教育桌面云在高校多媒體教學中的應用

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摘要：在近幾年來，素質教育與新課程標準改革逐漸在我國的教育教學中得到推廣和普及，傳統的教育理念和教學模式都亟需做出改進和優化。隨著科學技術的快速發展，在教學中也逐漸開始應用先進的教學設備和科學技術，這能夠在很大程度上提高教學水平和質量。當前在各高校中已經廣泛地應用多媒體教學，這是建立在計算機設備的基礎上開展的，桌面云作為一種全新的科學技術，在多個方面都具有自身的獨特優勢，也逐漸開始在多媒體教學中得到應用。該文主要是對教育桌面云、在高校多媒體教學中應用教育桌面云的可行性和價值、教育桌面云在高校多媒體教學中的應用三個方面做出了詳細的分析和研究，這對在高校多媒體教學中應用教育桌面云提供了有價值的參考依據。

關鍵詞：高校；多媒體教學；教育桌面云；應用價值；應用措施

隨著在高校中不斷增加的網絡用戶，同時網絡接入的形式也逐漸向復雜化、多樣化方向發展，傳統的教學模式需要進一步的改進和優化，這主要表現在管理任務大、安全維護難度大、資源利用率低等方面。再加上科學技術的飛速發展，高校中的教師和學生也逐漸提高了對計算機服務性能的要求，因此在實際教學的過程中，還需要進一步的實現維護成本降低、網絡安全維護、教學軟件有效管理、提高計算機相應速度等，這樣才能夠更好的促進高校的信息化發展。

1教育桌面云概述

1.1含義

桌面云指的是服務器端桌面通過互聯網能夠在客戶端設備上映射出來，其中客戶端設備主要包括機頂盒、手機、電腦等。這是一種虛擬桌面，不需要在客戶端進行安裝，因此客戶端系統的運行壓力就能夠大大減少，同時還能夠在服務端完成程序以及桌面的更新，進而能夠實現程度的統一管理，應用的安全性和穩定性都顯著增強[1]。教育桌面云指的就是將用戶終端配置在相應的多媒體教室中，用戶終端與后臺服務器中通過以太網相連接。在用戶終端上有USB和VGA接口，能夠直接與鼠標、鍵盤、顯示器等設備外接。在具體應用的過程中，由于用戶終端設備不能等同于計算機設備，在功能上還存在一定不足，因此所有的資源和計算都需要依據后臺服務器。用戶終端根據后臺服務器提供的教學系統，教師就能夠獲得相應的應用體驗，進而完成教學活動。

1.2分類

教育桌面云按照功能的不同，可以分成以下幾種類型：一是共享云桌面，指的是設置一臺服務器，為客戶提供云服務，客戶端與服務器之間通過應用程序相互連接，用戶操作的依據就是應用程序中的內容，但是不能會程序進行更改，操作的對象都是既定桌面中原有的。二是托管虛擬機云桌面，指的是在服務器終端，VM虛擬機的系統具有一定的多樣性，用戶所訪問的桌面都是其中的一個虛擬機桌面，虛擬機不同所對應的桌面也就會存在一定差異，這也就表示每一個桌面的訪問用戶都是獨立存在的[2]。三是托管刀片工作站云桌面，刀片工作站的計算能力比較強，因此網絡在分配的時候就會一一對應用戶和刀片工作站，進而使用戶桌面云具備相應的個性化和獨立性，同時也能夠集中管理桌面云。四是本地流云桌面，指的是在本地內存中能夠遠程下載相應的操作系統數據，這樣不僅僅能夠更好地滿足用戶操作需求，也能夠實現服務器減壓，在一臺服務器中可能會同時擁有幾百用戶，再加上緩存對客戶端造成的影響，通過應用桌面云就能夠很好的解決卡頓問題。五是虛擬機本地桌面，將虛擬機安裝在客戶端上，桌面云通過網絡連接就具備了基礎應用功能，進而服務器就能夠調用數據，在這種狀態下，用戶通過操作本地桌面就能夠同步下載數據，即使出現斷網現象的話，已經完成下載的數據不會受到網絡限制仍然能夠繼續使用[3]。

1.3缺陷和不足

對于教育桌面云來說，其建設的依據主要就是網絡環境，這也就表示如果想高效的使用桌面云技術的話，最關鍵的就是穩定、高速的網絡支持。雖然一臺終端對寬帶的要求不是很高，但如果有很多臺終端同時運行的話，也必定會對網絡造成較大的壓力。而且相較于網絡速度來說，桌面云技術與網絡穩定性的要求也比較高，終端和服務器的價值就是通過網絡連接來實現的。因此在具體應用的過程中，必須全面、細致的考察網絡的整體環境，確保網絡環境能夠滿足桌面云運行的需求[4]。另外就應急處理能力來說，桌面云技術也還有待進一步提升。如果網絡或服務器出現故障的話，整個桌面云系統都會處于癱瘓狀態，終端運行會強行停止，這必定會造成不可估量的后果和損失。

