架構基于云計算的區域教育云

【摘 要】云計算作為當前影響未來教育發展的重要技術之一，其安全可靠的數據存儲能力、強大的計算能力、方便快捷的服務將為整合教育資源，消除系統間信息孤島，建立開放、兼容、共享的教育信息化平臺提供可行的技術方案；教育云代表云計算技術在學習上的應用，“云”的思想和理念改變了傳統的學習方式，演化為一種教育資源的整合手段，由此發展出新的教育模式。

【關鍵詞】云計算 教育云 教育信息化

關于“云計算（cloud computing）”的界定及解釋，到目前為止還沒有一個普遍一致的定義，據不完全統計， 業界對于云計算的定義多達20多種。隨著互聯網技術的不斷發展，業界人士不斷產生新的觀點及比喻，把原本晦澀難懂的概念變得形象清晰。黎加厚說，云計算是指由幾十萬甚至上百萬臺廉價的服務器所組成的網絡，在遠程位置（云）為用戶提供所需要的計算機服務。李開復說，云計算就好比銀行的自動取款機（ATM）和錢莊，強調的是即需即用。從他們描述中，我們可以更加理性地認識到，“云”不是產品，而是一種無形的服務，是為用戶提供觸手可及、按需取用的服務，服務是云計算的核心。“云”不在本地，看不見摸不著，用戶無需關心“云”到底在哪里。

《教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）》（征求意見稿，以下簡稱“規劃”）中指出，要“建成天地網全覆蓋、互聯網寬帶接入、綠色安全的國家教育信息基礎設施。建立遍及城鄉學校、覆蓋各級各類教育的信息化支撐保障體系。實現校校通寬帶，班班可上網，人人有終端。”“規劃”為開展云計算在區域教育信息化中的應用研究指明了方向。本文擬從南京市玄武區的實踐探討基于云計算的區域教育云的架構。

一、“區域教育云”的服務類型

目前云計算服務按類型分有3種模式：基礎架構即服務（IaaS）、軟件即服務（SaaS）和平臺即服務（PaaS）。“區域教育云”可以是IaaS、PaaS、SaaS的任意一種或多種的聯合體，目的都是為教育用戶提供按需使用、隨時擴展、易于管理、安全可靠的網絡應用服務。鑒于我區教育信息化的現狀，我只闡述后兩種服務：

1.平臺即服務（ Platform as a Service，PaaS）

PaaS讓用戶不需編程即可開發系統，且不需要使用其他軟件開發工具就可立即讓系統在線運行。

PaaS是管理系統開發的革命，用戶可以快速把自己的業務流程和想法應用到管理系統中去，從而大大提高工作效率和執行力

早在十一五期間，玄武區就已經提出了以“建設大教育管理網絡平臺，通過整合、優化玄武教育資源，實現區域教育基礎數據信息化”為總目標，“建設六大數據庫（教育行政政務信息庫、教師信息庫、學生信息庫、成績信息庫、學科資源庫、社區學習資源庫），支撐六大信息平臺（行政服務平臺、教學資源平臺、教師發展平臺、學生成長平臺、質量管理平臺、社區學習平臺）”為具體目標的區域教育信息化管理平臺的建設，但在建設的過程中，因為資金及技術等各種原因，目前只完成了部分平臺的建設。“云技術”的出現，讓這一目標的整體實現再次煥發生機，“區域教育云”可以提供如下具體服務：

①提供統一的信息門戶平臺。“區域教育云”集成了服務統一性、系統入口規范性、訪問集中性等多種特點，在該平臺下，學校可以搭建具有自己學校特性的門戶網站，教師可以搭建自己的個性化教學平臺、博客平臺，以及為學生搭建個性化的學習平臺。“區域教育云”平臺可以根據用戶的不同身份提供不同的應用服務，這也就是所謂的服務定制，不同角色身份的作者看到不同的內容，訪問不同的功能子系統。系統集中授權，同時提供應用訪問個性化的服務。

