基于云計(jì)算的區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共享策略研究

阮燦華等

摘 要：云計(jì)算不僅改變?nèi)藗兊幕ヂ?lián)網(wǎng)生活方式，還對(duì)區(qū)域基礎(chǔ)教育產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，改變目前區(qū)域基礎(chǔ)教育資源分布不均衡的現(xiàn)狀，推動(dòng)基礎(chǔ)教育向服務(wù)化轉(zhuǎn)型，促進(jìn)區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共享。本文在分析區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共享存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，對(duì)云計(jì)算在區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共享建設(shè)中的作用和基于云計(jì)算的區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共享策略進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；教育資源；共享策略；基礎(chǔ)教育

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2163（2015）01-

Abstract： Cloud computing has not only changed people's Internet lifestyle， but also exerted a profound impact on regional elementary education. It changes the current status of uneven distribution of regional elementary education resources， propels the elementary education transform into a service-based education， and promotes the sharing of regional elementary education resource. This text， based on the analysis of existing sharing problems of regional elementary education resource， is to analyze and explore the role of cloud computing in sharing construction of regional elementary education and the sharing policy of regional elementary education resource based on cloud computing.

Key words： Cloud Computing； Education Resource； Sharing Policy； Basic Education

0 引 言

我國(guó)各地區(qū)教育發(fā)展不平衡，同區(qū)域的基礎(chǔ)教育也存在很大的差異。實(shí)現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)基礎(chǔ)教育資源共享是消除區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)教育發(fā)展不平衡、且有效減少擇校熱的實(shí)施手段之一。云計(jì)算是一種以共享計(jì)算機(jī)的軟硬件資源為基礎(chǔ)手段及其實(shí)現(xiàn)目的、進(jìn)而還可將這些資源和信息按照用戶的需求利用互聯(lián)網(wǎng)的方式提供給用戶的計(jì)算方式。云計(jì)算技術(shù)是上世紀(jì)80年代以大型計(jì)算機(jī)為其典型特征的時(shí)期發(fā)展到客戶機(jī)服務(wù)器模式的重大轉(zhuǎn)變之后的又一里程碑式的研究成果。具體來(lái)說(shuō)，“云”中基礎(chǔ)設(shè)施的細(xì)節(jié)對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是透明的，用戶既不需要具備云計(jì)算的專業(yè)知識(shí)也不需要直接控制“云”中的設(shè)備 [1]。云計(jì)算技術(shù)提供了一種能夠通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)單增加新的IT服務(wù)、方便用戶使用與交付的技術(shù)模式，其核心主要是涉及通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)用戶提供動(dòng)態(tài)的、易擴(kuò)展、且不時(shí)要面臨虛擬化實(shí)現(xiàn)的軟硬件資源[2-4]。而在本文開(kāi)展的區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共享研究方面，使用云計(jì)算可以避免資源的重復(fù)占用、促進(jìn)資源高效共享和優(yōu)化利用。

1 區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共享存在的問(wèn)題

1.1 區(qū)域基礎(chǔ)教育資源發(fā)展水平差距大

由于受地理位置、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及政策的影響，同一區(qū)域、不同學(xué)校的基礎(chǔ)教育校園網(wǎng)建設(shè)、教育信息化資源配置及教資方面均存在著較大的差距。基于區(qū)域基礎(chǔ)教育不平衡的現(xiàn)狀，由此而開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)教育資源也勢(shì)必將難達(dá)統(tǒng)一性標(biāo)準(zhǔn)。同一區(qū)域內(nèi)省市重點(diǎn)中小學(xué)基礎(chǔ)教育資源建設(shè)方面會(huì)比區(qū)重點(diǎn)中小學(xué)好，而區(qū)重點(diǎn)中小學(xué)的基礎(chǔ)教育資源建設(shè)方面則會(huì)比普通中小學(xué)要好。

1.2 區(qū)域基礎(chǔ)教育資源開(kāi)發(fā)成果有重復(fù)

