基于云计算的开放性教学资源平台建设研究

2022-11-27

一、引言

自从Google在2006年提出云计算这一新的网络应用模式之后, 这一模式日益被人们所认识和重视, 并逐渐成为研究的热点。云计算是在20世纪80年代大型计算机实现从客户端直接接入服务器这一巨大进步之后的又一种巨变。云计算最突出的优点就在于统筹处理, 实现各类资源的利用最大化, 因此在各个领域运用广泛。

高校教学资源丰富, 各学校之间有不同的课程和师资资源, 但是在传统模式下, 这些资源常常限制于本校中, 甚至本校学生都不一定能够享受, 或者说很好的利用这些资源, 这样就造成了资源的浪费。因此, 利用云计算技术构建一个资源共享的平台是十分必要的, 尤其是高校之间的教学资源平台, 并将此平台开放, 使其具有可获得性。

接下来本文将分三个部分分别解释云计算技术、基于云计算技术构建开放性教学资源平台的必要性和可行性, 以及如何进行平台的搭建与开放。

二、云计算技术

云计算其实就代表着“互联网”, 它是一种分布式计算方式, 它将计算分布在各个不同的计算机中, 而不是只在本地计算机或者远程计算器中, 尤其是当它应用于企业时, 其运行方式与互联网更为相似。

因此企业能够利用“云”将他们所拥有的资源转移到相应的应用中, 根据自己的需求访问计算机存储系统进行查找和使用。这意味着资源转化为网络资源, 并且是可以实现流通的网络资源, 就好像从单机发电到电厂多机集中发电的转变, 计算能力就好比煤气水电一样进行商业流通, 并且取用方便, 费用低廉。

一般来说, 云计算有以下几个特点:

第一是规模大, 最先提出云计算概念的Google公司在云计算上已经拥有了100多万台服务器, 其他的疙瘩互联网公司比如Amazon、IBM、微软、Yahoo等的云计算系统或者说“云”也都拥有几十万台服务器。

如果是企业使用, 那也需要有数百甚至上千台的服务器, 根据云计算的原理, 服务器越多意味着分布计算的能力越强, 因此“云”能赋予用户前所未有的计算能力, 拥有越强的“云”就有越强的信息存储和处理能力。

第二是虚拟化, 云计算可是帮助用户摆脱实体物质的约束, 支持用户在任意的位置、使用各种终端获取应用和服务, 用户甚至不需要了解应用运行的具体原理和位置, 只需要一台笔记本电脑或一个手机就可以实现应用和信息共享。

第三是可靠性高, 与使用本地计算机相比, 云计算容错性高, 保存位置基于网络而不是基于实体, 可以利用节点同构、节点互换等措施保障服务的可靠性和数据的安全性。

第四是通用性, “云”计算并不具有具体针对性, 它可以通识支撑不同的应用投入使用, “云”可以支撑构造出千变万化的应用。

第五是可扩展性高, “云”并不是固定的无变化的, 而是动态的、可伸缩的, 能够根据用户需求量进行实时需求满足的。

第六是按需服务, 这与第五条相对应, “云”的投入使用本质上是为了满足需求的。

第七是价格低廉, 由于“云”已经发展到一定阶段, 它的技术层和应用层都已经发展到了较为成熟的阶段, 加上其本身的特性, 使用成本较低, 自动化管理的模式又使得它的管理成本降低, 用户可以使用较低的花费享受服务, 不仅在社会生活中意义重大, 在环境保护、人类进步上作用也不可估量。

但是云计算并不是百利而无一害的, 云计算的第八个特点就是具有潜在的危险性, 这一危险性主要体现在用户信息的保护上, 一旦云计算被企业或者其他商业机构垄断, 用户的信息就可能被其掌握, 不仅如此, 甚至政治信息也可能被掌握, 这对国家安全也是一个潜在的威胁。

三、基于云计算的开放性教学资源平台建设的可行性

上一部分我们介绍了云计算的基本原理和它的特点, 本部分我们将讨论基于云计算的开放性教学资源平台建设的可行性, 即云计算对建设开放性教学资源平台建设的作用。

随着网络和教育信息技术的发展, 基于网络的学校多媒体教学模式也得到了极大的放着呢, 学校多媒体教育其核心就在于教学资源的建设, 能否对学校中的资源进行高效合理的管理和应用甚至已经是对一个现代化教育学校的重要判断标志。

(一) 教育信息化发展现状

以高校为例, 目前, 在学校管理中, 一般都使用互联网对学生各项信息进行录入和管理, 这种方式会大大降低管理难度, 对工作人员和学生来说都方便了许多, 并且相较于传统模式更有利于学生的信息安全。

这是互联网, 或者说“云端”、“云”计算在事务处理上的作用, 同时, 目前国内已经有一部分高校逐步建立起了自己的数字化校园登陆平台、网上电子图书馆和数字资源库等, 但是教育信息化的发展仍然任重道远, 首先是硬件设备不足以支撑, 学校没有安排好硬件资源的分配, 过于分散的硬件资源使得当各个系统的使用高峰期和使用效率对硬件的影响都极大, 有时甚至造成系统崩溃, 资源难以使用的情况;其次是更为显著的教育资源共享率低的问题, 尽管很多学校在努力建设信息化, 但是每个学校的重视程度和财政资金、技术支持等情况都有所不同, 所掌握的资源更是差异显著, 造就了最终建设水平有高有低、不平衡的局面, 这样的信息孤岛现象普遍地存在着, 优质的教学资源无法被传播和共享, 资源运用中的信息重建现象也比较严重。

