课题申报范本基于云计算的高职教学资源平台构架与应用研究.docx
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课题申报范本基于云计算的高职教学资源平台构架与应用研究.docx
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课题申报范本基于云计算的高职教学资源平台构架与应用研究
课题申报范例精选
【导语】课题要坚持正确的政治方向,充分体现中央有关精神和要求,具有鲜明的问题导向和创新价值。
应用对策类选题要有现实性、针对性和前瞻性;基础理论类选题要立足学术前沿,具有原创性和开拓性;跨学科类选题要体现学科交叉渗透的属性和特点。
选题文字表述科学、严谨、规范。
以下是课题优秀成果,是各类教师进行课题申报、开展课题研究、撰写研究报告的参考模板和范例。
基于“云计算”的高职教学资源平台构架与应用研究
课题名称:
基于“云计算”的高职教学资源平台构架与应用研究
关键词:
云计算;云服务;教学资源平台
申报级别:
全国教育信息技术研究课题
课题类别:
专项课题
学科分类:
信息技术
研究类型:
信息技术
预期研究成果:
立项号:
126230674
课题设计论证
国内研究工作现状:
“云计算”在我国教育教学上的应用才刚刚兴起。
2008年3月,清华大学加入了Google和IBM联合宣布推广“云计算”计划。
2009年5月,首届全国“云计算辅助教学”高级研修班在上海开课。
同年,中国教育技术协会将开始在全国教育界开展“云计算辅助教学”成功案例的评选活动。
课题负责人在2012年5月以前以“云计算”、“云计算辅助教学”、“云计算辅助教学在GIS中应用”为关键词,在CNKI期刊数据库中查询,查询结果分别为“3135160”,可见,目前国内对于“云计算”的研究比较关注,但对于云计算辅助教学研究相对较少。
即使有研究,教学资源云端平台的研究主要集中在业务层,更关注平台承载哪些服务和功能,而鲜有借助云计算平台从架构、技术、资源整合、标准化接口、互联互通、外延扩展等方面进行深入研究。
国外研究工作现状:
在国外,美国是教育技术发展较为先进的国家,2007年10月,Google和IBM联合宣布推广“云计算”的计划,包括卡内基梅隆大学、斯坦福大学在内的多所高校都参加了此项计划。
通过这项计划,高校的研究者能够更方便的利用Google和IBM计算资源,搭建出各种创新性应用。
Google的教育套件己经应用到了教学当中,而且取得了明显的效果,人们对于云计算辅助教学的优点认识越来越明确。
相信随着计算的发展,云计算的方便、安全和廉价会为更多人所认识,会有更多的学校把信息处理放到“云”上,云计算辅助教学也能得到进一步发展。
由此,国外对教学资源云端平台技术的研究与应用己经进入了发展的阶段,越来越多的教学资源应用将云端服务作为基础架构。
选题意义:
目前高职院校先后建立了教学资源平台,其他高职院校己计划建设教学资源平台,每所高职院校所建的教学资源标准不统一、数据结构不统一、开发工具和平台不统一,各高职院校问的教学资源无法实现共享,造成教学资源的浪费。
由于“云计算”技术的发展与兴起,云计算使用的是集中存储的方式,所有数据被存储在规模庞大的数据中心,数据中心往往有先进的技术和专业团队负责数据的管理和安全工作,能够满足资源规模扩大和数据安全的要求。
同时,由于云计算能跨设备跨平台,用户可以轻而易举地在各种终端之问同步获取数据,并可随时与任何人分享,具备良好的开放性和共享性,各个高职院校可以利用云计算所提供的强大的协同工作能力实现教育信息资源的共建、共享,避免形成一个个资源库孤岛。
研究价值:
教学资源云端平台可以整合各类优质资源,建设可共享的高水平教学资源,使云计算下教学资源的积累、整合与共享将变得更加简便,教学资源“按需而用、即需即用、快速聚合”可迅速实现,从整体上提升我国职业教育专业人才培养质量和社会服务能力。
研究目标:
利用资源云架构手段,按照“云平台+资源+使用”的模式,构建以用户为中心,以需求为导向,以提升用户的学习力和创造力为根本目的,实现优质教学资源集成、共享,为教师教学、学生和社会学习者自主学习服务,促进高职院校教学改革与发展,引领高职教育发展,进而全面提升高职院校的社会服务能力。
研究内容:
一、基于“云计算”的高职教学资源平台的构架模型
基于“云计算”的高职教学资源平台提供强大的资源整合功能,其技术平台采用四层的“云计算”体系结构,其最底层是基础设施层,提供计算、存储、带宽等按需的IaaS云基础设施服务,这是所有应用功能的基础;第二层是为系统开发提供接口和软件运行环境的PaaS服务层,这是云计算教学资源管理系统及集成第三方开发应用功能的综合管理平台;第三层是教学资源平台的应用功能层,提供在线的软件SaaS服务,包括:
