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摘要:本文通过对我国教育信息化现状进行分析,结合云计算的概念和特点,进一步探索了基于云计算的区域高校教学资源共享体系,对缩小教育信息化差距、促进高校教学资源优质共享有着重要的意义。
关键词:云计算;教学资源共享;教育信息化
浙江省教育科学规划研究课题:“高校数字化资源云共享模式研究”。项目编号:2014SCG386
2010年6月年国务院通过的《国家中长期教育改革和发展规划纲要》中明确指出,要将促进优质教育资源的开发和应用以及教育资源共享平台的建立作为教育信息化进程的重要内容,为此教育界开始加快了对高校教育资源共享模式的研究和探索,集中式共享模式、分布式共享模式以及Web2.0、Blog、数据挖掘等网络技术开始在教育信息资源体系中应用,有效地促进了地方教育信息化的发展,但是完整的网络教育资源共享体系的建立仍然缺乏必要的软硬件支撑平台[1]。近年来,云计算技术的出现与发展引发了广泛的关注,其虚拟化和按需租用的特点为区域高校教学资源共享体系的建立提供了全新的思路和技术支持。
一、研究背景
计算机技术和信息技术的发展有力地推进了我国教育信息化进程的加快,大部分高校都已经建立起了自己的校园网络,极大地丰富了校园的教育资源,教学课件、视频、辅助软件、网上图书馆等资源的校内共享为本校学生带来了很大的便利和帮助。然而目前每个学校的教学资源共享只建立在校园网络的基础上,也就是说这种共享是相对孤立的,学校与学校之间是无法实现资源共享的,因而每个学校都不得不花费大量的资金和精力去建立自己的校园网络资源,这种孤立的管理方式造成了极大的资源浪费,也不利于高校间教育资源的互补与发展。此外,随着教育需求的增加,单凭一个学校内部的力量是很难建立一个满足教育信息化需求的完整的校园资源体系的,而校园资源体系的集成化不足、资源利用率低下以及资源交叉的缺失等问题将严重阻碍教育信息化进程的发展。因此,如何有效地整合各个学校的教学资源,建立一个完整的区域高校教学资源共享体系是目前教育界面临的一个重大课题。
二、我国教育资源信息化现状及发展机遇
(一)教育资源信息化现状分析
1.教学资源分布不均
全国不同地区间的教学资源分布存在严重的不平衡,发达地区拥有丰富且优质的教育资源,软硬件设备出现剩余,而落后地区甚至连基础的软硬件设备都很欠缺,同时二者的潜在建设能力还存在着很大的差异,进一步加大了地区间、学校间教学资源的分布不均。此外,国家对不同学校的投资力度存在很大的差异,国家级、省级重点高校动辄投资上亿资金,教育信息化建设也是以这些学校为中心,而一些普通高校的教育资源却迟迟得不到更新,与重点高校存在非常大的差距。
2.教学资源陈旧且原创性数据少,用户满意度低
从目前教育信息化的发展现状来看,能够有效提高教学质量和效率的电子教案、CAI课件等原创数据的开发还存在很大不足,是阻碍教育信息化的重要因素。据相关调查显示,接近一半的被访者认为现有教学资源库的资源匹配性较差,急需补充对应的课改内容,部分教师则表示现有教学资源科学性不足,不能满足实际教学策略的应用[2]。究其原因,我国目前的教学资源库中资源类型十分有限,對多媒体素材的组织能力较弱,而已经设计出的高质量教学软件和资源又没能实现资源共享,造成了极大地资源浪费和重复劳动。
3.教学资源更新速度慢、成本高
目前大多高校的信息化资源都储存在独立的服务器中,教学资源的更新需要服务器具备较强的存储能力和计算能力。而传统的服务器显然不能满足这个要求,因此,要实现教学资源的更新就必须对服务器进行升级,服务器的更新是一项昂贵且浩大的工程,导致教学资源的更新速度慢、更新成本高。此外,传统的教学资源使用模式是通过下载服务器中的资源至个人电脑来完成的,那么教学资源的逐渐丰富必将对个人电脑提出更高的要求,进一步增加了教学资源的更新成本。
4.教学资源共享程度低