②提供統一的認證與授權平臺。“區域教育云”平臺采取統一的認證與授權來規范系統管理，對不同的用戶（包括教師、學生、管理員）進行統一編碼，集中管理，不同用戶的信息均由權威的源頭管理維護。同時平臺可以對接其他管理系統，如科技、財務、圖書、教務等系統。一次認證登錄，就可以登錄多個系統。多個賬戶變成一個賬戶，管理流程更加簡單。

③提供統一的數據交換平臺。“區域教育云”平臺能夠提供數據交換，系統內的數據統一標準，集中共享，數據的信息均由權威源頭維護，每項數據只能由產生學校或個人更新。平臺打破了數據孤島，一份數據，多個系統可以共享，一旦數據變化，立即進行周期性的更新。同時，提供實時性的查詢通道，可以跨學校、部門交換數據，共享數據。

2.軟件即服務（Software as a Service，SaaS）

SaaS是一種通過Web 瀏覽器調用的專業化軟件，區教育信息中心負責對硬件和軟件能力進行管理，使之能夠滿足用戶需求。用戶無須關心具體硬件設施或軟件結構，也無需建立自己的數據中心，通過瀏覽器即可使用SaaS提供商提供的豐富軟件資源。

在教學和科研中，往往需要安裝和使用大量的軟件，比如學校網站服務器使用操作系統Windows Server、學生機房使用的操作系統WindowxXp、辦公軟件Office2003、圖像軟件PS等，這些正版軟件的授權使用費、后期的軟件更新以及教學中所涉及的軟件安裝對硬件配備提出的新的要求、更不用說為所有學生機安裝諸多軟件本身就是一件低效率的重復的機械勞動，如果學校采用“區域教育云”所提供的服務，將會很好地解決這些問題。由于云計算對使用的終端計算機本身要求并不高，只需安裝操作系統和瀏覽器，所以完全可以節約初期的投入而不必配置高性能的計算機設備，并且可以將設備更新換代的任務統統丟給服務的提供者——區域數據中心建設者或者是相關服務提供商。各種軟件的使用都采用類似于租借的形式，全部來自SaaS的“云海”中，不需要再費時費力地為所有計算機安裝所有課程所需的軟件。軟件版本的更新和授權問題也全部丟到“云”里。隨著云計算的發展，我們可以預見這樣的場景：學校的機房設備甚至可以簡化到類似于計算機網絡初期時的形態。我們只需要具備瀏覽器和上網條件，任何一種教學軟件的使用和信息的存儲和處理都可以輕松解決。這極大地減少了軟、硬件資源的建設、管理和維護成本，節省了人力、物力和財力。

二、“區域教育云”的服務內容

“區域教育云”包含以下三個方面的服務：

1.學校管理云服務

主要為各級各類學校的管理服務，一般包括教學管理、學生管理、教職工管理、科研管理、設備資產管理、財務管理等，具體可以參考《教育管理信息（系列）標準》中各類學校管理信息標準對于業務的切分。

2.教育電子政務云服務

主要面向區內各級教育行政部門、直屬單位、中小學、幼兒園等目標群體，具體功能可包括：學校管理、學生管理、教師管理、科技管理、涉外管理、行政執法、教育培訓、發展規劃、統計分析、決策支持等等。教育電子政務云服務平臺與學校管理云服務平臺打通，實現數據共享，實現信息流的上下貫通，這對于建立全區統籌的教育管理信息系統至關重要。

3.教育公共服務平臺

“區域教育云”平臺可以為各級各類學校老師、學生及學生的家長以及與（職業）學校合作的企業服務，此外，還為社會各界關心教育、了解教育、獲取教育公共信息提供服務。具體功能如下：

①整合優質教育資源。云計算使得互聯網的每個節點都可以作為數據存儲中心和數據計算中心。所以利用云計算技術可以整合各種優質資源，為廣大師生提供合適的、優質的、可重復使用的數字化教學資源，避免各個學校由于各自為政和重復建設而造成人力、物力、財力的巨大浪費。