由于同一區(qū)域的不同學(xué)校的學(xué)科又多有類似，各個(gè)機(jī)構(gòu)所開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)教育資源容易發(fā)生重復(fù)，大部分機(jī)構(gòu)并未慮及其他機(jī)構(gòu)是否已經(jīng)開(kāi)發(fā)成功的資源而啟動(dòng)了相應(yīng)的重復(fù)建設(shè)，從而浪費(fèi)了大量人力物力財(cái)力。

1.3 區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共享意識(shí)薄弱

當(dāng)前，各機(jī)構(gòu)都有自己的局域網(wǎng)，但卻僅只是在小范圍內(nèi)使用，且共享的教育資源也較為有限。由于體制、利益的原因，各機(jī)構(gòu)很容易就忽視掉全區(qū)域的利益，而未能實(shí)施有效的共建共享。

1.4 區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共享兼容性差

許多機(jī)構(gòu)建立起來(lái)的基礎(chǔ)教育資源均設(shè)置有相應(yīng)的訪問(wèn)權(quán)限阻止其他機(jī)構(gòu)訪問(wèn)，資源自我屏蔽共享度低，而且有些共享系統(tǒng)只有特殊的系統(tǒng)客戶端才可以訪問(wèn)。另外，各機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)接口既不匹配，也難以對(duì)接。

2 云計(jì)算在區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共享建設(shè)中的作用

教育在云技術(shù)平臺(tái)上的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，即可將其統(tǒng)稱為“教育云”。教育云從信息技術(shù)的應(yīng)用方面打破了傳統(tǒng)教育的壟斷和固有邊界，而且引領(lǐng)教育走向信息化，使教育的不同參與者——教師、學(xué)生、家長(zhǎng)、教育部門等均可在云技術(shù)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)教育、教學(xué)、娛樂(lè)、溝通等多項(xiàng)功能理想。同時(shí)，還可以通過(guò)視頻云計(jì)算的應(yīng)用對(duì)學(xué)校特色教育課程進(jìn)行直播和錄播，并將信息上傳至流存儲(chǔ)服務(wù)器上，便于學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間和多渠道享受各類豐富教育成果[5-6]。

在云計(jì)算實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)中，服務(wù)器虛擬化就是將服務(wù)器物理器的資源抽象成邏輯資源，由此使一臺(tái)服務(wù)器轉(zhuǎn)換成幾十臺(tái)、甚至成百上千臺(tái)相互隔離的各種類型的基礎(chǔ)資源庫(kù)，而不再局限于實(shí)際的物理界限，其中的CPU、內(nèi)存、硬盤、I/O等硬件均變換成可以動(dòng)態(tài)管理的“資源池”，從而提高資源的利用率，簡(jiǎn)化系統(tǒng)管理，并實(shí)現(xiàn)服務(wù)器整合。上述過(guò)程原理實(shí)現(xiàn)如圖1所示。

2.1 整合區(qū)域基礎(chǔ)教育資源，建設(shè)高質(zhì)量的區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共享數(shù)據(jù)庫(kù)

目前，各機(jī)構(gòu)存在基礎(chǔ)教育資源重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重、共享度不高、且有效溝通明顯不足等問(wèn)題。使用云計(jì)算技術(shù)則可為區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共享建設(shè)提供全新的思路。首先，云計(jì)算強(qiáng)大的計(jì)算能力可在并行計(jì)算資源調(diào)度和任務(wù)分配上成功保證規(guī)模龐大的不同終端的資源共享；其次，云計(jì)算在資源的存儲(chǔ)上是分布式、多副本的，且其存儲(chǔ)空間也是海量的，從而可以滿足區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)教育資源庫(kù)不斷擴(kuò)充的發(fā)展要求；最后基于云計(jì)算技術(shù)，區(qū)域基礎(chǔ)教育資源可以和其他資源進(jìn)行統(tǒng)一的管理，從而方便不同用戶的接入，并避免各機(jī)構(gòu)的教育資源陷入重復(fù)建設(shè)。通過(guò)共建教育云，可以加強(qiáng)各機(jī)構(gòu)間的交流與協(xié)作，從而實(shí)現(xiàn)資源互補(bǔ)、縮小差距，促進(jìn)區(qū)域基礎(chǔ)教育均衡發(fā)展。

