基于GAE云計算的教學資源共享平臺的構建

邱春紅

摘 要：本文通過對高校教學資源共享現狀的分析，結合云計算具有能提供動態數據在不同平臺上的傳輸、能為資源的管理提供可擴展性服務的特點，根據各高校的實際情況，以一個區域內統籌者的角色提出了基于GAE云計算的教學資源共享平臺的構建思路，并給出了具體的實施方案。

關鍵字：GAE；云計算；教學資源；共享平臺

分類號：TP18 文獻標識碼：B 文章編號：2095-2163（2014）02-

Building a Platform for Sharing of Teaching Resources

based on the GAE

QIU Chunhong

（Jiangsu Vocational College of Business， Nantong Jiangsu 226011，China）

Abstract：Through the analysis of the present situation of the college teaching resources sharing， with the characteristics that cloud computing can provide transmissions for dynamic data in different platforms， scalable services for resource management， according to the actual situation in Colleges， this paper puts forward the idea of constructing a platform for Sharing of teaching resources based on the GAE as a coordinator in the regional， and gives a specific implementation plan.

Key words：GAE；Cloud computing；Teaching resources；Sharing platform

0引 言

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020）》指出“要建立開放靈活的教育資源公共服務平臺，促進優質教育資源普及共享”。然而目前各高校教學資源在開發中普遍存在低水平重復、低程度共享，以及相應數量的信息孤島現象，基于此，如何將分布在各個高校的數字教學資源進行有效整合、合理配置、以及優化管理和利用即已成為一個亟待解決的重要課題。

1 教學資源建設現狀分析

隨著信息技術的發展和網絡化的普及，各高校都建設了大量獨立的教學資源。但由于受到各高校獨立建設、溝通匱乏、以及合理有效的共享運行機制和技術還未進入全面配置等因素和條件的限制，目前高校自身和各高校間的教學資源共享還存在許多問題，主要表現在以下幾個方面[1]：

（1） 數字化教學資源建設水平高低各異。高校數字化教學資源的建設將以該校信息化程度為基礎，但基于各高校在經濟、教育和信息化建設水平等方面均存在一定差異，各高校間的數字化教學資源的建設表現出了較大的差距。大量資源集中在一些規模較大、校史悠久的院校，而另一些院校則面臨軟硬件資源先天不足的問題。

（2） 區域全局意識滯后，教學資源共享意識薄弱。區域內各高校應成立一個教學資源共享聯盟，這是區域內各高校在自愿、平等、互利的原則上建立起來的，并將在區域內一起制定資源建設計劃、協同完成建設任務、高度有序地共用所建資源。因而就要求區域內各高校相互信任、相互協作、互惠互贏。可現實狀況卻并不樂觀，首先，各高校缺乏全局意識，在資源建設時都以自我為中心，為本校考慮，力求小而全；其次，在教學資源的共享上存在索取與奉獻脫離的現象，教學資源共享意識仍略顯不足。

（3） 教學資源重復建設、層次較低。區域內各高校因為缺少溝通和交流，在進行教學資源建設時往往容易出現教學資源的重復建設。而且，每個高校的資源建設資金也較為有限，這將導致大多高校的教學資源建設往往停留在歷時短、收效快、層次低的教學資源建設項目上。

（4） 教學資源共享條件并未完備。首先，區域內各高校缺少一個統籌組織或協會，必要的溝通與交流也就位置短缺，從而在區域內無法達成統一的教學資源建設目標，以及制定切實的教學資源共享計劃。其次，區域內各高校都有自己獨立的校園網和教學資源，但卻未提供一個統一的接口、也未建立一個有效的教學資源共享平臺，由此即無法實現教學資源高效合理的共享利用。

