基于云計算的教育資源共享平臺的研究

郭煒杰++彭慧

摘要：隨著云計算技術(shù)快速發(fā)展并不斷融入教育領(lǐng)域，教育云的研究成為眼下教育信息化的研究熱點(diǎn)。高校的各類信息系統(tǒng)齊全，但相互獨(dú)立各自為政，因此需要建立資源共享中心和數(shù)據(jù)交換中心，使得高校里的各種資源發(fā)揮更高的效用。該文結(jié)合云計算特征，在高校教育資源共享方面進(jìn)行了一些探索，提出一種教育資源的云共享模式，同時共享模式能支撐高校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研活動所需資源，并以實(shí)現(xiàn)交互式教、學(xué)、研一體化為最終目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：教育信息化；教育資源；云共享

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）29-0103-02

Research on Educational Resource Sharing Platform based on Cloud Computing

GUO Wei-jie， PENG Hui

（Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China）

Abstract： With the rapid development of cloud computing technology and continuous integration in the field of education， the research of educational cloud has become a hot spot in the current educational informationization. All kinds of colleges and universities information system is complete， but independent， fragmented. Therefore， it is necessary establish the resources sharing center and data exchange center， the colleges and universities of all kinds of resources to play a higher utility. In this paper， the characteristics of cloud computing， in the university education resources sharing， a number of exploration， proposed a cloud sharing model of educational resources， while sharing model to support the experimental teaching and scientific research activities of the University， and to achieve interactive teaching， learning， research and integration as the ultimate goal.

Key words： education information； educational resources； cloud sharing

2010 年7 月，國家發(fā)布了《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》（以下簡稱綱要），《綱要》的第十九章專門論述了加快教育信息化進(jìn)程的三條規(guī)劃，要求“建立開放靈活的教育資源公共服務(wù)平臺，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源普及共享?！盵1-2]；2012年3月又發(fā)布了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》，強(qiáng)調(diào)了建設(shè)以提供信息化學(xué)習(xí)環(huán)境、以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)模式、為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供高性能信息化教學(xué)科研環(huán)境為目的的信息化公共支撐環(huán)境，其中一條就是要建立優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源和共建共享環(huán)境[2]。

國內(nèi)各高校經(jīng)過十余年的信息化建設(shè)已經(jīng)具有一定規(guī)模，但是信息化的復(fù)雜度達(dá)到一定程度都會不可避免的遇到一些問題：信息技術(shù)引發(fā)的社會變革對高等教育的教育理念、教育教學(xué)模式、教學(xué)管理模式、手段、工具等多方面產(chǎn)生了一定的沖擊；各個部門建設(shè)信息系統(tǒng)也基本上各自為政，資源不共享、應(yīng)用不集成、界面不統(tǒng)一，產(chǎn)生眾多信息孤島和信息碎片，信息化建設(shè)缺乏有效組織和正確規(guī)劃，各行其是；服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)帶寬等信息化基礎(chǔ)設(shè)施的利用率不高，重復(fù)投入大，浪費(fèi)財政經(jīng)費(fèi)。美、澳、港等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)高校信息化同樣也出現(xiàn)困惑：實(shí)施困難且成本過高；投入巨大成效達(dá)不到預(yù)期；多個系統(tǒng)之間開放度不夠，集成非常困難。

因此要在已有多媒體教學(xué)平臺和數(shù)字化課程資源的基礎(chǔ)之上建設(shè)教育資源的共享平臺，整合高校現(xiàn)有資源，為教學(xué)手段、方法、內(nèi)容的改革，人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高提供物質(zhì)基礎(chǔ)和保障。