2.2 建設(shè)高效的區(qū)域基礎(chǔ)教育云服務(wù)平臺(tái)，減少硬件投入

在區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)教育資源的信息化進(jìn)程中，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)直接影響資源建設(shè)的質(zhì)量。由于計(jì)算機(jī)軟件和硬件的更新?lián)Q代比較頻繁，各機(jī)構(gòu)不得不投入大量的資金用于設(shè)備的更新與軟件的升級(jí)以適應(yīng)教學(xué)科研的最新需要。若使用云服務(wù)平臺(tái)，則可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算和存儲(chǔ)以服務(wù)的方式提供，并按需付費(fèi)，用戶無(wú)需再花費(fèi)大量的時(shí)間去購(gòu)買和維護(hù)大量的設(shè)備，從而極大地降低投入以及運(yùn)營(yíng)成本。

2.3 建設(shè)基于云計(jì)算的教學(xué)管理系統(tǒng)，促進(jìn)教學(xué)管理模式的變革

云計(jì)算不僅能有效地存儲(chǔ)和組織教育資源，還能提供一系列的在線服務(wù)功能，使區(qū)域云服務(wù)平臺(tái)的作用更為豐富，使用更有效率，解決傳統(tǒng)教學(xué)平臺(tái)的運(yùn)行無(wú)序及管理無(wú)章的問(wèn)題。教師可以通過(guò)云服務(wù)平臺(tái)在教學(xué)科研項(xiàng)目上實(shí)現(xiàn)跨校合作；學(xué)生可以突破時(shí)空限制隨時(shí)隨地、方便快捷地獲取優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源。通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)可將區(qū)域內(nèi)的學(xué)校、家庭、社會(huì)機(jī)構(gòu)、政府機(jī)關(guān)以及企事業(yè)單位等聯(lián)系在一起，進(jìn)而構(gòu)建了一個(gè)開(kāi)放的遠(yuǎn)程教育資源共享和管理的新體系[7]。

3 基于云計(jì)算的區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共享策略分析

3.1 標(biāo)準(zhǔn)化區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)教育資源，為資源共享打下基礎(chǔ)

在實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)教育資源共建共享的過(guò)程中，要借鑒和參考國(guó)內(nèi)外已有的基礎(chǔ)教育資源庫(kù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，而且使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范基礎(chǔ)教育資源平臺(tái)中的資源類型和屬性，由此即可有效解決因平臺(tái)里的資源類型和屬性的不同而造成的資源孤島問(wèn)題，并為構(gòu)建區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共享平臺(tái)創(chuàng)造條件。鑒于當(dāng)前各機(jī)構(gòu)在建設(shè)基礎(chǔ)教育資源庫(kù)存所使用的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)不一致的現(xiàn)狀，對(duì)異構(gòu)的基礎(chǔ)教育資源庫(kù)的類型進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化則是保證區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共建共享工作順利開(kāi)展的基礎(chǔ)和保證。參考國(guó)內(nèi)外對(duì)基礎(chǔ)教育資源數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)可以通過(guò)分類編碼和屬性標(biāo)識(shí)兩種方式予以實(shí)施并且對(duì)每一類別提供唯一的編碼值。其中，屬性標(biāo)識(shí)是建設(shè)者從微觀角度上對(duì)區(qū)域基礎(chǔ)教育資源使用的每一個(gè)體分派中所應(yīng)具備的一系列屬性值，最終形成區(qū)域基礎(chǔ)教育資源所要使用的各種資源的元數(shù)據(jù)實(shí)例表。標(biāo)準(zhǔn)化還能夠確保區(qū)域基礎(chǔ)教育資源平臺(tái)具有良好的可移植性、共享性，從而延長(zhǎng)平臺(tái)資源的使用周期[8]。

