基于云計算的北京市高職院校教學資源建設思路

程聰 王巍

只要對教學有幫助，以數字化形式發布在網絡上的資源，都稱為數字化教學資源，如網絡課程、試題庫、多媒體素材、電子圖書、教學案例、課件、參考文獻等。對北京市各高職院校的調查表明，100%的院校已經使用校園網進行教學、辦公及科研工作，示范性院校的教室都實現了互聯網接入，基礎設施不再成為數字資源共享的瓶頸。然而，由于缺乏統籌規劃，資源建設由各院校獨立建設、彼此隔離封閉，所建設的資源平臺只供本校使用，缺乏開放共享、互連互通，作用范圍非常有限。

一、校際教學資源平臺建立的必要性

十幾年來經歷跨越式大發展的高職院校，在提升質量、夯實內涵、增強競爭力過程中，教學資源建設正發揮越來越關鍵的作用。北京市各高職院校已經充分認識到這一工作的重要性，近幾年在不斷增加經費投入、充實人員配備，甚至院領導牽頭組成了資源建設領導小組以推動各項工作。

目前，雖然高職院校數字化教學資源的建設力度不斷加大，但整體應用情況并不樂觀。由于經費、師資水平及投入力度不一，教學資源顯示出“貧富”差距，有的院校建設了上千門課程資源，有的院校只建設了幾十門，也有個別院校尚未啟動這一工作。

由于缺乏推動資源共享機制和技術平臺，教學資源以各院校自建自用為主，并未開放給其他高職院校，以致造成“富者衡富、窮者衡窮”。從技術上看，各高職院校建立的精品課程，由于所用軟硬件、編程語言不同，資源平臺的兼容性差；服務器大多采用B/S架構，容易造成網絡阻塞，使教學資源的獲取過程不通暢。此外，大多數高職院校在教學資源建設中面臨很多困境：首先是高昂的軟件價格和實施費用，其次是與之相配合的硬件開銷，還有后期的維護經費。另外由于需求調研的不充分，或是相關部門對業務的片面理解，造成系統的可用性極差，這對于高職院校而言是一個損失。

可見，建立校際間的教學資源共享平臺，完善全新的、多元化的校際間教學資源服務體系，推動其共享與均衡使用，已經是北京市高職院校共同期待的一項重要工作。

二、云計算提供校際資源共建的新思路

簡單地說，云計算的核心思想，是將大量用網絡連接的計算資源統一管理和調度，構成一個計算資源池向用戶按需服務。提供資源的網絡被稱為“云”。“云”中的資源在使用者看來是無限擴展的，并且可以隨時獲取、按需使用、隨時擴展、按量付費。從技術上看，它利用分布式存儲系統和虛擬化技術，突破硬件限制和北京市壁壘，整合優化分散在各高職院校的教學資源，實現統一管理，供北京市各高職院校廣泛共享。

云計算可以提供這樣的解決方案：將北京市的幾十所高職院校通過云計算建立統一的接口，所有師生通過接口進入教學資源庫，獲取所需信息，各校也可以將自己的特色資源上傳至“云”中，分享給其他同行。

1.大大減少經費投入。各校如果建立教學資源平臺，就必須購置相應服務器、課程資源管理系統，少則投入幾十萬，多則上百萬。而在云計算環境下，用戶只需要用接入互聯網的電腦，按服務方式使用計算、存儲、軟件等資源，即取即用，按需付費。各高職院校不需要花時間，也不需要購置設備，大大降低軟硬件和系統維護費用。

2.建設高度集成化的管理平臺。“軟件即服務（SaaS）”是云計算的三大服務之一，它基于互聯網提供軟件服務。云服務建設了一個高度集成化的教學資源管理平臺，配備一系列在線的功能服務，由提供商負責所有前期實施和后期維護，高職院校通過互聯網直接使用系統，并根據實際需要，從提供商那里租用軟件服務（租賃價格通常為“全包”費用，囊括軟件許可證費、維護費以及技術支持費）。

基于云計算的高度集成化的教學資源平臺，使政府機關、高職院校、研發機構、行業企業、家庭等的虛擬化協作成為可能，從而構建出開放式教育資源管理體系，變革高職院校教學管理模式，在理論上、技術上探索教育教學改革發展的新途徑。