基于传统教学模式的资源共享存在三大难点,即教师间的共享难、学校间的联合难、区域间的互用难,导致教学资源难以实现有效共享,造成教学资源的重复开发和低利用率,因此,应该将加强教育资源共享建设作为教育信息化的重点工作。目前教育资源共享建设需要从硬件资源和软件资源两方面予以解决,由于各个学校的硬件资源各自孤立,使用独立的计算机和网络设备,导致硬件教学资源共享面临较大的困难,而硬件资源共享的困难间接增加了软件资源共享的难度。事实上,目前很多学校的信息化方案都是建立在条块分隔形式的管理体系上的,应用的系统不同,数据交换实现难度大,学校间的共享和交流难以进行,严重影响了优质教学软件和课件的应用和共享。
(二)云计算带来的教育资源信息化发展机遇
1.云计算概述
近年来,云计算的出现与发展提供了一种新的共享基础结构方式,实现了服务模式和技术理念的更新,为信息资源的管理与服务带来了有效的新手段。云计算是指通过虚拟技术构成一个虚拟资源池,将大量网络资源集中起来,可以使用软件进行自动管理[3]。其服务模式是由提供云计算服务的企业负责资源设备的管理和维护,并通过互联网向用户提供可无限扩展的计算能力、存储能力以及各种软件服务,用户只需要以付费的方式使用客户端的浏览软件,就可以通过互联网的终端设备访问需要的服务,这样的模式只需要用户使用尽可能少的个人计算机资源就可以实现性能的最大化。
云计算服务具有以下优势:①云计算的数据存储中心为用户可以提供安全可靠的数据存储服务,避免了用户个人电脑由于各种原因出现的数据丢失;②云计算具备方便快捷的云服务,用户只需要使用网络浏览器就可以方便快捷地使用各种服务;③云计算具备强大的计算能力,高达10亿万次/秒的运算能力可以满足用户各种业务的需要;④云计算具有较高的经济效益,相比传统的自营数据中心,使用云计算服务将大大降低存储成本,宽带成本和计算能力成本也不到原本的二分之一,各机构只需要低廉的架构成本就可以开展有效的运作[4]。 2.基于云计算的教学资源共享优势
教学资源的飞速增长对教育信息化提出了更高的技术要求和共享需求。首先,教学资源的共享需要有稳定的网络作为基础保障;其次,教学资源的共享需要具备远程操作、移动办公、信息实时传输等功能。研究以社会化服务和协作学习理念为核心的基于云教育的资源共享体系,能够促进教育信息化程度的提高,实现更为高效的资源管理和协同教学,有效解决目前教育信息化发展存在的资源分布不均、原创数据少、用户满意度低、更新数据慢、成本高等问题。
以云+端的模式实现教学资源共享,即有效整合云计算、云存储、智能终端技术,将云计算与网络设备、移动终端联合起来,有效解决教学资源共享存在的软硬件难题。集合了传统网页模式和智能终端的浏览器终端在提供优质服务的同时,还提供了新的学习模式,很大程度上促进了教学效率的提升。“云+端”模式的实现有效地解决了落后偏远地区教育资源缺乏的问题,可以通过接入统一的教学资源云中心实现教学资源的共享,同时可以通过权限管理保障用户资料和数据资料的安全性。总的来说,基于云计算的教学资源共享优势主要有以下几点:
(1)数据安全性高。基于云计算的教学资源共享模式对关键数据采取统一的管理和控制,防止了传统服务器下因个人服务器故障造成的数据丢失问题的出现。此外,用户间的数据操作是相互隔离的,云计算的运行机制使每个用户在通过个人移动终端访问时,职能访问属于自己的数据,充分保证了数据的安全性。
(2)访问更加便捷。基于云计算的教学资源共享模式支持各种云端设备访问,不受时空限制地访问个人桌面,因此,学校教师和学生随时随地可以通过移动终端实现教学资源的远程访问,不用担心因网络故障导致的工作数据丢失。
(3)有效节约成本。云计算具有较高的经济效益,有效地减少了终端的存储成本、宽带成本、计算力成本、维护成本以及软件许可方面的采购成本,极大地节约了教学资源共享体系建设的软硬件投资。
(4)应用更为丰富。云计算模式具有强大的运算能力,云端可以快速处理复杂的运算,用户端只需要具备基础的运算能力,就可以响应用户操作并显示应用结果。此外,云计算对终端和云端的交互方式作了规范的安排,因此云端应用的扩展不需要担心终端的兼容性问题。
