高校網絡教學資源建設與共享機制研究

顧正剛　畢海峰

摘 要:本文對高校網絡教學資源的建設現狀與共享機制進行了深入分析與研究,總結出了目前存在的問題并給出了相應的解決思路,最后提出了進一步建設的目標與規劃。

關鍵詞:網絡教學資源 資源共享 虛擬現實 Erlang 資源節點 SaaS

中圖分類號:G250.73文獻標識碼:B 文章編號:1673-8454(2009)19-0044-03

一、引言

大力發展信息產業,以信息化帶動產業化,推動社會生產力持續健康發展,是我國經濟發展的基本國策。近年來,教育部積極推進了高等教育的信息化發展,在加強基礎設施和高校校園網建設的同時,積極推動高校優質網絡教學資源的建設、共享和使用進程。許多高校都做出了大量探索和實踐,取得了一定的成效。

縱觀全球發展,開放式教學模式是教育發展的趨勢。在這方面我國還處于起步階段,還有許多難題亟待解決,還有許多不完善的地方需要改進,尤其對高校網絡教學資源的建設與共享機制的研究與實踐意義重大、影響深遠。

二、現狀分析

資源建設和應用是教育信息化的核心內容之一,在提高教育教學質量,挖掘教育的發展潛力方面發揮著重要的作用。盡管許多高校都在積極嘗試,但大多處于初級階段,尚有較大的提升空間。一方面高校近年來的連續擴招,導致新開設的專業課程教育教學資源的相對不足;另一方面由于高校的自成一體模式和自我封閉思想,高校間教育教學資源得不到有效利用,造成了教育資源的大量浪費和低層次的重復開發。因此,集成教育資源,擴大教學資源共享,研究切實可行的高校網絡教學資源的建設方案與共享機制顯得十分必要。

第一,優質教育教學資源分布不均。

我國的高等學校在辦學層次和辦學類型上有很大的差異性,重點高校沉淀的教育教學資源相對充足,而其他高校的教育教學資源則相對匱乏。對每所學校來說,校內學科間教育教學資源分布也不夠均衡,這些都會導致弱的更弱,強的更強。

第二,優質教育教學資源閑置嚴重。

長期以來形成的高校間意識上的“圍墻”仍未打破,在“開放式教學”門前徘徊不前,加之各種迎評工作,很多高校貸款新建校區、重金購買教育教學資源,只是為了應付檢查。最多使其所在學校受益,致使許多優秀教育教學資源閑置現象嚴重。

第三,優質教育教學資源形式單一。

高校使用的資源主要表現形式為平面媒體,如文字、圖片、動畫、視頻、課件、網頁等形式。缺乏虛擬現實、仿真環境、情景再現、立體互動的教育教學資源。

第四,優質教育教學資源查找困難。

目前教學資源主要存放在各自學校的服務器上,資源部門的劃分與大量非優質教育教學資源的存在,使得校內查找有用資源也非常繁瑣與低效,其他高校查詢更是困難重重。

第五,優質教育教學資源交流不暢。

由于多種因素導致許多高校沒有建立統一的資源管理平臺,更沒有形成一個合理、有序、高效的便于校內各部門、高校與高校之間資源共享交流的環境。

三、解決思路與關鍵技術

1.資源共享協調發展

我國目前高校教育教學資源分布不均的現狀非常明顯。例如,理工科類學校缺乏優質的文科類教育教學資源,相反亦然。這并不是提倡每所高校都建相同的優質教育教學資源,而是取長補短,在集中精力建設好自己的特色優質教育教學資源的同時,能夠很便捷地有償或無償使用其他高校的優質教育教學資源,在有限的條件下盡可能讓教師與學生全面發展。其前提是必須將自己的優質教育教學資源有償或無償地共享出來,才能獲取其他高校的優質教育教學資源,使資源真正流動起來,發揮它最大的作用,從而形成互惠互利,多方共贏的局面。

2.資源利用物盡其用

每所高校都想打造全面優質的教學環境,但事實上這是不現實的,盡管投入了大量的人力、物力、財力開發與購置了許多優質教育教學資源,總體利用率卻較低,投入與產出不成正比。與其浪費資源,不如集中有限的人力、物力、財力開發自己的特色資源,如教學成果、實驗示范中心、品牌(特色)專業、精品課程、優秀教材和優秀多媒體課件等。這樣的特色資源不僅自己學校可用,也可以供其他高校無償或有償使用。從長期來看,每所高校都能合理建設與使用資源,那么使用資源產生的價值將遠遠大于建設資源的投入。

3.資源高效事半功倍

資源是教育教學過程中的得力輔教手段,根據教育教學的實際需要配備恰當的優質資源,才能起到事半功倍的效果。隨著信息技術的高速發展,除了開發傳統的平面媒體資源外,有必要也有條件開發更加高效智能的教育教學資源。如將虛擬現實應用于教育教學過程中(課堂教學與實驗教學)具有開創性的意義。