3.整合出高質量的教學資源庫。資源庫建設是教育行業一個長期工程，它以支持教學和科研為目標，由政府牽頭全盤規劃。遵循統籌安排、各高職院校分工合作、師生務實應用、共享機制創新的基本原則，在現有教學資源基礎上，整理并吸收精品課程及國內外優秀資源，基于云計算提供的IT架構技術和服務實現，并不斷創新。

云計算環境下的教學資源庫，應該具備以下幾個基本特征：一是系統運行穩定，具有強大、快捷的資源搜索和查詢功能。二是各類教學資源標準統一、分門別類、存儲規范。北京市內各高職院校依據本校的優勢學科和特色專業，制作分布式的教學資源，并實施模塊化的規劃設計，將教學資源歸類為精品課程、試題庫、案例庫、音視頻庫等模塊，方便師生編輯、上傳和使用。三是采用分布式存儲系統，多副本容錯，所有資源數據均存放在云端，各高職院校無須保留和備份，在云計算網絡的眾多集群服務器中，人們不用擔心因自己疏忽帶來的硬件損壞、數據丟失，或是病毒或黑客入侵帶來的信息安全。高職院校把教學資源存儲在云計算網絡中，就好像把錢存在銀行一樣安全。四是教學資源管理平臺有良好的操作界面，高職院校師生能快捷查詢到所需資源，容易操作和管理。五是云計算提供統一的訪問入口，用戶使用注冊后的用戶名、密碼，在任何時間、任何地點都能獲得所需資源，無論是985高職院校還是高職院校，師生均可以通過云計算服務同步共享優質教學資源，高職院校之間的信息交流、資源協作更加密切，降低了建設成本。

三、基于云計算的高職院校教學資源的架構模式

基于云計算構建北京市高職院校教學資源的邏輯模型，即各高職院校以分布式共建、共享教學資源的模式如下圖所示。該服務體系有兩大關鍵主體，一是北京市數字化教學資源，另一個是云計算服務平臺。

基于云計算建設北京市高職院校教學資源的模式圖

1.數字化教學資源。要實現優勢資源的互補，首先要在云教學資源委員會的統一協調下，各高職院校根據自身的定位、學科優勢，讓各院校的專業團隊“認領”任務，制作優質教學資源并上傳至“云端”。之后，管理人員對上傳的資源歸類成工學資源、理學資源、文學資源、哲學資源、教育學資源等模塊，每類資源庫模塊都包含授課計劃、教案、課件、素材庫、試題、常見問題解答等。訪問端的用戶不必了解教學資源在哪些服務器上，只需要通過聯網的終端設備，通過Web瀏覽器打開服務目錄，就可以隨時訪問各類教學資源。

2.云計算服務平臺。云計算服務平臺的構建是從基礎設施和技術上保障教學資源共建共享，它是高職院校數字教學資源的載體。

其一，基礎設施層。架構最底層是基礎設施層，包含物理基礎設施資源和虛擬基礎設施資源。物理層資源沿用各高職院校現有的基礎設施，如服務器、存儲設備、網絡設備等；虛擬資源池層利用虛擬化技術構建的物理資源的整合層，它將大量不同類型的物理資源虛擬化，并將這些高度虛擬化的資源管理起來，組成一個大的資源池，如計算資源池、存儲資源池、軟件資源池等。

虛擬層位于硬件層之上，它按照用戶的服務需求從底層選擇硬件資源，形成不同規格的計算資源，即虛擬機。硬件層和虛擬層對應IaaS層，主要提供基本架構的服務，如計算服務、存儲服務、網絡服務等，但是對用戶是透明的。這樣可以將不同高校異構的數字化教育資源進行整合，隱藏后臺分散的硬件資源，創建協同的工作基礎，對外提供統一的服務。

其二，平臺層。平臺層（PaaS）是高職院校資源云共享模型的核心層。該層主要負責部署和調度各類應用任務，并對云計算的資源進行統一管理，使之能夠高效、安全、可靠地運行。平臺層由計費管理、任務管理、資源管理、用戶管理等模塊組成，根據用戶需要，這些模塊可以靈活部署，按需求定制、擴展或取舍后組合。比如，有些學校的資源對校外用戶需要有償共享時，可以使用監測統計和計費模塊。

從技術上看，平臺層提供高職院校教學資源開發和使用的環境，也方便技術人員對云服務平臺管理和維護。它主要提供公共的平臺技術，如統一支撐操作系統、運行平臺，對各項應用屏蔽了運行環境差異，用戶只需要關心業務邏輯即可。