隨著云計算技術及應用的相應進展，云計算具備了能夠提供動態數據在不同平臺上的傳輸、且能為資源的管理提供可擴展性服務的基本特點。鑒于云計算的這一特點，結合區域內各高校教學資源建設的現狀與校間教學資源共享建設的需求，本文以區域內統籌者的角度，本文提出了利用各高校校園網和高速互聯網等基礎設施，構建基于GAE云計算的教學資源共享平臺的設想，隨后也給出了具體的實施方案。

2 GAE云計算介紹

2.1 云計算

云計算是以付費使用的形式向用戶提供各種服務的分布式計算系統[2]，系統對用戶是透明的，其本質是對虛擬化計算和存儲資源池進行動態部署、動態分配、實時監控的系統，從而向用戶提供滿足需求的計算服務、數據存儲服務以及一定量的平臺服務[3]。并且云計算具有大規模、虛擬化、按需服務、多租戶、容錯性等諸多優越性質。隨著云計算在各個行業的廣泛應用，其在教育領域的應用前景正變得日益廣闊。

2.2 GAE（Google App Engine）

GAE（Google App Engine）是Google公司推出的云計算服務，是針對軟件開發人員設計的云計算服務平臺。Google提供超強的計算能力和龐大的存儲空間并代為管理，用戶擁有一個賬戶就可免費在平臺上開發和發布應用程序。GAE平臺具有性能穩定、支持Java和Python兩種開發語言、并且可免費使用1GB空間等一系列特點。

具體來說，GAE平臺的優點為：

（1） Google公司免費向開發者提供空間；

（2） GAE能為每個應用程序提供一個安全運行環境，并且提供強大的分布式數據存儲服務；

（3） GAE提供了一個功能卓越的管理界面，可以查看錯誤日志，瀏覽用戶保存的數據，分析程序性能，還可以實時監控用戶部署的應用；

（4） GAE提供了一套標準的API，如網址提取、郵件、內存緩存、圖片處理等。

2.3 搭建GAE平臺

GAE平臺支持Java語言和Python語言兩種開發環境，用戶通過使用應用服務引擎提供的API、函數庫和網頁服務器應用程序，來實現個性化應用軟件的開發[4]。Java 語言下GAE平臺環境的搭建流程如圖1所示。

圖1基于Java語言的GAE平臺的搭建流程

Fig.1 Build process of GAE platform based on Java language

3 基于GAE的教學資源共享平臺的構建

教學資源共享平臺的建立不僅能整合校際間優勢資源，并節省軟硬件成本，而且能有效提高管理及維護效率，從而滿足用戶多樣化的資源需求[5]。

3.1整體設計

目前，高校都建設了大量獨立的教學資源，主要包括媒體資源、教學課件、學科資源、軟件資源等。其中，媒體資源包括了圖像、音頻、視頻、動畫等；教學課件包括以多媒體為表現形式、能對教學及學習方式產生影響的電子教案；學科資源包括各專業的教材文本、教輔資料及網絡課程等；軟件資源則包括常見應用軟件和專業軟件。運用GAE云技術，可以將區域內高校的數字資源整合成一個公共的計算資源池，通過云計算網絡，建立統一的接口，進行統一管理。這樣所有的師生都可以通過統一接口進入資源池，獲取所需的教學信息，從而實現教學資源共享，消除信息孤島、減少重復建設。系統整體構架如圖2所示。