1 云計算概述

云計算（Cloud Computing）是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式。現(xiàn)階段廣為接受的是美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）定義：云計算是一種按使用量付費(fèi)的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問， 進(jìn)入可配置的計算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器，存儲，應(yīng)用軟件，服務(wù)）。云計算是并行計算（Parallel Computing）、分布式計算（Distributed Computing）、網(wǎng)格計算（Grid Computing） 、效用計算（Utility Computing）、網(wǎng)絡(luò)存儲（Network Storage）、虛擬化（Virtualization）、負(fù)載均衡（Load Balance）、熱備份冗余（High Available）、集群（Cluster）等傳統(tǒng)計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物[3]-[7]。

將云計算的理念應(yīng)用于教育領(lǐng)域構(gòu)建的教育云和現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展是相輔相成的，為現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展提出了新的理念和發(fā)展方向，為高校教育信息化帶來了更為廣闊的發(fā)展空間[8]-[10]。教育信息化云服務(wù)平臺是一種新的教育信息化服務(wù)模式和管理方法，能夠把海量的、數(shù)字化的教育資源和教育應(yīng)用結(jié)合起來，組織成一個資源管理和教育應(yīng)用為一體的統(tǒng)一服務(wù)[11]-[13]。各種數(shù)字化教育資源將是開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的重要支撐，而這些教育資源在網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲等物理設(shè)備上如何組織、傳輸、存儲、共享、交換、調(diào)度、管理則需要一個可伸縮可流動的云平臺。在教育云上開展的教學(xué)活動我們可以稱為云教學(xué)，它是數(shù)字教學(xué)、在線教學(xué)、泛在教學(xué)和移動教學(xué)的集合和升華，它以知識為核心、以資源為支撐、以用戶為目標(biāo)、以開放式互動教學(xué)為形式，集教學(xué)、管理、學(xué)習(xí)、分享、互動交流于一體，并輔以激勵機(jī)制、獎懲機(jī)制、考核機(jī)制、認(rèn)證機(jī)制，讓教與學(xué)可以在任何時間、任何地點(diǎn)、任何設(shè)備上開展，因此需要構(gòu)建穩(wěn)定可靠、易于管理、靈活擴(kuò)展、動態(tài)高效、節(jié)能環(huán)保、按需使用的新一代教育云計算中心。

2 資源云共享平臺架構(gòu)

高校隨著多年的信息化建設(shè)，基本已建成教務(wù)管理信息系統(tǒng)、科研管理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)課程管理信息系統(tǒng)、在線學(xué)習(xí)信息系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室管理信息系統(tǒng)，但都是獨(dú)立建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行，且大多只停留在信息發(fā)布的層面，教育資源共享平臺是要把這些系統(tǒng)中的教育資源納入進(jìn)來，重新組織、傳輸、存儲、共享、交換、調(diào)度、管理，建設(shè)這樣的平臺不影響原有系統(tǒng)的運(yùn)行；不用改變原有的業(yè)務(wù)流程；減少了全部重新建設(shè)的成本；并將全部資源用另一種全新的方式呈現(xiàn)在用戶眼前，真正實(shí)現(xiàn)交互式教、學(xué)、研一體化。

本文設(shè)計的云共享平臺從上到下分為5層：發(fā)布層、應(yīng)用層、資源層、云計算層、存儲層，以實(shí)現(xiàn)硬件和軟件、應(yīng)用和數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一分配、統(tǒng)一部署、統(tǒng)一監(jiān)控。

1）存儲層：主要指存儲服務(wù)器，是所有資源、數(shù)據(jù)實(shí)際載體，可以是實(shí)體服務(wù)器也可以是虛擬服務(wù)器，存儲服務(wù)器的存儲空間可以使用本地硬盤也可以使用FC存儲、iSCSI存儲、NAS或DAS。存儲層包含生產(chǎn)型存儲服務(wù)器和備份型存儲服務(wù)器，采用集群方式運(yùn)行可以動態(tài)的橫向擴(kuò)展，具備自動故障切換和備份容災(zāi)機(jī)制。

