基于云計算的高校教學聯合體建設探討

馬文杰

（連云港師范高等專科學校網絡中心，江蘇 連云港 222000）

建立高校教學聯合體，是深化教學改革實現教育現代化的重要舉措，也是加強優質教育資源建設、推進教育創新的重要途徑。全國教育事業2010年發展規劃中明確指出，高校要以 “共建”和 “聯合辦學”為主要形式，通過發展各種形式的聯合辦學，努力提高辦學效益［1］。高校教學聯合體的建設，對于推進各高校教育改革、盤活教育資源、促進資源共享、加強開放合作、實現優勢互補、提高辦學效益、增強人才培養競爭力、促進高等教育可持續發展具有重要意義。

2008年3月17日，Google全球CEO Eric Schmidt在北京訪問期間，宣布在中國大陸推出 “云計算 （Cloud Computing）”計劃，首次將云計算技術引入中國。2008年初，IBM與無錫市政府合作建立了無錫軟件園云計算中心，開始了云計算在中國的商業應用。2010年10月18日發布 《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》中，將云計算定位于 “十二五”戰略性新興產業之一。2011年以來，我國云計算已經從前期的起步階段開始進入實質性發展的階段，基礎持續夯實，進入加快跟進階段。逐漸成熟的云計算技術和各種云服務為高校建立教學聯合體、實現資源共享、促進教育現代化提供了扎實的理論和實踐基礎。

1 云計算的概念及特征

1.1 云計算的定義

美國國家標準與技術研究院 （NIST）定義:云計算是一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網絡訪問，進入可配置的計算資源共享池，這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互?Mell P，Grance T.The NIST definition of cloud computing.National Institute of Standard and Technology.US Department of Commerce，2010.。云計算從本質上來說是一種商業計算模型，實現了各種資源的按需取用。云計算中的資源包括應用軟件、運行環境和基礎設施，所有資源被配置成可以按需取用的資源共享池，按照基于消費的計費模式提供給用戶。

1.2 云計算的特征

根據美國國家標準和技術研究院的定義，云計算應該具備以下幾條特征?Mell P，Grance T.The NIST definition of cloud computing.National Institute of Standard and Technology.US Department of Commerce，2010.:

1）按需自助服務 以服務的形式為用戶提供應用程序、數據存儲、基礎設施等資源，并可以根據用戶需求，自動分配資源，而不需要系統管理員干預。

2）隨時隨地用任何網絡設備訪問 用戶可以利用各種終端設備隨時隨地通過互聯網訪問云計算服務。

3）多人共享資源池 資源以共享資源池的方式統一管理。利用虛擬化技術，將資源分享給不同用戶，資源的放置、管理與分配策略對用戶透明。

4）快速彈性服務 服務的規模可快速伸縮，以自動適應業務負載的動態變化。用戶使用的資源同業務的需求相一致，避免了因為服務器性能過載或冗余而導致的服務質量下降或資源浪費。

5）可被監控與量測的服務 云計算對服務類型通過計量的方法來自動控制和優化資源使用。資源的使用可被監測、控制以及對供應商和用戶提供透明的報告。

2 建設高校教學聯合體的內涵和意義

2.1 建設高校教學聯合體的內涵

區域教學聯合體是指區域內或區際間的院校通過教學合作，共同使用教育資源以提高教學質量的聯合體［2］。教學聯合體是 “教育資源共享”和 “聯合辦學”等概念的實踐和拓展。建立高校教學聯合體可以整合各校的教學資源，充分發揮各校間的互補作用，降低辦學成本，提高教學質量，為培養復合型人才提供條件。

2.2 建設高校教學聯合體的意義

1）解決高校教學資源分配不平衡問題 我國高校的教學資源分配長期存在著不平衡的現象，這種情況造成了區域間甚至區域內的高校間的教學資源呈現較大的 “貧富”差距。建設高校教學聯合體可以實現高校教學資源的共享和再分配，解決教學資源分配不平衡問題。

2）實現教學資源的整合和共享 在傳統的辦學模式中，各高校獨自進行教學資源的購買和配置，這種模式往往會使得區域內的教學資源重復投資、重復建設，造成資源浪費，提高了辦學成本。建設高校教學聯合體，對教學資源進行統籌的采購和建設，并通過科學的共享模式分配各高校使用，從而達到降低辦學成本、科學合理辦學的目的。

3）實現各高校間學科優勢互補 各高校由于辦學基礎和特點不同，學科的建設和發展各有長短。建設高校教學聯合體有助于開展廣泛的校間教學合作，實現學科優勢互補，提高辦學質量。

3 基于云計算的高校教學聯合體的建設模式和框架

建設高校教學聯合體的目的在于利用科學的共享整合模式，在聯合體內部各高校之間進行相互協作和教學資源的合理配置和有效利用，從而實現優勢互補、降低辦學成本，提高教學質量。而云計算作為一種實現各種資源按需取用的商業計算模型，在資源的整合利用和共享方面具有天然的優勢。

