云計算環境下教學資源的知識管理協作應用

陳毓超　周紅春

【摘要】文章分析了高校教學資源管理應用中存在的問題和云計算技術對教學資源管理的影響，探討建立云計算環境，將知識管理的服務模式應用到高校教學資源的共享應用中，并且提出基于協作的資源共享和知識管理應用流程，提高現有資源的利用率，為高校教學資源協作管理應用提供借鑒。

【關鍵字】云計算；教學資源；知識管理；應用

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009-8097（2013）06-（2013—04

NMC（新媒體聯盟）與ELI（美國高校教育信息化協會開創者）合作發布的《地平線報告（2012年高等教育版）》中指出，未來五年，推動全球高等教育信息化的主要趨勢中前三項是：（1）人們期望能夠按照自己的意愿在任何時間、任何地點從事工作、學習和研究。（2）我們使用的技術越來越多的基于云計算，我們關于信息技術支持的觀念也在去中心化。（3）工作日益協作化，從而引起了學習活動組織方式的變化。從中可見，隨時隨地學習、云計算和協作已成為全球高等教育信息化發展的主要動力之一。

我們于2000年建立教學資源庫，積累了豐富的網絡課程和教學資源，2004年升級為教學資源中心，運行至今。教學資源管理與應用常常會受到人員、資源及其相互協作的限制，資源建設還存在著重視初次建設而忽略應用和整合的問題，常導致資源建而不用；資源管理缺乏服務意識，使信息無法有效共享。云計算的發展和知識管理的協作應用則打破了這一限制。云計算的特點決定了教學資源管理和服務模式將發生變化，人員協作變得更加容易，資源可以極大程度的共享，知識的利用、創新和應用成本大幅降低，使用移動終端（如手機、IPAD等）實現協作和共享更為便捷。因此，基于云計算的管理和服務模式引起了廣泛的關注。本文探討建立云計算環境，將知識管理的服務模式應用到高校教學資源的共享應用中，并且提出基于協作的資源共享和知識管理應用流程，提高現有資源的利用率。

一 教學資源管理普遍存在的問題

目前，許多高校在網絡教學資源建設上進行著大量有益的探索，取得一些成效，但是還遠遠不能滿足實際教育教學的需求。主要問題表現在：（1）資源分布不均。教學資源多數集中在教師、創造者和管理者手中，無法快速有效地傳遞給使用者并轉換為知識流通。（2）參與面不廣，參與度較低。教師和學生的對資源建設應用缺乏積極性，基本上是資源管理者在“吆喝”，教師只管自己的一畝三分地，學生被動完成老師布置的“任務”，造成教學資源建設與應用的脫節。（3）缺乏有效管理環境支持，基于傳統的集中管理模式建設的教學資源無法滿足資源的全面共享和用戶大規模使用的要求。（4）資源管理服務質量有待提升，交互性差。資源管理服務響應慢，用戶溝通交流不便是資源建設應用中的普遍問題，也是造成教師、學生不愿使用的主要原因之一。（5）資源更新速度慢，知識創新不夠。教學資源要不斷更新和補充，才能轉化為知識流動起來，才能健康、持續發展。

在對教學資源進行管理應用過程中，我們深刻認識到教學資源的共享和應用不足，因而，構建基于云計算環境的教學資源管理服務平臺，將知識管理應用到教學資源建設和管理中，充分利用云計算的優勢，使教師、專家和管理員能協同合作，將教學資源管理、上傳、評價和發布更新統一起來，為師生提供教學資源的按需服務和協同應用，以加快教學資源的更新共享和有效利用。本文探索新的教學資源管理服務模式，強調讓資源轉化為知識流動起來，關注過程協作和共建共享，改變傳統的教學資源集中式管理方式，利用云計算環境使教學資源在共享和協作過程中轉化為知識，形成良性循環。

二 云計算環境對教學資源管理的影響

云計算是一種模式，把無處不在的、方便的、按需分配的網絡訪問賦予一個共享的、可以配置的計算資源池。這些計算資源只需少量的管理工作和服務提供商的互動就可以快速地分配和釋放。該云模型有五個基本特性、三種服務模式和四種部署方式。云計算環境具有以下特點：（1）數據安全可靠；（2）客戶端需求低；（3）高靈活度；（4）超大計算能力資源。云計算環境對教學資源管理的影響主要表現在：

