基于云計(jì)算的開放大學(xué)教學(xué)資源整合探析

（云南開放大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心，云南昆明，650223）

基于云計(jì)算的開放大學(xué)教學(xué)資源整合探析

宋 涵

（云南開放大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心，云南昆明，650223）

根據(jù)開放大學(xué)教學(xué)模式和特點(diǎn)，分析當(dāng)前開放大學(xué)教學(xué)資源應(yīng)用、建設(shè)存在的不足，結(jié)合云計(jì)算理論，探討如何基于云計(jì)算對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行整合。

開放大學(xué)；云計(jì)算；虛擬化；資源管理；教學(xué)資源整合

1 開放大學(xué)的教學(xué)模式

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》提出要切實(shí)辦好開放大學(xué)，構(gòu)建一個(gè)不受時(shí)間、地域限制，向全體公民開放的遠(yuǎn)程高等教育體系。學(xué)習(xí)者通過虛擬課堂可以隨時(shí)隨地靈活地為學(xué)生提供各類文字、圖像和音視頻教學(xué)資源，并與教師通進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)。這種新興的教學(xué)模式當(dāng)中教學(xué)資源起到了核心的作用，所有的教學(xué)活動(dòng)都基于對(duì)教學(xué)資源的傳輸、應(yīng)用和回饋。

2 我國開放大學(xué)教學(xué)資源建設(shè)存在的問題

2.1 教學(xué)資源庫建設(shè)的硬件投資大

開放大學(xué)虛擬課堂教學(xué)的課程資源類型豐富，對(duì)服務(wù)器的性能要求較高，越來越多的資源對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)也提出了要求，如果沒有統(tǒng)一規(guī)劃，加上IT設(shè)備更新?lián)Q代很快，簡(jiǎn)單的增加服務(wù)器或者升級(jí)單臺(tái)服務(wù)器性能必然降低資源建設(shè)費(fèi)效比，給學(xué)校帶來承重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

2.2 資源共享性差、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

現(xiàn)在各個(gè)開放大學(xué)都建有一些網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，但資源建設(shè)的質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)卻良莠不齊，開發(fā)程序、數(shù)據(jù)庫各異，往往不同的課程采用不同的編程語言、發(fā)布平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫，相同的課程各個(gè)學(xué)校甚至同一學(xué)校不同專業(yè)又進(jìn)行重復(fù)建設(shè)，這在資源部署和發(fā)布上造成計(jì)算和存儲(chǔ)資源浪費(fèi)，各個(gè)資源應(yīng)用接口標(biāo)準(zhǔn)不一，資源使用范圍局限。

2.3 資源分散，數(shù)據(jù)和系統(tǒng)安全性較差

由于資源建設(shè)無序?qū)е沦Y源部署分散，一個(gè)學(xué)校就存在多個(gè)教學(xué)資源平臺(tái)，對(duì)教學(xué)資源的規(guī)范管理造成了極大困難，教學(xué)資源各個(gè)系統(tǒng)不能統(tǒng)一管理，安全性無法保障。

3 云計(jì)算

云計(jì)算是一種分布式的并行網(wǎng)格計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)和虛擬化的結(jié)合，其本質(zhì)就是通過網(wǎng)絡(luò)將程序進(jìn)程動(dòng)態(tài)分解成多個(gè)較小的子程序，再交給計(jì)算資源池進(jìn)行并行計(jì)算處理以后，將結(jié)果返回給終端，達(dá)到和超級(jí)計(jì)算機(jī)一樣的計(jì)算效能。

云計(jì)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(gè)或幾個(gè)計(jì)算服務(wù)提供商擁有，提供服務(wù)給他人使用，自己并不使用。私有云的資源由企業(yè)或者組織自己使用，不提供給外部使用者?；旌显苿t是兩種云的組合，但各自又保持獨(dú)立，通過開放的標(biāo)準(zhǔn)或者專用接口進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。

4 基于云計(jì)算的開放大學(xué)教學(xué)資源庫整合方案

按照云計(jì)算分層的結(jié)構(gòu)，在教學(xué)資源云平臺(tái)構(gòu)建可以通過以三個(gè)步驟對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行整合。