3.1 基于云計算的高校教學聯合體建設模式

基于云計算的高校教學聯合有2種建設模式:一是構建統一的高校教學聯合體大云，形成高度整合共享的云平臺環境，二是聯合體中高校建立各自獨立的云平臺，通過建立教學聯合體門戶網站進行訪問，在實現教學資源共享的前提下，較大程度地保持各高校網絡的獨立性。我國高校的校園網大多以私網的模式進行建設，這種模式維持了校園網的獨立性，同時也在一定程度上保障了校園網的安全。但是這種網絡環境無法為構建統一的高校教學聯合體云提供支持，同時考慮我國高校間的合作尚處于初級階段，在整合的同時還要盡量保證各高校體制上的獨立性。因此筆者認為從政策和技術方面考慮，現階段構建基于云計算的高校教學聯合體較適合采用第2種模式進行建設。具體模式如圖1所示。

模式中運維管理機制是整個云計算教學聯合體中非常重要的一個環節。構建高校教學聯合體的目的在于對各高校的教學資源進行合理配置和有效利用，因此系統優化整合現有教學資源，并對教學資源建設進行統一規劃和指導是聯合體高效運行的保障。云平臺建設是落實資源整合和共享工程的重要步驟。各高校依據運維管理機制中確定的資源建設方針，根據學校的特點和優勢進行相關資源的建設。聯合體云平臺門戶網站是面向師生服務的窗口，云門戶的作用在于對師生進行統一的身份認證，并發布整合共享的教育資源，方便師生進行資源的檢索查詢和使用。

3.2 高校云計算平臺系統框架

云計算的服務層次可分為基礎設施服務層 （IaaS）、平臺服務層 （PaaS）以及軟件服務層 （SaaS）3個層次［3］。根據云計算的服務層次，結合高校的應用特點，構建高校云計算平臺系統架構如圖2所示。

圖1 基于云計算的高校教學聯合體建設模式

圖2 云計算平臺系統框架

1）基礎設施服務層 處于架構的底層，為各業務系統提供統一資源池部署環境。IaaS主要包括數據中心中的服務器、存儲、網絡等，向用戶提供虛擬資源出租，包括虛擬主機、虛擬存儲等服務。聯合體中的高校將本校的硬件資源如服務器、存儲、網絡等虛擬化，通過云計算平臺提供主機租賃和租用存儲空間以及帶寬等服務，云平臺中的用戶將不再需要花費高昂的價格去購買服務器等硬件設備。IaaS可以在各高校間共享硬件資源，避免了重復投資和資源浪費。

2）平臺服務層 主要安裝有開發工具，向用戶提供開發平臺、開發工具、測試環境，以及數據集成等服務。用戶無需了解和維護底層硬件，就可以進行軟件開發和測試。在學校教學中PasS可以為計算機編程等課提供支持。PaaS是指將軟件研發的平臺作為一種服務提交給用戶的云模式。在聯合體中搭建云PaaS平臺為學生提供統一的應用開發和測試環境，其中包括開發環境、數據庫、數據集成、中間件等模塊，學生可在本地開發代碼，然后將代碼提交至平臺進行發布和測試；教師可以同步了解學生的學習情況和項目開發進展，還可以在授課時邊講邊演示，學生則可以邊聽邊練習。同時PaaS云平臺還可以為科研者提供方便的研究測試IT環境。通過PaaS云平臺，聯合體高校的計算機編程課程獲得了充分的整合，學生可以接觸到更多優質的課程和優秀教師的指導。

3）軟件服務層 提供給用戶的云應用程序，為用戶提供隨時、隨地、隨需的一致性服務，學校可以根據需要部署基于云計算的門戶、網絡辦公、郵件、教務等軟件，以方便師生隨時隨地的進行訪問。SaaS是一種通過Internet提供軟件的模式，應用軟件統一部署在廠商的服務器上，客戶根據需求，通過互聯網向廠商定制和訂購所需的應用軟件服務，并通過互聯網獲得廠商提供的服務和技術支持。聯合體中的高校可訂購統一的Saas軟件，根據學校不同進行個性化的定制，而無需為軟件的運行環境和后期維護進行重復性的投資，同時還可使各高校間實現資源的共享和整合，既節省了建設資金又為高校間的交流提供了平臺。

4 結語

隨著教育改革的推進和校間合作的不斷深化，高校教學聯合體的建立和發展，對優化教學資源建設和分配、改變傳統教學模式、提高高校教育教學水平起到十分重要的作用，而在教學聯合體建設中的教學資源整合和共享顯得尤為重要。傳統的行政命令和技術手段無法滿足現階段教學聯合體建設的需要。云計算作為一種先進的商業計算模型，其在資源整合、共享以及使用上的先天優勢必將在教學聯合體建設中發揮越來越重要的作用。雖然基于云計算的應用尚處于初級階段，但隨著實踐的深入，云計算對于教育教學的改革必將擁有更加光明的未來。

［1］周婕，崔海媛，張紅軍 .北京高校圖書館聯合體合作實踐與發展研究 ［J］.圖書情報工作，2007（3）:121－124.

［2］趙媛，王娟 .基于教育資源共享的區域教學聯合體建設 ［J］.江蘇高教，2006（5）:60.

［3］劉鵬 .云計算 ［M］.第2版 .北京:電子工業出版社，2011.