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未来课堂软件环境的设计与实现 　　【摘要】随着云计算等信息技术的发展和应用，以未来课堂研究为代表的课堂学习环境设计研究趋向成熟，未来课堂的软件架构也逐步清晰起来。教育技术领域的研究者开始试图构建一个真正地用于教学的技术环境。该研究通过软件需求分析与相应云平台技术的比较，确定了未来课堂软件平台环境构建思路与方案，并进行软件环境的实际搭建。希望为未来课堂的软件环境设计提供一个实践案例，为以后未来课堂进入真正的教学研究提供环境基础。 　　【关键词】未来课堂；软件环境；设计；实现 　　一 引言 　　一个良好的教学（学习）环境只有硬件设备肯定是不够的，还需要功能强大的学习支持系统和各种教学软件来配合，才能构建起一个完整的学习环境。为了实现未来课堂的教学功能，适应未来课堂多屏环境和瘦终端的硬件环境，我们在教学软件环境的设计中引入了云桌面（CloudDesktop）技术。 　　云桌面技术是一种仅将操作系统桌面呈现在用户面前的技术，由服务器端完成计算。通过把计算能力移动到服务器端，将所有桌面虚拟机在数据中心进行托管并统一管理，虚拟桌面的存储和执行（包括操作系统、应用程序和用户数据）都集中在数据中心。用户使用终端设备通过远程协议进行访问，以虚拟桌面的形式替代个人电脑，不仅大大降低了企业和学校成本，而且具有与传统个人电脑同样的用户体验。因此，云桌面具有很高的应用价值和用户吸引力。 　　未来课堂教学软件环境主要包含：云桌面学习支持系统、基于Windows的学科应用软件、基于Android系统的应用工具构成，并通过无线互联软件和协议进行无缝连接形成一个完整的教学软件环境支持体系。 　　二 需求分析 　　1 未来课堂教学对于软件环境的新要求 　　未来课堂的教学环境要求对软件系统提出了新的要求，为此本研究对中小学各学科教师进行了访谈调查，一共做了16份访谈，访谈对象包括各个学科初、高中教师，由于未来课堂环境建设偏重于新技术接受方面，其中8份选择信息技术教师作为访谈对象。根据问卷调查中教师对新技术使用的疑虑和软硬件环境提出的要求，对软件系统主要提出如下要求： 　　（1）软件及系统维护管理更集中 　　需要将应用和数据集中在统一的服务器集群中，严格分发控制，客户端上执行的存储和操作（包括操作系统、应用程序和用户数据）都集中在数据中心，从而可以实现管理员对用户行为的统一管理和监控。 　　（2）总体拥有成本（TCO）更低 　　未来课堂环境需要简化终端对硬件配置的要求，同时使用虚拟化技术让服务器的资源可以得到充分利用，且集中式的管理降低管理人员的工作量，从而整体上降低各种设备部署与维护的成本。 　　（3）用户体验更佳 　　软件支持系统直接面向最终用户，需要做到用户体验透明，无论后台如何庞大和复杂，对于用户而言应该是一个熟悉和易用的环境，这样对系统性能、整体效率和用户体验等有了更高服务标准。通过无线网络让用户真正享受云速度和云存储共享，定制的界面系统和随需派送的个体差异化服务，泛在网络接入与访问。 　　（4）应用更低碳环保 　　未来课堂的设计理念中低碳和环保也应该是一个重要主题。许多学校都有大量的低配旧电脑，无法升级并使用到新的操作系统。所以软件系统应该支持瘦终端，无需本地存储，无需再安装任何软件，由此这些被闲置了巨大的计算资源可以重新运行起来，这对学校来说很有意义。 　　2 传统桌面学习向云桌面学习的转变 　　云桌面是一种新的云计算应用模式，是继服务器虚拟化后在虚拟化领域的又一热门解决方案形式，是桌面虚拟化的升级，它带来了桌面应用的革命。因此，云桌面继承和实现了云计算和桌面虚拟化技术的创新和优势，相比较传统PC的应用形式和理念（图1），其以低成本、高可靠性、低维护量、高安全性和节能环保等特点，在教育技术的应用中越来越受青睐。我们可以预见，云桌面技术被引入到未来课堂的学习支持系统中，带来的不仅是创新教育，而且将大大促进学习支持系统的快速发展。 　　总之，云桌面本身是虚拟化技术与云计算的结合和应用，既继承和发扬了两者的特点和优势，又进一步提高了传统PC和虚拟桌面的性能。因此，如何在校园打造私有云并实现云桌面，为资源整合和集成服务的实现提供可靠的技术支持环境，并在教育应用中得到认可和推广，是值得在未来课堂环境中引入和深入研究的。 　　三 方案选择和关键技术 　　根据对未来课堂环境需求的理解，和对云桌面技术自身优势的总结，我们的软件环境设计应重点关注如何利用云桌面技术改进学习工具的使用，改善教学效能，对各个环节进行分析和合理设计。 　　1 方案选择 　　未来课堂软件环境设计和方案选择需要综合各类因素，既要保证技术实现基础，又要解决实际面临的困难。在考虑到本研究现有整体资源的局限性下，需充分考虑未来课堂所确定的硬件设备资源，尽量