基于云环境下网络教学资源平台整合的技术实现
杨镜添 赵勇俊 黄文 梁伟鹏 杜治国
摘要：随着我国社会综合实力的不断增强，我国各领域与以往相比得到了显著提升。我国居民在生活、娱乐、医疗、教育等环节，与以往相比完成了大幅度增强。而其中，在教育环节与大数据互联网的融合，在现有基础上全面增强了学生的学习能力。完善的网络教学资源，在教学中以“云概念”为指导，完成数字化教学模式的渗透，可以保证教师的教学思路实现全面建设。同时，更可帮助学生生成学习自觉性，提升教学资源平台建设水准，为其后续成长奠定坚实基础。提供必要的理论以及指导帮助，提升教师的教学能力以及学生的实践能力。
关键词：云环境;网络教学;资源平台;技术实现
在教学中，云平台网络教学资源在2008年由Google公司率先提出并实行。Google平台利用自身的App Engine云共享平台，向教育机构提供技术搭建以及必要的资源支持。在2019年，Apple也推出了具有教育版本的云平台，并额外搭载了支持此平台的教育版iPad。Windows也推出了教育版的系统，可直接共享Microsoft的平台资源。因此，就目前教学环境而言，其整体已然实现了云计算趋势。借助网络教学资源，可以将其技术运用VR等方式实现，网络教学资源具备资源结构多、知识体系多样性、结构组织虚拟化的特征。通常，其采用高性能计算机完成资源的建设以及发布，可以帮助教师以及学生解决教育问题。就目前发展情况而言，云环境下网络教学资源平台其主要更倾向于帮助学生完成某项基本任务。教师在教学中，通常通过服务器集群完成计算，实现耦合环境下的海量数据处理。
1 云技术基本概述分析
要想有效了解云环境下网络教学资源平台整合技术，必须对云技术完成有效认知。云技术（cloud explanation for cloud computing）其具有高效、低成本、海量、大规模、水电式使用、服务交付等新型应用特征。因此，云计算是整体区域的变革。云计算自身的应用特性，使其可以与任何领域达成有效融合，并就现有基础上实现全面创新。关于云技术概述，早在20世纪60年代并由麦卡锡提出。在麦卡锡的设想中，云计算将会组织取代未来的事业基本环节。而如今的云技术发展速度证实了麦卡锡的观点。
云计算分为三大层次，其分为“公共云”“私有云”以及“混合云”。就规模而言，其云服务更包含了“超级云服务”“中等云服务”以及“微型云服务”。超级云服务的数量级别大于108，可以提供最常见的功能。例如，我国居民通过云超级云服务可进行上网连接，并进行 bing搜索、百度搜索、微信交友等，而基于国外用户而言，其可以使用Facebook、Twitter、Google等公司提供的互联网服务，具有极强的社会影响力。因此，必须对其进行大量资金投入，以保证超级云服务的有效增强。而中等云的规模虽不及超级云，仅提供数量小于103，例如，我国居民常用的购物网站，淘宝、京东;国外用户常用的亚马逊等网站，包含了YouTube等视频服务。中等云服务通常具有一定的社会影响力，其与学校、机构、教师、学生等可以完成全面连接，使其感受到云服务带来的便利。
云计算服务功能强大，其中最为重要的便是可以为用户提供类似于硬件的虚拟数据信息资源和虚拟硬件功能，如虚拟主机、互联网数据资源等。用户可以利用云计算服务，在无需购买其他硬件设备或服务器的前提下，凭借着大平台的搭建便可以在互联网上通过租赁的方式得到应用功能的使用。例如，常见的包含了Web服务、PaaS等均是属于通过此种方式进行搭建。而用户通过该云计算服务功能支持下的搜索引擎，也可构建该相同的应用功能体系。主要包含了Google App Engine、IBM PureScale Appinca-tion System、SAE等软件。其通过标准的Web浏览器，使用Internet连接，用户无需额外购买软件。
2 云计算技术的教学资源平台整合现状
2.1 相关技术的发展现状
随着我国市场需求的整体变化，我国政策在新技术以及新方式时通常进行相关引用。例如，在技术、架构、设计、应用等方式，对其不断进行优化，完成重构。在云环境下，网络教学资源平台整合中改善以往的平台环境，完成全面建设。虽然具备一定运行速度，但其通常有可能会带来一定的运行问题。
