基于云計(jì)算的高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享平臺(tái)的構(gòu)建

李華平，　許　鵬，　胡曉明

(合肥職業(yè)技術(shù)學(xué)院,　安徽　合肥　238000)

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基于云計(jì)算的高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享平臺(tái)的構(gòu)建

李華平，許鵬，胡曉明

(合肥職業(yè)技術(shù)學(xué)院,安徽合肥238000)

摘要：從國內(nèi)高職院校教學(xué)資源建設(shè)存在的顯著問題入手，利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源，采用信息技術(shù)中的云計(jì)算服務(wù)方式，提出一個(gè)高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享平臺(tái)的服務(wù)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高職院校教學(xué)資源利用的最大化，破解教育教學(xué)資源“貧富分化”等問題，推進(jìn)我國教育水平現(xiàn)代化進(jìn)程，為云平臺(tái)資源庫建設(shè)目標(biāo)提供有利的理論支撐和技術(shù)保證。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；高職院校；教學(xué)資源；共享平臺(tái)

一、前言

目前我國高等職業(yè)教育發(fā)展形勢(shì)喜人，為社會(huì)和企業(yè)培養(yǎng)了大批的高技能型人才，但各高職院校在發(fā)展過程中也呈現(xiàn)出一些突出的問題，如：總體規(guī)劃缺失，教育教學(xué)資源重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象嚴(yán)重，校內(nèi)資源和社會(huì)資源、院校內(nèi)部資源、兄弟院校之間的資源在整合、共享、共建等方面，由于缺乏整體的規(guī)劃方案和技術(shù)手段，使得教育資源的實(shí)施主體只根據(jù)局部的建設(shè)目標(biāo)進(jìn)行規(guī)劃，重復(fù)性建設(shè)現(xiàn)象普遍，造成有限的人力、物力和財(cái)力的巨大浪費(fèi)[1]。同時(shí)，這種重復(fù)性建設(shè)以及實(shí)施技術(shù)方案的差異，也為優(yōu)質(zhì)資源的整合設(shè)置了地域、管理和開放等技術(shù)壁壘，信息化的利用程度沒有發(fā)揮出應(yīng)有的作用。這是大多數(shù)高職院校在發(fā)展道路上所面臨的一個(gè)新問題，如何將有限的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源發(fā)揮出更大的價(jià)值，已經(jīng)成為國內(nèi)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者重點(diǎn)研究的課題。

云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)為各高職院校在優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源整合和共建、共享的實(shí)現(xiàn)帶來了新的技術(shù)和解決方案。借助云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建的高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享平臺(tái)，教師、學(xué)生以及社會(huì)上所有人員可以不受時(shí)間、地域的限制，方便的獲取優(yōu)質(zhì)教育教學(xué)資源。本文正是從這一觀點(diǎn)出發(fā)，充分利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)高職院校教學(xué)資源利用的最大化，以解決各高職院校教育教學(xué)資源“貧富分化”等問題，推進(jìn)高職院校教育水平現(xiàn)代化進(jìn)程，為云平臺(tái)資源庫建設(shè)目標(biāo)提供有利的理論支撐和技術(shù)保證。

二、應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)高職院校教學(xué)資源共享的優(yōu)勢(shì)

云計(jì)算（cloudcomputing）是計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物，其融合了分布式計(jì)算、并行計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、效用計(jì)算、虛擬化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，把存儲(chǔ)在中心服務(wù)器中的數(shù)據(jù)和處理器資源通過商業(yè)動(dòng)作模式，方便、靈活、高效地提供給終端用戶。其特點(diǎn)是能提供給用戶“無限量”的資源和超大規(guī)模的計(jì)算能力及存儲(chǔ)空間，并能保證用戶能夠隨時(shí)隨地地訪問所需要的服務(wù)。由于云計(jì)算技術(shù)具有高效率、低成本、存儲(chǔ)安全等特點(diǎn)，因此應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)高職院校教學(xué)資源的共建、共享具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)[2]。具體如下：

（一）降低高職院校軟硬件資源建設(shè)成本

云計(jì)算提供的服務(wù)來自云服務(wù)供應(yīng)商的數(shù)據(jù)中心，“云”端所有的軟硬件建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用都由云服務(wù)商承擔(dān)，客戶端只需要一個(gè)帶瀏覽器的終端（如普通PC機(jī)、PDA、手機(jī)等）并接入Internet即可獲得服務(wù)；同時(shí)“云”端還提供海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，并負(fù)責(zé)用戶數(shù)據(jù)的安全、備份、維護(hù)等。用戶只需花很少的費(fèi)用租用云服務(wù)即可，這在很大程度上降低了高職院校計(jì)算機(jī)和服務(wù)器的配置以及軟硬件維護(hù)、更新的費(fèi)用。

