職業院校云環境下的教學資源平臺建設方案的制定

白雪梅/三峽電力職業學院

職業院校云環境下的教學資源平臺建設方案的制定

白雪梅/三峽電力職業學院

通過云平臺將學校現有的教學資源進行整合，由云端集中管理，采用面向服務的架構，將資源以服務的形式交付給用戶，實現基于云環境的高職院校教學資源平臺。

云環境；教學資源；核心構架

當前高職院校教學資源建設現狀以及云計算應用于教學資源建設的諸多優勢，為高職院校教學資源建設策略形成予以重要啟示。針對當前教學資源建設中存在的問題，在此基礎上構建云計算環境下高職院校教學資源建設模式。

1．高職院校教學資源共享云平臺架構

在對高職院校教學資源進行整合與標準化的基礎上，引入云計算技術作為一種新型教學資源服務模式，其核心理念就是整合各類教學資源，滿足用戶的個性化需求。通過云平臺將學校現有的教學資源進行整合，由云端集中管理，采用面向服務的架構，將資源以服務的形式交付給用戶，有助于解決教學資源利用率低、資源孤島、數據安全等問題，最終實現高職院校教學資源建設。下面將從高職院校教學資源共享云平臺的核心架構、實現技術與實例分析等方面展開論述。

1.1 核心架構與功能分析

1.1.1 物理層 。

物理層主要包括物理資源子層、虛擬化管理子層兩部分。物理資源子層由大量異構的服務器、網絡設備、存儲集群（SAN）等構成，是為上層應用提供計算、存儲和網絡資源的基礎。虛擬化管理子層借助虛擬化軟件對物理資源層中異構的基礎設施進行邏輯抽象，將分散的服務器、存儲、網絡等設備虛擬為各類資源池，由虛擬化管理軟件統一管理、調度和維護。對上層而言，屏蔽了這些基礎設施的差異性，通過服務接口以計算資源、存儲資源和網絡資源的形式為上層提供動態、可靈活擴展的基礎設施服務。根據上層應用需求量分配合適的虛擬硬件資源，實現資源的統一調度以及不同進程之間的負載均衡。

1.1.2 平臺層 。

平臺層提供PaaS服務，是連接虛擬層和資源整合層、應用層的橋梁。該層的主要功能是動態分配底層的虛擬資源，比如根據用戶需求通過調配、部署計算、網絡、存儲資源構建多個支撐不同業務需求、相互隔離的虛擬機資源，為應用程序的開發、測試、運行提供平臺環境和數據庫環境，并通過多地備份、實時監控等技術，提高服務的安全性和可用性

1.1.3 基于云環境的高職院校教學資源平臺 。

資源整合層是高職院校教學資源共享云平臺所特有的子層。該層主要借助教學資源標準化策略和資源標準化輔助工具如導入導出工具、編目工具和元數據生成工具等，將學校現有的種類多樣、標準不一的教學資源進行標準化。標準化主要通過導入、編輯、轉換、生成、導出等一系列操作，生成資源的元數據實例表。以整合有序的教學資源視圖形式存放在元數據庫和索引庫中，從而實現對高職院校教學資源的集中管理，為上層應用服務提供標準、統一的教學資源目錄，為方便用戶定制個性化應用做好準備

1.1.4 應用層 。

應用層可分為管理中間件子層和應用服務子層。管理中間件負責按照用戶需求高效、有序、靈活地配置資源，為保證高職院校教學資源共享云平臺的安全穩定，使其發揮最佳效能起著組織協調的作用。應用服務子層建立在管理中間件層之上，直接面向用戶提供統一的資源服務目錄和具有特定功能的教學資源應用，如圖片庫、聲音庫、動畫庫、視頻庫等。

