eDaaS在高校教學(xué)信息化中的運用

文/朱文明 王馥琴

隨著國家教育改革和發(fā)展的不斷推進(jìn)，信息技術(shù)在教育發(fā)展中的作用已經(jīng)被充分認(rèn)識，教育部《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》中明確指出“信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視”。云計算、大數(shù)據(jù)、虛擬化、5G等技術(shù)的飛速發(fā)展為探索高校教學(xué)新模式提供了有利條件。本文將探討一種綜合利用云計算、大數(shù)據(jù)、虛擬化等信息技術(shù)的高校教學(xué)信息化技術(shù)支撐模式“校園桌面云服務(wù)平臺”。

1 信息技術(shù)生態(tài)環(huán)境分析

如今信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展最迅猛，應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬云計算、虛擬化、大數(shù)據(jù)這三大技術(shù)，它們與高速互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合在一起，使信息技術(shù)應(yīng)用跨入了一個嶄新的時代。

云計算模式下，網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用軟件、服務(wù)等軟硬件資源能夠被靈活、快速的提供，用戶按需使用，不用投入過多的管理。云計算比較典型的服務(wù)類型有IaaS(Infrastructure-as-a- Service)基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)、PaaS(Platform-as-a- Service)平臺即服務(wù)、SaaS(Software-as-a- Service)軟件即服務(wù)幾種。

虛擬化作為一種計算資源管理技術(shù)，它將各種實體計算資源，如CPU、網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存、存儲等抽象、轉(zhuǎn)換后重新呈現(xiàn)，從而使這些新的虛擬資源的使用不再受實體資源的架構(gòu)、地理位置、物理形態(tài)的限制。虛擬化是云計算中的核心技術(shù)之一。當(dāng)前應(yīng)用比較廣泛的領(lǐng)域有服務(wù)器虛擬化、桌面虛擬化、應(yīng)用程序虛擬化、存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等。

大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)通常意義上一般指采用全部數(shù)據(jù)作為分析樣本的巨量數(shù)據(jù)集合，具有大量、高速、多樣、價值、真實這五種特點。大數(shù)據(jù)是云計算和虛擬化的不斷發(fā)展的產(chǎn)物。通過專業(yè)化處理后的大數(shù)據(jù)是行業(yè)、組織甚至國家具有重要戰(zhàn)略意義的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。

2 信息技術(shù)在高校教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)代信息技術(shù)在教學(xué)活動中的地位和作用被越來越重視，近10年教育部、國務(wù)院相繼制定發(fā)布了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》，《教育信息化“十三五”規(guī)劃》，《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》，《中國教育現(xiàn)代化2035》等重要的綱領(lǐng)性文件和規(guī)劃。在此背景下，各高校均加大了對信息化建設(shè)的投入，數(shù)字化教室、高速校園網(wǎng)、wifi全校園覆蓋、計算機(jī)實驗室設(shè)備更新、高性能服務(wù)器的大量部署等各種信息化硬件資源的基礎(chǔ)建設(shè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。以高校計算機(jī)實驗室為例，據(jù)不完全統(tǒng)計，全國2631所普通高校中超過1000所高校的計算機(jī)實驗室全部或部分已將傳統(tǒng)的pc機(jī)+保護(hù)卡的管理模式更新成了VDI或VOI桌面虛擬化的模式。

