基于SaaS的高校教學科研資源共享平臺的設計

廖汗成

【摘要】高校教學優質科研資源的有效共享,可以實現高校之間的優勢互補,提升高校的整體教育教學質量。通過SaaS的介紹及對國內高校資源共享情況的簡要分析,提出了可應用SaaS思想的高校教學科研資源共享的應用服務場景,設計了一個高校教學科研資源共享平臺的架構,并對各層的功能進行了闡述。希望能為國內教育信息化的進一步拓展,讓高校的優勢資源得到更加有效的利用,提供一個新的技術選擇方案。

【關鍵詞】SaaS;優質資源共享;設計

一 引言

高校的內部資源可以劃分為有形資源、無形資源和組織能力三種類型。其中,有形資源包括財務資源和實物資源。實物資源主要指高校開展教學、科研活動所必需的物質性資源,如土地、房產、教學科研設備、圖書資料、辦公設施等。無形資源主要包含學校聲譽、技術資源、社會網絡和人力資源等。人力資源是指學校所擁有的師資水平和管理人員的水平[1]。國內外很多學者,用不同的方法對高校的內部資源的有效配置與利用進行了探討。John F.Ryan通過建立一個多元線性回歸模型,提出了高校經費應向教學和科研方面傾斜的資源優化配置策略[2]。Card和Krueger通過個案的研究、Pritehett和Fulmer通過理論闡述進行了高校的內部資源的有效配置與利用的研究[3-5]。Sinuany-Stern等運用DAE方法構建模型,通過評價高校運行效率,對教育資源的優化配置進行了討論[6]。Breu和Raab則用DAE方法對美國公立大學相對效率進行評價分析[7]。此外,Hooshang Izdai等采用Stochastic Frontier估算法來研究高等教育資源優化配置[8]。胡昭玲通過對國內高校的物力資源的調查分析,對各類教學資源的重要性進行了評價,提出實現高校教學資源的共享,促進高校教學資源的優化配置和有效利用的對策建議[9]。邵爭艷通過對國內區域高等教育資源的分析研究,提出了區域高等教育資源配置的評價體系[10]。吳少新用經濟理論,探討了國內高校資源的擴張機制[11]。更多的文獻則是從技術角度對使高校內部的教學科研、圖書情報等知識資源得到充分利用和共享的校園網的建設、開發、管理和安全使用等方面提出了各種解決方案和應用技術[12-20],極大地促進了校園網在各高校的應用。然而,對除圖書情報資源外,如何使各高校的內部資源能被其他高校利用的問題,研究文獻并不多見。1999年TCC(Timecruiser Computing Corporation)率先在美國教育市場推出的,向美國大專院校提供超過7000門課程,在第一年就有30%以上的課程被1500名專職或兼職教師采用的基于SaaS服務的教育企業級門戶Campus Cruiser 。為高校教學科研資源的共享,提供了一個新的解決思路。

本文通過對國內各層次高校校園網建設應用及高校資源共享情況的簡要分析,根據SaaS的思想,設計了一個高校教學科研資源共享平臺的架構,希望能為國內教育信息化的進一步拓展,讓高校的優勢資源得到更加有效的利用,提供一個新的技術選擇方案。

二 SaaS簡介

大多數學者認為,SaaS軟件是一種主機部署,通過Internet存取的軟件。SaaS軟件的基本形式表現為:應用軟件統一部署在SaaS 提供商的服務器上,軟件用戶無需買軟件許可,而可以根據實際需求,以租用的方式,通過互聯網向提供商訂購所需的應用軟件服務,按照訂購服務的種類、用戶數量或租用時間向提供商支付費用,并通過互聯網獲得提供商的服務。

