基于云計(jì)算的數(shù)字化教育資源共享平臺(tái)的研究

張秀琦，田皓月

（渤海大學(xué) 教育與體育學(xué)院，遼寧 錦州121013）

基于云計(jì)算的數(shù)字化教育資源共享平臺(tái)的研究

張秀琦，田皓月

（渤海大學(xué) 教育與體育學(xué)院，遼寧 錦州121013）

通過(guò)對(duì)遼寧省內(nèi)基礎(chǔ)教育數(shù)字化教育資源共享現(xiàn)狀及需求的分析，結(jié)合云計(jì)算技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)了基于GAE云計(jì)算的數(shù)字化教育資源共享平臺(tái)的架構(gòu)，給出了系統(tǒng)功能模塊和核心業(yè)務(wù)流程的設(shè)計(jì)方法。該實(shí)施方案構(gòu)建的系統(tǒng)平臺(tái)具有互連互通、協(xié)作共享、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)教育數(shù)字化教育資源的有效共享，為教育資源共享提供了一種行之有效的新模式。

云計(jì)算；數(shù)字化教育資源；資源共享；共享平臺(tái)

教育部《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》提出“縮小基礎(chǔ)教育數(shù)字鴻溝，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源共享”的指導(dǎo)思想，提出“優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源建設(shè)與共享行動(dòng)”的行動(dòng)計(jì)劃，包括建設(shè)國(guó)家數(shù)字教育資源公共服務(wù)平臺(tái)、建設(shè)各級(jí)各類(lèi)優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源、建立數(shù)字教育資源共建共享機(jī)制。

然而在基礎(chǔ)教育的信息化進(jìn)程中，一方面是農(nóng)村學(xué)校優(yōu)質(zhì)教育資源嚴(yán)重短缺，人們對(duì)教育資源的需求和教育資源的供給不足的矛盾凸顯；另一方面是現(xiàn)有的資源共享建設(shè)中軟、硬件資源重復(fù)投入，資源共享性差[1]。而云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)為數(shù)字化教育資源共享問(wèn)題提供了可行的解決方案，在云教育平臺(tái)上以成千上萬(wàn)的云服務(wù)器為依托，擁有著極其強(qiáng)大的計(jì)算功能、海量的網(wǎng)絡(luò)資源，現(xiàn)有的資源共享建設(shè)中存在的重復(fù)建設(shè)、平臺(tái)運(yùn)行維護(hù)和安全等問(wèn)題都將迎刃而解，可節(jié)約數(shù)字化教育資源共享建設(shè)的成本，促進(jìn)城鄉(xiāng)數(shù)字化教育資源整合、加強(qiáng)資源共享[2]。

1 基礎(chǔ)教育數(shù)字化教育資源共享建設(shè)現(xiàn)狀分析

數(shù)字化教育資源是指經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理，可以在多媒體計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行的多媒體教學(xué)材料，如：媒體素材、題庫(kù)與試卷素材、教學(xué)課件、案例、文獻(xiàn)資料、資料目錄索引、網(wǎng)絡(luò)課程等形式的資源。按照信息的表現(xiàn)方式劃分，數(shù)字化教育資源可分為數(shù)字化幻燈、數(shù)字化投影、數(shù)字化音頻、數(shù)字化視頻、數(shù)字化網(wǎng)上教學(xué)資源等。通過(guò)對(duì)遼寧省基礎(chǔ)教育數(shù)字化教育資源共享現(xiàn)狀進(jìn)行的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)目前存在如下問(wèn)題[3]：

1）數(shù)字化教育資源城鄉(xiāng)分布不均衡

由于城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不均衡，城市學(xué)校在數(shù)字化教育資源建設(shè)上往往優(yōu)于農(nóng)村學(xué)校。

2）資源重復(fù)建設(shè)

省內(nèi)各學(xué)校由于缺乏交流，在進(jìn)行數(shù)字化教育資源建設(shè)時(shí)往往容易出現(xiàn)資源的重復(fù)建設(shè)。由于各學(xué)校的資金有限，導(dǎo)致資源建設(shè)往往局限在常用的教學(xué)資源建設(shè)上。

