區域教育資源云平臺構建與共享模式研究

〔摘 要〕在分析教育資源開發應用現狀的基礎上，提出了基于云計算理念與技術的軟硬件及數據資源充分共享的區域教育資源云平臺的構建思路，重點闡述了由接入門戶層、應用服務層、支撐工具層、基礎技術層、資源云層等構成的區域云教育資源云平臺系統體系結構及其分層功能，并對教育資源云平臺的共建模式、教學資源共享以及信息化系統的SaaS服務做了深入的探討。

〔關鍵詞〕云計算；教育資源；共享模式

〔中圖分類號〕G250.73 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1008-0821（2012）10-0039-03

1 教育資源開發應用現狀

教育資源數字化為實現高校的資源共享提供了資源基礎，學習者可以方便地得到更多、更豐富的資源，同時也為我國的遠程教育和終身教育事業提供了一種更為有效的資源共享方式。然而，現有高校教育資源建設與應用中還存在一些突出問題：①缺乏統一規劃，資源離散嚴重。各高校獨自開展教育信息化建設，人力、物力、財力投入多，但教學資源的分割、離散、孤立和匱乏嚴重，任何一所高校，無論其規模多大，擁有資源多么豐富，資金多么雄厚，其收藏的教學資源都難以適應教學科研的需要。②教育資源總量多，共享應用乏力。各高校圖書館、現教中心、教務處、教師個人等都是教育資源的建設主體，教育資源總量雖多，由于缺乏統一的利用平臺和全局的資源利用導航系統，眾多教育資源分布于各高校的多種系統，沉寂于各個角落，資源利用無序，散亂的信息資源會造成師生迷航，干擾資源利用和知識的獲取，更談不上充分的共享利用。③資源雷同嚴重，應用效益低下。各高校的外語、計算機應用等通識課程的教學資源和中國期刊網、維普等文獻數據庫資源以及教育資源的開發應用軟件平臺，存在極大地重復建設。這些建設，不但需要花費資數據源的購買費用，而且還需花費昂貴的硬件基礎建設投資，以及長期的管理和維護成本。④合作共享低效。部分高校采用高校聯合體的模式，構建區域教學資源庫平臺，但由于高校之間采用松耦合的模式，缺少后續的維護和更新，導致平臺系統建設呈現“虎頭蛇尾”。⑤教育信息化發展不平衡。教育信息化設備投資大，門檻高，更新快，少數高校望而卻步，教育信息化程度還較為落后。⑥利用模式擴展性差。當前的教育資源利用一般僅局限于校內用戶使用。隨著互聯網用戶、3G用戶、移動閱讀器（包括手機）用戶數量的增長，移動閱讀將成為教育資源獲取的一種主流形式。同時，為了更好地開展遠程教育和信息化教育服務，實現 “漫游式”的教育資源利用將成為必然選擇，但支持移動漫游式的教育資源利用平臺還較為缺乏[1]。

高校信息化建設要得到發展，提高教育資源的利用效益，盡快實現高校之間的數字教育資源共建共享是一個亟待解決的問題。近年出現的以虛擬化技術和按需租用為核心的云計算技術與理念，為構建區域教育資源云平臺，實現數據資源、軟硬件計算資源和管理維護資源等區域內廣泛共享教育資源利用平臺的建設帶來了一個全新的思路和方法。基于云技術的區域教育資源應用平臺不但能夠方便地開展教育資源整合共享，更可為用戶提供個性配置、按需租用的資源應用模式，使得本該無法承擔巨大的軟硬件投資和專業維護人員的區域內單位通過租借計算資源建設自己的數字化教育資源服務平臺，可極大地提高區域教育信息化的建設水平和教育資源的共享利用效益。

2 云計算概述

云計算（Cloud Computing）是一種新近提出的計算模式，是隨著處理器技術、虛擬化技術、分布式存儲技術、寬帶互聯網技術和自動化管理技術的發展而產生的。通俗地理解，云計算是指利用虛擬技術將計算資源（包括內存、I/O設備、存儲、帶寬、計算能力等）集中起來成為一個虛擬資源池，通過Internet網絡，以按需服務的方式提供給網絡用戶，是一種資源交付和使用的商業計算模型。其核心是：①云計算實際上是一個“計算資源池”。②提供資源服務的網絡被稱為“云”。③“云”中的資源可無限擴展、隨時獲取。④像用水電一樣，可按需購買和使用[2]。

云計算的典型應用有SaaS（Software as a Service，軟件即服務）、PaaS（Platform as a Service，平臺即服務）、IaaS（Infrastructure as a Service，基礎設施即服務）等。SaaS服務是通過瀏覽器把軟件以服務的方式交付給不同用戶，用戶通過互聯網使用軟件，降低了服務器軟硬件基礎設施的投資和軟件授權的購買以及系統運維上的成本。PaaS是指將業務基礎平臺作為一種服務，以按需配置、按需租用的模式提交給用戶。IaaS是通過Internet向消費者提供完善的可按需租用計算機基礎設施（如存儲空間）需求服務。

3 區域教育資源云平臺構建

計算和通信技術的迅速發展，使計算機已經遠遠超出了其傳統上的作用，而不僅僅作為實驗室中科學計算的工具，計算機正以多種形態存在于我們的生活空間，并發揮其信息處理、存儲、通信的作用。目前，網絡互聯的計算設備已經以各種形式形態滲透到人們的生活空間，成為人們獲得信息服務的載體——即信息空間普遍存在，同時，也要求信息空間能以適合用戶的方式提供能適應變化的計算環境的連貫的信息服務——即信息服務方便適用。因此，區域教育資源云平臺構建目標就是：在計算和通信無所不在的基礎上，創建一個以人為本的教育信息服務新環境。