雖然高校教育信息化建設(shè)取到了長足的發(fā)展，但對于如何真正實現(xiàn)信息技術(shù)與教學(xué)深度融合還面臨著很多困難和挑戰(zhàn)。信息技術(shù)與教學(xué)融合缺乏整體規(guī)劃和長效機(jī)制；教師的教學(xué)理念和職能部門的教學(xué)管理理念因循守舊。為了讓信息技術(shù)在教育變革和發(fā)展中的真正發(fā)揮支撐和引領(lǐng)作用，在推進(jìn)教育信息化建設(shè)的過程中除了要提高認(rèn)識、創(chuàng)新教育理念和教學(xué)模式、整體規(guī)劃和建立長效機(jī)制體制外，以新的教學(xué)和管理理念為指導(dǎo)，以云計算、虛擬化、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐，整合集成各種信息資源，構(gòu)建教學(xué)科研、學(xué)習(xí)實踐、教育管理的信息化生態(tài)環(huán)境，從而實現(xiàn)信息技術(shù)與教學(xué)的全面深度融合顯的尤為重要。武漢奧易云公司將云計算的IaaS、Paas、SaaS服務(wù)模式、虛擬化、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)融合在一起創(chuàng)新的提出了eDaaS-“桌面即服務(wù)+教育”的信息技術(shù)教學(xué)支撐模式，從理念設(shè)計、架構(gòu)功能、技術(shù)應(yīng)用等方面契合了當(dāng)前高校教育信息化建設(shè)的需求，本文就從這幾個方面對這種信息技術(shù)教學(xué)支撐模式進(jìn)行介紹。

3 eDaaS—一種新的高校教學(xué)信息化技術(shù)支撐模式

3.1 eDaaS的設(shè)計理念

eDaaS就是采用“桌面即服務(wù)”云服務(wù)技術(shù)架構(gòu)契合當(dāng)前高校教育信息化建設(shè)需求，構(gòu)建一款面向老師、學(xué)生、科研團(tuán)隊的“自助式桌面云服務(wù)平臺”，以革新教學(xué)方式，強(qiáng)化教學(xué)實訓(xùn)為目標(biāo)，將教學(xué)、科研、實驗“延續(xù)”到課外，突破教學(xué)活動的時間和空間限制；整合全校的軟硬件資源，打破部門界限，統(tǒng)一管理，動態(tài)分配，最大化利用有限的資源環(huán)境，實現(xiàn)教學(xué)資源的分時復(fù)用；通過數(shù)據(jù)沉淀（基礎(chǔ)資源數(shù)據(jù)、實驗教學(xué)數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)、服務(wù)數(shù)據(jù)等）、數(shù)據(jù)分析和可視化呈現(xiàn)，做好教學(xué)支撐改革決策規(guī)劃；從而大幅提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)的靈活性。

3.2 eDaaS服務(wù)模型架構(gòu)

eDaaS服務(wù)模型采用1+3+1的架構(gòu)。1個統(tǒng)一用戶自助服務(wù)門戶，面向各類用戶群體（教學(xué)實驗用戶、實踐實訓(xùn)用戶、科研團(tuán)隊用戶等）；3個平臺，桌面服務(wù)支撐平臺按需提供各種桌面服務(wù)（課堂授課桌面、實驗實訓(xùn)桌面、3D建模桌面、大數(shù)據(jù)桌面、人工智能桌面等），桌面運維支撐平臺提供用戶桌面的管理維護(hù)和數(shù)據(jù)收集服務(wù)，大數(shù)據(jù)支撐平臺為大數(shù)據(jù)的教學(xué)、實訓(xùn)、科研等活動提供數(shù)據(jù)支撐服務(wù)；1個桌面服務(wù)大數(shù)據(jù)中心由桌面資源池（VDI教學(xué)桌面資源、服務(wù)桌面資源等）和教學(xué)科研實訓(xùn)資源池（課程資源、科研資源、系統(tǒng)和應(yīng)用程序、專業(yè)軟件等）組成。服務(wù)模型的架構(gòu)如圖1所示。

3.3 eDaaS平臺的主要功能

eDaaS借助三個支撐平臺和一個大數(shù)據(jù)資源中心通過統(tǒng)一的服務(wù)門戶可以面向全校師生提供幾個方面的信息技術(shù)支撐服務(wù)。

3.3.1 簡單、靈活的資源獲取服務(wù)

通過數(shù)據(jù)資源中心統(tǒng)一管理，動態(tài)調(diào)配教學(xué)資源和服務(wù)資源；用戶通過門戶可按需、按時、按量自主定制個性化的桌面資源服務(wù)計劃；后臺運維人員可以根據(jù)學(xué)校教學(xué)計劃，以教學(xué)內(nèi)容為導(dǎo)向制定與課程相關(guān)聯(lián)的教學(xué)實驗桌面環(huán)境，并按照規(guī)定時間自動交付。