教学管理、网络课程、虚拟实验室、作业与考试系统、学校协作交流等各类功能模块;第四层是客户端访问层,访问方式包括:
电脑PC,3G手机及其他移动终端。
以上4个层面整合构成了“云计算”高职教学资源平台的构架模型,如下图所示。
基于“云计算”高职教学资源平台的构架模型图
二、“云计算”的高职教学资源平台应用功能规划
应用功能包括基于“云计算”的教学管理系统、虚拟实验室、虚拟实践教学系统、课程网上学习系统、网上作业与考试系统、教育信息协作与互动交流平台等。
三、改进的粒子群优化算法的云端平台资源调度策略
特别针对云计算服务集群资源调度和负载平衡的优化问题,创新提出了一种基于改进的粒子群优化算法的云端平台资源调度策略。
四、对现有的教学云端信息资源进行封装处理。
在构建基于云计算的教学资源共享系统过程中,需要采取措施对现有的教学资源云端信息资源进行标准化的封装处理,以减少共享障碍。
五、基于“云计算”的高职教学资源平台的详细设计
在设计中,综合考虑了技术框架结构、技术成熟度、成本、与遗留应用的结合度等因素。
在教学资源的云端技术服务平台中,最底层使用了WindowsAzure作为云服务器的操作系统,中间层使用了Sun公司的RFID中间件产品SunJavaSystemRFIDSoft2ware、BEA公司的WebLogicPlatform应用服务器、Oracle公司的OracleDatabase10g数据库等中间件。
这样较好解决了平台在伸缩性、可用性、安全性、互操作性、集成、管理、消息传递等方面的部分难题。
六、实现基于云计算教学资源云端信息服务
通过将windows和linux平台下的教学资源云端流程整合打包发布成服务,实现异构的松散耦合。
七、测试与运行
通过实验测试与运行,完成一种任务,随着机器数量的增加所花费的时间呈指数级减少。
从而证明提出的云计算架构是可行的,而且有利于更加充分地利用现有资源,提高服务效率,降低工作成本。
主要观点:
在云计算思想的基础上,结合面向服务(SOA)、面向Web(WOA)的方法论,从平台实现模型、云端信息资源调度算法、对现有资源进行封装、实现云服务及搭建“云”接入平台等方面入手,逐步完成平台建设,并使平台要具有安全可靠、容易升级和扩展性等特点。
创新之处:
一、针对“云计算”服务集群资源调度和负载平衡的优化问题,创新提出了一种基于改进的粒子群优化算法的云端平台资源调度策略;
二、利用“云计算”实现教学资源业务过程集成。
研究思路:
通过分析教学资源的云端特点,研究计算资源共享平台的构架和设计,并针对云计算服务集群资源调度和负载平衡的优化问题,创新提出了一种基于改进的粒子群优化算法的云端平台资源调度策略,最终通过云计算技术服务平台建立教学信息化资源,使教育链上的众多高职院校能以更加精细和动态的方式进行教学改革和管理,降低高职院校的信息化运营成本,从而实现智能的教学资源平台。
研究方法:
文献研究法:
本研究通过期刊、网络资料、书籍、图书馆等方式,收集了关于云计算以及云计算辅助教学的介绍资料,教学资源平台相关的教学案例。
调查法:
本研究综合运用谈话以及问卷的方式,对教学资源平台的使用进行了谈话和问卷,调查问卷在应用平台的前后各进行了一次,并对调查搜集到的资料进行分析,从而发现平台的优点与不足,提出进一步研究的方向。
案例研究法:
本研究在云计算的技术的支持下,对教学资源平台提出了设计、实施和评价,结合课题负责人的教学实际情况开展研究,采用问卷对研究成果进行分析整理,以说明研究的效果。
技术路线:
按照【需求调研】到【构建云端架构】到【算法优化调度策略】到【详细设计】到【封装共享服务】到【共享平台】到【测试与运行】技术路线实现该平台建设。
实施步骤:
一、课题选题论证和申报阶段:
2012年5月
二、课题方案确定阶段(2012年6月——2012年7月)
这个阶段,课题组织教学资源平台方案调研与制定。
三、课题方案初步实施阶段(2012年8月——2012年11月)
这个阶段,构建云计算教学资源平台的构架模型、应用功能规划和云端平台资源调度策略。
四、中期总结阶段:
2012年11月
这个阶段,课题组做好中期研究工作总结,提炼中期取得的研究成果,对研究中存在的问题进行分析。
五、深化研究与测试阶段:
2012年12月—2013年2月
在这个阶段,云端信息资源封装处理、平台的详细设计、实现云端信息服务和该平台测试开展针对性研究。
研究过程中注重方法和过程性资料的积累和整理。
六、形成最终成果和总结验收阶段:
2013年:
3月—2013年5月
本阶段主要针对前期研究阶段成果进行提炼和总结,形成研究报告,准备结项。
课题可行性分析
已取得的相关研究成果:
1.《基于“云计算”的高职教学资源平台的构架》这个模块经过前期的调研,研究报告已经完成。