后臺支撐包括統一配置、統一報表等，用戶利用相應框架開發后，即可做到統一界面、統一運維；也包括分布式緩存、分布式文件系統、分布式數據庫等通用技術，用戶通過調用API（Appli?cation Programming Interface，應用程序編程接口）來使用這些通用技術。

其三，應用層。應用層（SaaS）是云平臺架構中最靈活多變的部分，根據不同應用需求可以開發出不同的接口。它是教學資源云共享模型的功能體現層，用戶在此可以獲得各類終端服務。該層表達出教學資源共享的主要業務邏輯，如教學資源共享平臺、各類在線應用、管理程序等。用戶通過中間件系統快速開發個人所需的共享空間，并與他人共享資源。

應用層位于架構最上層，包含由公共API接口、WebSer?vice、編程環境等功能組成的應用接口層在內，它是高職院校師生和云服務平臺體系的接口。高職院校師生通過交互接口、以Web方式可以得到各種應用服務，注冊后即可得到相應權限，用筆記本電腦、手機、Ipad等移動設備隨時隨地學習。

四、云服務平臺保障管理體系

就目前的應用模式看，云計算面向專業和商業的應用較多，普遍應用還存在不少問題，這既有經驗、運維能力、觀念的原因，也有文化差異影響。但是，任何應用都不可能一推出就完美無瑕，需要邊應用、邊探索，應用拉動研發。用云計算構建北京市高職院校的共享云網絡，同樣是不斷研究創新的過程，各項工作的完成都必須有配套保障管理機制。

1.成立云教學資源委員會。對于云計算服務，國際IT巨頭如微軟、IBM、亞馬遜等紛紛參與其中，技術上難度并不大。研究教學資源共享的解決方案，更多是文化、觀念、商業、法律等方面的問題，應該先成立云教學資源委員會來協商、明確相關事宜。

云教學資源委員會身兼多職，是此項工作的策劃者、推動者、設計者和保障者，直接決定了此項工作的成敗。其主要成員包括：教育主管部門、信息化主管部門、高職院校教務處、圖書館、高職院校信息中心、數據庫企業、云計算服務提供商等。委員會的主要任務是協調各方利益，確定高職院校付費方案及教學資源標準，規范用戶獲取服務的行為，管理非法用戶和各項違規操作。

2.委員會內部職責及分工。服務等級協議（SLA）應明確云服務的類型、服務等級參數、付費情況、服務保障措施等具體事項。由于云計算在線服務模式的特殊性，在SLA中一定要明確雙方出現違反SLA條款時的懲罰措施，以便做到有章可循。比如，針對基礎設施即服務（IaaS）的SLA參數，就會涉及虛擬機、服務器、用戶需求的響應時間；PaaS的SLA參數包括對大規模在線用戶的支持數量、接入到平臺環境的開發者數量；等等。

委員會內部成員有四種不同的分工：監督指導、資源建設、技術實施、市場推廣。開始運營之后，云教學資源委員會需要制定運營章程，負責落實北京市內教學資源規則、調配、建設和管理等制度，實施監督、指導、決策和檢查作用；制定切實可行的安全機制，定期做好各類風險評估，維護和更新軟硬件及教學資源。委員會指導用戶統一規范和標準，對上傳的教學資源進行審定、交流、篩選及評價反饋，完成教學資源建設和管理。

技術實施工作大多由企業負責，比如建設服務體系內的基礎設施、構建云計算服務平臺、設計開發運行環境等。“云計算”的一大特點就是無限擴展，教學資源云的初衷是為北京市內的所有高職院校共享更多、更全、更優質的信息資源，因此，當業務成熟穩定后，委員會有義務將教學資源不斷推廣到更多的高職院校，服務更多的師生。

從內容上看，除了教學資源，還應該將電子圖書不斷引入到“云”中，使企業獲得更多正當利益的同時，打破高職院校的資源壁壘，實質性提高師生的教學、科研水平，謀求多方互贏的局面。

五、結束語

基于云計算的高職院校教學資源建設方案，可以解決北京市幾十所高職院校學習資源分散管理、不能統一調配的大問題，各院校師生通過云平臺實現跨校合作，為高職院校間的教學、科研橫向合作提供便利，學生也可突破時間、空間的限制，使用互聯網享受到北京市內多元化的、豐富的、優質的專業教學資源。