3）城鄉(xiāng)數(shù)字化教育資源共享程度低

由于沒(méi)有統(tǒng)一的組織機(jī)構(gòu)、共享計(jì)劃和共享目標(biāo)，更沒(méi)有統(tǒng)一的接口和有效的數(shù)字化教育資源共享平臺(tái)，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)資源高效合理的共享使用。

為了更好地實(shí)現(xiàn)教育資源共享，需要建立一個(gè)性能穩(wěn)定、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、功能完善的共享平臺(tái)來(lái)作為支撐，使用標(biāo)準(zhǔn)接口統(tǒng)一各學(xué)校和部門(mén)的資源，并對(duì)異構(gòu)、動(dòng)態(tài)的資源進(jìn)行整合，從而建立高效、優(yōu)質(zhì)的教育資源共享機(jī)制。基于云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建的數(shù)字化教育資源共享平臺(tái)具有的互連互通、協(xié)作共享、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，在構(gòu)建數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境、促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源普及共享、促進(jìn)學(xué)習(xí)者多元化發(fā)展方面有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

隨著云計(jì)算技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用的發(fā)展，云計(jì)算具備了能夠提供動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)在不同平臺(tái)上的傳輸且能為資源的管理提供可擴(kuò)展性服務(wù)的基本特點(diǎn)[4]。鑒于云計(jì)算的這一特點(diǎn)，結(jié)合遼寧省內(nèi)各學(xué)校教育資源建設(shè)的現(xiàn)狀與學(xué)校間教育資源共享建設(shè)的需求，以區(qū)域內(nèi)統(tǒng)籌者的角度，提出了利用各學(xué)校的校園網(wǎng)和高速互聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建基于GAE云計(jì)算的教育資源共享平臺(tái)的設(shè)想，并給出具體的實(shí)施方案。

2 云計(jì)算概述

云計(jì)算是并行計(jì)算（Parallel Computing）、分布式計(jì) 算 （Distributed Computing）、 網(wǎng) 格 計(jì) 算 （Grid Computing）、效用計(jì)算（Utility Computing）、虛擬化（Virtualization）、 網(wǎng) 絡(luò) 存 儲(chǔ)（Network Storage Technologies）等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物，并借助IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）、SaaS（軟件即服務(wù)）等先進(jìn)的商業(yè)模式把強(qiáng)大的計(jì)算能力分布到終端用戶(hù)手中[5]。

目前，現(xiàn)有的公有云服務(wù)平臺(tái)主要有谷歌云、阿里云、新浪云、百度云等，公有云服務(wù)具有提高資源利用率、易于擴(kuò)展和有效降低成本等優(yōu)勢(shì)，利用公有云平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，用戶(hù)不用訂購(gòu)軟硬件，僅僅借助PaaS平臺(tái)，就可以調(diào)試應(yīng)用和服務(wù)[6]。

Google App Engine（GAE）是Google公司推出的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)引擎，它為用戶(hù)提供了完整的開(kāi)發(fā)組件，用戶(hù)使用時(shí)不必維護(hù)和管理就可以使用GAE的應(yīng)用和服務(wù)。GAE支持的應(yīng)用程序由Python、Java以及Google開(kāi)發(fā)的Go這3種語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，并且為這3種語(yǔ)言提供基本相同的功能和API。GAE的應(yīng)用和服務(wù)是按需收費(fèi)，具有非常方便靈活的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，并且有許多免費(fèi)的服務(wù)[7]。

3 基于云計(jì)算的數(shù)字化教育資源共享平臺(tái)的構(gòu)建

3.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

為了實(shí)現(xiàn)不同地域的學(xué)校間的數(shù)字化教育資源共享，該系統(tǒng)的建設(shè)要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，并且能夠?qū)鹘y(tǒng)數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺(tái)中的用戶(hù)管理、數(shù)字化學(xué)習(xí)資源管理、學(xué)習(xí)交流等應(yīng)用置于共享平臺(tái)之上。系統(tǒng)的目標(biāo)是利用云計(jì)算、云存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化教育資源的共享，提供開(kāi)放的不受時(shí)間地域限制的資源共享服務(wù)。圖1是數(shù)字化教育資源共享系統(tǒng)的架構(gòu)，基本云服務(wù)由GAE提供[8]。