1.1.5 訪問層 。

訪問層一方面提供用戶自助服務門戶，方便包括學校領導、教員、學員等不同角色的用戶訪問云平臺。由于各種軟硬件資源均存儲在云中，由專業的云服務商進行統一管理和維護，因此用戶端無需配置高端的計算機，只要擁有一臺能夠通過瀏覽器訪問互聯網的設備即可通過用戶自助服務門戶訪問云平臺。另一方面，訪問層還提供云平臺管理門戶，是系統管理員對云平臺進行日常管理、運維的入口，通過系統管理為不同角色的用戶提供個性化定制和單點登錄服務。

1.2 技術實現與實例分析

物理層的功能實現主要借助虛擬化技術，可分為服務器虛擬化、網絡虛擬化和存儲虛擬化等多種形式。

平臺層的功能實現主要借助并行處理與分布式計算、云存儲等技術。通過有效調配、部署虛擬層資源，對復雜的計算任務進行并行處理，分散在多個虛擬機上分塊執行，以提高計算效率。同時還通過云存儲技術為用戶提供海量的數據存儲環境，如大規模分布式文件系統和分布式數據庫等。

應用層的功能實現主要借助多租戶技術、Web2.0、Struts、Hibernate 等技術。采用多租戶技術開發的應用程序可以實現多用戶的同時訪問，共享服務器、存儲等物理資源，并能實現不同用戶間的邏輯隔離，在每個用戶看來好像都獨自占有整個應用程序。

2．基于云環境的高職院校教學資源平臺的實現

2.1 搭建云計算數據中心

搭建合理的云計算數據中心是實現高職院校教學資源共享云平臺的重要支撐。立足本校數據中心的實際條件并結合云計算相關技術。整個數據中心由核心交換機、物理服務器、NAS存儲、網絡等部分組成，借助虛擬化軟件Oracle VM VirtualBox 實現物理設備的虛擬化。該數據中心的拓撲圖如下圖1所示，在三臺物理服務器上構建了六個虛擬機，其中劃分出四個虛擬機組成一個帶負載平衡的Web服務器群集，另外兩個虛擬機組成帶負載平衡的數據庫服務器群集，群集連接NAS存儲，具有冗余和可靠性，確保不同節點協同工作，用于構建云計算應用。

圖1 云計算數據中心拓撲圖

2.2 啟動虛擬機

在物理服務器上安裝racle VM VirtualBox虛擬化軟件，在虛擬機管理器面板中可以看到建成的兩個虛擬數據庫和四個虛擬Web服務器，如下圖2所示。云平臺的后臺Web服務器和數據庫服務器群集均運行在這些虛擬機中。

圖2 數據庫虛擬服務器

2.3 開發教學資源平臺主頁

教學資源平臺主頁是用戶對于平臺的第一印象形成的主要UI,它為用戶提供各方面功能的導航。用戶想要上傳下載資源需要進行注冊和登陸,因此在主頁的右側欄中添加了注冊登陸的模塊。同時為了方便用戶按照課程來瀏覽資源,右邊欄屮還有點擊量最高的課程。由此可以更便捷地瀏覽課程相關的資源。

2.4 建設全自動課程錄播系統為教學資源提供多媒體素材

全自動課程錄播系統集多媒體技術、網絡流媒體技術、人工智能和自動控制技術于一體，將授課電腦VGA信號、老師授課和師生互動場景以及課堂板書等進行智能化的跟蹤切換錄制，自動生成課程資源。

3.小結

利用云環境帶來的技術和服務，師生可自主、方便地參與建設開放性教學資源共享管理平臺，進行最大限度的資源存儲、共享、整合、獲取、傳播，提高師生對職業教育信息化的認識，增加職業院校師生開展信息化教學的自覺性，為職業院校教師開展信息化教學提供資源、技術和實踐指導，促進職業院校教師提高信息化教學設計與實施能力。

[1《]基于云計算環境下高職院校共享型教學資源庫建設初探》岳浩 《沙洲職業工學院院報》 2011年3期

[2]《高職院校共享型教學資源庫建設研究 》 李凌，周嵐 《宜春學院學報》 2012年