基于云計算的區(qū)域性教育資源云共享平臺構建*

郭立 孫力

1.蘭州市第七中學；2.蘭州工商學院

近年來，我國教育信息化取得了跨越式的發(fā)展，各類教育軟硬件基礎設施的建設都有了較大的提高。隨著遠程教育模式發(fā)展，教育資源配置具備公平化特征，然而存在教育資源重復建設、信息孤島問題，區(qū)域教育資源失衡問題嚴重。教育資源共享服務平臺，以云計算技術為主，有效應對基礎設施投資大、教育資源使用不足問題，能夠實現教育資源共享、教育交流合作。本文研究中，基于云計算技術提出建設區(qū)域性教育資源云共享平臺的思路，計劃構建具有資源集中、共享、動態(tài)配置等優(yōu)勢的教育資源云共享平臺，以達到整合教育資源的目的。

學校是知識組織機構、教學信息資源中心，可以提供優(yōu)質的信息服務，信息技術水平較高，能夠對教育信息服務質量產生較大影響。目前，盡管各個學校應用信息技術建設教學資源，然而教育資源多存儲于各學校自己的網站和服務器中，相互獨立，資源利用率低。云計算屬于新型網絡模式，具備可擴展性、高性價比、可靠性特點，受到政府、教育者廣泛關注，云計算技術對當前教育行業(yè)影響較大。因此可有效借助云計算技術，建設區(qū)域性教育資源云共享平臺。

1 教育資源共享平臺技術

1.1 云計算技術

云計算屬于分布式計算方式，利用網絡串接、分解數據處理程序，基于多臺設備擴大存儲空間、加強計算能力，為用戶提供優(yōu)質信息服務。云計算屬于分布式計算的商業(yè)表現，短時間內處理龐大數據量，屬于信息時代的計算機、互聯網技術革新，也是信息時代發(fā)展方向。云計算具備以下方法特點：（1）規(guī)模大：串聯計算機，可以擴展節(jié)點數量。云計算可以形成大規(guī)模計算機集群。大型互聯網企業(yè)云計算服務，能夠達到數十萬臺服務器節(jié)點，如谷歌云計算，達到百萬服務器規(guī)模，為用戶提供數據服務功能。（2）虛擬化：云計算服務、數據處理，主要在虛擬化“云”環(huán)境下實施，不管是通過用戶終端獲取云計算服務，還是數據處理運行，都無需具體實體和位置，只需應用云計算服務終端，即可獲得云計算服務。（3）可靠性：云計算可靠性，源于數據多副本容錯，源于計算節(jié)點同構互換，確保云計算數據可靠性高于本地服務，云端數據不會出現丟失問題。（4）通用性：云計算技術屬于數據處理模式，并非應用程序。云計算技術支持下，可以產生不同應用，比如網絡存儲、網絡教育、關鍵詞檢索、信息共享等，能夠賦予計算機不同通用性。（5）可伸縮性：云計算規(guī)模具備變化特點，可以滿足用戶規(guī)模增長、應用形式，對云計算產生新需求。（6）按需服務：按照計價模式，可以確保用戶按照自身計算需求，采取不同訂購模式，發(fā)揮出云計算技術優(yōu)勢。云計算服務能源成本、管理成本比較低，資源使用效率高，因此可以降低技術應用成本。

1.2 教育資源共享平臺

教育資源共享平臺，優(yōu)化整合多層次、多學科對象，涉及到多種類型教育資源。在計算機網絡平臺中，借助計算機集群存儲、傳輸、共享信息。通過信息平臺，能夠提供針對性教育資源，將教育資源需求逐漸轉變?yōu)橛脩粜枨螅瑢儆诮逃畔⒒a物發(fā)展。在教育領域，教育資源共享平臺價值表現在以下幾點：（1）虛擬化特點，可以降低成本。學校借助信息技術開展教學活動，注重加強軟件與硬件設施建設，此時會產生大量資源重復投資問題，增加學校資金壓力。云計算按照服務特點，無需建設服務器設施，即可滿足應用需求，資源高效率應用可以減少資源重復問題，減少教育資金投入。（2）共享性特點，可以避免出現信息孤島。長期以來，各個學校信息化教育系統運行不理想，存在溝通效率差、信息資源共享低，導致運維管理難度加大。教育資源云共享平臺具備共享性優(yōu)勢，可以為師生提供一站式服務，優(yōu)化整合教育信息系統信息孤島問題。利益發(fā)展方向相同，能夠為教育資源共享平臺提供穩(wěn)定環(huán)境。基于商業(yè)角度分析，教育資源共享平臺盈利，對用戶數量的要求高，平臺必須擁有充足的用戶與資源，才可以展示出教育價值。所以，學校和服務平臺企業(yè)的利益訴求相同，為平臺穩(wěn)定發(fā)展奠定堅實基礎。

