關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；教學(xué)檔案；無(wú)紙化管理

0 背景

在工程教育認(rèn)證背景下，教學(xué)過(guò)程等檔案材料的完整性是評(píng)審主要依據(jù)，有利于幫助任課老師分析問(wèn)題推動(dòng)課程的持續(xù)改進(jìn)[1]。根據(jù)學(xué)院教學(xué)委員會(huì)規(guī)定，無(wú)論是理論課程還是實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)課程，完整的課程歸檔材料都需要包括教學(xué)持續(xù)改進(jìn)計(jì)劃、大綱與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)資源、教學(xué)包檢查表、各項(xiàng)考核原始材料、各項(xiàng)成績(jī)記錄與總評(píng)、課程目標(biāo)達(dá)成度計(jì)算表及評(píng)價(jià)報(bào)告、課程目標(biāo)達(dá)成學(xué)生自評(píng)表及授課總結(jié)等11項(xiàng)材料，雖然在學(xué)院優(yōu)化后整合調(diào)整為教學(xué)大綱、持續(xù)改進(jìn)計(jì)劃、過(guò)程考核材料、期末考核材料、合理性審查原始記錄、達(dá)成度評(píng)價(jià)報(bào)告及標(biāo)志性原始數(shù)據(jù)等7項(xiàng)材料，其中教學(xué)資源包含講義等文字或視頻文件，過(guò)程考核材料會(huì)涉及學(xué)生參與教學(xué)的作業(yè)、程序文檔、源代碼、項(xiàng)目報(bào)告等各類材料，紙質(zhì)版無(wú)法呈現(xiàn)原始材料以及考核的多樣化。采用光盤刻錄在一定程度上保留了原始材料以及考核的多樣化，但由于光盤的存儲(chǔ)容量和讀取速度等限制，在用光盤歸檔的實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)了一些刻錄課程材料的光盤無(wú)法正常讀取的問(wèn)題。

綜上所述，在傳統(tǒng)歸檔工作中存在需要配置足夠的人力、物力和財(cái)力，并且紙質(zhì)或光盤存儲(chǔ)管理形式下材料易損壞的問(wèn)題，因此如何應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)材料的信息化管理得到了高校的廣泛關(guān)注，信息化無(wú)紙化實(shí)驗(yàn)教學(xué)材料管理形式能有效地提升管理質(zhì)量和利用率。

將傳統(tǒng)的紙質(zhì)歸檔方式借助計(jì)算機(jī)技術(shù)推陳出新，“重寫”存儲(chǔ)的定義，其他需要綜合考量系統(tǒng)化應(yīng)用以及價(jià)格等因素。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的變革中尤為明顯，在滿足電子時(shí)代基本需求，其不斷滿足交互性的基本特征，使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用不局限在固定領(lǐng)域內(nèi)，成為擴(kuò)大檔案類材料信息化無(wú)紙化管理范圍的理論基石。

隨著融合了分布式處理、并行處理以及網(wǎng)格計(jì)算的云計(jì)算技術(shù)不斷發(fā)展[2]，云存儲(chǔ)[3]這一概念也應(yīng)運(yùn)而生。這種網(wǎng)上在線存儲(chǔ)的模式有利于提高數(shù)據(jù)交互的及時(shí)性，通過(guò)應(yīng)用軟件將存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)集合，有效地?cái)U(kuò)大了歸檔文件的可儲(chǔ)存容量，在一定程度上提高了數(shù)據(jù)保存的安全性[4]。

通過(guò)調(diào)研，針對(duì)云存儲(chǔ)的部署平臺(tái)市面上一般有公有和私有兩類，公有云存儲(chǔ)主要實(shí)現(xiàn)主機(jī)層面的安全隔離，按需為所使用服務(wù)付費(fèi)，而私有云存儲(chǔ)則是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層面的安全隔離，通過(guò)自主運(yùn)維能夠靈活定制所需服務(wù)。通過(guò)初步對(duì)學(xué)院歸檔業(yè)務(wù)的分析，對(duì)于云存儲(chǔ)的部署可優(yōu)先選擇私有云存儲(chǔ)。

私有云存儲(chǔ)的操作系統(tǒng)可選用Windows 或Linux，雖然Linux具有開源和穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，但學(xué)院的師生更習(xí)慣于Windows界面和服務(wù)，為了更容易上手和推廣，最終選擇了Windows Server 2008作為服務(wù)器的操作系統(tǒng)。

私有云盤常見搭建方案及提供的功能服務(wù)對(duì)比如表1所示。

目前私有云存儲(chǔ)常用的軟件有Nextcloud、own? Cloud、Seafile三種[5]，其中ownCloud作為Nextcloud的前身，兩者具有類似的功能，如文件同步、分享等，但在擴(kuò)展性上較弱于Nextcloud，但穩(wěn)定性和易用性是其優(yōu)勢(shì)；Seafile是另一個(gè)深受個(gè)人及組織歡迎的云存儲(chǔ)軟件，能支持文件同步和共享，還能滿足多設(shè)備同步等特性。