目前，我国云平台技术的教学资源平台现状主要集中在技术的发展中。在应用系统建筑中，其必须满足教师、学生的学习需求。例如，在云平台下，网络教学平台资源整合中需要运行全新的系统，利用Web2.0等应用对学生进行教学资源的设置。但其负载量较大，需大量处理数据，且数据结构类型复杂。包含了半结构化数据、非结构化数据等，在处理相关数据时，其需要必要的传输速度以及访问权限。同时，也需要大规模的储存方式。学生在进行网络教学资源平台整合中，其也必须具备明显的兼容性，以便学生通过自身的智能手机、iPad等设备对教学资源进行下载。我国云平台网络教学资源平台整合其主要应在Google Android、 Apple iOS等设备。且由于设备自身储存、设备等限制，尤其对于Google Android设备，其差异性极大。对于教学资源网络平台而言，其业务执行能力极为复杂。
2.2 “绿色环保”现状
我国在发展过程中，对环境保护投入了极高的关注度。为了全面响应新时期下国家對于生态环保、节能减排的号召，在传统建设数据中心以及应用思路中，必须对资源完成全面优化，避免占用更多的储存空间，以节约电能。节约电能不单是简单的降低其整体的运行成本，更可以为我国减轻能源负担，带来有效的低排放量。
就相关数据表明，在大多数用户数据中心，其电能的PUE值普遍在2左右。因此，就虚拟环境下网络教学资源而言，其需要应用相关的硬件技术，保证PUE值是1.5左右，降低对空间的占用率以及运维成本。目前，我国大力推广5G技术。5G技术的应用，在一定程度上将云环境下网络教学资源平台与桌面互联网有效连接，实现了物联网功能。通过移动互联网技术手段，将应用软件的开发者与功能使用者、社会资源与个人使用、教学工作者与学生主题之间的关系进行了有机连接，进而全面实现现代信息化建设。
3 基于云环境下的网络教学资源平台整合搭建
3.1 完成数据的整体设立
在云计算教学平台资源当中，云计算项目是保证硬件虚拟优化的关键点。良好的运行速度以及运行机制，可以极大地提升其整体的应用性可靠性，降低维护成本，减少机房占用空间，节约电能。要想保证教学资源平台有效搭建，必须采取全新的思路，保证其可以支撑各业务场景，完成应用系统，达成基础数据的全部融合。并保证其相关的功能的一致，在大数据库内可以提供数据支持相关服务功能，进而可以维持API各业务发挥出最大功能价值。包括，信息检索、资源查询、业务修改等多种应用功能系统，可以有效地维护相关数据，相关教学资源的有效建立储存池。为数据研发与使用平台提供标准统一的代码规律或数据源等功能。
3.2 建设标准规范的用户管理中心
在教学平台设计与搭建的过程中，针对用户管理中心的设计与搭建应该实现统一的标准。在标准一致的用户管理中心下，UMC可以避免常规铺设问题，其主要功能是为了实现以下建设目的。包括，在对标准一致的用户中心系统内完成完全管理和实时控制，可以对用户组织机构基础权限完成有效的循环机制。对相关用户进行认证，授权其业务应用。不仅能够对用户认证、授权等信息进行有效的保存和管理，也能够实现对用户进行组织、基础权限调控等功能。对于特殊的功能应用相关数据完成全面访问，其业务需要通过数据管理中心的统一调配，为用户管理中心提供API，完成认证后将实现功能。应用在教学实践时，IT系统登录功能操作上会更加便捷、规范。
同时，随着互联网技术的发展与应用普及，互联网商务功能以及社交计算的兴起，可以保证教学资源不受非结构化限制，且可以实现信息数据的全面融合。但因此也可能带来数据模式的暴增，在大规模以及高应用场景下，教学资源平台需要特定的关系库完成数据的应用。教学平台数据库的特征决定了其数据的性质以及使用方式，其数据库针对相关信息，在使用中也出现了一定的难题。例如，对大数据资源库读写需求满足不够，对大数据储存以及访问需求满足不够，对大数据资源库的拓展性以及高可能性运用不足。因此，在后续调整中，必须采用分布式的非关系型数据库，采用NOSQL、Only SQL等技术对整体进行优化。