（二）提高教、學(xué)質(zhì)量和效率

云計(jì)算是基于網(wǎng)絡(luò)的方式從數(shù)據(jù)中心提供資源給用戶，所有資源都存儲(chǔ)在“云”端，這樣教師、學(xué)生及所有社會(huì)人員可以不受時(shí)空、地域及所含軟硬件條件的限制，憑借多種終端設(shè)備，如普通PC機(jī)、手機(jī)等方式接入網(wǎng)絡(luò)，并從“云”端獲取所需資源，或上傳資源到“云”端以供學(xué)習(xí)瀏覽、下載，同時(shí)還可以通過互動(dòng)平臺(tái)、仿真技術(shù)讓教師和學(xué)生參與到教學(xué)環(huán)境中來，交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)心得等，從而便利教、學(xué)方式靈活多樣，極大地提高了教、學(xué)質(zhì)量和效率。

三、高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享平臺(tái)的設(shè)計(jì)

（一）共享平臺(tái)的功能模塊設(shè)計(jì)

通過需求分析和論證可得知，基于云計(jì)算的高職院校教學(xué)資源共享云平臺(tái)在功能上應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的需求：首先能對(duì)系統(tǒng)平臺(tái)的正常運(yùn)行進(jìn)行管理和維護(hù)，其次能對(duì)各類教學(xué)資源進(jìn)行有效的管理，最后還需要給廣大教職員工、學(xué)生等用戶提供一個(gè)交流平臺(tái)。另外，在用戶類型上根據(jù)所賦予的權(quán)限和職責(zé)不同，可把用戶分為：系統(tǒng)管理員、教學(xué)資源管理員以及普通用戶三種類型。綜上分析，可設(shè)計(jì)出高職院校教學(xué)資源共享云平臺(tái)的總體功能模塊，如圖1所示。

（二）共享平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)基于云計(jì)算的概念下，結(jié)合高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源在上傳、下載、共享、管理等方面的因素考慮，對(duì)高職院校教學(xué)資源共享云平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)具有以下需求[3-4]：

1.平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)應(yīng)采用瘦客戶端方式，盡量簡(jiǎn)化客戶端的軟硬件資源的配置，從而最大限度地減少用戶的成本投入。

圖1　基于云計(jì)算的高職院校教學(xué)資源共享平臺(tái)功能模塊圖

2.平臺(tái)應(yīng)具有靈活的彈性，以滿足教育資源在管理和應(yīng)用等方面不斷變化的需要。

3.平臺(tái)的架構(gòu)應(yīng)采用按需、自助的使用模式，這樣能夠在較大程度上降低運(yùn)營成本和提高教育資源利用率。

綜合以上各種因素，首先，高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)采用瀏覽器/服務(wù)器，即(Browser/Server，B/S)模式。B/S結(jié)構(gòu)因具有出眾的靈活性、適應(yīng)性、兼容性和易擴(kuò)展性等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用，瀏覽器只進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯處理，訪問者通過終端設(shè)備上的瀏覽器發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求，真正邏輯事務(wù)的處理過程是在云服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)的，云端會(huì)將數(shù)據(jù)請(qǐng)求的返回結(jié)果發(fā)送給瀏覽器。這種模式極大的減少了客戶端的負(fù)載，并降低了后期系統(tǒng)的運(yùn)營和維護(hù)成本。

其次，共享平臺(tái)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采用分層設(shè)計(jì)方式，將數(shù)據(jù)處理、業(yè)務(wù)邏輯和顯示效果三個(gè)核心內(nèi)容分別放在架構(gòu)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層，如圖2所示。

圖2　基于云計(jì)算的高職院校教學(xué)資源共享平臺(tái)架構(gòu)圖

采用分層設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)處理和顯示效果發(fā)生改變時(shí)，可在不破壞整體結(jié)構(gòu)的條件下，實(shí)現(xiàn)對(duì)局部模塊的升級(jí)要求。

結(jié)合共享平臺(tái)的功能模塊圖和平臺(tái)架構(gòu)圖，很容易設(shè)計(jì)出高職院校教學(xué)資源共享平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示。