(5)无限存储空间。用户可以快捷方便地在云端建立一个足够大的存储空间,并设置相应的用户访问机制,那么通过云存储就可以轻松解决个人终端存储能力不足的问题。
三、基于云计算的区域高校教学资源共享体系
目前各高校通过自主研发或者供应商提供的教学资源系统等不同渠道,积累了大量的教学资源,为了充分实现教学资源的有效利用,高校需要建立与教学资源系统相匹配的软硬件平台,很多高校都为此设置了校内服务器、网络设备和存储设备。然而教学资源始终处于高速增长中,用户的需求也在不断提升,现有的设备显然已经不能满足教学资源服务的要求,高校必将花费大量的资金和精力提升设备的性能,以满足教学资源服务的需求[5]。基于云计算的区域高校教学资源共享体系可以帮助高校花费最低的成本和最短的时间来实现教学资源的共享及优质化,其核心思想是:将高校现有的硬件设备利用云计算的虚拟技术进行虚拟化,并与公共服务区域中的其他软硬件资源相结合,共同构成一个存储大量资源的虚拟化资源池,并按需进行二次分配。高校可以利用资源池的大规模分布式存储系统建立教学资源数据中心,即教学资源存储云,同时可以将云计算平台和教学资源存储云互联,搭建一个通用资源管理平臺,对各类教学资源的共建、共享进行统一的管理。
(一)教学资源存储云
基于云计算的区域高校教学资源共享体系是在分析高校教学资源的数据组成、类型、存储以及交换需求的基础上,根据云存储的虚拟化技术特点,实现教育部门以及各高校的教学资源系统的虚拟化整合,建立全新的教学资源存储云,可以根据需要进行存储空间的分配与扩展。各院校只需要通过接口连接到教学资源存储云,就可轻松实现对云上各教学资源的访问和调用。
按照教学资源提供方式的不同进行分类,教学资源存储云可以分为公共云、私有云以及第三方存储云。公共云是指一些开放式的教学资源以及已经在一定区域内达成共享协议的教学资源;私有云一般指受版权和涉密因素限制,只供特定区域的内部师生使用的教学资源;第三方存储云则是指不同商业化机构提供的数据库、课件等教学资源,单位或个人需要通过付费才可以使用。
基于云计算的区域高校教学资源共享体系通过整合所有存储点的教学资源,并对公共云、私有云及第三方存储云的资源进行不同的授权认证及注册接口,实现了教学资源存储云数据的交互和共享。随着教学资源的持续性增长,用户对使用性能的要求也不断提升,为了实现教学资源存储云的按需无限扩展,区域高校教学资源共享体系采用租用商业云或者高校间硬件资源共享,扩展了教学资源的学科内容,优化了教学资源的更新方式,形成了更为优质的教学资源存储云。
(二)资源数据库
由于教学资源存储云的异构海量资源处于不断增加中,基于云计算的区域高校教学资源共享体系将资源库和资源目录库联合起来,对现有教学资源数据库进行整合,将其以独立的第三方资源服务形式注册到统一的目录中。基于云存储强大的扩展调用功能,通过资源库与目录库的互联实现了不同数据库的数据交互,使通用数据平台具备了实时交互的数据来源。
资源库:对资源类型、名称、来源等基本信息进行详细地记录,保存资源的收费与否、收费标准、授权范围、认证接口等授权认证信息,资源目录库:资源目录库在这里发挥了两大价值,它不仅是记录各资源库的资源基本信息摘要以及授权资料的目录数据库,也是通用资源管理平台进行记录用户基本信息、资源使用情况、需求情况、权限级别等信息的数据库[6]。
(三)通用资源管理平台
公共云服务中心提供元数据编目服务和全局资源调度功能,基于云计算的区域高校教学资源共享体系正是建立在公共云服务中心之上的,它为SaaS服务提供支撑平台,进而构建了一个多层次的通用资源管理平台。通用资源管理平台可以提供完善的授权认证服务,包括统一身份授权服务、认证服务、访问控制服务以及应用注册等一系列服务。此外,通用资源管理平台与资源存储云中的资源库和资源目录库互联,在授权认证机制的作用下形成了一个可视化的Service页面,通过这个页面可以轻松获取资源云中的各类教学资源。图1为通用资源管理平台的使用流程,可以明显得出通用资源管理平台的三个层次,即为资源建设、资源评审、资源利用。