圖1 數(shù)字化教育資源共享平臺(tái)架構(gòu)

省內(nèi)各學(xué)校可以按此架構(gòu)聯(lián)合搭建一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)字化教育資源共享平臺(tái)，把各個(gè)學(xué)校的數(shù)字化教育資源整合成一個(gè)公共的教育資源池，通過(guò)云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，建立統(tǒng)一的接口，進(jìn)行統(tǒng)一管理。資源共享學(xué)校的師生可以通過(guò)統(tǒng)一接口進(jìn)入資源共享平臺(tái)，獲取所需的數(shù)字化教育資源，各學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)管理中心也可以將自己的特色教育資源上傳至公共資源池中，提供給各學(xué)校的師生共享[9]。資源的使用者只需要根據(jù)實(shí)際的使用情況免費(fèi)或者付費(fèi)使用，而不需要關(guān)心硬件的建設(shè)，學(xué)生可以獲得更多的學(xué)習(xí)資源，教師可以獲得更多的教學(xué)資源，學(xué)校可以更加快速的實(shí)現(xiàn)課程的網(wǎng)上發(fā)布和網(wǎng)上交互教學(xué)，學(xué)校不需要再考慮基礎(chǔ)平臺(tái)和軟件的建設(shè)投入，只需專(zhuān)注于教育資源的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，其他的都可由云平臺(tái)解決。

3.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)，本系統(tǒng)以 B/S/CCS（Browser/Server/Cloud Computing Server）體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，用戶(hù)終端只需通過(guò)瀏覽器完成界面顯示功能，其余大量的數(shù)據(jù)處理和管理功能均由GAE云計(jì)算服務(wù)中心完成，構(gòu)建了一種低成本、開(kāi)放式、規(guī)范化、易操作的教育資源共享平臺(tái)。系統(tǒng)的主要功能模塊如圖2所示[10]。

圖2 數(shù)字化教育資源共享平臺(tái)功能模塊

各模塊的功能如下：

1）用戶(hù)管理模塊

系統(tǒng)用戶(hù)分為系統(tǒng)管理員、學(xué)校用戶(hù)、教師用戶(hù)、學(xué)生用戶(hù)、家長(zhǎng)用戶(hù)。用戶(hù)管理模塊負(fù)責(zé)用戶(hù)的注冊(cè)并為注冊(cè)用戶(hù)分配不同級(jí)別的權(quán)限，只有成為該系統(tǒng)的用戶(hù)才有權(quán)利使用系統(tǒng)的資源，對(duì)系統(tǒng)資源的使用權(quán)限按級(jí)別設(shè)置為上傳、下載、瀏覽等級(jí)別[11]。

2）資源管理模塊

資源管理模塊包括資源上傳和資源下載。

資源上傳：用戶(hù)進(jìn)入自己的“用戶(hù)空間”后，上傳自己希望共享的資源，可將上傳的資源文件設(shè)置標(biāo)簽或關(guān)鍵字以方便其他用戶(hù)進(jìn)行搜索和下載。上傳的資源文件類(lèi)型可包含文檔、圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻、音頻等。所有上傳的資源需經(jīng)審核之后才能發(fā)布到“共享空間”供用戶(hù)瀏覽和下載[12]。

資源下載：用戶(hù)可以進(jìn)入“共享空間”查看系統(tǒng)中所有的共享資源，用戶(hù)通過(guò)關(guān)鍵字搜索到需要的資源后，若具有相應(yīng)的下載權(quán)限，可通過(guò)提取資源的提取碼，進(jìn)行資源的驗(yàn)證，通過(guò)驗(yàn)證后，用戶(hù)才可以進(jìn)行下載操作[13]。

3）用戶(hù)空間管理

用戶(hù)空間：用戶(hù)通過(guò)登錄進(jìn)入自己的 “用戶(hù)空間”，可以通過(guò)文件管理查看自己的文件下載信息，通過(guò)文件共享模塊可以查找自己上傳的資源信息。