2 教育資源云共享平臺需求

2.1 整體需求

教育資源共享平臺，具備可伸縮性特點，能夠滿足教育資源配置需求。教育信息化發(fā)展，擴展教育信息資源深度、資源自身變化，對教育資源負載影響大，無法預測變化趨勢，增加教育資源管理與應用難度。教育資源共享平臺，按照教育資源負載變化，優(yōu)化調整平臺底層設備，聯合應用需求變化，開發(fā)平臺應用組件，通過定制化模式，既可以提升教育資源利用率，又能減少設施重復建設所致浪費問題。同時，平臺具備運行維護系統、安全系統，能夠維護教育資源可靠性與安全性，防止教育資源丟失。

基于教育需求角度分析，平臺發(fā)展可以為教育公平提供幫助，所以共享教育資源，已經成為平臺重要功能。基于教育資源類型分析，除過資金充足的重點學校，其他學校教育資金有限、教育設備老化，且資源不足問題嚴重，阻礙各個學校深度發(fā)展。

2.2 功能需求

教育資源云共享平臺，分類整理教育資源，基于用戶需求共享資源。平臺系統具備以下功能：（1）獲取教育資源，評審質量。為了保證教育資源應用價值，建設審核、抽檢等質管體系，加強平臺教育資源應用價值。（2）云存儲服務。為了防止信息化建設所致設備投入、檢修維護成本升高，必須加強平臺云存儲功能，不僅能夠提升師生利用率，還可以確保技術人員維護管控設備資源。（3）教師應用模塊：平臺按照教師需求，制定個性應用模塊，涉及到教育資源整理和應用、教師進修、平臺應用等，確保教師在平臺內查詢資源、上傳和審核資源。（4）資源智能化推送：按照教師學科專業(yè)、教學進度信息，利用大數據分析技術，可以篩選教師需求資源，細化個人信息內容，為教師推送個性教育資源。

為了滿足上述功能需求，平臺涉及到四個層級：（1）應用層，為教師與學生提供服務，涉及到教學內容與教學資源。（2）管理支撐層：包括系統管理、模塊管理。系統管理中，管理內容包括用戶、教師、評論等。模塊管理中，涉及到資源管理、教學日歷、站內編輯等。（3）系統軟件層：涉及到操作系統軟件、應用軟件、數據庫系統、中間件系統等。（4）物理設備層，涉及到安全設備、服務器、存儲設備等。

3 教育資源云共享平臺體系架構

平臺體系架構，是面向服務架構為基礎，基于云計算技術，優(yōu)化整合各學校教育資源與服務，建設分布式體系架構，為學校、用戶提供通信方式。體系架構劃分為用戶層、服務層。在服務層中，又包含軟件、平臺、基礎設施。優(yōu)化整合基礎架構平臺、云服務，能夠統一管理和分配硬件、數據、軟件等資源，實現監(jiān)控效果。

3.1 基礎設施服務層

基礎設施服務層屬于平臺架構最底層，對資源共享平臺服務范圍、服務能力影響大。基礎設施服務層涉及到基礎設施資源池、用戶管理平臺。在基礎設施資源池中，涉及到虛擬化技術，優(yōu)化整合存儲資源、計算資源、虛擬服務器、網絡資源、內存資源等。基礎設施資源，劃分為統一資源池調度管理。用戶服務管理平臺，注重資源虛擬化處理，封裝為不同云服務模式，按照用戶請求，優(yōu)化配置動態(tài)資源。

3.2 平臺服務層

在教育資源共享平臺中，平臺服務層屬于運行支撐平臺，以基礎平臺方式，將軟件運行支撐平臺提供給用戶，為軟件開發(fā)者提供設計、應用開發(fā)、測試、托管服務。平臺能夠提升軟件開發(fā)效率，支持多用戶共享平臺，注重軟件設計、部署、測試處理。

3.3 軟件服務層

軟件服務層，可以建設在IaaS之上，安全性、可擴展性強，可以提供優(yōu)質支持服務，為學校教育資源平臺提供應用服務。建設新型云計算應用程序，可以提供豐富、全面化教育服務應用，涉及到檢索服務、資源服務、分析服務、管理服務等，同時提供統一身份認證、權限管理服務、支付結算服務等。