图1 通用资源管理平台
1.资源建设
通用资源管理平台的建设主要有两个渠道,一种是高校教师通过注册以个人身份提交的教学资源,资源类型多种多样,涵盖课件、视频、文献、试卷等;另一种是由各数据库厂商提交的教学资源,各数据库厂商通过平台的相关管理平台可以轻松实现资源的批量上传。
2.资源评审
用户的提交的各类资源需要经过通用资源管理平台的审核才能入库,评审流程一般为初审、复审、送审、会审、终审等,评审人员包括审核员、学科审核员、专家学者、主编等。其中个人用户提交的资源需要通过管理员设定的评审流程层层审批,一般默认流程为:审核员对资源进行分类初审,如果审核通过,那么分学科送至相应的学科审核员处进行复审,通过复审的资源则要进行专家送审,由专家根据资源价值评定星级,两星及两星以下的资源可以直接入库使用,对于评分两星及以下的资源可以直接入库使用,对于评分三星及以上的资源,安排专家会审并定级,最后入库并进入页面推荐。对于没有初审或复审的资源,审核员会通过系统消息或邮件形式予以告知,并给出未通过原因、修改意见等反馈信息。而各数据库厂商批量上传的教学资源则统一由专家进行会审,审核通过后统一入库并投入使用。
3.资源利用
资源利用中心是区域高校教学资源共享体系的核心模块,具体包括四大功能模块,即用户管理、资源管理、电子商务管理和系统管理。区域高校教学资源共享体系为用户提供注册、发布、搜索、阅读、收藏、下载、订阅、评价等一系列功能,用户可以通过注册登录系统使用相关服务,系统会记录用户的使用情况,根据用户的反馈信息自动对资源进行分级、排序等相关调整。系统还会将用户的意见传达给相关的资源建设者,使资源建设者充分了解用户的需求,并根据用户的意见予以修改和完善,同时系统会要求资源建设者根据意见的价值进行评级,
进而通过电子商务模块对提供有价值意见的消费者予以激励。此外,系统会对用户的基本信息和使用情况进行记录,根据用户的使用习惯建立个人数据库,为用户提供特色的资源推送服务。系统还会综合考虑用户对资源的反馈信息,包括浏览量、收藏量、下载量、推荐量、评价意见等,对提供高质量资源的建设者予以奖励,以调动建设者的进行资源更新与完善的积极性,促进教学资源的优化。
(四)关键技术
1.资源库的加载技术
基于云计算的区域高校教学资源共享体系的资源数据库资源来源比较复杂,具有明显的异构性、多样性和跨界性等特点,为用户的检索和管理员的管理带来了难度。为了方便用户的使用以及管理员的管理操作,需要对这些复杂的资源进行统一透明化处理,通常系统会根据目录库中的授权表信息,获取到各资源库的接口信息和授权级别等信息,通过连接代码就可以定位到具体的数据库,使单次检索获取各类资源成为了可能,极大地便利了各类资源的使用和管理操作。
2.权限管理与控制技术
基于云计算的区域高校教学资源共享体系采用统一的身份授权管理平台,该平台以PKI体系为基础,对用户进行基于角色的权限管理和控制,保证了用户和资源建设者之间的通信安全[7]。根据不同用户的角色层级,超级管理员会事先设置用户相应的访问权限,明确不同用户能够访问的资源层级,当用户进行资源访问时,会对用户进行严格的角色权限验证,通过验证后才可以进行访问,有效保证了资源和服务的安全。
四、结语
教学资源是高校教育中的重要组成部分,区域间的经济水平、软硬件设施条件以及资金投入力度的差异严重影响了高校教学资源的共享,不利于教学资源的充分利用和优化,也阻碍了我国教育信息化的发展。本文基于云计算技术,对区域高校教学资源共享体系的构建进行了探索,重点分析了教学资源存储云、资源数据库以及通用资源管理平台,对促进高校教学资源的优质共享、推进我国教育信息化步伐有着十分重要的意义。
参考文献:
[1]刘凌冰,郑爱彬. 基于云计算的区域高校教育云平台的构建[A]. 中国会计学会会计信息化專业委员会.中国会计学会第十三届会计信息化年会报告论文集[C].中国会计学会会计信息化专业委员会,2014:8.
[2]杨华. 基于云计算的科研教学应用平台研发[D].湖南大学,2013.