共享空間：共享空間中的資源是由用戶(hù)上傳并可提供給具有權(quán)限的用戶(hù)瀏覽或下載的公共資源。

4）論壇

該模塊提供用戶(hù)交流的平臺(tái)，用戶(hù)也可對(duì)“共享空間”中的資源進(jìn)行監(jiān)督，對(duì)存在問(wèn)題的資源進(jìn)行舉報(bào)，再通過(guò)用戶(hù)與管理員的交互，管理員可以實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的進(jìn)一步的控制。

3.3 系統(tǒng)核心業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

資源管理模塊是系統(tǒng)的核心模塊，系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)即資源的上傳和下載，各類(lèi)用戶(hù)和系統(tǒng)管理員可根據(jù)自身的不同權(quán)限參與資源上傳和資源下載等相關(guān)操作[14]。

資源上傳主要是將審核通過(guò)的教育資源上傳到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，審核包括對(duì)資源本身的審核和資源說(shuō)明信息的審核。如圖3所示，用戶(hù)進(jìn)入到用戶(hù)空間后，選擇要上傳的資源并填寫(xiě)資源的相關(guān)描述內(nèi)容，如資源的標(biāo)題、摘要、關(guān)鍵字、類(lèi)別等，填完后即可上傳資源。系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)的權(quán)限進(jìn)行審核，如不具有上傳權(quán)限，則給出系統(tǒng)提示；如具有上傳權(quán)限，則審核資源的內(nèi)容及其說(shuō)明信息，內(nèi)容審核通過(guò)后，資源文件即可正式入庫(kù)，如若內(nèi)容審核不合格，提示用戶(hù)做出修改，若用戶(hù)進(jìn)行了修改則重新審核，否則結(jié)束資源上傳操作[15]。

圖3 用戶(hù)上傳資源流程

對(duì)于數(shù)字化教育資源共享平臺(tái)的資源下載，由于涉及到資源的版權(quán)以及應(yīng)用范圍和保密級(jí)別的限制，對(duì)于不同用戶(hù)要給出相應(yīng)的權(quán)限。因此，在教育資源的下載過(guò)程中需要引入權(quán)限判定機(jī)制，具體流程如圖4所示。

圖4 用戶(hù)下載資源流程

4 結(jié) 論

基于云計(jì)算的數(shù)字化教育資源共享平臺(tái)概念的提出，是教育信息化深入發(fā)展的必然結(jié)果，對(duì)于實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)教育優(yōu)質(zhì)資源的共建與共享具有重要意義與價(jià)值。針對(duì)目前數(shù)字化教育資源城鄉(xiāng)分布不均衡、資源重復(fù)建設(shè)、城鄉(xiāng)數(shù)字化教育資源共享程度低等問(wèn)題，運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)對(duì)教育資源共享平臺(tái)的設(shè)計(jì)思想、系統(tǒng)架構(gòu)、資源庫(kù)內(nèi)容、系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)、核心業(yè)務(wù)流程等進(jìn)行了深入探討，為該平臺(tái)建設(shè)的可行性提供了依據(jù)。

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Research on digital education resource sharing platform based on cloud computing

ZHANG Xiu-qi，TIAN Hao-yue
（College of Education and Sports，Bohai University，Jinzhou 121013，China）

Based on Liaoning province education situation and demand of digital education resource sharing analysis and combined with the advantages of cloud computing technology，it designed digital education resource sharing platform architecture based on GAE cloud computing and provided the system function module and the design method of the core business process.The system platform is built by this plan is interconnectivity，cooperation and sharing，easy operation，etc，so as to realize the effective sharing of digital education resource，provides an effective new model for the education resource sharing.

cloud computing；digital education resource；resource sharing；sharing platform

TN919

：A

：1674－6236（2017）05-0029-04

2016-05-07稿件編號(hào)：201605058

遼寧省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度一般課題（JG15CB165）；2015年度渤海大學(xué)校級(jí)教學(xué)改革研究項(xiàng)目（BDJG-15-YB-B-013）；2015年度錦州市社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)研究課題（錦社結(jié)字（2015）第85號(hào)）；遼寧省教育廳科學(xué)研究一般項(xiàng)目資助（w2015021）

張秀琦（1977—），女，吉林梅河口人，碩士，副教授。研究方向：計(jì)算機(jī)輔助教育。