基于云計算技術的教學資源庫建設與應用研究

摘要：隨著國家教育信息化、數(shù)字化的不斷推進，高校教學資源庫的建設已經(jīng)迫在眉睫。文章在分析現(xiàn)有教學資源庫的運行現(xiàn)狀與不足的基礎上，提出了基于云計算技術的教學資源庫建設方案，總結了基于此方案的系統(tǒng)架構及功能模型。文章以江西應用工程職業(yè)學院的課程教學資源庫平臺的建設與實際應用為例，探究基于云計算教學資源庫的核心技術及應用效果，以期為高校教學資源庫建設提供一些思路與參考。

關鍵詞：云計算；教學資源庫；云服務；云存儲

中圖分類號：TP311.5文獻標志碼：A

0 引言

隨著國家教育信息化戰(zhàn)略穩(wěn)步推進，高校教學資源庫研究建設正如火如荼地進行中，涌現(xiàn)出了如“中國大學慕課網(wǎng)”“雨課堂”“學堂在線”等一大批優(yōu)秀的資源庫系統(tǒng)。同時，各省高校專業(yè)教學資源庫的建設漸入佳境，優(yōu)秀作品不斷涌現(xiàn)，極大地豐富了線上職業(yè)教育優(yōu)質教學資源共享，對職業(yè)教育的發(fā)展做出了較大的貢獻。現(xiàn)代科學技術發(fā)展極快，特別是計算機技術與信息技術日新月異，移動終端產(chǎn)品層出不窮，一些高校精品資源庫平臺需求分析較早，技術較老，在運行過程中發(fā)現(xiàn)效能單一、資源分散、同質化嚴重、管理缺失、兼容性較差、視頻緩慢、維護成本高昂等問題，且因架構老舊，升級無力，只能被淘汰。而云計算與云存儲技術的出現(xiàn)與發(fā)展給這些問題帶來了解決契機。就一般普通高校而言，通過采用云計算技術構建教學資源庫，是改善信息化建設的最有效可行、最具經(jīng)濟性的解決方案。

1 云計算技術概述

“云計算”的概念最開始由Google公司提出，比較廣泛認可的定義是：通過網(wǎng)絡對虛擬化的資源進行動態(tài)服務擴展，按使用量付費的一種計算模式［1］。其中，涉及效能計算、并行計算、大數(shù)據(jù)分析、分布式存儲與計算、網(wǎng)絡計算、虛擬化技術等前沿計算機技術，清除了人們應用服務在地區(qū)、終端上的限制，具有通用性強、高安全性、高可靠性、高集中性、可擴展性、高經(jīng)濟性及大規(guī)模的特點。“云計算”不但是技術創(chuàng)新也是理論創(chuàng)新，遵循一切即服務的理念，將軟件當成服務，將平臺當成服務，將基礎設施也當成服務，用戶在使用時，實際上相當于將工作“外包”給云平臺［2］，平臺通過網(wǎng)絡按實際需求提供IT資源，按使用量的定價付費方式，根據(jù)需要從阿里云、華為云等服務提供商處獲得快速算力、遠程存儲及數(shù)據(jù)庫等技術服務，從而將本地的服務器架設解脫出來，無需購買、擁有和維護物理數(shù)據(jù)中心及服務器等煩瑣工作。

2 基于云計算技術的教學資源庫建設優(yōu)勢

在教學資源庫平臺的實際搭建過程中，傳統(tǒng)的模式為數(shù)據(jù)中心與教學資源庫網(wǎng)站平臺全部集中架構在學院的中心服務器上，這樣產(chǎn)生了功能擴展難、交互性弱、硬件投入與管理成本高昂等一系列問題，并且高校為了節(jié)約成本將積累的各類資源及信息化軟件全部部署在同一服務器上，一旦服務器出現(xiàn)故障，資源安全性就難以得到保障，而且由于各個服務器系統(tǒng)兼容性不夠，難以滿足日益增長的服務需求［3］。而基于“云計算”的建設模式表現(xiàn)出十分明顯的優(yōu)勢，更加有利于教學資源庫建設的實施。這一模式主要的優(yōu)點如下：（1）合理使用“云計算”技術建設教學資源庫，可以有效整合各類不同資源，使其真正地“共享”起來，并且能夠實現(xiàn)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度以及統(tǒng)一監(jiān)控。（2）基于“云計算”的教學資源庫平臺，因為使用的是“云服務”提供商的專業(yè)的先進技術，使平臺系統(tǒng)更加可靠與穩(wěn)定，同時訪問速度更加流暢，同時支持不同的終端設備，使訪問更加高效。（3）基于“云計算”的教學資源庫平臺，使系統(tǒng)搭建成本大幅降低，且服務質量大大提高，學院不需要再為服務器的硬件架構、網(wǎng)絡建設、后期的管理維護而傷透腦筋，因為這些工作全部交給了“云”，而學院只需要支付一定費用便能夠得到快速的計算與存儲服務以及后期的無限擴展能力。