4.1 基礎(chǔ)設(shè)施虛擬化

要最大限度的利用學(xué)校已有的硬件設(shè)備，比如說服務(wù)器和存儲(chǔ)，通過服務(wù)器和存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)打造一個(gè)易于管理、資源動(dòng)態(tài)按需分配、高效穩(wěn)定的計(jì)算和存儲(chǔ)資源池。具體來說就是通過例如VMwere ESX虛擬化軟件，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的集群動(dòng)態(tài)分配、故障在線遷移、系統(tǒng)快照鏡像備份。通過高性能虛擬存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)整合現(xiàn)有的和新增異構(gòu)存儲(chǔ)資源，對(duì)存儲(chǔ)資源也進(jìn)行池化構(gòu)建、動(dòng)態(tài)分配。這樣可以提高存儲(chǔ)性能，數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)在線遷移，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅芎头€(wěn)定，為計(jì)教學(xué)資源數(shù)據(jù)提供統(tǒng)一的云化存儲(chǔ)池，而且可以把這些資源進(jìn)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(xué)資源云服務(wù)當(dāng)中不可或缺的基礎(chǔ)。

4.2 搭建資源管理平臺(tái)，建立數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

在計(jì)算資源池里把開發(fā)平臺(tái)作為服務(wù)提供給師生，對(duì)師生在教學(xué)過程中提交或調(diào)用的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行管理，把教學(xué)資源分類作為軟件應(yīng)用傳輸給使用者。同時(shí)平臺(tái)建立數(shù)據(jù)應(yīng)用處理邏輯，要對(duì)用戶、資源應(yīng)用、系統(tǒng)進(jìn)行管理，并與數(shù)據(jù)庫相關(guān)聯(lián)，把教學(xué)資源數(shù)據(jù)、用戶資料、系統(tǒng)數(shù)據(jù)存入云存儲(chǔ)池。平臺(tái)向下對(duì)基礎(chǔ)層進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、調(diào)用、檢索、和傳遞應(yīng)用結(jié)果，向上輸出用戶需要的應(yīng)用服務(wù)，可以看作是服務(wù)管理中間件。

對(duì)于混合云和多應(yīng)用資源平臺(tái)，還需要定義公用API(應(yīng)用程序接口)為不同平臺(tái)或者私有云和公有云之間提供數(shù)據(jù)共享，這是面向開發(fā)者的服務(wù)。由于教學(xué)資源云中可能存在不同類型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，數(shù)據(jù)共享也要建立一套規(guī)范的數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)，按照相同的標(biāo)準(zhǔn)來創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫。標(biāo)準(zhǔn)的制定可以按照國家教育部《教育管理信息化標(biāo)準(zhǔn)》，并結(jié)合開放大學(xué)實(shí)際情況，指定私有云數(shù)據(jù)字典和信息編碼標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，這樣云資源平臺(tái)可以和其他管理系統(tǒng)進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)共享，甚至可以共同建立云數(shù)據(jù)中心，徹底消除信息孤島。

5 云計(jì)算對(duì)開放大學(xué)教學(xué)資源建設(shè)的意義

基于云計(jì)算的開放大學(xué)教學(xué)資源庫整合和應(yīng)用對(duì)我國開放大學(xué)教學(xué)資源建設(shè)乃至開放大學(xué)發(fā)展具有重要的意義，體現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：

5.1 降低資源建設(shè)成本，提升辦學(xué)競(jìng)爭(zhēng)力

云計(jì)算可以大大節(jié)約開放大學(xué)教學(xué)資源建設(shè)的軟硬件成本。計(jì)算資源及存儲(chǔ)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(yùn)行維護(hù)成本。統(tǒng)一的資源開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更是有效的減少教學(xué)資源項(xiàng)目重復(fù)建設(shè)投資，直接整合了開發(fā)軟件和運(yùn)行軟件的成本。負(fù)載均衡和分布式就近部署可以降低網(wǎng)絡(luò)帶寬成本。按照云計(jì)算理念，師生也不需要專門的設(shè)備和軟件來使用這些資源，資源不用存儲(chǔ)在本地，也不需要考慮設(shè)備和軟件的升級(jí)問題，使用普通PC和移動(dòng)設(shè)備就能通過資源門戶隨時(shí)隨地獲取學(xué)習(xí)資料。這些對(duì)于剛剛起步還需要大量資金投入的國內(nèi)開放大學(xué)來說，其實(shí)就是有效節(jié)約了資源建設(shè)成本，增強(qiáng)了辦學(xué)競(jìng)爭(zhēng)力。