2.《基于“云计算”的课程网上学习系统》是浙江省示范建设项目,现正准备结项。
3.《基于云计算的电子商务集群系统构建与研究》是浙江省教育厅课题,现已结项。
4.《网络在线考试系统设计与开发》是浙江省教育厅课题,现已结项。
5.《基于“云计算”的虚拟实验室建设》是院级教改课题,现已结项。
6.《基于云计算的三维虚拟学习环境的设计与应用》论文于2010年9月发表在《计算机仿真》期刊上。
7.《新兴产业下高校物联网应用技术专业共享型教学资源库建设探究》论文于2012年5月发表在《计算机教育杂志》期刊上。
8.《基于云计算的高职物联网应用技术专业教学资源平台构建研究》论文发表在2012年6月发表在《中国教育信息化》杂志
9.《基于Agent的智能教学系统的研究》论文于2011年3月发表在赤峰学院学报
10.《基于网格的智能学习环境研究与开发》论文于2011年2月发表在济南职业技术学院学报
11.《网络教学资源库建设的研究》论文于2010年3月在福建电脑杂志上发表
主要参考文献:
[1]万利平,陈燕.云计算在教育信息化中的应用探究[J].中国教育信息化2009(5):
74-77.
[2]陈全,邓倩妮.云计算及其关键技术[[J].计算机应用,2009(9):
2562-2567.
[3]钱文静,邓仲华.云计算与信息资源共享管理[J].图书与情报,2009(4):
47-52,60.
[4]ChappellD.Introducingtheazureservicesplatform[Z].WhitePaper,Oct2008.
[5]ArmbrustM,FoxA,GriffithR,etal.Abovetheclouds:
aBerkeleyviewofcloudcomputing,TechnicalReportNo.UCB/EECS-2009-28[R].UniversityofCaliforniaatBerkley,USA,2009-02-10.
[6]VaqueroL,RodercC-MarinoL,CaceresJ,eta1.A break in theclouds:
towardsaclouddefinition[J].SIGCOMMComputerCommunicationReview,2009,39
(1):
50-55.
主要参加者的学术背景和研究经验、组成结构:
该课题负责人马荣飞,44岁,副教授,硕士,专业负责人,科研成果显著,研究能力较好,共发表论文20篇,其中EI检索7篇,在核心期刊上发表了10篇。
主持或参与科研项目10项,其中,主持省级课题2项、参与省部级课题2项、主持省厅级课题4项,主编教材3部和副主编教材1部。
课题组主要研究成员陈画老师,40岁,讲师,硕士学位,主持院级以上课题4项,发表论文4篇。
课题组主要研究成员朱静宜老师,30岁,硕士,主持院级以上课题6项,发表论文6篇,其中EI检索2篇,在核心期刊上发表了2篇。
课题组主要研究成员郭星明老师,46岁,教授,系统分析师,硕士,数字与信息分院副院长,主持省级课题2项,发表论文20篇,其中EI检索5篇,一级期刊5篇。
课题组主要成员王传东老师,48岁,研究员,教研室主任,主持省级课题2项,发表论文8篇。
课题组一共有5个人员组成,教授一人,研究员一人,副教授一人,讲师二人,其中4人具有硕士学位,并且职称、学历和年龄配置合理,团队实力强,马荣飞、郭星明和王传东三位老师以前在企业工作多年,做过大量的实战化项目,并且马荣飞和王传东两位老师现在正在进行云计算方面的研究,基于以上原因,本课题组一定能够按质按量地完成《基于“云计算”的高职教学资源平台构架与应用研究》这项课题。
完成课题的保障条件:
通过前期的调研,再结合课题组以前开发过有关“云计算”平台,积累了丰富的研究文献、资料和开发实际经验;学校网络研发平台已具备60余台服务器、80KW和20KW的UPS、核心交换机、汇聚交换机、路由器、防火墙、流量控制、链路均衡、FC磁盘阵列等设备,并有功能齐全的数字化校园平台、高校首例全校802.11n标准覆盖的无线网络、具有创新意义的校企合作视频互动平台和国内领先的三维社区型虚拟校园等,学校还有物联网与云计算实训室、信息管理实训室、网络实训室和创新创业实训室等实验条件,完全能够满足该课题实验的要求;学校领导对该课题非常重视,如果该课题能申报下来,学院会按照科研规定给予一定研究经费支持,该课题研究时间为一年。
总之,具备良好的该课题保障条件,相信课题组有能力完成本课题预期目标和任务。
预期研究成果
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- 关 键 词:
- 课题 申报 范本 基于 计算 高职 教学 资源 平台 构架 应用 研究