[3]朱晓蒙. 基于云存储的高校教育资源平台[D].西安科技大学,2012.
[4]徐苑苑. 云计算环境下的开放课程应用研究[D].华东师范大学,2013.
[5]张怀南,杨成. 基于云计算的区域性高校数字教学资源建设研究[J]. 现代教育技术,2012,06:45-50.
[6]田敬华. 云计算环境下高校教学资源管理模型的研究[D].重庆师范大学,2012.
[7]赵云鹏. 浅谈基于云计算的高校教学资源建设模式[J]. 计算机光盘软件与应用,2013,07:172-173.
关键词:云计算;教学资源共享;教育信息化
浙江省教育科学规划研究课题:“高校数字化资源云共享模式研究”。项目编号:2014SCG386
2010年6月年国务院通过的《国家中长期教育改革和发展规划纲要》中明确指出,要将促进优质教育资源的开发和应用以及教育资源共享平台的建立作为教育信息化进程的重要内容,为此教育界开始加快了对高校教育资源共享模式的研究和探索,集中式共享模式、分布式共享模式以及Web2.0、Blog、数据挖掘等网络技术开始在教育信息资源体系中应用,有效地促进了地方教育信息化的发展,但是完整的网络教育资源共享体系的建立仍然缺乏必要的软硬件支撑平台[1]。近年来,云计算技术的出现与发展引发了广泛的关注,其虚拟化和按需租用的特点为区域高校教学资源共享体系的建立提供了全新的思路和技术支持。
一、研究背景
计算机技术和信息技术的发展有力地推进了我国教育信息化进程的加快,大部分高校都已经建立起了自己的校园网络,极大地丰富了校园的教育资源,教学课件、视频、辅助软件、网上图书馆等资源的校内共享为本校学生带来了很大的便利和帮助。然而目前每个学校的教学资源共享只建立在校园网络的基础上,也就是说这种共享是相对孤立的,学校与学校之间是无法实现资源共享的,因而每个学校都不得不花费大量的资金和精力去建立自己的校园网络资源,这种孤立的管理方式造成了极大的资源浪费,也不利于高校间教育资源的互补与发展。此外,随着教育需求的增加,单凭一个学校内部的力量是很难建立一个满足教育信息化需求的完整的校园资源体系的,而校园资源体系的集成化不足、资源利用率低下以及资源交叉的缺失等问题将严重阻碍教育信息化进程的发展。因此,如何有效地整合各个学校的教学资源,建立一个完整的区域高校教学资源共享体系是目前教育界面临的一个重大课题。
二、我国教育资源信息化现状及发展机遇
(一)教育资源信息化现状分析
1.教学资源分布不均
全国不同地区间的教学资源分布存在严重的不平衡,发达地区拥有丰富且优质的教育资源,软硬件设备出现剩余,而落后地区甚至连基础的软硬件设备都很欠缺,同时二者的潜在建设能力还存在着很大的差异,进一步加大了地区间、学校间教学资源的分布不均。此外,国家对不同学校的投资力度存在很大的差异,国家级、省级重点高校动辄投资上亿资金,教育信息化建设也是以这些学校为中心,而一些普通高校的教育资源却迟迟得不到更新,与重点高校存在非常大的差距。
2.教学资源陈旧且原创性数据少,用户满意度低
从目前教育信息化的发展现状来看,能够有效提高教学质量和效率的电子教案、CAI课件等原创数据的开发还存在很大不足,是阻碍教育信息化的重要因素。据相关调查显示,接近一半的被访者认为现有教学资源库的资源匹配性较差,急需补充对应的课改内容,部分教师则表示现有教学资源科学性不足,不能满足实际教学策略的应用[2]。究其原因,我国目前的教学资源库中资源类型十分有限,對多媒体素材的组织能力较弱,而已经设计出的高质量教学软件和资源又没能实现资源共享,造成了极大地资源浪费和重复劳动。
3.教学资源更新速度慢、成本高
目前大多高校的信息化资源都储存在独立的服务器中,教学资源的更新需要服务器具备较强的存储能力和计算能力。而传统的服务器显然不能满足这个要求,因此,要实现教学资源的更新就必须对服务器进行升级,服务器的更新是一项昂贵且浩大的工程,导致教学资源的更新速度慢、更新成本高。此外,传统的教学资源使用模式是通过下载服务器中的资源至个人电脑来完成的,那么教学资源的逐渐丰富必将对个人电脑提出更高的要求,进一步增加了教学资源的更新成本。