最后, 从技术层面来说, “云”计算要求分布式而不是单一式服务器管理, 但是大多数高校只能负担单一服务器的运作和维护, 每个服务器分别存储资源, 资源交换、传输和共享困难, 而且容易出现信息丢失, 难以保障教学资源的信息安全和满足对优质教学资源的需求。

(二) 优势分析

我们在第一部分已经分析过云计算的特点, 云计算成本低、价格低廉, 容易被建设、管理、维护和投入使用, 也降低了学生和教师的使用成本, 因此比较容易推广使用, 通用性特点使它能为资源互通共享提供平台, 它虚拟化的特点也给人带来了极大的方便, 学生和教师可以摆脱实体课堂束缚, 通过网络接触到本校和外校优秀学习资源, 对学生个人的发展有重要的作用。

四、基于云计算的开放性教学资源平台建设的搭建与开放

(一) 建设前准备

要建设一个平台, 首先要做好需求分析, 即此平台预期服务的人数, 这决定了需要将服务器建设到怎样的水平, 其次就是平台的任务, 就本文来说, 我们研究的是云计算在教学资源建设上的作用, 这决定了它与办公自动化或者学生管理平台建设的不同, 它包括网络课程建设和管理、教学资源检索和系统化等方面。

(二) 整体架构设计

根据目前的云计算业务状况, 云平台在教育方面的服务功能众多, 其中最为重要的、需求量最大的是以教学资源共享云为主。资源平台的建设采用分模块、分层化的理念展现, 技术上多利用H3C Cloud的云操作系统, 基于Open Stack平台进行开发。

第一层是硬件建设层, 这是整个平台建设的基础, 作为平台的技术支持为云环境的实现提供硬件基础, 如学校服务器、存储器、网络设备等建设。

第二层是资源收集整理层, 这一部分主要是对教学资源和系统中的数据进行存储和处理, 将它们与资源的目录数据和检索数据分离开来, 这样既能够整体存储, 又能够分别管理, 整个过程更为灵活方便, 也更为安全便利。

第三层就是平台管理层, 这一层又可以叫做“云层”, 即云业务管理层, 是教学资源平台建设的主体部分。

通过云端的方法进行业务管理, 实现用户、系统的管理和资源应用的管理, 比如资源检索界面和内容的设计, 为了使用者使用的方便和良好的体验, 对这一部分进行良好的设计。

同时, 除了外在的界面设计, 还需要对内在的管理系统进行设计, 即对使用者信息和资源的管理。

最后一层是平台应用层, 目前高校云平台建设已经有了一些发展, 将各高校的平台内容进行类比和比较, 我们可以发现大多数的设计是比较合理的, 可以为学生个人设计登陆账号密码, 为学生匹配个人所选课程, 查看教学资源、教师信息, 并可以通过论坛板块与所在课堂的老师和同学实现交流, 发布、提交和批改作业都有单独的板块, 也可以进行网上学习的时长记录;更为重要的是学生可以申请查看和加入其他课堂的学习, 这样既能够保障个人信息安全, 又能够便利平台内容的安全管理, 还能够体现开放性特色, 打通教学资源壁垒。

(三) 内容设计

当整体架构完成之后, 需要对其进行填充, 这就涉及到内容选择的问题。在我们目前的网络教学资源建设中经常是重复建设的, 一方面是因为平台建设不够, 另一方面则是对内容的筛选不精细。我们要分享的教学资源应该是以优质教学课程为主, 辅之以其他课程以使类型全面, 并给予使用者自由选择的权利。

除了开放本校资源以外, 我们还应该有整体、全面的意识, 由一校到多校共建, 从一校到市再到省的多级共建, 利用好其他可以互相分享、互相合作的资源。

(四) 后期维护

在平台建设完成之后, 要投入一定的人力物力财力资源进行物理硬件的维护和网络软环境的管理, 以及技术层面的改进和提高, 这样才能使得平台使用顺利, 长期流转。

上述四个部分就是基于云计算的开放性教学资源平台建设的从前期设计到中期建设再到后期维护的整个过程。

五、结论

将云计算概念引入到教学建设和设计中是教育信息化的必然过程和良好突破, 这样一个新的模式是一次高等教育模式的试水, 需要使用者不断适应, 更需要平台自身建设的提升, 利用计算机技术搭建网页或者应用程序投入使用, 利用“云”将实体资源转化成可以流通和传播的网络资源, 实现信息的共享和互构。

目前云平台建设有一些突破, 但存在问题, 本文系统阐述了云平台的原理和整个建设过程, 对平台建设的思想和系统架构、内容选择都做出了规划, 为平台建设和改进提供了依据。

摘要：当前高校存在教学资源平台建设缺乏、资源分布和利用不佳等突出的问题, 针对于此, 我们提出了要基于云计算构建一个开放性的教学资源平台, 对资源进行集中的存储、管理和开发, 通过应用系统平台的方式投入使用, 形成教育资源信息化共享的机制和模式。本文分析了此设想的可行性, 并设计了基本的建设架构、对其主要应用功能进行了概述, 推进基于云课堂的开放性教学资源平台建设成为现实。

关键词：云计算,开放性教学资源平台,平台建设