靈活的可擴展性、以互聯網為中心、虛擬化以及用戶透明性是云計算的重要特征，圍繞這幾個重要特征的基于云計算技術的區域教育資源云平臺的結構如圖1所示，它是一種面向服務的層次化體系結構。在遵循區域教育資源共享服務規范、確保安全和服務連續開展的基礎上，由接入門戶層、應用服務層、支撐工具層、基礎技術層、資源云層等構成[3-4]。

接入門戶層：區域教育資源云平臺服務于區域內的多類用戶，每類用戶需要服務的資源也各不相同，除了支持局域網模式的資源應用接入外，還需支持Internet、VPN、3G、無線等多種移動漫游式接入服務。具體包括：單位接入應用門戶、個人接入應用門戶、混合終端應用門戶、統一認證應用門戶等。

應用服務層：區域教育資源云平臺的應用服務層至少包括圖書館的電子文獻數據庫應用服務、各類教學資源庫應用服務（包括多媒體視頻資源、教學課件、教學錄像、專題學習資源等）、資源目錄導航服務、聯合編目應用服務、聯合咨詢應用服務以及SaaS、IaaS等計算資源按需租用服務等。

支撐工具層：支撐工具層是實現區域教育資源云平臺自動化管理和服務開展的關鍵因素，支撐工具功能的完備性和應用的自動化直接影響很到區域教育資源云平臺的服務能力和服務水平。支撐管理層主要實現計算資源的虛擬化、動態調用以及自動化管理，降低區域教育資源云平臺數據中心管理的復雜性，擴大虛擬化優勢。同時，保障教育資源云平臺能提供更具彈性的基礎架構。支撐管理工具主要包括：資源虛擬化管理工具、資源協同服務組合工具、資源自適應與遷移工具、資源動態配置管理工具，還應包括用戶管理、計費管理、安全管理、設備管理、環境管理、性能管理、監測管理和門戶管理等應用功能。

基礎技術層：虛擬化程度、資源的利用率和管理便捷性是衡量區域教育資源云平臺效能的一個重要標志，基礎技術層在區域教育資源云平臺中起著承上啟下的關鍵作用。

一方面，需要將物理資源虛擬化，并支持虛擬化資源的動態管理與優化配置及協同管理，體現云計算資源的可擴展特性和自適應性。另一方面，還需將虛擬化資源的應用轉化為標準化的云服務API，供上層管理工具和應用工具調用，以屏蔽物理資源底層的復雜性，體現云計算的用戶透明性。因此，標準化云服務API提供技術、虛擬化資源的動態配置與協同管理技術以及物理資源虛擬化技術成為實現區域教育資源云平臺的重要的基礎技術，只有提供以虛擬化、分布式和基于Web Service形式的基礎服務，才能實現真正的基于網絡、動態擴展、按需購買的云計算理念和服務模式的轉變。

資源層（云層）：可供區域教育資源云平臺調度使用的各類資源，包括：電子文獻數據庫、各類教學資源庫、共享資源目錄等數據類資源，SaaS型服務軟件資源庫、存儲資源、計算能力等計算支撐類資源，人力資源、管理方法、服務規范等其他類資源。

4 共建共享模式探討

4.1 共建模式

2007年，江蘇省教育廳分別在江蘇南通、徐州等6個地區啟動了高校區域教學聯合體建設工作，教學聯合體對加強校際間的合作，盤活高校教育資源，推進優質教學資源的開放和共享，實現教育資源區域統籌、協調發展和利用起到了積極作用。然而，由于區域內缺乏統一的信息化平臺以及各校之間的教育資源信息化系統異構，教學聯合體的實際效果和期望目標差異較大，部分教學聯合體只流于形式。可實現技術、資源與服務的有效集成的區域教學資源云平臺不但能夠作為高校間資源充分共享的紐帶，而且還可以實現區域內教育相關資源的統一、規范、高效的共享利用。

科學合理的利益平衡機制是區域教育資源云平臺建設、應用和維護以及高效長期運轉的重要保證。區域教育資源云平臺的建設，應以市場平衡機制為主體，以政府平衡機制和社會平衡機制為補充，建立效率與公平并舉的利益平衡體系。具體可以以區域內數教育信息化基礎設施較強，擁有豐富教學資源，以及教育資源應用廣泛，管理水平較高，建設和運維技能較強的高校牽頭承擔，通過政府補貼適當補貼，制定合理的區域高校按需租用、按需付費使用共建教育資源的模式來保障區域教育資源云平臺運行[5]。

4.2 教學資源的共享

區域內的高校，由于規模、特色不同，所需的教育資源存在一定的差異。對于區域內高校具有統一需求的教學資源，可以采用統一購置或共同開發，并按市場平衡機制來分攤費用實現資源共享。此種模式，可克服傳統應用模式每個單位都要購買軟硬件設施和配備專業管理人員弊端，提高云計算集成利用效益。對于個別高校主要使用，但其他高校應用不多的教學資源，可采用由主要應用高校購買資源，并租用區域云平臺的計算資源，其他使用單位可按實際使用付費。此種模式，部署快速，提高計算資源的利用效益，同時也滿足了區域內其他用戶的需求。另外，還可以制定個人賬戶模式的資源利用與付費機制，擴大資源共享利用的服務范圍。

4.3 信息化系統的SaaS服務