3.3.2 用戶角色分層、權(quán)限隔離

以教學(xué)課程、科研項目、實訓(xùn)內(nèi)容為導(dǎo)向為用戶提供多種不同類別的角色身份，不同身份權(quán)限隔離。平臺根據(jù)用戶的角色身份提供相應(yīng)的桌面環(huán)境，如一個學(xué)生可以擁有某課程學(xué)習(xí)者、某科研項目團(tuán)隊成員和某實訓(xùn)項目實踐者等不同的身份，該生可以以不同的角色獲取截然不同的桌面環(huán)境。具有相同角色的用戶將被交付一致的桌面環(huán)境，如一個科研項目團(tuán)隊的所有成員將被交付一致的桌面環(huán)境。課程或項目結(jié)束后，用戶的角色身份隨之釋放。

3.3.3 隨時隨地接入訪問，一致的高性能體驗

用戶可以利用不同的終端設(shè)備，采用不同的接入方式不限時間、空間的接入平臺訪問桌面環(huán)境，無論接入終端種類、配置，用戶得到的是一致的高性能體驗。

3.3.4 后臺大數(shù)據(jù)沉淀、分析并可視化呈現(xiàn)，提供教學(xué)、管理決策支持

根據(jù)監(jiān)控資源使用數(shù)據(jù)，彈性調(diào)整組織配額可以靈活控制資源負(fù)載上限，保護(hù)資源合理分配使用，減少占用浪費；根據(jù)平臺資源使用及服務(wù)對比數(shù)據(jù)，合理規(guī)劃服務(wù)計劃，提前做好資產(chǎn)配置；老師、學(xué)生維度的BI呈現(xiàn)（上機(jī)服務(wù)、參與人數(shù)、教學(xué)過程數(shù)據(jù)、歷史記錄）。

4 校園桌面云服務(wù)平臺的規(guī)劃和建設(shè)

校園桌面云服務(wù)平臺的核心理念是利用先進(jìn)的信息技術(shù)整合全校的信息資源為教學(xué)、科研、實訓(xùn)、管理提供有力的支撐，它的規(guī)劃建設(shè)必須是全局性、前瞻性和可持續(xù)性的。

4.1 加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)、明確建設(shè)目標(biāo)

要想保證平臺規(guī)劃建設(shè)的全局性，必須加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，成立由校級領(lǐng)導(dǎo)牽頭，包括教學(xué)管理、學(xué)生管理、資產(chǎn)管理、科研管理、財務(wù)、信息管理等相關(guān)部門負(fù)責(zé)人的項目建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組；領(lǐng)導(dǎo)小組的主要工作應(yīng)該是從全局的角度提出業(yè)務(wù)需求、制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、明確項目的總體目標(biāo)和各分段目標(biāo)，理順各相關(guān)部門的關(guān)系，整合全校的信息資源，組建技術(shù)支持常設(shè)機(jī)構(gòu)等。

4.2 統(tǒng)籌規(guī)劃分步實施

要保證平臺建設(shè)的前瞻性，除了采用當(dāng)前先進(jìn)的信息技術(shù)如高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云計算、虛擬化、大數(shù)據(jù)外，還必須對信息技術(shù)的發(fā)展趨勢有著清晰的判斷和認(rèn)識，在規(guī)劃建設(shè)過程中要在“利用先進(jìn)的信息技術(shù)整合全校信息資源為教學(xué)、科研、實訓(xùn)、管理等提供有力的技術(shù)支撐”這個總體目標(biāo)的指導(dǎo)下，確定分體目標(biāo)，分步實施。建議整個平臺建設(shè)分三步實施：

（1）構(gòu)建eDaaS平臺。校園內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的升級優(yōu)化，確保網(wǎng)絡(luò)通信高速穩(wěn)定的互聯(lián)互通；多媒體教室、計算機(jī)實驗室的vdi,voi試點改造，構(gòu)建桌面云統(tǒng)一運維管理平臺，構(gòu)建“教學(xué)實驗環(huán)境支撐云服務(wù)模型”，標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)。

