基于云計算的區域性教育資源云共享平臺構建*

郭立 孫力

1.蘭州市第七中學；2.蘭州工商學院

近年來，我國教育信息化取得了跨越式的發展，各類教育軟硬件基礎設施的建設都有了較大的提高。隨著遠程教育模式發展，教育資源配置具備公平化特征，然而存在教育資源重復建設、信息孤島問題，區域教育資源失衡問題嚴重。教育資源共享服務平臺，以云計算技術為主，有效應對基礎設施投資大、教育資源使用不足問題，能夠實現教育資源共享、教育交流合作。本文研究中，基于云計算技術提出建設區域性教育資源云共享平臺的思路，計劃構建具有資源集中、共享、動態配置等優勢的教育資源云共享平臺，以達到整合教育資源的目的。

學校是知識組織機構、教學信息資源中心，可以提供優質的信息服務，信息技術水平較高，能夠對教育信息服務質量產生較大影響。目前，盡管各個學校應用信息技術建設教學資源，然而教育資源多存儲于各學校自己的網站和服務器中，相互獨立，資源利用率低。云計算屬于新型網絡模式，具備可擴展性、高性價比、可靠性特點，受到政府、教育者廣泛關注，云計算技術對當前教育行業影響較大。因此可有效借助云計算技術，建設區域性教育資源云共享平臺。

1 教育資源共享平臺技術

1.1 云計算技術

云計算屬于分布式計算方式，利用網絡串接、分解數據處理程序，基于多臺設備擴大存儲空間、加強計算能力，為用戶提供優質信息服務。云計算屬于分布式計算的商業表現，短時間內處理龐大數據量，屬于信息時代的計算機、互聯網技術革新，也是信息時代發展方向。云計算具備以下方法特點：（1）規模大：串聯計算機，可以擴展節點數量。云計算可以形成大規模計算機集群。大型互聯網企業云計算服務，能夠達到數十萬臺服務器節點，如谷歌云計算，達到百萬服務器規模，為用戶提供數據服務功能。（2）虛擬化：云計算服務、數據處理，主要在虛擬化“云”環境下實施，不管是通過用戶終端獲取云計算服務，還是數據處理運行，都無需具體實體和位置，只需應用云計算服務終端，即可獲得云計算服務。（3）可靠性：云計算可靠性，源于數據多副本容錯，源于計算節點同構互換，確保云計算數據可靠性高于本地服務，云端數據不會出現丟失問題。（4）通用性：云計算技術屬于數據處理模式，并非應用程序。云計算技術支持下，可以產生不同應用，比如網絡存儲、網絡教育、關鍵詞檢索、信息共享等，能夠賦予計算機不同通用性。（5）可伸縮性：云計算規模具備變化特點，可以滿足用戶規模增長、應用形式，對云計算產生新需求。（6）按需服務：按照計價模式，可以確保用戶按照自身計算需求，采取不同訂購模式，發揮出云計算技術優勢。云計算服務能源成本、管理成本比較低，資源使用效率高，因此可以降低技術應用成本。

1.2 教育資源共享平臺

教育資源共享平臺，優化整合多層次、多學科對象，涉及到多種類型教育資源。在計算機網絡平臺中，借助計算機集群存儲、傳輸、共享信息。通過信息平臺，能夠提供針對性教育資源，將教育資源需求逐漸轉變為用戶需求，屬于教育信息化產物發展。在教育領域，教育資源共享平臺價值表現在以下幾點：（1）虛擬化特點，可以降低成本。學校借助信息技術開展教學活動，注重加強軟件與硬件設施建設，此時會產生大量資源重復投資問題，增加學校資金壓力。云計算按照服務特點，無需建設服務器設施，即可滿足應用需求，資源高效率應用可以減少資源重復問題，減少教育資金投入。（2）共享性特點，可以避免出現信息孤島。長期以來，各個學校信息化教育系統運行不理想，存在溝通效率差、信息資源共享低，導致運維管理難度加大。教育資源云共享平臺具備共享性優勢，可以為師生提供一站式服務，優化整合教育信息系統信息孤島問題。利益發展方向相同，能夠為教育資源共享平臺提供穩定環境。基于商業角度分析，教育資源共享平臺盈利，對用戶數量的要求高，平臺必須擁有充足的用戶與資源，才可以展示出教育價值。所以，學校和服務平臺企業的利益訴求相同，為平臺穩定發展奠定堅實基礎。