1 云計算提高了教學資源數據的可靠性和安全性

傳統教學資源平臺中的資源大都是集中存儲在服務器或本地計算機的硬盤中，容易遭遇黑客攻擊或病毒破壞，造成資源無法訪問，可靠性不高。云計算采用的是分布式存儲，運用數據多副本容錯、計算節點同構可換等技術將教學資源以多個數據塊形式分散存儲在云端節點中，而云端的服務器可以位于任意的，互相隔離的地理位置上。這樣即便是云中的某個節點發生錯誤，也絲毫不影響教學資源的完整性，同時也有利于數據恢復以及阻止網絡病毒和黑客對資源的攻擊，大大提高了教學資源的可靠性和安全性。

2 云計算提高了教學資源支撐環境的性能和利用率

云計算把大量的服務器組織起來進行統一管理，讓多個服務器的計算能力存儲在一個公共的計算資源池中，按需調配，對資源起到了負載均衡的作用，從而大大提高了教學資源管理支撐環境的性能。云計算可以從整體資源分配的角度很好的調控計算資源，提高計算機的計算能力，從而改善教學資源支撐環境的整體性能，提高資源利用率。

3 云計算提高了教學資源管理的靈活性和可擴展性

云計算平臺提供SaaS、PaaS、laaS三種服務模式，云各服務層之間提供對應接口，允許用戶在不同類型的云服務之間進行數據遷移。云平臺上的管理軟件還可根據用戶請求對計算資源進行動態的調控，在云計算環境中，既可以對規律性需求通過事先預測事先分配，也可根據事先設定的規則進行實時調整。彈性的云服務可幫助用戶在任意時間得到滿足需求的計算資源。提高了系統的擴展性。此種技術特性決定了云計算的動態伸縮性和高擴展性，滿足了用戶規模不斷增加的需求。

4 云計算能滿足用戶對教學資源管理服務的要求

云計算通過虛擬化技術使云平臺下方的基礎設備和上方的應用軟件相分離，這大大降低了平臺對設備依賴程度，使用戶能更專注于教學資源內容、平臺功能和服務響應等資源管理服務內涵。用戶將會更關心資源訪問能否及時響應，查詢方式是否更全面，查詢速度是否更快，交互協作是否更便捷等資源管理應用的服務質量，而云計算的應用架構能很好適應這種資源服務的需求。

5 云計算加強了各方對教學資源管理的參與過程

云是一個公共資源池，用戶可以按需獲取服務，也可以開放交流和協作。用戶根據業務需求，更換適合自己的服務，不需要考慮底層架構設計，從而提高了資源的利用率和重復使用率。采用云服務方式可以使資源建設者、資源管理者、教師、學生各取所需，在云環境下既可專注于自己的領域，又能互相討論協作，資源使用效率更高。

三 云計算環境下教學資源的知識管理

知識管理作為信息管理發展的新階段，應用于教學資源的管理之中，有事半功倍之效，更重要的是，知識管理搭配云計算環境管理教學資源，能全面發揮云計算優勢，使教學資源“流動”起來，充分發揮出共享知識的作用。

1 云計算環境部署

按云計算架構建立基礎層、中間層和顯示層，利用知識管理和云計算來優化教學資源管理流程并支持其協作應用。云計算環境部署（如圖1）所示，采用四臺DELL R710服務器，32G內存搭建虛擬機共享池，通過IP連接iSCSI接口的NAS存儲提供存儲支持。基礎層采用虛擬化技術，除了考慮到虛擬機的資源利用率、易于維護和擴展外，主要是為了適應不同類型的教學資源的開發和安裝應用環境，架設虛擬服務器群集，根據需求分為Windows Server環境和Linux Server環境，Windows環境安裝IIS和.Net服務，Linux Server則安裝Apache和Java服務，PHP環境和數據庫根據需求安裝，設備資源可以靈活擴展；協作平臺基于Microsott SharePointFoundation搭建，而教學資源管理平臺整合協作平臺為不同種類的教學資源的部署提供資源管理和協作應用服務。

2 知識處理流程

網絡資源管理平臺通過資源庫、資源搜索工具、資源編碼工具等平臺工具對顯性知識進行管理和應用。同時，還能通過資源統計、交流評價、知識挖掘、資源推送等工具促進隱性知識在網絡中交流與共享，實現知識管理的目的。應用知識管理技術對教學資源處理分為知識獲取、知識組織、知識共享、知識檢索、知識評價、知識創新六個步驟。