SaaS 與傳統軟件許可證模式存在較大的不同。

在傳統的軟件許可證模式下,用戶要部署一個信息系統,必須預先投入大量投資用于硬件、定制軟件(包括系統軟件)、配備專業的維護人員等。費用的投入結構,如圖1所示。

圖1 傳統的軟件商業模式下用戶軟件系統的投入結構

在SaaS模式下,用戶僅需支付少量的計算機及網絡設備的費用,不再購買軟件,而改用向SaaS提供商租用基于Web的軟件功能,通過互聯網便可以享受到相應的硬件、軟件和維護服務,享有軟件使用權和不斷升級。降低了購買、構建和維護基礎設施和應用程序的成本。如圖2所示。

圖2 SaaS模式下用戶軟件系統的投入結構

在微軟看來,SaaS按照成熟度可以分成4個級別[21]。

第一個級別就是定制的SaaS。這種模式從成熟度上看基本上就是ASP的模式。不同的客戶公司在自己的主機空間上運行為自己定制的應用軟件;第二級的是可配置型SaaS。這種模式下,所有應用實例都使用相同的軟件代碼,供應商提供詳細的配置選擇和足夠的硬件和存儲資源,為不同的客戶(或用戶)分別提供應用系統彼此完全隔離的主機服務。同時,大幅降低了SaaS供應商對應用的升級和維護工作量;第三級是可配置性與多用戶效率的SaaS。供應商借助單個應用軟件來滿足不同客戶的需求,多個用戶共享一套應用系統。在滿足可配置特性的同時,通過授權和安全措施確保不同客戶公司的數據被相互分隔開;第四級則是可擴展性、可配置性與多用戶效率的SaaS。負載平衡的服務器集群技術是其中關鍵,供應商據此為不同客戶運行相同的應用系統,客戶的數據彼此分開?？膳渲锰匦钥奢p松適應大規?？蛻舻男枰?在無需對應用進行額外架構設計的情況下根據需求靈活地增減后端服務器的數量。

三 基于SaaS的高校資源共享平臺的設計

各個層次的大學各有其特色課程、資源配備甚至學科優勢,大學之間存在著“比較優勢”,利用外校的優質富余資源,高校之間形成教學科研共同體,優勢互補、資源共享,根據學校各自的特點制定學科的發展戰略規劃,促進學校的可持續發展,從而提升高校的整體教育質量。滿足在數量增長、個性彰顯的大學生的需要。

1 校園網資源共享存在的問題。

我國高等教育封閉式辦學的傳統制約著高校資源的共享。各高校的教學科研資源局限在高校的校園網內部,僅在網內流動,形成了“資源孤島”、“應用孤島”和“信息孤島”,影響了高校優秀教學和科研資源的校際間的流動和有效利用。從技術上看,一方面是由于軟件之間數據的兼容問題,各軟件產品之間不能實現數據共享;另一方面是由于軟件產品本身的質量、軟件廠商之間的產品壁壘。

從觀念上看,高校別具特色的校園文化和社會心理上的隔閡也使高校的資源共享產生了困難。很多高校擔心因為優質資源共享而失去自己的辦學特色,從而削弱自己的競爭力,甚至會喪失自己的品牌。造成包括國家投入巨資立項建設在內的優質資源得不到推廣應用,制約了教育信息的使用和效用的發揮。

隨著現代教育改革的發展和計算機在教學各個環節的不斷應用,教學方法,教學手段和教學工具出現了重大的革新,除擁有豐富教學和科研資源的的985和211高校之外的普通高校及其他各類高等教育機構,采用多種手段和形式,用較低的成本獲得各類高校豐富而優質的教學和科研資源,提高教學質量,推動學科建設的發展的要求越來越強烈。

2 教學科研資源共享的范疇

要推進教學科研資源的共享,首先要考慮的就是哪些資源可以納入共享的范疇,即共享的內容。根據高校教學和科研的實際需求及高校管理和安全的現狀,我們認為,教學科研中以下幾種資源,可應用SaaS服務。如圖3所示。

圖3 可共享的高校教學和科研資源SaaS服務

精品課程教案、課件等的課程資源包括:教學大綱、實驗、案例庫、教案、教學課件和教學素材、教師教學指導資料等。面向所有高校教師和學生開放,改變課程資源被某些學校甚至是某位教師壟斷的現象,引入課程競爭機制,推動課程教學內容、方法和手段的改革,提高課程質量。