3 基于云計算技術的教學資源庫的設計

3.1 基于云計算技術的資源庫平臺架構設計

基于云計算技術的教學資源庫平臺一般情況下會將中心數(shù)據(jù)庫服務、資源存儲服務架構在云端，將網(wǎng)站平臺交給網(wǎng)絡提供商托管或自行建設網(wǎng)站服務器進行部署。依據(jù)教學需求，基于云計算技術的教學資源庫平臺的系統(tǒng)架構設計如圖1所示［4］。

“云計算”平臺層是模型中的硬件層，是模型的基本底層，這一層提供最基本的物理硬件設備資源，包含終端工具、云服務器、網(wǎng)絡設備與存儲設備等。“云存儲”平臺層是遠程云端的核心層，此層是由云服務商開發(fā)的一些中間件，對遠程計算、云端存儲等服務進行支持。教學資源庫網(wǎng)站平臺的編寫者可以通過云服務商提供的編程接口對云端資源進行添加、刪除、移動等功能。“云管理”平臺層便是面向用戶的應用層。用戶通過教學資源庫網(wǎng)站進行瀏覽、發(fā)布、在線學習和評價［5］。

3.2 教學資源庫平臺的功能設計

科學完整的教學資源庫平臺至少需要包含教學資源的組織與呈現(xiàn)、教學資源預覽、資源下載、資源檢索、資源統(tǒng)計、資源上傳、視頻處理系統(tǒng)、文本處理系統(tǒng)、圖片處理系統(tǒng)、動畫處理系統(tǒng)、音頻處理系統(tǒng)、資源排行榜、資源推送等基本功能。同時，平臺還應該包含學習管理系統(tǒng)功能，此系統(tǒng)須包含用戶分類顯示、課程公告、自主學習課程、學習資料分類上傳、作業(yè)試題、課程論壇、在線答疑、選課管理、課程統(tǒng)計、課程屬性、移動應用、課程門戶、論壇系統(tǒng)、站內(nèi)短信等拓展功能。

針對這些功能需求進行設計整合，教學資源庫的功能模塊應該由用戶管理模塊、子庫管理模塊、資源管理模塊、互動交流模塊以及學習管理系統(tǒng)模塊5個部分組成。這5個模塊之間互相支撐、相互配合，共同構成了一個使用簡單、高效便捷、資源共享、師生互動的資源服務管理平臺，如圖2所示。

4 基于云計算技術的教學資源庫的應用實例

4.1 平臺建設及方案

本文以江西應用工程職業(yè)技術學院“Web前端技術”課程資源庫平臺的應用為例，以滿足實際課程教學需求為基本前提，以學生方便在線學習為宗旨，完成了學院“Web前端技術”課程教學資源庫在線網(wǎng)站平臺建設方案，此教學資源庫系統(tǒng)的具體方案如表1所示。

4.2 “云計算”服務核心代碼

要將數(shù)據(jù)計算及資源中心部署到阿里云，需按實際需求購買“云服務”并開通OSS，新建Bucket，同時必須記住平臺生成的access key id和access key secret，這相當于訪問云服務時所必需的賬戶與密碼。通過后端語言Php訪問阿里云的核心代碼［5］，如表2所示。

