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【摘要】隨著教育現代化發展,虛擬化桌面技術在高校的市場也在不斷拓展,各大高校逐漸在各自教學教育活動及教學管理中應用虛擬化桌面技術,虛擬化技術的應用既提高了高校教學質量,整合了教育資源,也有效降低了教學成本。文章分析了目前我校計算機資源使用現狀與問題及高等學歷繼續醫學教育的實際情況,對虛擬化桌面技術在我校高等學歷繼續醫學教育教學中的應用進行了研究:在運用了虛擬化桌面技術后,有效地改善了以往存在的問題和不足,可提高教學與管理的靈活性;便捷學生學習方式,提高學習質量;也保障了信息安全,實現了繼續醫學教育良好的進步和提升。
【關鍵詞】虛擬桌面;虛擬技術;繼續醫學教育;個性化教學;教育技術;教育現代化
進入新世紀后,互聯網信息化技術已改變了人們的生活、工作和學習方式,面對信息化浪潮給教育提供的機遇和挑戰,世界多國已將“互聯網/信息化+教育”列為教育發展的國家戰略[1],包括MOOCs、云課堂在內的“互聯網/信息化+教育”技術從2013年開始迅猛發展至今,已快速進入應用轉型的時期,正逐步由搭建校園網等基礎設施平臺向多媒體深化應用發展。繼續醫學教育專業性較強[2],一些特定課程特別是在某些特殊的實驗課程因其性質必須運用多媒體教室,但隨著教育事業的不斷發展以及繼續教育學歷學生半工半讀的特殊學習模式,傳統的管理模式已經難以滿足日益增長的多媒體教室使用需求。而隨著云計算技術普及與桌面虛擬化的發展,虛擬桌面技術的應用突破了設備、空間、時間的限制,其不斷擴大的使用范圍,對現有限制性物理條件的突破,能更好的適合繼續教育這種形式,受到繼續醫學學歷教育教師及學生的青睞。
1虛擬桌面技術
虛擬桌面也叫云桌面[3],是云計算將物理資源虛擬抽象整合后以可以自定配額的虛擬計算機形式提供具有獨立鏡像的計算機功能服務,其通過虛擬機技術將用戶的桌面操作系統以鏡像形式存放在遠端服務器上,終端用戶通過遠程桌面協議(RDP協議)來訪問他們的操作系統,做到同一個系統制作,多鏡像分配使用,其特點是在提高用戶桌面系統的可管理性、安全性的同時,用戶能夠在任意時間任意地點,使用不同的終端設備(各種架構的臺式機、筆記本以及瘦客戶端等),利用網絡對桌面系統環境進行訪問。
2傳統教室的管理現狀
2.1教與學缺乏個性化靈活性使用
傳統多媒體教室或機房大多采用系統獨立的本地硬盤啟動,無法兼顧到不同教室不同課程的軟件應用及系統需求,我校的三個專業的教學軟件都有很強的專業性,護理專業的護理虛擬仿真實驗教學系統、檢驗專業的檢驗實驗管理軟件、影像專業的醫學影像學教學模擬軟件,都需要管理人員在開學或學期初上課進行安裝并調試,無法保證教師與學生的個性化使用。且教室計算機只能放置于固定的地方,假如學生在課堂上沒能把實驗做完,就得在別的地方重新搭建實驗環境,在教師教學、學生實驗方面都缺少相關的靈活性[4]。
2.2系統安全性不足
繼續醫學學歷教育的學生在校學習時間有限,相比于普校全日制學生,其流動性較大,使得其在使用外部U盤、移動硬盤等隨身存儲設備拷貝本地計算機里的學習資料時,容易造成各類病毒入侵本地系統,危害系統安全。其次,由于有限的教室資源,會使得不同課程安排在同一間教室,所需用的不同的軟件需要逐件安裝,數量過多的軟件和各類軟件間的兼容問題會造成計算機的各類故障,也會對系統的穩定性造成隱患[5]。
2.3建設、維護、管理成本過高
以本校為例,包括多媒體教室、機房、圖書閱覽室的近270臺計算機的建設成本是一筆不菲的數目,此外學校在每棟教學樓均安排了多名專業技術人員,平時由技術人員定期進行維護,在需要升級系統或重新部署時,需要挨個對幾百臺電腦重做系統,人力資源成本與時間成本較高[6]。且不斷更新的軟件系統對計算機硬件設備的要求越來越高,計算機的軟硬件設備更新周期越來越短[7],這更是一筆巨大的投入。人力、物力、財力及時間成本的管理成本越來越高,使得進行的投入越來越多而成效卻越來越差,邊際效應明顯。
3虛擬桌面技術的實現
