云计算环境下教育数字资源共享模式的构建

作者简介：A卢宏（1959- ），女，安徽定远人，中共江苏省委党校图书馆资料编研部副主任、副研究馆员。

摘 要：云计算是指服务的交付和使用模式，云计算下的教育数字资源共享是一种新型的共享服务模式。教育数字资源共享服务通过云计算得以优化。借助云计算体系功能可构建教育数字资源共享模式的云构架，促进教育数字资源综合管理平台的整合，以此形成教育数字资源共享的区域云和广域云。

关键词：云计算；教育数字资源；共享模式

中图分类号：G202 文献标识码：A 文章编号：1004-1605（2011）11-0085-04

在网络时代，信息技术不仅是推动教育机构变革的重要因素，也是促进世界各地教育数字资源共享的重要工具。对教育来说，通过共享优质的教育数字资源来提升教育的质量是教育成功的重要因素之一。事实上，在教育数字资源共享建设中，信息技术扮演着关键角色，甚至起到颠覆性的作用，因为它已深刻改变了教育机构的管理与运作方式，“数字校园”已成为网络时代各教育机构发展的共同特征。2008年2月，美国商业周刊发表了一篇题为《Google及其云智慧》的文章，开篇就宣称：“这项全新的远大战略旨在把强大得超乎想像的计算能力分布到众人手中。”此后，云计算(Cloud Computing)一跃成为ICT领域的耀眼明星，受到广泛关注，应用逐步展开。云计算之所以被称为“科技业的下一次革命”，更多的是它将对人类的工作方式、商业模式、生活方式等涉及到经济、文化、教育、社会的方方面面带来根本性的变革。其中，也包括教育数字资源共享模式的革新，因而无论是从理论上还是从实践上开展对教育数字资源共享模式构建的探索，具有现实的意义。

一、基于云计算内涵的教育数字资源共享的概述

云计算概念是由Google提出的，是指服务的交付和使用模式，指以按需、易扩展的方式获得所需的服务。“云”是指计算机群，每朵“云”由几十万台甚至几百万台计算机构成，由它对信息进行聚合和分布处理，尔后通过网络对用户提供服务。在云计算中，用户所处理的数据是保存在互联网上的数据中心，用户所需的应用程序等是运行在互联网上大规模的服务器集群中，提供云计算服务的供应商负责管理和维护这些数据中心的正常运作，用户只需接入互联网，就可以随时随地方便与快捷地使用数据及服务。可见，云计算可改变传统的以个人计算机为基础的模式，从而最终改变人们获取信息、共享信息和相互交流的方式。

教育数字资源是指网络环境下利用信息通信技术对各种学历教育与非学历技能培训中的教学、科研、学习中涉及到的学科、专业、课程等信息资源进行数字化处理而成的可使用的资源。这些基于网络的资源包括图形图像、音频视频、动画、教学资源库、素材库、试题库、案例库、教学课件、在线课堂、电子图书文献资料、工具软件等等。教育数字资源共享，就是在一定区域内，各教育机构通过建立合作、协作、协调关系，利用现代信息技术及各种方法和途径，聚合教育数字资源，优化教育数字资源配置，实现教育数字资源在网络上的共建与共用。传媒学家麦克卢汉指出：“任何技术都倾向于创造一个新的人类环境。”由此，云计算下的教育数字资源共享就是以开放的、高质量的教育为目标，透过全球各地不同的教育数字资源“云”而产生的一种新型的教育数字资源共享的服务模式。

二、基于云计算特征的教育数字资源共享的优化

信息时代，人们对信息的依赖与需求程度越来越高，共享就是对信息资源的合理配置，是提高信息资源有效利用的根本途径。在我国教育界，国家投入了大量的经费用于开发、建设教育数字资源，各教育机构也开发了一大批教育资源库、教育资源管理平台，购买和引进了种类繁多的网络教育资源。但因缺乏科学有效的机构管理与协调，不同建设主体之间难以沟通和融合，整体资源分布不合理、条块分割、重复建设；还由于存在着难以逾越的技术壁垒，数据结构、开发工具与平台不统一，不同的资源库兼容性较差，资源适应性差，等等，这些问题的存在使教育数字资源难以实现完全的共享与交流。而云计算具有与以往的信息技术不同的显著特征，借此可有效解决教育数字资源共享存在的问题，使教育数字资源共享得以优化。

1．低廉的终端设备、云端的软件支持可降低教育数字资源共享模式构建的门槛

云计算中所有的资源和应用程序数据处理都在“云”端进行，无数的软件及服务置于云端的服务器中，且构筑于各种标准和协议之上。云计算的基础构架避免了硬件、网络设备、信息系统的重复建设。“云端”应用程序可提供用户需要的各种操作程序、应用程序，传统的应用软件和操作系统不再需要，用户只需简单的终端设备接入互联网就能进行正常的使用，这就消除了用户对特定设备的依赖和掌握各类复杂软件应用开发的困难。对教育来说，降低了教育数字资源开发的难度与投资成本，降低了教育数字资源共享模式构建的门槛，加入教育数字资源共享平台成为用户最经济而有效的选择。

