基于云計算的開放大學教學資源整合探析

（云南開放大學網絡中心，云南昆明，650223）

基于云計算的開放大學教學資源整合探析

宋 涵

（云南開放大學網絡中心，云南昆明，650223）

根據開放大學教學模式和特點，分析當前開放大學教學資源應用、建設存在的不足，結合云計算理論，探討如何基于云計算對教學資源進行整合。

開放大學；云計算；虛擬化；資源管理；教學資源整合

1 開放大學的教學模式

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》提出要切實辦好開放大學，構建一個不受時間、地域限制，向全體公民開放的遠程高等教育體系。學習者通過虛擬課堂可以隨時隨地靈活地為學生提供各類文字、圖像和音視頻教學資源，并與教師通進行教學互動。這種新興的教學模式當中教學資源起到了核心的作用，所有的教學活動都基于對教學資源的傳輸、應用和回饋。

2 我國開放大學教學資源建設存在的問題

2.1 教學資源庫建設的硬件投資大

開放大學虛擬課堂教學的課程資源類型豐富，對服務器的性能要求較高，越來越多的資源對數據存儲也提出了要求，如果沒有統一規劃，加上IT設備更新換代很快，簡單的增加服務器或者升級單臺服務器性能必然降低資源建設費效比，給學校帶來承重的經濟負擔。

2.2 資源共享性差、數據標準不統一

現在各個開放大學都建有一些網絡教學資源，但資源建設的質量和標準卻良莠不齊，開發程序、數據庫各異，往往不同的課程采用不同的編程語言、發布平臺、數據庫，相同的課程各個學校甚至同一學校不同專業又進行重復建設，這在資源部署和發布上造成計算和存儲資源浪費，各個資源應用接口標準不一，資源使用范圍局限。

2.3 資源分散，數據和系統安全性較差

由于資源建設無序導致資源部署分散，一個學校就存在多個教學資源平臺，對教學資源的規范管理造成了極大困難，教學資源各個系統不能統一管理，安全性無法保障。

3 云計算

云計算是一種分布式的并行網格計算技術、網絡存儲和虛擬化的結合，其本質就是通過網絡將程序進程動態分解成多個較小的子程序，再交給計算資源池進行并行計算處理以后，將結果返回給終端，達到和超級計算機一樣的計算效能。

云計算按照部署模式分為公有云、私有云和混合云。公有云的資源由一個或幾個計算服務提供商擁有，提供服務給他人使用，自己并不使用。私有云的資源由企業或者組織自己使用，不提供給外部使用者。混合云則是兩種云的組合，但各自又保持獨立，通過開放的標準或者專用接口進行數據共享。

4 基于云計算的開放大學教學資源庫整合方案

按照云計算分層的結構，在教學資源云平臺構建可以通過以三個步驟對教學資源進行整合。

4.1 基礎設施虛擬化

要最大限度的利用學校已有的硬件設備，比如說服務器和存儲，通過服務器和存儲虛擬化技術打造一個易于管理、資源動態按需分配、高效穩定的計算和存儲資源池。具體來說就是通過例如VMwere ESX虛擬化軟件，實現計算資源的集群動態分配、故障在線遷移、系統快照鏡像備份。通過高性能虛擬存儲網關整合現有的和新增異構存儲資源，對存儲資源也進行池化構建、動態分配。這樣可以提高存儲性能，數據可以實時在線遷移，保障數據傳輸的性能和穩定，為計教學資源數據提供統一的云化存儲池，而且可以把這些資源進行分布式部署，集群化配置。這樣就整合了硬件資源，使其成為教學資源云服務當中不可或缺的基礎。

4.2 搭建資源管理平臺，建立數據標準

在計算資源池里把開發平臺作為服務提供給師生，對師生在教學過程中提交或調用的數據資源進行管理，把教學資源分類作為軟件應用傳輸給使用者。同時平臺建立數據應用處理邏輯，要對用戶、資源應用、系統進行管理，并與數據庫相關聯，把教學資源數據、用戶資料、系統數據存入云存儲池。平臺向下對基礎層進行數據處理、調用、檢索、和傳遞應用結果，向上輸出用戶需要的應用服務，可以看作是服務管理中間件。

對于混合云和多應用資源平臺，還需要定義公用API(應用程序接口)為不同平臺或者私有云和公有云之間提供數據共享，這是面向開發者的服務。由于教學資源云中可能存在不同類型的數據庫系統，數據共享也要建立一套規范的數據庫標準，按照相同的標準來創建數據庫。標準的制定可以按照國家教育部《教育管理信息化標準》，并結合開放大學實際情況，指定私有云數據字典和信息編碼標準，統一數據交換標準，這樣云資源平臺可以和其他管理系統進行全面的數據共享，甚至可以共同建立云數據中心，徹底消除信息孤島。

