloud platform in experimental teaching and management in colleges and universities is discussed.

cloud platform; experimental teaching; video transmission

G436

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