2）云計算層：該層主要是一個云計算引擎，是整個體系結(jié)構(gòu)的核心，承擔(dān)了數(shù)據(jù)的管理、交換、組織、存儲、調(diào)度、監(jiān)控以及分析、統(tǒng)計、挖掘等功能。包括服務(wù)器管理、資源池管理、作業(yè)管理、資源管理、流程管理、服務(wù)管理、監(jiān)控管理等組件。

3）資源層：存放各種數(shù)字化教育資源的邏輯區(qū)域，資源類型包括：教學(xué)類資源、科研類資源、圖書文獻(xiàn)類資源等。教學(xué)類資源包括教學(xué)大綱、教學(xué)計劃、課件、教案、教學(xué)視頻、試卷、習(xí)題、習(xí)作、案例、教學(xué)軟件、學(xué)習(xí)軟件等；科研類資源包括任務(wù)書、開題報告、綜述、投稿論文、工具軟件、代碼、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)報告、圖紙、結(jié)題報告等；圖書文獻(xiàn)類資源有書籍、論文、報告、文件、指南、文獻(xiàn)資料等。平臺上的資源有兩種生成途徑：一是從現(xiàn)有其他系統(tǒng)中獲得，二是在平臺上新創(chuàng)建。

4）應(yīng)用層：按功能或服務(wù)的最小化原則設(shè)計一個個應(yīng)用，這些應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯不必像原來的業(yè)務(wù)系統(tǒng)那樣復(fù)雜，主要提取不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間可以資源共享的那部分作為應(yīng)用的主體。大致分為課程類應(yīng)用、教學(xué)類應(yīng)用、科研類應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)類應(yīng)用，還有公共類應(yīng)用，如即時討論、論壇、搜索。各種應(yīng)用能夠交叉使用到資源層中的各類資源。

5）發(fā)布層：發(fā)布應(yīng)用到門戶顯示，這一層主要作用是賬號認(rèn)證、權(quán)限、顯示。用戶根據(jù)權(quán)限使用不同的應(yīng)用，用戶還可以個性化定制門戶頁面。登錄門戶時到發(fā)布層指定的認(rèn)證源去認(rèn)證，認(rèn)證方式可以選擇AD、數(shù)據(jù)庫、LDAP等。

數(shù)字化教育資源云共享模式下，資源的使用者同時也是生產(chǎn)者，還需要設(shè)計必要的激勵機(jī)制、獎懲機(jī)制、考核機(jī)制、認(rèn)證機(jī)制，覆蓋所有應(yīng)用、貫穿整個教學(xué)活動，調(diào)動大家的積極性的同時提升資源庫的建設(shè)效率和質(zhì)量。同時學(xué)校有關(guān)部門還應(yīng)制定相應(yīng)的配套政策來吸引更多的學(xué)院、系、課題組、項(xiàng)目組來參與到高校數(shù)字化教育資源云共享中，提高共享服務(wù)水平，擴(kuò)大共享應(yīng)用范圍。

3 結(jié)論和展望

教育信息化是一項(xiàng)長期而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，他并非是簡單的建設(shè)幾個信息系統(tǒng)。數(shù)字化校園、移動教學(xué)、在線學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)程教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、微課、智慧校園、云計算、大數(shù)據(jù)等應(yīng)用正在實(shí)踐中走向成熟，也促進(jìn)了高校的信息化進(jìn)程。高校構(gòu)建基于云的教育資源共享平臺，把眾多的教育教學(xué)資源進(jìn)行有效的整合，開展各種翻轉(zhuǎn)課堂、微課等課程改革和教育教學(xué)改革，并對實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研活動提供支撐，提高資源利用率，使得原有的教育資源發(fā)揮更高的效用，以達(dá)到最終實(shí)現(xiàn)交互式教、學(xué)、研一體化的目標(biāo)。在建設(shè)校內(nèi)共享平臺之后，還將進(jìn)一步考慮校際共享和校社共享模式，建立和完善云資源共享服務(wù)體系。

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