（三）共享平臺(tái)的內(nèi)容及欄目設(shè)置

高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享平臺(tái)在內(nèi)容上應(yīng)豐富多彩，包羅萬象；在欄目設(shè)置上應(yīng)擁有強(qiáng)大的功能操作體系，本文通過對(duì)當(dāng)前高職院校教學(xué)資源信息化共享應(yīng)用現(xiàn)狀和服務(wù)需求充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，確定了平臺(tái)內(nèi)容和欄目設(shè)置[5]。

圖3　基于云計(jì)算的高職院校教學(xué)資源共享平臺(tái)體系架構(gòu)圖

1.共享平臺(tái)的內(nèi)容。高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享平臺(tái)的內(nèi)容主要由公共課程資源庫、專業(yè)教學(xué)資源庫和頂崗實(shí)習(xí)資源庫三個(gè)核心數(shù)據(jù)庫共同構(gòu)成。另外，還包括教育理論、優(yōu)秀教案和課件、優(yōu)秀教學(xué)視頻、精品課程、教材建設(shè)、教學(xué)參考資料、試題庫、仿真實(shí)訓(xùn)、模擬課堂、典型案例、作品展示、虛擬實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)崗位、工學(xué)結(jié)合、工作任務(wù)、綜合評(píng)定、市場(chǎng)專業(yè)調(diào)研報(bào)告、就業(yè)形勢(shì)分析等教育教學(xué)資源和信息。

2.共享平臺(tái)的欄目設(shè)置。根據(jù)高職院校教學(xué)資源云平臺(tái)的功能模塊和需求，分別設(shè)置了與之對(duì)應(yīng)的欄目，具體包括：資源發(fā)布、資源下載、資源檢索、平臺(tái)消息、在線交流、消息發(fā)布、用戶留言、在線考試、作業(yè)提交、網(wǎng)絡(luò)課堂、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)郵箱、教師風(fēng)采、頂崗信息、考試報(bào)名、活動(dòng)報(bào)名、成績(jī)查詢等。

四、高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享平臺(tái)的實(shí)施

(一)Eucalyptus平臺(tái)

高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享平臺(tái)采用云計(jì)算的虛擬技術(shù)，通過虛擬化技術(shù)、服務(wù)器集群和存儲(chǔ)設(shè)備整合，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的處理和服務(wù)應(yīng)用，另外靈活的數(shù)據(jù)庫擴(kuò)容能力也為系統(tǒng)升級(jí)提供了便利的條件。本文在當(dāng)前的云服務(wù)基礎(chǔ)架構(gòu)上，利用Linux和Web Services技術(shù)，采用開源的Eucalyptus云平臺(tái)軟件架構(gòu)，它對(duì)平臺(tái)搭建的硬件需求很低，可以同時(shí)對(duì)混合云和私有云進(jìn)行部署。Eucalyptus允許客戶快速、輕松的創(chuàng)建適合他們特定需要的服務(wù)云。另外，Eucalyptus還具有安全的虛擬化服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和儲(chǔ)存功能，從而降低成本，提高維護(hù)便利性，并提供用戶自助服務(wù)。

（二）高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享云平臺(tái)的搭建

云服務(wù)平臺(tái)最終依賴的是底層的客戶機(jī)和服務(wù)器的硬件資源，因而搭建一個(gè)合適的底層硬件環(huán)境能夠?yàn)橘Y源的管理和應(yīng)用提供有力的硬件支持，使用戶可以通過應(yīng)用層和平臺(tái)層訪問底層的資源。搭建過程如下：

1.搭建一個(gè)小型局域網(wǎng)，并配置網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。該局域網(wǎng)選用幾臺(tái)普通PC機(jī)作為資源池層的服務(wù)器資源和存儲(chǔ)單元，其中包含一臺(tái)服務(wù)器作為后端虛擬節(jié)點(diǎn)機(jī)，一臺(tái)服務(wù)器作為用戶和群組配置管理，一臺(tái)服務(wù)器對(duì)云端資源進(jìn)行管理。

2.安裝操作系統(tǒng)。選擇Linux操作系統(tǒng)作為云服務(wù)平臺(tái)的運(yùn)行環(huán)境，分別安裝在各個(gè)服務(wù)器上。

3.安裝第三方軟件:選擇JavaJDK、Apache-Ant、MySQL、Apache-Tomcat作為支撐工具，并安裝配置使用Xen內(nèi)核的Xen環(huán)境。