在線考試及個性化題庫高?？筛鶕唧w情況,生成個性化的題庫。學生能隨時通過校園網,按照教師的建議或各自的計劃對所學知識進行自我測驗,使學習效率得到很大提高;同時減輕了教師出題、改卷的工作量,更好地對學生的學習情況進行動態管理和客觀的綜合評價,提高工作效率;使考試更趨于公證、客觀,更加激發學生的學習興趣。

學科及文獻數據庫現代科研理念最重要的是信息與資源共享,利用網絡跟國內、外的同行進行交流,通過相互滲透和借鑒思維方式等無形資源,從而使不同學科聯合起來,促進學術交流、形成團隊,優勢整合,開展良性競爭,從而尋求更大的發展空間。改變早期的以館際互借為主要標志的資源共享方式和以小型、封閉的課題組為單位高校科研的基層組織模式,將其他高校圖書館的館藏作為本館藏書的延伸,為高校師生提供更多更好的信息服務,真正實現文獻資源的共享,提高整個高校教學和科學研究中的信息資源保障能力。

師資管理面對大規模發展高等教育的要求及由此帶來的各高校學科、專業調整的問題,師資隊伍短缺的現象越來越嚴重。通過人力資源共享的形式來改變學校教師結構,充分發揮各校名師的優勢,引入新穎的教學思想、教學方法等隱性教學資源,使好老師成為更多學生的共同財富。

網上模擬試驗構建實驗教學和實驗室管理信息平臺,形成一個高效的實驗設備共享機制。用戶可以在任何時間、地點通過網絡進行實驗,從而實現在不同的實驗室、學校之間的科研設備共享。

3 基于SaaS高校教學科研資源共享平臺的設計

教育信息量的不斷增多,使各級各類高校和教育管理部門對教育信息計算機管理和教育信息服務提出了越來越高的要求。盡管校園網信息系統已經發展到了校際互聯、國際互聯、靜態資源共享、動態信息發布、遠程教學和協作工作的階段,但是由于校園網技術的局限性,使得高校資源共享的程度仍不盡如意。我們依據SaaS的理念,借鑒微軟的SaaS軟件成熟度的思想,設計了一個高校資源共享平臺,如圖4所示。希望高校能在包括:跨校選課、互開輔修專業、第二專業、師資、職業技能鑒定中心、實踐教學資源、重點學科、重點實驗室、工程中心、圖書及文獻檢索數據庫等教學科研資源實現共享。

圖4 基于SaaS的高校教學科研資源共享平臺架構

服務傳輸層,利用SOAP協議,通過Web Service技術,在XML的支持下,保證信息的準確解析和傳遞。通過服務包裝調度,根據不同層次的高校的具體情況,高校用戶可通過參數應用(Parametric applications)、自定制控件和連接器(Connector)等技術,對應用程序進行擴展,集成個性化需求服務,形成滿足用戶需求的應用服務;對SaaS應用系統的多租戶同時在線運行,進行負載平衡,滿足及時響應用戶的要求。并對所有用戶的UI 和應用數據通過授權或其他安全策略等方式進行隔離。

服務技術層,通過服務描述、服務發現、服務談判、服務傳輸、服務合成等協議或功能,將軟件廠商(或高校)提供的SaaS應用,和各高校用戶緊密聯系起來。

與ASP的軟件服務部署方式不同,SaaS的軟件服務可安裝在包括服務提供商或ISVs的位于Internet上的服務器,也可在高校的服務器上,通過Web Service或API與服務技術層聯系起來。

數據及服務管理層,采用共享數據庫,隔離數據架構的方式,即所有用戶的數據分別存儲在同一套數據庫中的不同的數據表集中,每個用戶擁有不同的數據模型,保證用戶數據安全。與ASP平臺管理系統相類似,對整個系統進行管理。