3.2 組建區(qū)域基礎(chǔ)教育資源云計(jì)算數(shù)據(jù)中心

隨著區(qū)域基礎(chǔ)教育資源平臺(tái)的使用，各類終端的連接，以及各類信息資源均與日俱增，服務(wù)器規(guī)模也不斷擴(kuò)大，對(duì)數(shù)據(jù)中心的安全、可靠性亦隨即提出了更高要求，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心存在業(yè)務(wù)連續(xù)性差、運(yùn)行成本高、管理實(shí)施難等問(wèn)題。利用云計(jì)算打造新一代數(shù)據(jù)中心，并且實(shí)現(xiàn)了服務(wù)于區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共建共享的數(shù)據(jù)中心的計(jì)算服務(wù)化、資源虛擬化和管理智能化[9]。具體地，云計(jì)算數(shù)據(jù)中心可以向用戶提供云教學(xué)、并行計(jì)算、存儲(chǔ)、科研、協(xié)作工具等云服務(wù)；還能夠使設(shè)備安全可靠、保證基礎(chǔ)教育資源的專業(yè)高效，從而提高區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共建共享的質(zhì)量和效率。

區(qū)域基礎(chǔ)教育資源云計(jì)算數(shù)據(jù)中心體系結(jié)構(gòu)可以由圖2所示的五大主要部分構(gòu)成。區(qū)域基礎(chǔ)教育資源云在本質(zhì)上是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)，也就是為區(qū)域內(nèi)的學(xué)校、師生、家長(zhǎng)、企業(yè)和各級(jí)教育主管部門提供相應(yīng)的服務(wù)，因此區(qū)域基礎(chǔ)教育資源云計(jì)算數(shù)據(jù)中心體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)成即是以服務(wù)為核心，而由應(yīng)用層、平臺(tái)層、資源層這三層為其實(shí)現(xiàn)并提供不同層次的服務(wù)。

3.3 優(yōu)化整合區(qū)域基礎(chǔ)教育資源，提高資源利用率

要促進(jìn)各機(jī)構(gòu)資源結(jié)構(gòu)合理化從而保證信息資源的最優(yōu)化配置，避免資源重復(fù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)資源共享最大化。區(qū)域基礎(chǔ)教育資源平臺(tái)建設(shè)以區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)教育資源為研究對(duì)象，以共建共享為目的，并用最新的信息技術(shù)從地理空間上對(duì)區(qū)域內(nèi)的各類基礎(chǔ)教育資源進(jìn)行合理布局，形成高質(zhì)量、多層次、全方位、面向服務(wù)的立體區(qū)域基礎(chǔ)教育資源體系。一方面，各機(jī)構(gòu)立足本機(jī)構(gòu)特色的基礎(chǔ)教育資源，對(duì)資源進(jìn)行有序組織，優(yōu)化配置，形成圖文并茂的特色媒體庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)課程等資源庫(kù)，充分發(fā)揮區(qū)域基礎(chǔ)教育資源的最大效用。另一方面，還應(yīng)重視跨區(qū)域基礎(chǔ)教育資源的優(yōu)化整合，大力推進(jìn)區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共享聯(lián)盟的形成。積極參與區(qū)域性基礎(chǔ)教育資源的統(tǒng)一整合和分工協(xié)作，而且利用云技術(shù)整合區(qū)域內(nèi)各機(jī)構(gòu)原有的信息資源，完整構(gòu)建云計(jì)算環(huán)境下區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共建共享平臺(tái)，從而提高教育資源的利用率。

3.4 構(gòu)建區(qū)域基礎(chǔ)教育資源共享云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源全面共享