4.教学资源共享程度低
基于传统教学模式的资源共享存在三大难点,即教师间的共享难、学校间的联合难、区域间的互用难,导致教学资源难以实现有效共享,造成教学资源的重复开发和低利用率,因此,应该将加强教育资源共享建设作为教育信息化的重点工作。目前教育资源共享建设需要从硬件资源和软件资源两方面予以解决,由于各个学校的硬件资源各自孤立,使用独立的计算机和网络设备,导致硬件教学资源共享面临较大的困难,而硬件资源共享的困难间接增加了软件资源共享的难度。事实上,目前很多学校的信息化方案都是建立在条块分隔形式的管理体系上的,应用的系统不同,数据交换实现难度大,学校间的共享和交流难以进行,严重影响了优质教学软件和课件的应用和共享。
(二)云计算带来的教育资源信息化发展机遇
1.云计算概述
近年来,云计算的出现与发展提供了一种新的共享基础结构方式,实现了服务模式和技术理念的更新,为信息资源的管理与服务带来了有效的新手段。云计算是指通过虚拟技术构成一个虚拟资源池,将大量网络资源集中起来,可以使用软件进行自动管理[3]。其服务模式是由提供云计算服务的企业负责资源设备的管理和维护,并通过互联网向用户提供可无限扩展的计算能力、存储能力以及各种软件服务,用户只需要以付费的方式使用客户端的浏览软件,就可以通过互联网的终端设备访问需要的服务,这样的模式只需要用户使用尽可能少的个人计算机资源就可以实现性能的最大化。
云计算服务具有以下优势:①云计算的数据存储中心为用户可以提供安全可靠的数据存储服务,避免了用户个人电脑由于各种原因出现的数据丢失;②云计算具备方便快捷的云服务,用户只需要使用网络浏览器就可以方便快捷地使用各种服务;③云计算具备强大的计算能力,高达10亿万次/秒的运算能力可以满足用户各种业务的需要;④云计算具有较高的经济效益,相比传统的自营数据中心,使用云计算服务将大大降低存储成本,宽带成本和计算能力成本也不到原本的二分之一,各机构只需要低廉的架构成本就可以开展有效的运作[4]。 2.基于云计算的教学资源共享优势
教学资源的飞速增长对教育信息化提出了更高的技术要求和共享需求。首先,教学资源的共享需要有稳定的网络作为基础保障;其次,教学资源的共享需要具备远程操作、移动办公、信息实时传输等功能。研究以社会化服务和协作学习理念为核心的基于云教育的资源共享体系,能够促进教育信息化程度的提高,实现更为高效的资源管理和协同教学,有效解决目前教育信息化发展存在的资源分布不均、原创数据少、用户满意度低、更新数据慢、成本高等问题。
以云+端的模式实现教学资源共享,即有效整合云计算、云存储、智能终端技术,将云计算与网络设备、移动终端联合起来,有效解决教学资源共享存在的软硬件难题。集合了传统网页模式和智能终端的浏览器终端在提供优质服务的同时,还提供了新的学习模式,很大程度上促进了教学效率的提升。“云+端”模式的实现有效地解决了落后偏远地区教育资源缺乏的问题,可以通过接入统一的教学资源云中心实现教学资源的共享,同时可以通过权限管理保障用户资料和数据资料的安全性。总的来说,基于云计算的教学资源共享优势主要有以下几点:
(1)数据安全性高。基于云计算的教学资源共享模式对关键数据采取统一的管理和控制,防止了传统服务器下因个人服务器故障造成的数据丢失问题的出现。此外,用户间的数据操作是相互隔离的,云计算的运行机制使每个用户在通过个人移动终端访问时,职能访问属于自己的数据,充分保证了数据的安全性。
(2)访问更加便捷。基于云计算的教学资源共享模式支持各种云端设备访问,不受时空限制地访问个人桌面,因此,学校教师和学生随时随地可以通过移动终端实现教学资源的远程访问,不用担心因网络故障导致的工作数据丢失。
(3)有效节约成本。云计算具有较高的经济效益,有效地减少了终端的存储成本、宽带成本、计算力成本、维护成本以及软件许可方面的采购成本,极大地节约了教学资源共享体系建设的软硬件投资。