②輔助教學。云計算輔助教學是指學校和教師利用云計算提供的服務，構建個性化教學的信息化環境，支持教師的教學和學生的學習，提高教學質量。隨著云計算的進一步發展，信息化教育利用云平臺可以實現教學、管理和信息交流等功能。從教育的發展趨勢和云計算技術的特點看，云計算輔助教學模式應當是今后發展的主要方向，支持自主式學習、協作交流式教學和個性化學習等方式。

③促進教師和教學資源均衡發展。學校是在同一標準的系統內使用教育云平臺，所有學校信息資源都可以與其他學校共享，同時，強、弱校形成對接，名校在教育云平臺上發布優質教育資源，全區所有學校可通過云平臺共享；名、特、優教師也可通過教育云平臺面向全區學生進行遠程交流、授課和輔導，從而較好地解決區域內學校、師生及資源等教育發展不均衡的問題。

④搭建全新的交流平臺。教育云平臺能為教師、學生和家長構建全新的交流空間。使用者無需下載和安裝，就可隨時隨地登錄，享用教育云提供的豐富教學資源、教學工具和應用軟件。

教師可以遠程指導學生學習，發布和修改作業等；可以上傳自己的教學資源，與其他教師在線共享；還可以接受遠程培訓，提高自身素質和教學水平。學生可以在線選擇名師，在線觀看視頻授課，在線獲得名師的答疑解惑。

家長在征得子女同意后，可以進入子女的空間，與孩子互動交流，及時了解孩子的興趣愛好和學習情況，還可以與其他家長、教師一起討論交流，參與到教育中來。所以，區域教育云是未來教育信息化建設的基礎架構，它可以向教育機構、教育工作者和學生提供各種教育活動所需的信息化服務。

三、“區域教育云”的操作策略

根據我國“省級政府教育統籌”、“基礎教育以縣為主”的教育管理體制（模式），“區域教育云”由區教育局牽頭建設，運營管理覆蓋到區內各級教育行政部門。區教育局組織區教育信息中心自建私有云或租用商業云構建統一的基礎設施（IaaS、PaaS），在此基礎上建立統一的云教育管理服務平臺（SaaS），為區內各級行政單位、直屬單位及全區中小學、幼兒園提供服務。云教育管理服務平臺的系統運行管理由區教育信息中心負責，或委托專業IT服務公司負責。

各級各類學校獲得授權后，可以根據學校業務需要申請所需IT資源和業務服務，并將相關資源與服務分配給本校師生，例如給校教務處的教師授權教務管理的服務，給班主任授權本班級學生管理的服務，給教師授權教研協作交流的服務，給學生授權成績查詢的服務，給家長授權家校交流的服務。各類用戶通過統一的入口進入“區域教育云”服務平臺后，可以使用被授權的各種資源與服務。區教育行政部門有權直接從平臺中獲取所轄學校和部門的教育管理與服務信息，既可以用于本級行政教育數據的統計分析，也能夠及時為上級部門提供真實、準確的教育管理與服務數據，這對建立權威、鮮活的省、市級教育管理基礎信息數據庫非常有幫助。由于采用云服務模式，各類用戶都不必關心系統資源與運行維護問題，系統運行部門根據用戶使用情況及時調撥資源，保證云服務的高質與高效，這可以極大地節省IT資源，提高服務質量；全區所有學校都可以享受到一致的優質服務，促進教育的公平與均衡發展。

綜上所述，在區域教育信息化中應用云計算技術架構“區域教育云”，建立開放、統一、靈活的教育信息化平臺，對于縮小數字鴻溝、共享優質資源、實現教育公平和促進教育均衡發展，從而達到提高教育信息化水平、推動教育現代化和教育信息化深度發展的目的將起到強有力推手的作用。■

【參考文獻】

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（作者單位：南京市玄武區教師進修學校）