3 以協作為中心的資源知識管理流程

知識管理是在組織內建立起知識共享與創新的環境，使知識流動起來，形成教學資源轉化為知識的良性循環。對于組織而言，要實現資源的共建共享，必須建立促進知識交流的環境和氛圍，把教師的經驗總結、學生的作品體驗、專家點評等都作為知識資源進行管理。通過采取協作交流、討論評價和計算貢獻值等方法，使用戶自愿將自己的隱性知識轉化成顯性知識，實現知識共享。資源管理平臺以資源提供者為中心提供服務（如網絡存儲空間的大小、更多服務和權限等），鼓勵教師主動提供知識給別人共享，根據教師在資源管理平臺的瀏覽、討論、評價等活動計算貢獻值以享有更多更好的服務。通過共享與創新，不斷地豐富教學資源知識庫，最終實現教學資源共建共享和協作應用的循環過程。

四 以網絡課件為例基于協作的知識管理流程

本文的網絡課件是指能在網絡獨立運行的課件，主要以HTML編寫，其中一些需要ASP、JAVA或者PHP環境，使用數據庫通常為ACCESS、SQL Server和MYSQL。以往網絡課件開發、發布和管理屬于集中式管理，教師需填寫大量報表和上交資源光盤，工作瓶頸都壓在資源管理員身上，而且由于資源管理平臺往往只支持HTML開發的靜態網頁的網絡課件，所以網絡課件開發環境的不同造成課件資源安裝和移植困難，消耗大量的人力、物力、財力和配置時間，降低了教學資源的應用效率。因此根據網絡課件開發、分配服務器空間上傳、組織專家評審以及教學資源發布管理的工作流程，考慮到Office軟件的普及性，采用微軟公司的Windows Azure技術，構建基于云計算環境的教學資源管理和協作平臺。Windows AzlJxe是微軟基于云計算的操作系統，主要目標是為開發者提供一個平臺，幫助開發可運行在云服務器、數據中心、Web和PC上的應用程序。

其中SQL Services提供了數據管理的服務；SharePointServices提供協作服務。在原教學資源管理平臺基礎上進行二次開發，整合協作平臺，既方便專家、教師、學生和管理人員對教學資源的協作管理應用，又能整合已有教學資源，為廣大師生提供便捷的網絡教學資源協作應用，網絡課件開發、修改、管理和更新等一系列服務。整體流程如圖2所示。

用戶登錄時，系統自動分配角色為資源使用者和提供者，擁有1000M空間，按需申請網絡教學課件運行環境和更大空間，通過管理員審核后按規則分配所需環境和空間；審核建議與通知在線返回給申請者及其協作開發者。用戶可以上傳其教學課件并與其協作開發者在線編輯其教學網站，系統會記錄其開發、協作和討論的過程，并將最終結果發布出來。通過云計算和教學資源管理平臺可以對教學資源進行知識管理，降低了開發成本，方便溝通和交流，也加快了教學資源的應用和更新流程。

通過部署云計算環境，利用知識管理優化教學資源管理流程，實現對教學資源管理和應用的一站式服務，加快教學資源轉變為有效知識的過程。通過在一系列開發管理流程中互相協作來增強教學資源的知識循環和知識創新作用，在云計算環境下運用知識管理和協同工作的新服務模式來管理教學資源，效果明顯，見表1。

五 結論

傳統的教學資源管理主要集中在管理員方面，教師和其他人員的參與度較少，所以應用效率不高，而采用云計算環境后，由于安裝虛擬機系統，可以方便地進行IAAS服務，提供適應各種教學資源的安裝應用環境，靈活地增加存儲和運行所需的資源環境，使用戶體驗更順暢和方便的資源管理服務。

以往的教學資源管理還存在建設、維護和使用脫節的現象，不僅建設消耗大量的人力、物力和財力，而且建好的教學資源使用率不高。采用云計算環境可以充分發揮網絡優勢，隨時隨地根據需要調配運行環境所需資源；運用知識管理的方法可以加快將資源轉為知識的過程，使協作理念貫穿于教學資源管理應用的全過程，消除信息“孤島”現象，真正達到教學資源共建、共享和共管的目的，節約教學成本，更好地為教學服務。

本文在云計算環境下應用知識管理模式管理教學資源，效果明顯；教學資源的管理和應用更有效率，對用戶的服務響應更加迅速，用戶體驗更好，達到了加快資源流動轉化為知識的目的，提高教學資源利用率，希望能為高校教學資源協作管理和應用提供借鑒。