云桌面技术在实训教学管理中的应用研究
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作者:陈亦兵
摘要：为更好地做好开放大学的实训教学支持服务，解决实训教学中存在的诸如实训管理复杂、实训教学模式不统一、实训任务安排困难以及课程考核平台众多等问题，在对学校投入建设的云机房系统的研究探索中，充分利用云桌面技术的优势，结合实训教学管理及教学支持服务的特点，摸索出适合于云机房管理与教学支持服务的实训教学支持服务新模式，极大提升了开放大学的实训管理和教学支持服务水平。
关键词：云桌面技术;虚拟技术;实训教学;实训管理;教学改革
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2019）30-0251-02
1概述
随着信息网络多元化的发展，云桌面技术（即桌面虚拟化技术）的应用正逐步深入到我们的日常生活中，实现了网络的统一集中管理，灵活的桌面交付及简捷的终端管理，甚至大规模计算机系统的自动部署。云桌面技术充分体现了虚拟化技术的强大优势和更先进的网络部署技术，以达到更高的桌面稳定性、更好的按需动态功能扩展、更强资源融合能力、更有效的系统可管理性以及更低的运行维护成本。
学校的计算机实训室通过云桌面技术的改造，不仅解决计算机实训管理与维护中存在的诸多问题，更顺应现代教育教学理念的需求，将云桌面技术的优势与课程实训教学有机地结合起来，创新实训教学模式，在实现实训教学质量提升的同时，也极大地推动了学校教育信息化的建设。
2开放大学实训教学中存在的问题分析
开放大学的教学任务大多数是基于网络完成的，文科专业多于理工专业，但对于实训管理部门来说，日常的技术维护工作量却一点也不少。在对日常实训管理的分析中，发现存在以下问题。
（1）开设专业多，实训教学管理复杂。对于基层开放大学来说，专业开设要尽量符合本地的需要，开设的专业众多，对于许多的工科专业来说，专业开设随报读的人数来确定，每个专业的学习者人数少，且不固定，而且每个学期的专业开设也不尽相同，这对于实训教学管理提出了更高的要求，既要满足当学期开设的各个专业的实训教学外，又要对许多没有开设的专业保留适当的实训教学环境，这给实训教学管理带来了更多的不便。
（2）教学模式特殊，实训环节要求高。开放大学的学习者主要以网上学习为主，辅助以面授教学，而面授教学的时间安排又比较少，学习者因为工学矛盾突出，能来参与面授学习的时间比较紧张，同时开放大学的学习者实训实操能力的不足，也严重影响实训教学的效果。因此在实训环节的安排上，实训环境要符合课程实训的要求，同时要求实训环境尽量切合学习者的实训动手能力，需要对整体课程的实训支持服务达到一个较高的层次。
（3）教学平台繁多，实训任务安排困难。由于开放大学的教学环境特殊，各地的教学管理水平不一，国家开放大学虽然有统一的教学平台，但由于缺乏有效的管理机制以及适合的网上实训平台，落实在各地的实训教学上却是多种平台齐上阵，给实训任务的安排带来许多问题。而基层开放大学实训室的不足，众多平台在一个实训室安装复杂，实训教学复杂，实训管理困难，又使这一问题更加严重。
（4）考核平台不统一，实训考核任务重。开放大学的教学考核多采用网上考核的方式完成，学习者也可以通过完成网上的形成性考核作业来通过课程，但考核平台繁多，且对软件的要求高，使得实训管理部门在完成考核技术支撑时问题众多，也相当费时，要完成一个学期考核任务的平台更新服务，也让实训管理部门苦不堪言，即使通过网络安装，也通常需要加班加点才能完成。
3云桌面技术的优势
针对开放大学的复杂实训教学管理，采用云桌面技术对传统的计算机实训室进行改造要考虑四个方面的问题。从学习者的角度考虑，采用云桌面技术后，学习者在完成实训任务时的桌面体验是否与本地桌面体验一致，学习者是否感觉到不适应，从而导致实训操作困难。从实训教师的角度考虑，在引入新技术后，计算机实训室的计算机及网络教学应用是否能够满足实训教学需求。从实训管理员以及实训管理部门的角度考虑，引入的技术是否能有效解决实训管理部门日常运维和实训教学支持服务中遇到的困难。最后一个方面是从学校层面来考虑，技术改造的成本是否在学校的承受范围之内，改造后的机房运维成本是否降低，能否创新学校的教育教学改革。
云桌面是在现代虚拟技术下的创新应用，利用云桌面技术的计算机实训机房，可以利用计算机网络将计算、存储、管理服务发布给使用者，实现向计算机实训机房里的任何设备交付应用和桌面服务，也就是将数据的存储和管理都集中在云服务器端，用户界面使用远程协议传输到计算机实训机房的终端设备上。云桌面技术构建的云机房系统具有如下优势。
（1）强大快速的自动部署能力。依托云桌面技术解决方案，在管理系统的支撑下实现对虚拟桌面的自动化管理，将传统机房维护中几天或几小时的系统部署时间，大幅降低至分钟级，甚至可以真正实现一键部署，大大提升了学校实训管理部门的工作效率。便捷的自动部署能力也為实训教师提供了按需构造实训环境的可能。
（2）实现分布运行，集中管理。采用智能桌面虚拟化技术来满足计算机实训机房的运作需求，简化云机房的管理和部署功能。桌面数据存放和运维管理在服务器端进行，机房的计算机及其他终端设备则具备一定的运算能力，负责运行并管理从服务器端下发来的桌面系统虚拟机，从而实现分布运行，集中管理。智能桌面虚拟化技术对服务器配置要求不高，计算机实训室的实训设备不需要进行大规模的改造。集中的管理维护和控制技术，也大大减少了实训教学的现场维护支持工作量。