2 教育資源云共享平臺需求

2.1 整體需求

教育資源共享平臺，具備可伸縮性特點，能夠滿足教育資源配置需求。教育信息化發展，擴展教育信息資源深度、資源自身變化，對教育資源負載影響大，無法預測變化趨勢，增加教育資源管理與應用難度。教育資源共享平臺，按照教育資源負載變化，優化調整平臺底層設備，聯合應用需求變化，開發平臺應用組件，通過定制化模式，既可以提升教育資源利用率，又能減少設施重復建設所致浪費問題。同時，平臺具備運行維護系統、安全系統，能夠維護教育資源可靠性與安全性，防止教育資源丟失。

基于教育需求角度分析，平臺發展可以為教育公平提供幫助，所以共享教育資源，已經成為平臺重要功能。基于教育資源類型分析，除過資金充足的重點學校，其他學校教育資金有限、教育設備老化，且資源不足問題嚴重，阻礙各個學校深度發展。

2.2 功能需求

教育資源云共享平臺，分類整理教育資源，基于用戶需求共享資源。平臺系統具備以下功能：（1）獲取教育資源，評審質量。為了保證教育資源應用價值，建設審核、抽檢等質管體系，加強平臺教育資源應用價值。（2）云存儲服務。為了防止信息化建設所致設備投入、檢修維護成本升高，必須加強平臺云存儲功能，不僅能夠提升師生利用率，還可以確保技術人員維護管控設備資源。（3）教師應用模塊：平臺按照教師需求，制定個性應用模塊，涉及到教育資源整理和應用、教師進修、平臺應用等，確保教師在平臺內查詢資源、上傳和審核資源。（4）資源智能化推送：按照教師學科專業、教學進度信息，利用大數據分析技術，可以篩選教師需求資源，細化個人信息內容，為教師推送個性教育資源。

為了滿足上述功能需求，平臺涉及到四個層級：（1）應用層，為教師與學生提供服務，涉及到教學內容與教學資源。（2）管理支撐層：包括系統管理、模塊管理。系統管理中，管理內容包括用戶、教師、評論等。模塊管理中，涉及到資源管理、教學日歷、站內編輯等。（3）系統軟件層：涉及到操作系統軟件、應用軟件、數據庫系統、中間件系統等。（4）物理設備層，涉及到安全設備、服務器、存儲設備等。

3 教育資源云共享平臺體系架構

平臺體系架構，是面向服務架構為基礎，基于云計算技術，優化整合各學校教育資源與服務，建設分布式體系架構，為學校、用戶提供通信方式。體系架構劃分為用戶層、服務層。在服務層中，又包含軟件、平臺、基礎設施。優化整合基礎架構平臺、云服務，能夠統一管理和分配硬件、數據、軟件等資源，實現監控效果。

3.1 基礎設施服務層

基礎設施服務層屬于平臺架構最底層，對資源共享平臺服務范圍、服務能力影響大。基礎設施服務層涉及到基礎設施資源池、用戶管理平臺。在基礎設施資源池中，涉及到虛擬化技術，優化整合存儲資源、計算資源、虛擬服務器、網絡資源、內存資源等。基礎設施資源，劃分為統一資源池調度管理。用戶服務管理平臺，注重資源虛擬化處理，封裝為不同云服務模式，按照用戶請求，優化配置動態資源。

3.2 平臺服務層

在教育資源共享平臺中，平臺服務層屬于運行支撐平臺，以基礎平臺方式，將軟件運行支撐平臺提供給用戶，為軟件開發者提供設計、應用開發、測試、托管服務。平臺能夠提升軟件開發效率，支持多用戶共享平臺，注重軟件設計、部署、測試處理。

3.3 軟件服務層

軟件服務層，可以建設在IaaS之上，安全性、可擴展性強，可以提供優質支持服務，為學校教育資源平臺提供應用服務。建設新型云計算應用程序，可以提供豐富、全面化教育服務應用，涉及到檢索服務、資源服務、分析服務、管理服務等，同時提供統一身份認證、權限管理服務、支付結算服務等。