2在高校多媒體教學中應用教育桌面云的可行性和價值

2.1可行性

在多媒體教學中，其要求就是必須保證多媒體在有網絡或沒有網絡的環境下都能夠得到很好的應用，這可以依據虛擬機本地桌面技術來實現。首先需要在多媒體教學課件數據庫中建立服務器端，并且向服務器中轉移桌面用戶數據；其次將虛擬機軟件安裝到所有的客戶端當中，通過網關將服務器端數據庫與軟件之間相連接。在首次使用的時候，桌面云需要在聯網狀態下進行基礎安裝，然后根據具體的教學內容來對多媒體學習課件進行選擇，同時在教師教學和學生學習的時候，客戶端會自動下載課件。其中需要注意的是，由于在多媒體教學中會涉及多門學科的課件，所包含的數據量比較大，因此用戶在下載的時候應該根據自身的需求適當選擇，這樣不僅僅能夠實現客戶端系統壓力的減輕，同時由于服務器調用而形成的網絡壓力也會適當減輕[5]。最后即使在無網絡的環境下，教學活動可以依據完成下載的課件繼續開展，而且下載的課件還能夠實現多次使用。

2.2價值

在高校多媒體教學中教育桌面云的應用價值主要表現在三個方面：一是能夠集中管理教學資源，后期更新和維護更加方便。通過使用教育桌面云技術，所有的教學資源都能夠在后臺服務器中進行統一管理，管理水平和質量顯著提高，同時還能夠集中更新和維護教學數據，保證了數據更新和維護的及時性。這樣一來，各個班級、各個學科中的多媒體課件都能夠集中管理，不會出現管理混亂現象，教師在課件管理方面的工作量顯著減少，有助于減輕其負擔。二是能夠同時運行多個桌面，各個學科之間實現綜合學習。在教育桌面云技術環境下，學生通過一臺設備也能夠同時使用多個桌面，進而也能夠切換學習不同的課程知識，很好的串聯起相應的知識內容，其綜合應用知識的能力顯著提升。三是學生的學習時間更加豐富，有助于增強學習效果。通過使用教育桌面云技術，學生可以使用遠程接入終端設備，不會再受到終端設備操作系統的限制和約束，可以利用臺式電腦、IPAD、筆記本電腦、手機等設備對桌面云進行訪問，進而打破時間和空間的限制，很好的組織利用各零散的學習時間，學習效果會得到顯著的增強[6]。

3教育桌面云在高校多媒體教學中的應用

在高校多媒體教學中應用教育桌面云的依據是云桌面平臺，其應用的優勢就是能夠根據實際的教學需求來分配或者是創建新的教學環境。云桌面平臺在高校多媒體教學中應用的過程中，涉及的云基礎服務主要包括以下幾個方面：一是用戶服務，在教育桌面云平臺的教學系統中，主要有普通用戶和管理員，其中普通用戶主要是利用這一平臺，來使用其中的教育教學資源，同時還能夠進行自我服務操作，如設置密碼、賬號登錄等；管理員的作用主要就是有效的管理其中的云教學資源[7]。二是軟件管理，教學資源能夠在云桌面平臺中進行統一管理，管理是由管理員來實現操作的，其中包括配置、安裝以及維護軟件。三是存儲管理，存儲管理的目的主要就是對本地服務器進行維護，并連接云端資源庫。四是平臺部署，在云桌面平臺上，用戶可以根據自身的需求來利用云計算技術進行部署。五是平臺運行監控，在教學系統中云桌面平臺能夠實現運行監控，其內容主要是實時監控當前云桌面平臺服務器的運行狀態。六是平臺安全管理，教學系統中云桌面平臺的安全管理主要包括用戶密碼與賬號的安全、教學資源合法訪問渠道、教育資源安全性等多個方面。

3.1桌面云平臺系統架構虛擬

桌面云平臺系統架構的基礎主要是KVM虛擬機技術，可以將其分為虛擬化服務器、Hypervisor層、虛擬資源層、虛擬桌面管理平臺幾個部分。其中虛擬云桌面終端是客戶端操作系統，安裝了SPICE協議，具有良好的兼容性，用戶可以利用平板、智能手機、PC機等設備對遠程桌面服務進行使用。在云桌面管理平臺上層中，是基于網絡的統一控制和管理平臺，通過這一平臺能夠對虛擬環境下和物理機中的所有信息資源和組件進行管理、控制[8]。Hypervisor層作為軟件層，是處于操作系統和物理服務器之間的一層，也可以將其稱之為虛擬機監視器，利用該軟件層能夠在相同的基礎物理設備中實現多種應用共享和操作系統。