(4)应用更为丰富。云计算模式具有强大的运算能力,云端可以快速处理复杂的运算,用户端只需要具备基础的运算能力,就可以响应用户操作并显示应用结果。此外,云计算对终端和云端的交互方式作了规范的安排,因此云端应用的扩展不需要担心终端的兼容性问题。
(5)无限存储空间。用户可以快捷方便地在云端建立一个足够大的存储空间,并设置相应的用户访问机制,那么通过云存储就可以轻松解决个人终端存储能力不足的问题。
三、基于云计算的区域高校教学资源共享体系
目前各高校通过自主研发或者供应商提供的教学资源系统等不同渠道,积累了大量的教学资源,为了充分实现教学资源的有效利用,高校需要建立与教学资源系统相匹配的软硬件平台,很多高校都为此设置了校内服务器、网络设备和存储设备。然而教学资源始终处于高速增长中,用户的需求也在不断提升,现有的设备显然已经不能满足教学资源服务的要求,高校必将花费大量的资金和精力提升设备的性能,以满足教学资源服务的需求[5]。基于云计算的区域高校教学资源共享体系可以帮助高校花费最低的成本和最短的时间来实现教学资源的共享及优质化,其核心思想是:将高校现有的硬件设备利用云计算的虚拟技术进行虚拟化,并与公共服务区域中的其他软硬件资源相结合,共同构成一个存储大量资源的虚拟化资源池,并按需进行二次分配。高校可以利用资源池的大规模分布式存储系统建立教学资源数据中心,即教学资源存储云,同时可以将云计算平台和教学资源存储云互联,搭建一个通用资源管理平臺,对各类教学资源的共建、共享进行统一的管理。
(一)教学资源存储云
基于云计算的区域高校教学资源共享体系是在分析高校教学资源的数据组成、类型、存储以及交换需求的基础上,根据云存储的虚拟化技术特点,实现教育部门以及各高校的教学资源系统的虚拟化整合,建立全新的教学资源存储云,可以根据需要进行存储空间的分配与扩展。各院校只需要通过接口连接到教学资源存储云,就可轻松实现对云上各教学资源的访问和调用。
按照教学资源提供方式的不同进行分类,教学资源存储云可以分为公共云、私有云以及第三方存储云。公共云是指一些开放式的教学资源以及已经在一定区域内达成共享协议的教学资源;私有云一般指受版权和涉密因素限制,只供特定区域的内部师生使用的教学资源;第三方存储云则是指不同商业化机构提供的数据库、课件等教学资源,单位或个人需要通过付费才可以使用。
基于云计算的区域高校教学资源共享体系通过整合所有存储点的教学资源,并对公共云、私有云及第三方存储云的资源进行不同的授权认证及注册接口,实现了教学资源存储云数据的交互和共享。随着教学资源的持续性增长,用户对使用性能的要求也不断提升,为了实现教学资源存储云的按需无限扩展,区域高校教学资源共享体系采用租用商业云或者高校间硬件资源共享,扩展了教学资源的学科内容,优化了教学资源的更新方式,形成了更为优质的教学资源存储云。
(二)资源数据库
由于教学资源存储云的异构海量资源处于不断增加中,基于云计算的区域高校教学资源共享体系将资源库和资源目录库联合起来,对现有教学资源数据库进行整合,将其以独立的第三方资源服务形式注册到统一的目录中。基于云存储强大的扩展调用功能,通过资源库与目录库的互联实现了不同数据库的数据交互,使通用数据平台具备了实时交互的数据来源。
资源库:对资源类型、名称、来源等基本信息进行详细地记录,保存资源的收费与否、收费标准、授权范围、认证接口等授权认证信息,资源目录库:资源目录库在这里发挥了两大价值,它不仅是记录各资源库的资源基本信息摘要以及授权资料的目录数据库,也是通用资源管理平台进行记录用户基本信息、资源使用情况、需求情况、权限级别等信息的数据库[6]。
(三)通用资源管理平台
公共云服务中心提供元数据编目服务和全局资源调度功能,基于云计算的区域高校教学资源共享体系正是建立在公共云服务中心之上的,它为SaaS服务提供支撑平台,进而构建了一个多层次的通用资源管理平台。通用资源管理平台可以提供完善的授权认证服务,包括统一身份授权服务、认证服务、访问控制服务以及应用注册等一系列服务。此外,通用资源管理平台与资源存储云中的资源库和资源目录库互联,在授权认证机制的作用下形成了一个可视化的Service页面,通过这个页面可以轻松获取资源云中的各类教学资源。图1为通用资源管理平台的使用流程,可以明显得出通用资源管理平台的三个层次,即为资源建设、资源评审、资源利用。