經(jīng)過3個多月的編碼調(diào)試，學院教學資源庫網(wǎng)站平臺順利上線，經(jīng)過實際部署及應用測試，相比于以往教學資源庫的建設，基于云計算技術的教學資源庫在實際部署中可以節(jié)省大量的經(jīng)費投入。大部分硬件及網(wǎng)絡設施都是現(xiàn)有的，需要添置的硬件非常少，而且對網(wǎng)站服務的配置要求大大降低，用戶在使用中也方便快捷了許多，視頻的訪問速度極大提升。資源存儲更加安全可靠，在云端，所有的資源都被有效地整合到了一起，避免了資源重復使用，不用考慮數(shù)據(jù)丟失和病毒的入侵，維護起來特別方便，基本上滿足了目前對教學的需要。

4.3 將“教學資源庫”平臺應用于教學實踐

平臺搭建好之后，基于學院的實際情況，課題組選擇了應用性比較強的軟件技術專業(yè)和計算機網(wǎng)絡專業(yè)，將此教學資源庫平臺應用于教學實際，取得了較好的效果。“教學資源庫”要被學生接受，離不開“在線學習”習慣的引導，課題組主要通過如下3種方式來完成：（1）通過問卷調(diào)查的形式，讓學生了解“在線學習”。在問卷設計中對 “教學資源庫”進行介紹，借助 “問卷星”中的調(diào)查問卷功能完成在線調(diào)查，發(fā)現(xiàn)大部分學生了解“在線學習”。（2）在新生入學教育階段，對新生灌輸“線上學習”“混合學習”思想，讓學生對線上的“教學資源庫”平臺產(chǎn)生好奇和興趣。（3）通過社團活動引導學生關注及使用 “教學資源庫”平臺。同時，按“邊建設、邊應用、邊完善”的原則，在為期兩年的建設中，課題組共完成了課程庫、企業(yè)課程庫、課程素材庫、行業(yè)資訊庫、成果展示庫、課程試題庫、技術文摘庫、企業(yè)與拓展資源庫共8個子庫的建設。共計完成課程視頻312集、教學課件54份、課程題庫8份、各類素材50多套等，收集學生優(yōu)秀作品74件，為師生提供了大量有價值的教學資源。通過正確引導、氛圍營造，學生積極性很高，表現(xiàn)欲望強烈，在實訓、各類比賽、畢業(yè)答辯中涌現(xiàn)出了一大批優(yōu)秀的前端設計作品。

5 結語

綜上所述，基于“云計算”技術的教學資源庫平臺相當于將很大一部分的工作“外包”給了云平臺服務商，所以系統(tǒng)架構更加簡單，節(jié)省了很多前期的硬件設施投入和后期的管理支出，并且資源訪問更加快速，視頻播放更加流暢。將云計算技術運用于高校教學資源庫建設中，可以有效提升院校的教育數(shù)字化管理水平，對高校教學模式的變革也有推動作用，對教育數(shù)字化、信息化具有重要意義。

參考文獻

［1］周金付.云計算技術在計算機數(shù)據(jù)處理中的運用研究［J］.軟件，2022（10）：160-162.

［2］胡云.對云計算技術及應用的研究［J］.電腦開發(fā)與應用，2017（15）：12-14.

［3］趙成.基于教學資源庫的線上教學實踐應用探析［J］.現(xiàn)代信息科技，2020（11）：175-179.

［4］林珠.基于云計算的科技資源數(shù)據(jù)中心架構設計［J］.中國科技資源導刊，2015（4）：40-46.

［5］牟波.高校數(shù)字化教學資源云平臺建設及其關鍵技術研究［J］.電子元器件與信息技術，2021（12）：120-121.

Research on the construction and application of teaching resource database based on cloud

computing technology

DuQiang， WenBo*

（Department of Computer Information Engineering， Jiangxi Vocational College of Applied Engineering，

Pingxiang 337000， China）

Abstract：With the continuous advancement of national education informatization and digitization， the construction of university teaching resource libraries is urgent. On the basis of analyzing the current operation status and shortcomings of existing teaching resource libraries， this article proposes a construction plan for teaching resource libraries based on cloud computing technology， and summarizes the system architecture and functional model based on this plan. Taking the construction and practical application of the course teaching resource database platform of Jiangxi Vocational College of Applied Engineering as an example， this study explores the core technologies and application effects of cloud computing based teaching resource databases， in order to provide some ideas and references for the construction of university teaching resource databases.

Key words： cloud computing; teaching resource library; cloud services; cloud storage