5.2 建立統(tǒng)一的教學(xué)資源技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

統(tǒng)一的資源建設(shè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用數(shù)據(jù)中心模式對(duì)資源進(jìn)行管理，數(shù)據(jù)編碼的規(guī)范和公用API的定義使得教學(xué)資源廣泛共享成為可能，最大程度避免數(shù)據(jù)孤島產(chǎn)生。統(tǒng)一的資源評(píng)價(jià)體系有效的解決教學(xué)資源質(zhì)量良莠不齊，開發(fā)和部署環(huán)境各異的問題，使得師生在使用資源的時(shí)候簡(jiǎn)單方便，只需要通過瀏覽器或者移動(dòng)APP登錄統(tǒng)一的資源平臺(tái)門戶，進(jìn)行統(tǒng)一身份認(rèn)證就能進(jìn)行資源訪問、參與教學(xué)互動(dòng)、在線題庫命題和組卷、提交在線測(cè)試和反饋。師生只要通過網(wǎng)絡(luò)連接到云資源庫，就可以直接一站式地對(duì)資源進(jìn)行檢索、管理、編輯和存儲(chǔ)，利用資源云平臺(tái)的平臺(tái)即服務(wù)、軟件即服務(wù)的功能極大改善了學(xué)習(xí)的便利性和體驗(yàn)感，所有學(xué)習(xí)過程都在資源云平臺(tái)上運(yùn)行和記錄，良好的體現(xiàn)開放大學(xué)不受時(shí)空和本地條件限制的學(xué)習(xí)理念。

5.3 整合分散教學(xué)資源、提高數(shù)據(jù)安全和服務(wù)可靠性，擴(kuò)大應(yīng)用范圍

建立云計(jì)算資源庫平臺(tái)，可以有效的整合各類型的教學(xué)資源，拓展資源應(yīng)用范圍。從資源建設(shè)和管理角度來說，資源可以規(guī)范建設(shè)，統(tǒng)一管理，資源都存在云端集中存儲(chǔ)里，以數(shù)據(jù)中心的高可靠性能保障資源服務(wù)的可持續(xù)性，不必像以前無序分散部署和管理，而擔(dān)心服務(wù)器安全和數(shù)據(jù)損壞，因?yàn)榉?wù)器和存儲(chǔ)的虛擬化最大的優(yōu)勢(shì)就是服務(wù)和數(shù)據(jù)的在線遷移，虛擬池當(dāng)中某一設(shè)備當(dāng)機(jī)，服務(wù)可以無縫遷移到其他虛擬機(jī)上完全不用擔(dān)心數(shù)據(jù)和服務(wù)安全。統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫備份系統(tǒng)也可以保障云平臺(tái)數(shù)據(jù)庫的實(shí)時(shí)災(zāi)難恢復(fù)。從用戶的角度來說，這種教學(xué)資源配置模式因?yàn)榉奖愫?jiǎn)單，不用去不同的服務(wù)器上查找、不用打開不同的本地應(yīng)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(xué)校私有云的資源，這樣資源利用率得到成倍提升。

6 結(jié)語

開放大學(xué)在我國是一種新興的教育模式，是國家重點(diǎn)規(guī)劃投資發(fā)展高等教育形式。云計(jì)算則是一種較新的IT資源整合技術(shù)，也是未來教育信息化的發(fā)展趨勢(shì)，基于云計(jì)算的開放大學(xué)教學(xué)資源整合的研究，是開放大學(xué)教學(xué)資源建設(shè)云計(jì)算技術(shù)落地的實(shí)際運(yùn)用，對(duì)正在快速蓬勃發(fā)展的開放大學(xué)教育有著重大意義。

[1] (美)莫耶，顧毅等譯.構(gòu)建云應(yīng)用：概念、模式和實(shí)踐 [M].機(jī)械工業(yè)出版社，2013, 3-8.201-209

[2] (美)斯穆特等，潘怡譯.私有云計(jì)算：整合、虛擬化和面向服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施 [M].機(jī)械工業(yè)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(xué)研究基金項(xiàng)目《基于云計(jì)算的開放大學(xué)網(wǎng)上課程資源庫建設(shè)的研究》（2013Y189）

宋涵（1980年11月），男，漢族，云南昆明市人，云南大學(xué)碩士，云南開放大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心 職稱：大學(xué)講師 專業(yè)：計(jì)算機(jī)應(yīng)用 研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、云計(jì)算理論、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)