當(dāng)使用私有云盤存儲(chǔ)文件時(shí)，安全性是必不可少需要考慮的因素。一般可通過(guò)以下幾點(diǎn)來(lái)6b163a8fe78f75a6b2bce343f6ee4f4b提高私有云盤的安全性：

（1） 管理員分配初始賬戶和密碼后，用戶在首次登錄時(shí)跳轉(zhuǎn)修改密碼界面，避免分配的弱密碼的簡(jiǎn)單和易猜測(cè)導(dǎo)致賬號(hào)丟失，建議使用密碼工具對(duì)強(qiáng)密碼進(jìn)行管理；（2） 在防火墻上進(jìn)行配置，僅允許特定IP地址或端口才能訪問(wèn)私有云盤；（3） 進(jìn)行周期性備份，定期對(duì)私有云盤上的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份[6]，以防止數(shù)據(jù)被意外刪除或損壞；（4） 啟用HTTPS協(xié)議進(jìn)行加密通信，降低數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中被竊取的風(fēng)險(xiǎn)。

1 無(wú)紙化歸檔管理的需求分析

目前學(xué)院進(jìn)行教學(xué)材料的交互主要是通過(guò)騰訊QQ文件的共享和建立組織。實(shí)驗(yàn)中心在處理每學(xué)期各類實(shí)驗(yàn)教學(xué)材料的歸檔問(wèn)題時(shí)，需要同時(shí)滿足多文件、多級(jí)分類、及時(shí)更新的管理效果。因此，構(gòu)建一個(gè)支持大文件、多層分級(jí)管理、在線共享的共享平臺(tái)成為歸檔管理部門需求下的一個(gè)必然的趨勢(shì)。本文提出的實(shí)踐結(jié)合網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)院實(shí)際情況，滿足本院的教學(xué)業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化信息化的實(shí)驗(yàn)材料歸檔。

無(wú)紙化是指通過(guò)信息化平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代化信息技術(shù)，直接在線形成、接收、利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)材料，而不再依賴紙質(zhì)文件材料，從傳統(tǒng)的紙質(zhì)材料為核心的工作模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐噪娮硬牧蠟楹诵牡男碌墓ぷ髂Ｊ?，?gòu)建服務(wù)于本院實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的資源庫(kù)，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的服務(wù)效能，為學(xué)院的進(jìn)一步工程教育認(rèn)證工作提供教學(xué)材料支撐保障。通過(guò)需求分析后，本研究應(yīng)具體實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)目標(biāo)：

（1） 建立局域網(wǎng)安全環(huán)境，在一定程度上確保上傳材料的安全性；（2） 實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中心歸檔材料的備份，可以提供一個(gè)可靠的備份環(huán)境；（3） 實(shí)現(xiàn)各分部門的分級(jí)權(quán)限管理，可以提供便于管理的層次結(jié)構(gòu)；（4） 實(shí)現(xiàn)分部門的材料實(shí)時(shí)同步，實(shí)現(xiàn)作為認(rèn)證的輔助數(shù)據(jù)庫(kù)夯實(shí)的數(shù)據(jù)保障。

2 無(wú)紙化歸檔管理的研究方向

根據(jù)需求分析可得建設(shè)無(wú)紙化歸檔管理擬解決的主要問(wèn)題有以下4個(gè)研究方向。

2.1 解決文件安全性問(wèn)題

結(jié)合VPN虛擬專用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提供專用加密通信環(huán)境。在服務(wù)器端設(shè)置訪問(wèn)權(quán)限，校外訪問(wèn)通過(guò)VPN 轉(zhuǎn)換后方可實(shí)現(xiàn)上傳下載等用戶操作。

2.2 解決文檔同步問(wèn)題

結(jié)合存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，借助云端存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)多端異地實(shí)時(shí)同步的問(wèn)題，云端存儲(chǔ)同時(shí)還能滿足大容量的需求。搭建適用于學(xué)院相關(guān)文件需求的存儲(chǔ)設(shè)備，借助虛擬化技術(shù)構(gòu)建桌面化管理平臺(tái)，以較為成熟的“云”客戶端輔助實(shí)現(xiàn)“定制版”一網(wǎng)多端的文件交互模式。通過(guò)模擬網(wǎng)絡(luò)云端存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)了文檔的異端同步問(wèn)題，進(jìn)一步提高了院級(jí)管理效率。

2.3 解決課程無(wú)紙化組織架構(gòu)問(wèn)題

以電子文件夾的方式替代傳統(tǒng)檔案盒，需要建立一個(gè)合理的、直觀的組織架構(gòu)，這樣才能更為高效地便于提交歸檔、查詢檢索等操作。在基于組織架構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)立不同的權(quán)限，避免出現(xiàn)誤操作導(dǎo)致的組織結(jié)構(gòu)錯(cuò)亂等問(wèn)題。