基于云計(jì)算的區(qū)域基礎(chǔ)教育資源平臺(tái)的關(guān)鍵核心理念就是整合大量分散在各機(jī)構(gòu)的、孤立的基礎(chǔ)教育資源，通過(guò)對(duì)這些資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，使其滿足不同用戶的個(gè)性化需求，同時(shí)更以其超強(qiáng)計(jì)算能力、超大存儲(chǔ)、高可用性、高擴(kuò)展性、使用低廉等特點(diǎn)而集成實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)教育資源的全面共享[10]。進(jìn)一步地，將云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于構(gòu)建區(qū)域基礎(chǔ)教育資源的共享教育云平臺(tái)，對(duì)區(qū)域內(nèi)各機(jī)構(gòu)現(xiàn)有的各類基礎(chǔ)教育信息資源進(jìn)行整合，再由區(qū)域基礎(chǔ)教育云的云端進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度，并且采用面向服務(wù)的架構(gòu)，而將各類基礎(chǔ)教育資源庫(kù)里的資源以個(gè)性化定制按需服務(wù)的方式提供給用戶，如此則有助于解決區(qū)域基礎(chǔ)教育資源建設(shè)中存在的諸如資源利用率低及數(shù)據(jù)安全等問(wèn)題，真正改善區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)教育資源建設(shè)環(huán)境，綜合提升整個(gè)區(qū)域的基礎(chǔ)教育質(zhì)量，從而有效促進(jìn)區(qū)域基礎(chǔ)教育各校之間的均衡無(wú)差發(fā)展[11]。

4 結(jié)束語(yǔ)

基于云計(jì)算的共享為區(qū)域基礎(chǔ)教育資源的均衡化提供了新的解決方案，并對(duì)教師學(xué)生教學(xué)效率的提升發(fā)揮了有利的推動(dòng)作用；同時(shí)，還可以確保人們隨時(shí)隨地的自由學(xué)習(xí)，改變了傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式，從而在更高等級(jí)上促進(jìn)了國(guó)家終身教育事業(yè)的發(fā)展與實(shí)現(xiàn)。本校從今年開(kāi)始在基礎(chǔ)教學(xué)上使用微視頻教學(xué)，MOOC教學(xué)。與之前沒(méi)有利用基于云計(jì)算技術(shù)的基礎(chǔ)教育資源進(jìn)行比較，可得：

1）沒(méi)有應(yīng)用新技術(shù)之前，學(xué)校中心都對(duì)全班同學(xué)進(jìn)行統(tǒng)一教學(xué)，因?qū)W生較多，則無(wú)法對(duì)每位學(xué)生實(shí)行一對(duì)一的講解；而應(yīng)用基于云計(jì)算技術(shù)的基礎(chǔ)教育資源后，學(xué)校中心教師在課堂主要就是對(duì)學(xué)生不易理解的問(wèn)題進(jìn)行統(tǒng)一講解和互動(dòng)，教師的工作量明顯減少，同時(shí)學(xué)生對(duì)教材中不理解的內(nèi)容可用手機(jī)掃描二維碼，即可通過(guò)手機(jī)終端進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)，學(xué)習(xí)效果明顯改善；

2）沒(méi)有應(yīng)用新技術(shù)前，教師和學(xué)生之間的課后互動(dòng)比較少；而應(yīng)用后，教師和學(xué)習(xí)之間、以及和同學(xué)間的課后互動(dòng)明顯增加，學(xué)習(xí)興趣也大為提高；

3）沒(méi)有應(yīng)用新技術(shù)之前，教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況了解不夠深入；而應(yīng)用之后，學(xué)生學(xué)習(xí)了一個(gè)章節(jié)，就必須對(duì)這個(gè)章節(jié)進(jìn)行評(píng)測(cè)，教師即可時(shí)時(shí)掌握每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。由于今年剛剛開(kāi)始推行應(yīng)用基于云計(jì)算的基礎(chǔ)教育資源共享建設(shè)，2014年12月的福建省計(jì)算機(jī)等級(jí)考試還未正式開(kāi)考，相信本次省考的通過(guò)率、優(yōu)秀率會(huì)比較往年獲得較為顯著的提升。

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