圖2 基于GAE的教學資源共享平臺構架

Fig.2 Framework of teaching resources sharing based on GAE

3.2 功能模塊

根據系統需求分析和整體設計方案，本平臺包含用戶管理、資源庫、資源上載、資源下載、學習博客、論壇等功能，具體如圖3所示。

圖3 平臺系統功能模塊圖

Fig.3 Function module diagram of platform system

由圖3可見，對系統平臺的各模塊功能分析如下：

（1）用戶管理。用戶分為系統管理員、教師、學生三類，不同的用戶賦予不同的用戶權限。

（2）資源庫。資源庫由區域內各高校的數字教學資源組合而成，包括媒體資源、教學課件、學科資源、軟件資源等。

（3）資源上載。用戶登錄后，可上傳相關資源，上傳過程中需設定關鍵字或資源標簽以方便其他用戶搜索、瀏覽。

（4）資源下載。用戶可查看資源庫中的所有資源，并根據自己需求進行搜索、下載。

（5）學習博客。學生可建立與己相關的學習博客，記錄學習進度和學習心得。

（6）論壇。通過論壇可以相互了解、相互學習，遇到教學或學習方面的困難也可以通過論壇進行討論。

3.3核心業務流程設計

本系統的核心業務流程是資源上載和資源下載。當用戶請求資源上載時，系統會檢驗用戶是否有權進行上載，通過驗證后，為了防止重復上載資源，系統會根據關鍵字對該資源進行匹配，檢驗是否有相同的資源存在，如若沒有，則執行上載操作，在資源上載到GAE服務器群上；若有相同資源存在，則詢問是否替換文件，否則即取消上載操作，用戶上載流程如圖4所示。資源下載操作和上載操作類似，用戶登錄后，請求資源下載，系統檢驗用戶是否具有下載權限。若具有下載權限，用戶利用關鍵字搜索需要的資源，進行下載；若無下載權限，則取消下載。具體流程如圖5所示。

圖4 用戶上載資源流程圖 圖5用戶下載資源流程圖

Fig.4 Users upload resources flow chart Fig.5 Users download resources flow chart

3.4 資源庫建設

本平臺的資源庫也就是GAE平臺上的各種資源云，如何使其實現協調運作，使其在平臺上能為區域內的各高校所共同享有，并發揮其應有的作用，也是架構本平臺的關鍵部分。主要從以下兩個方面進行建設和管理。

（1） 建設規范、統一的數據格式、存儲結構和接口標準。目前區域內各高校都已建成校園網，并建有各自大量的教學資源，但這些教學資源卻因為不是按照同一標準和規范推進建設的，無法實現資源的通用和共享，從而形成了各高校教學資源的“數據孤島”。為此，構建本共享平臺的資源庫必須首先將各高校的教學資源進行整合，以一個統一的標準對數據格式進行規范、以一個統一的結構進行存儲、再以一個統一的接口進行訪問。

（2） 建立科學的制度、合理的辦法來規范資源庫的管理。區域內各高校都對自己的教學資源有相應的管理制度和管理方法，但這些制度和方法缺乏一定的通用性和全面性。為了使資源庫更好地運轉、提供最大使用價值，必須從區域全局出發，根據各高校的具體情況求大同除小異，以統籌者的身份制定出一套科學、全面的資源庫管理制度，使其能最大程度地適應各高校的要求，盡量減少資源庫在使用過程中各種沖突和失諧現象的發生。

4 結束語

通過構建基于GAE云計算的教學資源共享平臺，可以將區域內各高校的所有教學資源進行合理整合，實現各高校教學資源的真正共享，減少了區域內各高校教學資源的低水平重建，能集中各高校的優勢力量完成高水平教學資源的建設，從而加快區域內各高校的信息化建設進程、增強學校綜合實力、提升人才培養水平。

參考文獻：

[1]肖長水，吳建平，戴敏利.高職院校共享型教學資源庫建設的問題與對策[J].蘇州市職業大學學報，2013，（6）：75-76.

[2]李喬，鄭嘯.云計算研究現狀綜述[J].計算機科學，2011，（4）：32-37.

[3]張建勛，古志民，鄭超.云計算研究進展綜述[J].計算機應用研究，2010，（2）：430-433.

[4]江務學，胡選子.基于GAE 的云計算SaaS 級應用的設計與開發[J].計算機與現代化，2011，（8）：46-48.

[5]阮燦華.基于云計算的SaaS模式的課程教學資源庫建設研究[J].智能計算機與應用，2013，3（1）：57-59.