（三）EucaIyptus安裝及運(yùn)行效果

云服務(wù)共享平臺(tái)搭建完畢后，需要在服務(wù)器上安裝云平臺(tái)管理工具Eucalyptus以及客戶端上安裝插件Euca2001s，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)平臺(tái)的管理,并將平臺(tái)服務(wù)呈現(xiàn)給用戶。Eucalyptus依賴于Linux和Xen或KVM作為其運(yùn)行環(huán)境，它本身是開源的，故能夠安裝在已搭建好的云平臺(tái)上[6]。Eucalyptus各組件安裝如下：

①在后端虛擬節(jié)點(diǎn)服務(wù)器上安裝節(jié)點(diǎn)控制組件。

②在用戶和群組配置服務(wù)器上上安裝集群控制組件。

③在云計(jì)算管理服務(wù)器上安裝云計(jì)算控制組件和Walrus組件。

④啟動(dòng)各個(gè)組件。

[root@clc]#/etc/init.d/eucalyptus-cloud start

[root@clc]#/etc/init.d/eucalyptus-cc start

[root@nodel]#/etc/init.d/eucalyptus-nc start

⑤服務(wù)器組件注冊(cè)。

[root@clc]#/usr/sbin/euca_conf

—register-walnis<172.16.2.3>

[root@clc]#/usr/sbin/euca_conf-register-cluster

〈cluster control〉<172.16.2.5>

[root@clc]#/usr/sbin/euca_conf-register-sc

〈cluster control〉<172.16.2.5>

通過以上各個(gè)步驟的操作，就能把各組件相互連接起來，云平臺(tái)中的各服務(wù)器就可以通過這些組件來實(shí)現(xiàn)相互通信。此時(shí)，高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享平臺(tái)就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。用戶可以通過云管理服務(wù)器作為整個(gè)云服務(wù)平臺(tái)的入口,對(duì)平臺(tái)進(jìn)行管理和應(yīng)用。

高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享平臺(tái)的運(yùn)行效果如圖4所示。

圖4　高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享平臺(tái)的運(yùn)行效果圖

五、結(jié)論

本文采用云計(jì)算服務(wù)方式，提出一個(gè)高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享平臺(tái)的服務(wù)架構(gòu)，將學(xué)生、老師、學(xué)校三者整合在一起，利用新的資源建設(shè)模式，設(shè)計(jì)出了高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享平臺(tái)。本文的研究?jī)?nèi)容對(duì)于促進(jìn)高職院校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享和加快高職院校信息化建設(shè)的進(jìn)程將起到重要的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]孔祥杰，楊卓，等.基于云計(jì)算的教學(xué)資源共享平臺(tái)[J].中國教育信息化,2012,（11）.

[2]虞慧群,范貴生.云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)綜述[J].微型電腦應(yīng)用,2011,(10).

[3]林曉婧.教育資源共享云服務(wù)平臺(tái)原型系統(tǒng)的研究[D].廣東:華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2013.

[4]楊光.基于云計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施云服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D].四川，成都理工大學(xué)碩士論文，2012.

[5]肖暉.云計(jì)算環(huán)境下高職院校共享型教學(xué)資源庫建設(shè)[J].信息與電腦,2015,(3).

[6]鐘發(fā)強(qiáng).教育資源云平臺(tái)的研究與應(yīng)用[D].上海：華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文,2014.

（責(zé)任編輯：魏樹峰）

中圖分類號(hào)：TP393

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

[文章編號(hào)]1671－802X(2016)02－0056－05

收稿日期：＊2016－02－13

作者簡(jiǎn)介：李華平（1970－）,男,安徽巢湖人，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)庫。E-mail:chzychp@163.com.

基金項(xiàng)目：安徽省高等學(xué)校自然科學(xué)研究項(xiàng)目資助（SKJ2015B01）

Construction of Quality Teaching Resources Sharing Platform in Vocational Colleges Based on Cloud Computing

LI Hua-Ping,XU-Peng,HU Xiao-Ming
(Hefei Vocational and Technical College,Hefei 238000,Anhui)

Abstract:The Chinese vocational colleges have problems in the construction of educational resources.Based on the modern Internet technology and network resources,the cloud computing service of information technology is adopted to construct a quality teaching resources sharing platform.The platform can maximize the utilization of teaching resources in vocational colleges,solve the problem of unbalanced teaching resources,promote China's educational modernization process,and provide theoretical support and technical guarantee for the construction of cloud platform resources.

Key words:cloud computing;vocational college;teaching resources;sharing platform