SaaS平臺平臺管理,主要作用是完成資源搜索、評估和選擇應用資源,對用戶需求和服務資源進行優化配置;實時度量和收集網絡、系統、應用可靠性、用戶操作日志等數據;提供服務使用計費標準;提供在線支持服務等。

從高校用戶的角度看,根據實際需求,通過互聯網向IT廠商租用所需的各種應用軟件(功能),按租用服務的多少或使用時間的長短向廠商支付費用,并通過互聯網獲得廠商提供的服務器硬件設施及軟件升級、維護等服務,降低了高校信息化建設先期投入,減少了日常的維護、員工的培訓、IT專業人員的聘用等費用。高校用戶按需定購,可以根據高校發展的變化,自由選擇調整所使用的服務內容,具有很強的伸縮性和擴展性。SaaS服務提供商通過Web,7*24全天候為各地的高校用戶提供軟件服務和咨詢指導;及時根據用戶的反饋信息,對SaaS應用產品進行升級,滿足用戶個性化需求。用戶可靈活啟用和暫停SaaS服務,服務的收費方式風險小。是大多數信息化建設資金、技術不足的普通高校推進教育信息化建設的一種可選之路。

四 其他應用問題的討論

大學教學資源共享具有較好的發展前景,但由于各校產權制度和歸屬、辦學層次和類型、學科結構和水平、教學管理制度和平臺等的差異,除了技術上的保證之外,還需要在如下幾方面,進行改進。

1 政策導向與領導協調機制

高等教育政策應鼓勵學校之間的合作,引導各高校根據實際情況,利用教學資源共享降低辦學成本、提高辦學效益。采取有力措施,消除阻礙共享的政策壁壘,營造有利教學資源共享的寬松環境。

建立領導協調機制,制訂有關教學資源共享的方案,具體組織各校的協作,發布教學資源共享的信息,檢查監督各校共享的進展情況,協調各校的利益,及時討論解決教學資源共享中存在的問題。

2 資源共享的標準化

沒有統一的標準,優質資源的共享將無從做起。因此應從共享的需求出發,盡快整合、建立和完善相應的國家標準,構建完整的標準體系,這樣才能使各高校優質資源共享平臺的開放工作更具規范化、科學化、程序化,從根本上保證教學和服務的質量。

3 資源共享的利益均沾機制

優質資源的稀缺性,是制約資源共享的重要原因之一。優質資源的有償使用是當前促進資源共享的關鍵。因此,在制訂各種資源共享辦法、規定時,要充分考慮參與共享各方面的利益,堅持利益均沾,提高建設優質教學資源的積極性,促進優質資源建設的可持續發展。

五 結論

在高校信息化建設過程中, 信息化工作的焦點已經不再是技術是否先進,而是逐漸轉移到如何對信息技術資源,包括IT基礎設施、各項IT 應用、IT人力資源等, 進行有效的規劃、組織、協調和控制, 實現IT資源的充分、合理、有效利用。本文設計的基于SaaS的高校教學科研資源共享平臺,為有效利用高校的優質資源和教育信息化的建設提供了提供一個自由的、靈活的、開放的、廉價的、相互提升的資源整合平臺。拓展了現實校園的時間和空間,為高校師生及時了解和掌握學校的專業設置和學科建設情況提供了物質基礎,使師生交流與協同更加方便,提高了高校管理水平和工作效率,降低教學和管理成本。

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Design of University Teaching & Research Resource-Sharing Platform Architecture Based on SaaS

LIAO Han-cheng

(School Of Software, JiangXi University of Finance & Economics, NanChang, JiangXi ,330013 ,China)

Abstract: High quality universities teaching & research resources sharing could help realizing the complementary advantages between all levels universities and promoting higher education quality. After the introduction of SaaS and summary analysis of domestic university resource-sharing, some teaching & research resource-sharing applied scenes are put forward and an university teaching & research resource sharing platform architecture is designed, and then each layer function of the architecture is elaborated. The new technology option is provided, and it is hoped to contribute to the development further of domestic education informationization and more effective utilization of high quality universities teaching & research resources.

Keywords: SaaS; Resource-sharing; Architecture Design