我校公共多媒體教室18間、計算機機房5間,機位270臺,均采用了桌面云管理系統,如圖1所示,通過9臺PowerEdgeR730機架式服務器集群基于OpenStack架構和磁盤虛擬化技術,將終端的管理和維護變為針對云桌面后臺控制系統的管理與維護,可自由的增加桌面鏡像和課程管理。此系統將教學用計算機及軟件環境管理抽象為鏡像、磁盤、分組3個核心模塊,交由一臺服務器統一管理,八臺服務器進行鏡像分發,將傳統的分散管理變為以中央服務器為主的集中統一管理、后臺智能部署、自動維護更新、遠程管理于一體的完整獨立解決方案。作為教室課程管理員可在服務器端創造多個系統鏡像及多個分組應用于不同教學環境中的使用,可做到定時發放,定時回收清除的作用。終端裸機開機登陸相應客戶端即可直接使用服務器中的模板,在終端正常使用中,此系統可按需或完全將該磁盤模板自動部署到終端本地,實現終端聯網跨物理位置的操作使用。
4虛擬桌面技術在高等繼續醫學學歷教育教學中的應用
4.1提高教學及管理靈活性
我校繼續醫學學歷教育的外聘教師不常在校內,其個性化靈活性的教學活動與地理訪問校內資源均受到很大的限制。采用虛擬桌面技術則可以改善以往的情況,只要網絡暢通,或者利用學校VPN技術,外聘教師就可以在網速穩定的地方使用帳號登錄學校的虛擬桌面,訪問校內的教學資源,根據自身使用習慣,采用熟悉的程序和軟件進行備課、維護實驗軟件及實驗數據等,實現教學資源的充分利用,提升教學靈活性。其次,辦公方面,包括教師及領導的校內各方管理人員也可以通過客戶端接入自己的虛擬桌面進行辦公甚至參加會議,管理靈活性也得到提升。
4.2保障信息安全性
繼續醫學學歷教育學生的流動性與不穩定性常導致在拷貝課件時發生計算機中毒造成系統崩潰從而影響教學活動的情形發生,安裝了虛擬化桌面管理系統后,系統所有的數據、運算都在服務器端運行,管理員只需要對服務器進行管理和監控,對服務器上的鏡像和用戶進行維護,不需要對每臺計算機進行管理,這就可以避免由于學生的拷貝行為導致的病毒擴散影響,更好地保護數據的安全,為教學活動提供了有力的保障。在維護方面,在需要軟件更新及系統更新補丁時只需在服務器端上進行一次更新即可完成,保證系統與數據的安全。而當因某些原因導致的系統運行異常、應用程序損壞、病毒感染等情況,管理員只需關閉或重啟服務器就能夠解決,安全性得到充分的保障。
4.3便捷學習方式,提高學習質量
繼續教育的學生大部分學習時間在校外[8],校內學習資源獲得有限,知識儲備不足,學習能力有限,加上工學矛盾,使得其學習意愿不強,學習質量也得不到提高。對此,虛擬云桌面的存儲管理平臺提供了文件管理、共享等功能,通過此存儲管理可以實現文件的統一存儲管理、共享分發及在線視頻等功能,極大的滿足了學生校外的學習分享需求[9]。同時,存儲管理功能平臺還支持共享的空間與個人的空間相隔離,用戶可以通過云存儲平臺把自己的數據存儲于云存儲系統中,可共享,可區分,方便了學習,學習質量得到提高。
4.4降低成本
對于醫學專業學生來說,各種醫學軟件及操作系統購置及安裝比較復雜[10]。若安裝了虛擬化客戶端,可統一的管理教學用軟件,每個學生不用花過多的時間浪費在軟件購置及安裝的流程上,在相關法律允許的范圍內,可降低大多數學生的信息化學習成本。學校方面,通過應用虛擬桌面技術,每間教室的計算機配置均能夠轉變為虛擬客戶端,也可極大地減少多媒體教室的建設成本投入,日常維護中,技術人員能夠在服務器端對各教室終端及機房機位的系統進行統一部署,節約了時間及人力成本。
5結語
多媒體教室、實驗室機房、圖書館電子閱覽室等是當前高校中一種十分重要的教學資源,特別是對于學歷繼續醫學教育的學生,其特殊的學習形式使得單純面授早已滿足不了其學習需求,相對比傳統的多媒體教室教學也存在著一些影響教學效果的弊端。通過利用虛擬桌面技術,這些情況得到了有效的改觀,雖然偶爾有技術上實施難度[11],但在教學方面虛擬桌面技術創新了學習新模式,提高了教與學的雙重效率,降低了雙方的管理維護成本,為適應發展新時期的繼續教育學習[12],打造全民學習型社會產生了良好的推動作用。
作者:王軍 張坤 薛金龍 單位:北京協和醫學院繼續教育學院