（1）資源服務：為教師與學生提供豐富教育信息資源，學校間加強聯合，統一規劃與采購，注重教育資源優化。資源云服務，通過先進技術支持教育信息資源，存儲海量教育資源，建設教育資源庫共享資源，將靜態教育資源轉變為動態云建設。注重建設授課視頻、教學參考、課件資源等，資源加工整理之后可以形成數字資源庫，在服務平臺內發布軟件服務，為用戶提供使用。網絡資源，屬于教育資源共享平臺重點，可以建設統一網絡采集服務平臺，確保用戶及時獲取網絡信息資源與服務。外購資源，與數據庫廠商聯系，租用服務與產品，利用互聯網平臺向用戶開放。

（2）管理服務：提供注冊管理、安全管理、負載管理、服務調度等服務。其中，注冊管理涉及到用戶、應用、服務、租客等注冊功能，可以減少用戶重復性注冊和登錄問題，為用戶提供規模化服務。

（3）檢索云：檢索云能夠確保大規模用戶訪問教育資源共享平臺，通過倉儲檢索和獲取教育資源，按照用戶使用情況，提供智能優質服務。同時，與其他學校聯合，提供資源互助與傳遞服務，以此滿足不同用戶需求，為用戶提供優質的檢索服務。

（4）分析服務：借助數據挖掘、知識發現技術，能夠高效聚合和服務隱形知識、動態資源，深度挖掘用戶學習習慣與信息需求，為用戶提供個性化服務。通過數字資源標識技術，可以標識數字資源，獲取資源對象，加快對象數據獲取速度。

（5）用戶服務：無論是學校管理者、老師還是學生，利用不同終端訪問平臺時，終端層能夠適配用戶接入設備，選擇自動接入點，為用戶提供個性服務。

4 教育資源云共享平臺應用形式

教育資源云共享平臺可以提供可擴展、標準化、自適應統一服務及集成解決方案，為學校教育平臺提供靈活部署與應用，建設服務平臺架構，將教育資源共享平臺的“云”，劃分為公有云、私有云，優化整合不同服務云。利用服務平臺，可以提供統一接口，為云端用戶提供服務。

4.1 私有云服務平臺

教育資源私有云服務平臺，由第三方應用系統、本地應用平臺與系統組成，能夠為學校提供本地教育服務。本地應用平臺，能夠交換公有云服務、本地云平臺內容，注冊和發現分布式資源與服務。本地應用系統，可以為學校提供業務功能，按照學校業務需求，開發和部署云服務，享受公有云平臺SaaS服務、第三方應用系統，無縫對接云服務平臺，將教育資源私有云服務，部署到各個學校內部，自主控制平臺可用性、安全性，平臺靈活度高，維護便利。學校管理人員利用私有云服務，能夠完成本地業務服務與流程。授權用戶利用私有云服務平臺，可以接收各項服務。學校利用私有云服務平臺，能夠提供開放資源與服務，被公有云服務、混合云服務、其他學校集成應用，共享各個學校服務與資源。

4.2 公有云服務平臺

教育資源共享平臺公有云服務，涉及到為用戶提供公開云服務，高度集成學校開放資源、服務系統、公共資源等，建設公有云平臺，為用戶提供一站式信息資源服務。由專業云計算供應商提供。公有云服務平臺，可以集中整合元數據，統一檢索和調度數字資源，管理用戶權限等。公有云服務平臺，無需建設基礎設施，可以從公有云提供商處，獲取數據資源、應用服務、應用程序，增加數據信息風險。

5 教育資源云共享平臺管理體系構建

基于云計算完成對區域內教育資源共建、共享、共用是一項系統性的工程，除了技術支持外管理還要隨行。可考慮成立區域性“教育資源管理部門”，機構成員由區域內教育主管部門領導和各學校教學資源管理部門的領導組成，機構全局性制定相應的保障管理機制，以便于平臺資源建設和管理的具體實施。

6 結語

綜上所述，通過云計算技術，可以優化整合教育信息資源，建設高效、安全的教育資源共享平臺，為教師、學生提供個性服務。教育資源共享平臺，轉變傳統教育模式，能夠為教育資源提供新處理方法，顯著提升教育教學質量與水平。