2.4 解決存儲(chǔ)備份問(wèn)題

無(wú)紙化實(shí)驗(yàn)材料需要考慮電子信息損壞和誤刪操作導(dǎo)致的丟失問(wèn)題，建立合理的資源池，做好備份方案，能有效地在解決前面可能出現(xiàn)的問(wèn)題。

3 高校無(wú)紙化歸檔管理具體實(shí)現(xiàn)

在兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，最終選擇在學(xué)院部署國(guó)產(chǎn)開源的私有云盤Seafile。

3.1 構(gòu)建資源池和Seafile Server 安裝

資源池通常由多個(gè)擴(kuò)展單元組成，而擴(kuò)展單元通常由服務(wù)器和共享存儲(chǔ)組成。每個(gè)擴(kuò)展單元建議包含5～10臺(tái)虛擬服務(wù)器，并配置20TB共享存儲(chǔ)，如圖1所示。資源池建議至少包含3個(gè)擴(kuò)展單元。由于網(wǎng)絡(luò)通信的原因，最好不要跨廣域網(wǎng)構(gòu)建，否則大量的數(shù)據(jù)通信會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成很大的壓力，影響網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男阅?。因此，云存?chǔ)系統(tǒng)和資源池的對(duì)應(yīng)關(guān)系可為一對(duì)一或一對(duì)多； 而一個(gè)資源池一般只歸屬于一個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)。本案的資源池使用了VMware ESXi Server構(gòu)建。

在分配的服務(wù)器上分別安裝VMware ESXi，并在指定的一臺(tái)上安裝 vCenter Server，實(shí)現(xiàn)對(duì)所分配的物理服務(wù)器的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)的資源池結(jié)構(gòu)如圖1所示，最大化地體現(xiàn)出虛擬架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行資源的動(dòng)態(tài)管理。

經(jīng)過(guò)多次摸索和實(shí)踐，目前學(xué)院部署的Seafile已基本成型?；谫Y源池的構(gòu)建成功部署了Seafile（內(nèi)網(wǎng)資源池搭建如圖2所示）。實(shí)現(xiàn)賬戶的分配，文件的無(wú)紙化歸檔。

3.2 分級(jí)組織架構(gòu)及用戶角色分配

通過(guò)Seafile的分級(jí)管理按網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)院的不同職能需求建立組織架構(gòu)。其中，按不同系（中心）建立了群組，便于系（中心）內(nèi)部的文件交互需求；在公共路徑下，按期末所需歸檔及工程教育認(rèn)證所需材料建立資料庫(kù)，網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)院資料庫(kù)架構(gòu)詳如圖3所示。

在各資料庫(kù)中再按照學(xué)期建立進(jìn)行分級(jí)文件，各學(xué)期認(rèn)證課程材料歸檔的資料庫(kù)目錄如圖4所示。

以22-23-1學(xué)期為例，各課程提交課程歸檔的情況如圖5所示。

為了便于管理，在分級(jí)組織架初步劃分三種用戶類別：

（1） 系統(tǒng)管理員——網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心

網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心（簡(jiǎn)稱實(shí)驗(yàn)中心）作為實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)等課程材料歸檔的最終單位，主要承擔(dān)系統(tǒng)管理員的身份，包括物理服務(wù)器的搭建和維護(hù)，虛擬資源池的配置和管理，賬戶的維護(hù)等。

（2） 部門管理員——各系/課程負(fù)責(zé)人

以各系（課程）為單位的群組，由對(duì)應(yīng)負(fù)責(zé)人作為管理員，主要承擔(dān)該系（課程）下的資料庫(kù)的管理和維護(hù)，同時(shí)可以調(diào)整所負(fù)責(zé)的資料庫(kù)的訪問(wèn)權(quán)限。

（3） 普通用戶——學(xué)院各老師

學(xué)院各老師在使用管理員分配賬戶默認(rèn)登錄Sea? file的角色均為普通用戶，普通用戶可以訪問(wèn)所屬群組及公共權(quán)限的資料庫(kù)。但是資料庫(kù)創(chuàng)建和管理的權(quán)限。

當(dāng)系（課程）間需要共享文件時(shí)，實(shí)驗(yàn)中心管理人員可以進(jìn)入的系統(tǒng)管理界面如圖6所示，所涉及的資料庫(kù)設(shè)置共享權(quán)限如圖7所示，從而實(shí)現(xiàn)了跨群組的共享，便于互查或領(lǐng)導(dǎo)審查。

4 結(jié)論

經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證可得，通過(guò)建立私有云盤的方式建立教學(xué)材料的無(wú)紙化歸檔管理，是推進(jìn)高校教學(xué)建設(shè)工作的有效手段之一，將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際的教學(xué)生產(chǎn)實(shí)踐中，進(jìn)一步提高了高校對(duì)于教學(xué)工作的管理效率。在實(shí)踐中選用了私有云盤的社區(qū)版作為測(cè)試用例，先在網(wǎng)絡(luò)安全學(xué)院院內(nèi)自用自管，再階段性總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)進(jìn)一步的建設(shè)和推廣奠定基礎(chǔ)。