图1 通用资源管理平台
1.资源建设
通用资源管理平台的建设主要有两个渠道,一种是高校教师通过注册以个人身份提交的教学资源,资源类型多种多样,涵盖课件、视频、文献、试卷等;另一种是由各数据库厂商提交的教学资源,各数据库厂商通过平台的相关管理平台可以轻松实现资源的批量上传。
2.资源评审
用户的提交的各类资源需要经过通用资源管理平台的审核才能入库,评审流程一般为初审、复审、送审、会审、终审等,评审人员包括审核员、学科审核员、专家学者、主编等。其中个人用户提交的资源需要通过管理员设定的评审流程层层审批,一般默认流程为:审核员对资源进行分类初审,如果审核通过,那么分学科送至相应的学科审核员处进行复审,通过复审的资源则要进行专家送审,由专家根据资源价值评定星级,两星及两星以下的资源可以直接入库使用,对于评分两星及以下的资源可以直接入库使用,对于评分三星及以上的资源,安排专家会审并定级,最后入库并进入页面推荐。对于没有初审或复审的资源,审核员会通过系统消息或邮件形式予以告知,并给出未通过原因、修改意见等反馈信息。而各数据库厂商批量上传的教学资源则统一由专家进行会审,审核通过后统一入库并投入使用。
3.资源利用
资源利用中心是区域高校教学资源共享体系的核心模块,具体包括四大功能模块,即用户管理、资源管理、电子商务管理和系统管理。区域高校教学资源共享体系为用户提供注册、发布、搜索、阅读、收藏、下载、订阅、评价等一系列功能,用户可以通过注册登录系统使用相关服务,系统会记录用户的使用情况,根据用户的反馈信息自动对资源进行分级、排序等相关调整。系统还会将用户的意见传达给相关的资源建设者,使资源建设者充分了解用户的需求,并根据用户的意见予以修改和完善,同时系统会要求资源建设者根据意见的价值进行评级,
进而通过电子商务模块对提供有价值意见的消费者予以激励。此外,系统会对用户的基本信息和使用情况进行记录,根据用户的使用习惯建立个人数据库,为用户提供特色的资源推送服务。系统还会综合考虑用户对资源的反馈信息,包括浏览量、收藏量、下载量、推荐量、评价意见等,对提供高质量资源的建设者予以奖励,以调动建设者的进行资源更新与完善的积极性,促进教学资源的优化。
(四)关键技术
1.资源库的加载技术
基于云计算的区域高校教学资源共享体系的资源数据库资源来源比较复杂,具有明显的异构性、多样性和跨界性等特点,为用户的检索和管理员的管理带来了难度。为了方便用户的使用以及管理员的管理操作,需要对这些复杂的资源进行统一透明化处理,通常系统会根据目录库中的授权表信息,获取到各资源库的接口信息和授权级别等信息,通过连接代码就可以定位到具体的数据库,使单次检索获取各类资源成为了可能,极大地便利了各类资源的使用和管理操作。
2.权限管理与控制技术
基于云计算的区域高校教学资源共享体系采用统一的身份授权管理平台,该平台以PKI体系为基础,对用户进行基于角色的权限管理和控制,保证了用户和资源建设者之间的通信安全[7]。根据不同用户的角色层级,超级管理员会事先设置用户相应的访问权限,明确不同用户能够访问的资源层级,当用户进行资源访问时,会对用户进行严格的角色权限验证,通过验证后才可以进行访问,有效保证了资源和服务的安全。
四、结语
教学资源是高校教育中的重要组成部分,区域间的经济水平、软硬件设施条件以及资金投入力度的差异严重影响了高校教学资源的共享,不利于教学资源的充分利用和优化,也阻碍了我国教育信息化的发展。本文基于云计算技术,对区域高校教学资源共享体系的构建进行了探索,重点分析了教学资源存储云、资源数据库以及通用资源管理平台,对促进高校教学资源的优质共享、推进我国教育信息化步伐有着十分重要的意义。
参考文献:
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