（3）提供更高的机房安全性。由于实训应用管理及数据均可保存学校网络中心的服务器端管理平台上，统一的管理服务将实训教学风险和数据损失降至最低。同时，使用最新的云桌面技术也对网络和服务器的依赖性将大大降低，即使网络中断或服务器宕机，机房的计算机及其它设备也可继续使用。桌面虚拟化将机房的计算机桌面环境被保存为虚拟机形式，通过对虚拟机进行快照和备份，就可以快速恢复用户的故障桌面，也能保证使用的连续性嘲。 （4）支持用户自定义桌面。云桌面技术可支持实训教学的各种桌面操作系统以及相关的教学应用软件，实训教师可按照自己的教学要求来定义教学学习功能，以适应不断变化的教学需求。云桌面技术不仅可实现基于服务端的远程虚拟管理，还可以客户端本地软硬件资源处理计算、音视频及图形密集型应用，使得许多大型的教学软件可以在云机房终端上顺畅运行。
4基于云桌面技术的实训教学改革
对于开放大学实训管理中存在的诸多问题，实训管理部门的技术人员经过多年的探索，在新技术的支撑下，在对比多种云桌面布置方案后，采用了分组管理和虚拟硬盘模板的管理策略，利用一台普通服务器对机房的计算机进行统一管理和维护，构建一个高效安全的云机房计算机教学实训系统，以解决长期存在的实训机房管理维护以及实训教学支持服务中存在的诸多问题。
（1）依据不同专业教学需求，定制专业实训环境。由于采用强大的硬盘虚拟技术和P2P部署技术，机房的计算机能够充分使用计算机本身的显卡等资源，即使大型的图形软件，也能够在机房的每一台计算机上顺畅地运行，充分满足实训教学的需要。因为是通过服务器统一管理各实训系统，各专业不同的教学需求，可以在服务器上统一实现，使用时同步布置到机房的计算机上，方便快捷。这一技术使得实训管理部门可以在课程授课教师的指导下，定制专业实训环境，并将该环境存储在服务器端，开展专业实训任务时，随时通过管理菜单一键进入实训环境，并且可以做到随时修改，随时保存，随时可以使用。在使用云桌面技术进行实训管理后，实训部门已依据学校各专业的实训需求，分别定制了计算机本f专）科、建筑专科、电子商务以及文科类各专业的实训环境，各实训环境均由学校专业教学学科组进行管理，极大方便了课程授课老师，实训部门则从传统的机房维护工作转向实训教学支持服务。
（2）根据不同教师教学特点，个性化课程实训。云桌面技术采用终端集中管理，实现机房计算机桌面的实时更新，因此机房的管理权限甚至可以下放到授课教师。实训部门根据授课教师的实训要求，部署好基本的专业实训环境后，将实训环境的管理权限交给授课教师，授课教师根据实训课程的需要，及时调整实训环境中的各种实训软件，包括新软件的安装注册、实训软件的升级及日常维护管理，所有这些工作只需要在机房的教师机上按授课教师的需求完成后，通过云机房系统上传到服务器端，就可以实现机房学生机的实时更新。授课教师对实训环境的掌控更加个性化，良好的实训效果也突显出来。当然，这种方式只适用实训经验丰富的教师，特别受到计算机专业的教师的欢迎。
（3）简化机房管理，提升机房使用率，更好地服务于实训教学。利用云桌面技术强大的管理功能以及系统自动部署技术，实训管理部门从繁重的实训环境及设备维护中解脱出来，在部署好各专业及授课教师的基本实训环境后，将管理与优化实训环境的任务下放给专业学科组和授课教师，实训部门则侧重于云机房的服务器维护及网络管理工作。目前学校部署的云机房系统还支持在线管理和离线运行服务，这使得实训部门的技术人员可以随時随地进行云机房的维护管理，极大地提升了维护效率。先进的云技术的应用，让实训管理部门的技术人员可以将更多的精力投入到实训课程的教学支持上，技术人员与授课教师共同探讨实训课程的深入改革，使得实训课程更受到学习者的喜爱。在不影响实训教学支持服务的情况下，实训部门的一位技术服务人员就可以轻松地管理和维护整个云机房。
（4）按考核要求切换考核平台，为实训考核提供最大便利。由于在云桌面技术支持下，机房的管理服务功能下放给了使用者，因此对于学校的众多实训考核配置提供了极大的方便，实训部门的技术人员在教务部门指导下，依据上级教务部门的要求，利用云机房中的任何一台计算机就能够在极短的时间内将考核环境配置完成，甚至可以多位技术人员同时配置多个考核系统，然后再通过学校内部网络上传到云机房服务器端就可以满足多个考核系统的要求。考核过程中只需要学习者打开云机房中的计算机，就可以进人到考核系统环境中，如需要更换考核环境，监考教师也只需切换后再重新发布给学生机即可，整个切换的过程只需几分钟就可以完成。在学校部署了云机房系统后，实训部门的考核管理改变了以前需要整个部门加班加点才能勉强应付每个学期机房考试的情况，由一位技术人员专职负责学校的机房考试管理，再配备一到两位技术人员处理云机房中的学习机出现的硬件故障，就可以很好地完成学校的机房考试任务了。
5结束语
在桌面虚拟技术的支撑下，结合学校教学模式改革，探索出基于云机房的实训管理和实训教学支持服务的创新模式，新技术的应用不但极大减轻了实训管理人员的管理工作负担，也让实训部门真正将工作精力放在做好教学支持服务工作上，配合教师努力做好实训教学设计与教学实施工作，同时也为学习者提供了一个良好的实训环境，极大促进了学校的教育信息化的普及与提升。
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