3.2虛擬桌面軟硬件環境

在高校多媒體教學中應用教育桌面云的目的主要就是為了有效的組合校園內部的各種軟硬件資源，并為教育教學提供更加全面的服務。從硬件角度來看，虛擬服務器對設施計算性能提出了較高的要求，如內存、CPU等，而對顯示性能的要求不高，因此在實際應用的過程中可以優化組合，最大限度地發揮出硬件設施的優勢。

3.3教育桌面云架構部署

1)服務器群集構建根據某一高校的實際情況，在后臺虛擬桌面集群中共使用了兩臺服務器部署，服務器使用的是2個8核CPU，內存為64G，2個光纖儲存卡和1000MJ45網卡，2T硬盤。應用服務器群使用的是八臺服務器部署，服務器使用的是2個4核CPU，內存為64G，2個光纖儲存卡和1000MJ45網卡，2T硬盤[9]。2)存儲資源池構建為了在高校多媒體教學中更好的應用教育桌面云，還需要加強對存儲資源池的構建，但是在實際構建的過程中存在較大的難度，這主要是由于需要存儲所有的數據備份、軟件應用服務資源、教育教學資源等。在該校使用的是10塊2TSAS硬盤創建光纖磁盤陣列，對學校中的校園一卡通、教務、財務等重要的核心數據進行存放。同時在另一個IP磁盤陣列中也使用了10塊2T硬盤，對學校中教學軟件資源、網站資源等一些常規的數據信息進行存放。通過虛擬技術，能夠在一個資源池內共享各個服務器中的信息資源，這也就表示在同一個資源池中能夠儲存校園內所有的外部和內部儲存磁盤陣列，用戶在使用的時候不需要考慮資源儲存的位置。并利用虛擬化平臺對資源信息進行動態管理，實現負載均衡，用戶的各種需求都能夠得到很好的滿足，且存取方式也更加高效、合理。另外還可以根據用戶需求，將XenServer系統安裝在服務器上，同時用戶管理界面可以用其中的任何一臺計算機來擔任[10]。3)虛擬機管理在教育桌面云中，其關鍵和核心主要就是虛擬機管理，并在搭建云桌面管理平臺中，設計虛擬機平臺需要綜合考慮到系統類型、硬件配置等方面。在虛擬機管理模塊中，主要包括虛擬機創建、虛擬機配置更改、虛擬機訪問控制、虛擬機性能監控、虛擬機快照創建、虛擬機遷徙、虛擬機啟動、虛擬機掛起、虛擬機保存、虛擬機關閉、虛擬機克隆、虛擬機銷毀、虛擬機模板創建、虛擬機畫面查看等幾個方面。4)用戶管理在管理系統中包括普通用戶和管理員用戶兩個方面，其中普通用戶只能夠申請虛擬機進行操作；管理員用戶管理中包括訪問申請、訪問控制、虛擬機創建等多方面的操作，還可以管理操作數據庫。通過集中管理用戶，能夠實現資源的合理配置，及時虛擬服務器出現超負荷現象的話，也能夠及時的發現并進行針對性處理，確保整體系統仍然能夠順利運行[11]。5)數據庫管理教育桌面云數據庫中包括主機信息、虛擬機申請信息、虛擬機信息、用戶信息等多方面的信息資料，這些信息的保存形式都是數據表，這樣就會將顯示信息抽象的轉化成視圖信息，其中模型為實體信息抽象，控制器為控制信息抽象，這樣就能夠對象化數據庫操作。

4結束語

總的來說，在高校多媒體教學中應用教育桌面云是科學技術發展的必然趨勢，能夠進一步的整合教學資源，消除學生學習的時間和空間限制，教學效果能夠得到了進一步的提升。在實際應用的過程中，首先需要虛擬桌面云平臺系統架構，這是后續所有教學工作開展的基礎和前提；其次需要虛擬桌面軟硬件環境，保證設備硬性資源條件能夠滿足教育桌面云教學開展需求；最后需要加強部署教育桌面云架構，最大限度的滿足用戶的所有需求。這樣一來，能夠更好地促進高校多媒體教學活動的順利開展，提高高校教學的信息化程度，更好地適應學生的學習習慣。

參考文獻：

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[11]石少敏.基于云計算的虛擬桌面平臺在教學中的研究[J].電子測試,2014(19).

作者:候文平 單位:湖北國土資源職業學院