5 云計算對開放大學教學資源建設的意義

基于云計算的開放大學教學資源庫整合和應用對我國開放大學教學資源建設乃至開放大學發展具有重要的意義，體現在一下幾個方面：

5.1 降低資源建設成本，提升辦學競爭力

云計算可以大大節約開放大學教學資源建設的軟硬件成本。計算資源及存儲虛擬化可以有效控制硬件投資、合理分配硬件資源、提升資源利用率、降低運行維護成本。統一的資源開發標準和數據結構更是有效的減少教學資源項目重復建設投資，直接整合了開發軟件和運行軟件的成本。負載均衡和分布式就近部署可以降低網絡帶寬成本。按照云計算理念，師生也不需要專門的設備和軟件來使用這些資源，資源不用存儲在本地，也不需要考慮設備和軟件的升級問題，使用普通PC和移動設備就能通過資源門戶隨時隨地獲取學習資料。這些對于剛剛起步還需要大量資金投入的國內開放大學來說，其實就是有效節約了資源建設成本，增強了辦學競爭力。

5.2 建立統一的教學資源技術標準

統一的資源建設的技術標準，采用數據中心模式對資源進行管理，數據編碼的規范和公用API的定義使得教學資源廣泛共享成為可能，最大程度避免數據孤島產生。統一的資源評價體系有效的解決教學資源質量良莠不齊，開發和部署環境各異的問題，使得師生在使用資源的時候簡單方便，只需要通過瀏覽器或者移動APP登錄統一的資源平臺門戶，進行統一身份認證就能進行資源訪問、參與教學互動、在線題庫命題和組卷、提交在線測試和反饋。師生只要通過網絡連接到云資源庫，就可以直接一站式地對資源進行檢索、管理、編輯和存儲，利用資源云平臺的平臺即服務、軟件即服務的功能極大改善了學習的便利性和體驗感，所有學習過程都在資源云平臺上運行和記錄，良好的體現開放大學不受時空和本地條件限制的學習理念。

5.3 整合分散教學資源、提高數據安全和服務可靠性，擴大應用范圍

建立云計算資源庫平臺，可以有效的整合各類型的教學資源，拓展資源應用范圍。從資源建設和管理角度來說，資源可以規范建設，統一管理，資源都存在云端集中存儲里，以數據中心的高可靠性能保障資源服務的可持續性，不必像以前無序分散部署和管理，而擔心服務器安全和數據損壞，因為服務器和存儲的虛擬化最大的優勢就是服務和數據的在線遷移，虛擬池當中某一設備當機，服務可以無縫遷移到其他虛擬機上完全不用擔心數據和服務安全。統一的數據庫備份系統也可以保障云平臺數據庫的實時災難恢復。從用戶的角度來說，這種教學資源配置模式因為方便簡單，不用去不同的服務器上查找、不用打開不同的本地應用軟件，可以方便的在私有云資源庫里訪問資源，也可以通過公用接口訪問公有云或者其他學校私有云的資源，這樣資源利用率得到成倍提升。

6 結語

開放大學在我國是一種新興的教育模式，是國家重點規劃投資發展高等教育形式。云計算則是一種較新的IT資源整合技術，也是未來教育信息化的發展趨勢，基于云計算的開放大學教學資源整合的研究，是開放大學教學資源建設云計算技術落地的實際運用，對正在快速蓬勃發展的開放大學教育有著重大意義。

[1] (美)莫耶，顧毅等譯.構建云應用：概念、模式和實踐 [M].機械工業出版社，2013, 3-8.201-209

[2] (美)斯穆特等，潘怡譯.私有云計算：整合、虛擬化和面向服務的基礎設施 [M].機械工業出版社，2013, 190-211.244-256.286-301

The Open University teaching resources integration based on cloud computing analysis

Song Han
(Network Center,Yunnan Open Universty,Yunnan,Kunming,650223)

According to the Open University teaching pattern and characteristic,analyzing the defects in the application and construction in teaching resources,combined with the theory of cloud computing,discusses how to integrate the teaching resources based on cloud computing.

Open University;Cloud computing;Virtualization;Resource management;Teaching resources integration

云南省教育廳2013年科學研究基金項目《基于云計算的開放大學網上課程資源庫建設的研究》（2013Y189）

宋涵（1980年11月），男，漢族，云南昆明市人，云南大學碩士，云南開放大學網絡中心 職稱：大學講師 專業：計算機應用 研究方向：計算機網絡技術、網絡數據庫應用、云計算理論、移動互聯網