（2）擴(kuò)容校園云服務(wù)規(guī)模，為全校提供IT資源服務(wù)。全校范圍內(nèi)對多媒體教室、實驗室、辦公室設(shè)備進(jìn)行vdivoi升級改造，擴(kuò)容服務(wù)場景（3D/科研/高性能/大數(shù)據(jù)），整合資源，擴(kuò)容計算/存儲等硬件資源，教與學(xué)活動數(shù)據(jù)沉淀和分析，實現(xiàn)與校內(nèi)各信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對接，實現(xiàn)資源共享。

（3）整合全校教學(xué)、科研、管理、實訓(xùn)資源，建設(shè)綜合信息資源服務(wù)中心，為學(xué)校人工智能、大數(shù)據(jù)的教學(xué)、科研、應(yīng)用提供數(shù)據(jù)資源支撐；5G技術(shù)與高速專用網(wǎng)絡(luò)無縫對接，實現(xiàn)移動終端高速便利的接入。

4.3 落實資金、人才、機(jī)制的保障措施

要保證平臺建設(shè)的總體目標(biāo)和分體目標(biāo)的實現(xiàn)，學(xué)校在項目的人財物管理和制度建設(shè)上必須高度重視。

圖1：eDaaS服務(wù)模型架構(gòu)

（1）建立經(jīng)費投入保障機(jī)制，平臺建設(shè)不是一朝一夕，必須制定相關(guān)政策保障項目建設(shè)和運維經(jīng)費的持續(xù)投入。

（2）重視師資隊伍信息技術(shù)教學(xué)技能的培訓(xùn)，加強(qiáng)信息技術(shù)人才隊伍的建設(shè)。定期開展對師資隊伍信息技術(shù)教學(xué)技能的培訓(xùn)，通過教改、業(yè)績考核、制定獎勵政策等手段鼓勵引導(dǎo)教師利用信息技術(shù)開展創(chuàng)新型教學(xué)活動；成立專門的信息技術(shù)運維管理機(jī)構(gòu)，采用送出去請進(jìn)來的方式，加強(qiáng)技術(shù)人員專業(yè)技能的提升。

（3）通過機(jī)制創(chuàng)新，調(diào)動師生和各部門參與教育信息化建設(shè)，協(xié)同推進(jìn)，共同促進(jìn)教育信息化建設(shè)的持續(xù)發(fā)展和應(yīng)用。明確學(xué)校各部門在信息平臺建設(shè)中的任務(wù)和職責(zé)，改革調(diào)整現(xiàn)有的教學(xué)模式、管理模式以適應(yīng)學(xué)校教育信息發(fā)展的要求，建立健全技術(shù)支持服務(wù)體系和運行機(jī)制。

5 結(jié)束語

怎樣充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢，加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施和信息資源建設(shè)，整合優(yōu)化學(xué)校的教育資源，統(tǒng)一管理、動態(tài)分配，實現(xiàn)信息技術(shù)與教育的深度融合，促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、手段和方法的現(xiàn)代化，創(chuàng)新人才培養(yǎng)、科研組織模式是現(xiàn)階段高校信息化建設(shè)的核心目標(biāo)。利用先進(jìn)的云計算、虛擬化、高速互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)搭建教學(xué)信息化服務(wù)平臺，為教學(xué)科研活動提供打破時間、空間限制的信息化服務(wù)，收集教學(xué)行為數(shù)據(jù)、科研數(shù)據(jù)，為大數(shù)據(jù)分析及人工智能的教學(xué)科研和學(xué)校決策管理提供數(shù)據(jù)支撐是高校信息化建設(shè)的趨勢所在，武漢奧易云公司提出的eDaaS-“桌面即服務(wù)+教育”的信息技術(shù)教學(xué)支撐模式，從理念設(shè)計、架構(gòu)功能、技術(shù)應(yīng)用等方面為我們提供了一種新的思路。