4 VR教学资源的开发建设
4.1 VR教学资源的开发整合技术
4.1.1 可穿戴电子设备
目前，在云环境下网络教学资源中，VR的应用范围极多，VR可穿戴设备涉及的领域也较为广泛。作为一项硬件技术，VR可以完成移动以及嵌入式开发等目标。在其设置生产当中，针对教育系统已经生成了成熟的生产力，可以将教学资源的应用交由第三方适配商完成。此外，在 VR技术的更新迭代中，其相关的技术不断增强，VR可穿戴价格全面降低。学校在网络教学平台资源中，大规模购入VR可穿戴设备，可在教学资源当中起到有效的应用，价值性价比极高。某些品牌供应商，如小米等品牌商，其自身的VR设备针对市场教育领域，提供了非常优惠的价格。
4.1.2 环境建模技术
在VR系统应用中，虚拟环境是VR技术实现的全面。在建立时，需要进行绘制、显示、生成虚拟世界。在VR教学系统中，其环境建模包含了视觉、听觉、嗅觉等多种感官通道。由于目前技术限制，VR教学目前仅可在视觉、触觉当中建立相关的资源模式。而其中，视觉三维建设应用范围最广。其分为几何模型、物理模型以及行为模型，目前在现有教学资源行业中，其几何建模、物理建模等技术，可以全面增强教师以及学生的教学效果。同时，其更可以完成人机交互以及有效控制。穿戴式设备与以往的传统教学模式具有一定区别，在传统的教学模式中，其教学平台集中在显示屏上，学生仅可进行观看。在操作中无法实现深度交流，而基于可穿戴式设备，学生可以对知识点实现渗入式交流，完成二者的结合。其应用将搭载不同的传感器，对学生进行触感以及手势操作的连接，保证学生有效使用。针对教学系统控制技术，VR教学一体化是教学资源平台整合技术的未来发展前景。同时，也是必要流程，可以对教学资源、学生、教师等完成全面互动。
4.2 VR教学资源的具体开发
在VR技术开发当中，其与教学资源平台实现了有效整合。因此，VR技术开发也可以称之为教学资源平台整合开发。资源可以实现虚拟建模以及实景呈现两种技术，实景呈现可以对现实世界进行构建，在现有基础上融入教学效果，以增强对当前环境的支持。首先，在支持落实当中，完成方案设计，对教学资源开发的基础。包含素材收集、内容采编、概念美术设计、参考图片拍摄等进行规划。其次，在使用专业VR拍摄设备进行实地拍摄过程中，获得实景图像，通过计算机对图像的像素以及其色彩进行拼接，达成后期缝合。消除叠影、采用专业的图像视频处理工具，完成后期制作。在渲染中，实现素材与VR的整合。
4.3 基于云平台的VR教学资源整合
在大规模以及大体量运用教学资源当中，云环境下网络教学资源平台将面临重大的改革。其相关资源开发以及VR教学资源，将实现有效应用。在后续教学中，上传到固定的共享平台，经过审核后便可进行下载使用。云平台可以保证各教学资源进行有效的收益，以保证教师就教学角度对学生进行全面整合，建立良好的网络教学资源生态圈，促进网络平台以及VR教学资源的有效发展。通过设计并完善VR教学资源，可以有成效的配套工具平台功能，形成共享平台的业务闭环，完成平台开放共享，促进良性发展。
5 结束语
综上所述，在基于云环境下网络教学资源平台整合技术实现中，相关学校必须贴合现状，对云技术完成有效应用。针对发展现状，如技术运行、环保理念、教师教学资源等完成搭建。对于整体数据、用户管理中心等进行完善，同时大力开展VR教学活动，使VR成为后续云平台网络教学资源的主流。与传统教学模式相比，VR教学将极大地提升学生的学习兴趣，以及教师教学的新鲜感，可以有效地提升学生的学习效果。此效果在针对某些节点时将具有独特的应用性，例如高三高考节点、中考节点、小升初节点等。通过学校以及教师的全面整合，学生的学习效果将得到全面增强。同时，其全新的教学方式也将为我国教育領域提供有效的参考，达成有效落实。
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【通联编辑：唐一东】
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