虛擬現實(Virtual Reality)是把客觀上存在的或并不存在的東西,通過運用計算機技術,在用戶眼前生成一個虛擬的環境,使人感到如同真實存在的一種技術。虛擬現實技術是在綜合計算機圖形學、計算機模擬與仿真、傳感技術、顯示技術等許多計算機學科的基礎上發展起來的一種計算機應用新領域。

雖然目前分布式虛擬現實系統的軟硬件設施價格昂貴,但桌面虛擬現實系統為教學媒體的應用開辟了一條新的道路。隨著虛擬現實系統的價格不斷下降,軟件的適用性不斷增強,這種新的教學媒體必將廣泛應用于教育教學過程中。

4.資源規范查找便捷

資源難找主要有資源存儲雜亂無序、高并發訪問導致資源死鎖、沒有建立科學合理的檢索關鍵詞、沒有統一的訪問入口、資源沒有及時更新等原因。透過現象看本質,關鍵要解決大規模并發訪問與資源合理有序流動這兩個問題。

資源合理有序流動可以借助第三方的公共服務平臺通過商業運作來解決,而大規模并發訪問是一個純技術問題。以下將重點探討大規模并發訪問的解決方案。

不管怎樣,先要找出瓶頸在哪個部分:是CPU的使用經常達到飽合、大量使用虛擬內存、還是磁盤I/O性能跟不上?這幾個問題都可以通過升級硬件來解決或者改善,但需要較大的資金投入。事實證明,只是簡單地提高硬件性能并不能徹底解決這個問題,因為單臺服務器的性能總是有限的,即便是高檔的專用服務器最多也只能支持5000個并發訪問,這樣的能力還是無法滿足負載較大的要求。加之網絡請求具有的突發性,網絡訪問就會急劇上升,從而造成網絡瓶頸。根本的解決辦法還是需要應用負載均衡和無限伸縮技術。

負載均衡由多臺服務器組成,每臺服務器都具備等價的地位,都可以單獨對外提供服務而無須其他服務器的輔助。通過某種負載分擔技術,將外部發送來的請求均勻分配到某一臺服務器上,而接收到請求的服務器都獨立回應客戶機的請求。無限伸縮就是集群里的服務器數量大小可以隨心所欲,可以熱插拔任何服務器。通過深入研究與比較分析,我們選用Erlang作為解決問題的核心技術。

Erlang是一種面向并發(Concurrency Oriented),面向消息(Message Oriented)的函數式(Functional)編程語言。它支持大規模的并發應用,而不會出現資源競爭與死鎖,天生適合分布式應用開發。

應用Erlang技術完全可以構建一個具有低成本、容錯、負載均衡和無限伸縮性等特性的超級PC服務器集群,每臺服務器就是一個資源節點(存放在各自高校網絡中)。

5.資源增值實現共贏

資源不在于擁有多少,而在于有多少精品能提升自身的價值,更在于如何有效利用優質資源實現更大的價值。眾所周知,開發優質教育教學資源必須投入大量的人力、物力、財力,每所高校無法也沒有必要將所有的資源包攬其中,非本校的優質資源可以考慮通過SaaS(Software-as-a-Service軟件即服務)模式花少量的錢在線租用,因此,有必要建立一個第三方的公共服務平臺,如圖1所示,該平臺提供所有高校優質教育教學資源的交流服務。

四、嘗試與實踐

我校校企合作過程中,對高校教學資源建設與共享能力支持平臺”,該平臺由IT技術分站和學院分站組成,分站之間進行數據庫同步技術資源共享,如江蘇信息分站(簡稱蘇信)——“蘇信能力支持分站(http://jsjx.jsit.edu.cn/sxsoftservice/index.asp)”,站內所有主題文章和解答都來自IT公司技術人員的實際工作,既滿足了學生掌握專項技術的需要,又提高了學生的職業技能與動手實踐能力,這些能力的提高對學生在畢業后從事IT職業與繼續深造奠定了堅實的基礎。“IT能力支持平臺”實現了IT公司的技術資源與高校教學資源之間的共享,同時可實現多個學校與企業之間的資源共享。

蘇信能力支持分站同時可作為以工作室為單元的職業技能實訓網,作為與全新IT專業教學模式相得益彰的以工作室為單元的職業技能實訓網,不僅能滿足學生對IT方向多種選擇的需要,更為學生個性化的發展提供了更多更靈活的選擇機會,投其所好、行其所能、展其所長。同時,也為學生擇業與發展的需要提供了一個不斷學習的課堂。分站首頁如圖2所示。

五、總結

針對高校網絡教學資源的建設與共享機制存在的問題,我校進行了大量的調研與分析工作,并做了許多關鍵性的試驗,其中已經完成的基于IT網上能力與支持平臺的開發與共享研究項目就是一次具有針對性的嘗試。而本文重點研究了教學資源如何共享與推廣的新思路。下一步我們將詳細研究具體實施過程中的所有技術難題,并給出一套完整的實施方案。

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(編輯:楊馥紅)