（1）資源服務：為教師與學生提供豐富教育信息資源，學校間加強聯合，統一規(guī)劃與采購，注重教育資源優(yōu)化。資源云服務，通過先進技術支持教育信息資源，存儲海量教育資源，建設教育資源庫共享資源，將靜態(tài)教育資源轉變?yōu)閯討B(tài)云建設。注重建設授課視頻、教學參考、課件資源等，資源加工整理之后可以形成數字資源庫，在服務平臺內發(fā)布軟件服務，為用戶提供使用。網絡資源，屬于教育資源共享平臺重點，可以建設統一網絡采集服務平臺，確保用戶及時獲取網絡信息資源與服務。外購資源，與數據庫廠商聯系，租用服務與產品，利用互聯網平臺向用戶開放。

（2）管理服務：提供注冊管理、安全管理、負載管理、服務調度等服務。其中，注冊管理涉及到用戶、應用、服務、租客等注冊功能，可以減少用戶重復性注冊和登錄問題，為用戶提供規(guī)模化服務。

（3）檢索云：檢索云能夠確保大規(guī)模用戶訪問教育資源共享平臺，通過倉儲檢索和獲取教育資源，按照用戶使用情況，提供智能優(yōu)質服務。同時，與其他學校聯合，提供資源互助與傳遞服務，以此滿足不同用戶需求，為用戶提供優(yōu)質的檢索服務。

（4）分析服務：借助數據挖掘、知識發(fā)現技術，能夠高效聚合和服務隱形知識、動態(tài)資源，深度挖掘用戶學習習慣與信息需求，為用戶提供個性化服務。通過數字資源標識技術，可以標識數字資源，獲取資源對象，加快對象數據獲取速度。

（5）用戶服務：無論是學校管理者、老師還是學生，利用不同終端訪問平臺時，終端層能夠適配用戶接入設備，選擇自動接入點，為用戶提供個性服務。

4 教育資源云共享平臺應用形式

教育資源云共享平臺可以提供可擴展、標準化、自適應統一服務及集成解決方案，為學校教育平臺提供靈活部署與應用，建設服務平臺架構，將教育資源共享平臺的“云”，劃分為公有云、私有云，優(yōu)化整合不同服務云。利用服務平臺，可以提供統一接口，為云端用戶提供服務。

4.1 私有云服務平臺

教育資源私有云服務平臺，由第三方應用系統、本地應用平臺與系統組成，能夠為學校提供本地教育服務。本地應用平臺，能夠交換公有云服務、本地云平臺內容，注冊和發(fā)現分布式資源與服務。本地應用系統，可以為學校提供業(yè)務功能，按照學校業(yè)務需求，開發(fā)和部署云服務，享受公有云平臺SaaS服務、第三方應用系統，無縫對接云服務平臺，將教育資源私有云服務，部署到各個學校內部，自主控制平臺可用性、安全性，平臺靈活度高，維護便利。學校管理人員利用私有云服務，能夠完成本地業(yè)務服務與流程。授權用戶利用私有云服務平臺，可以接收各項服務。學校利用私有云服務平臺，能夠提供開放資源與服務，被公有云服務、混合云服務、其他學校集成應用，共享各個學校服務與資源。

4.2 公有云服務平臺

教育資源共享平臺公有云服務，涉及到為用戶提供公開云服務，高度集成學校開放資源、服務系統、公共資源等，建設公有云平臺，為用戶提供一站式信息資源服務。由專業(yè)云計算供應商提供。公有云服務平臺，可以集中整合元數據，統一檢索和調度數字資源，管理用戶權限等。公有云服務平臺，無需建設基礎設施，可以從公有云提供商處，獲取數據資源、應用服務、應用程序，增加數據信息風險。

5 教育資源云共享平臺管理體系構建

基于云計算完成對區(qū)域內教育資源共建、共享、共用是一項系統性的工程，除了技術支持外管理還要隨行。可考慮成立區(qū)域性“教育資源管理部門”，機構成員由區(qū)域內教育主管部門領導和各學校教學資源管理部門的領導組成，機構全局性制定相應的保障管理機制，以便于平臺資源建設和管理的具體實施。

6 結語

綜上所述，通過云計算技術，可以優(yōu)化整合教育信息資源，建設高效、安全的教育資源共享平臺，為教師、學生提供個性服務。教育資源共享平臺，轉變傳統教育模式，能夠為教育資源提供新處理方法，顯著提升教育教學質量與水平。