2．强大的计算功能、海量的存储能力可提供丰富的教育数字资源

“云”端拥有超大的服务器群，同时还可以随时更新和增加，具有良好的容错性、强大的计算能力，为完成各类应用提供了无限速度、无限空间。对教育而言，云计算独具海量存储信息和资源互补的能力，使各类教育数字资源在其中成为超大的联合体，不同地域的教育数字资源都可以聚合到云端的服务器中，极大地丰富了教育数字资源，为用户的利用提供了极大的方便。

3．高效的管理系统、灵活的按需部署可提高教育数字资源的使用效率

云计算系统是一个高效的自治系统，系统的硬件、软件、存储能够自动进行配置与升级。“云”中数据资源可被高效地存储、分析、检索和管理，并可按用户请求部署资源和计算能力，构造出多样化的、高可用性与可靠性的应用。因此，云计算下教育数字资源的积累、整合与共享将变得更加简便，教育数字资源和教育工具的“按需而用、即需即用、快速聚合”可迅速实现，教育数字资源的使用效率将大大提高。

4．可靠的数据存储、严格的数据管理可减少教育数字资源的安全风险

云计算采用严格的中央集权的数据管理模式，能提供安全可靠的数据存储中心。数据的安全是由数据中心的管理者对其进行及时的病毒查杀和系统维护来保障的，因此，不必担心教育数字资源丢失损坏，也不用备份，数据可以稳定存在，其安全性大大提高。

5．多技术的集合、虚拟化的核心技术可创新教育数字资源共享的模式

云计算融合了虚拟、IaaS、Web2.0、分布式计算、公用计算等众多技术，其中，虚拟化技术将网络中的服务器、存储和网络虚拟成一个资源池，统一灵活调配，通过虚拟平台进行管理，实现对应用的扩展、迁移和备份，为地理位置远近、设备类型异同的用户提供一个统一的资源共享环境。因此，云计算可以使不同地域的教育数字资源集成在一起构筑起共享空间，形成资源互补，用户可以充分地选择教育数字资源，可以享受到一体化的服务，同时，用户可上传资源、构建起群体的虚拟“云”，与世界各地的同行进行交流讨论与协作学习、传播信息与分享知识。

三、基于云计算体系的教育

数字资源共享模式的建构

云计算具有庞大的体系结构及由此派生出的服务功能，可创新教育数字资源共享的模式。未来的网络应用基于云计算将是一种趋势，尽管云计算本身还面临着诸多技术壁垒，但随着它的发展、普及、深入，教育数字资源共享模式的构建将是一个逐步建立起来并不断改进完善、优化成熟的过程。

1．教育数字资源共享模式云构架的实现

依据云计算的体系结构及提供的服务功能，可以给出一个基本的教育数字资源共享模式的云框架。这个结构应以“学科、专业、课程”为规划主线，是一个可以满足师生、研究人员、社会学习者的资源共享的“云”。从图1可以得出，教育数字资源共享模式的每一层都是利用云计算体系结构构成的，各层次结构功能分析如下：

第一层是“存储与数据资源中心”。在云计算体系结构中，处于最底层的是IaaS（基础设施即服务），它包括物理硬件子层和虚拟资源子层。IaaS提供最基本的物理资源，包括计算、存储、数据和网络设备。它通过虚拟化技术和集群技术把内存、I/O设备、存储和计算能力汇集起来成为一个虚拟的资源池，呈现为一个平台虚拟化环境，支撑起整个互联网的虚拟数据中心，为整个网络提供服务。在教育数字资源共享模式中，“存储与数据资源中心”是利用laaS构建的一个最底层的基础环境，分为物理硬件资源子层和资源池虚拟化子层。前者由现有的各类教育数字资源管理服务器、存储设备、网络设备等构成。实际的构建中，该层可沿用已有的数据库、网络设施、服务器等即可；后者是运用虚拟化技术对物理硬件层进行管理，向上提供计算、数据存储和网络通讯等虚拟资源，其主要目的是将异构的教育数字资源整合成相同类型的诸如计算资源池、存储资源池、软件资源池等等资源池，目的是创造出协同统一的工作基础。

第二层是“综合管理服务平台”。laaS的上层为PaaS层，PaaS即云平台，是指实际应用的运行环境。因其避开了成本、底层硬件和软件层的管理，可以非常有效推进应用部署。该层主要由操作系统和中间件组成，前者负责与虚拟机对话，提供最基本的软件环境和系统服务支撑；后者对网络协议和软件平台进行抽象和统一表示，从而实现对软件运行环境进行按需定制，并对各类业务应用提供基础服务和管理。在教育数字资源共享模式中，“综合管理服务平台”是利用云计算体系中的PaaS层构建的，它面向开发人员，为进一步开发各类基于云计算的教育数字资源应用软件提供开发环境服务平台和公用的API(应用接口层)，并通过由资源管理、任务管理、用户管理和安全管理的中间件来管理教育数字资源和众多任务的调度、协调和监控，以保证教育数字资源能够高效、安全地运行。

第三层是“资源共享应用(实现)平台”。在云计算体系结构中，最上层的为云应用，其功能是向用户提供应用服务和解决方案。云应用提供的服务主要有：Web应用；软件即服务（Software as a Service即SaaS）；软件+服务(Software plus Services)。在教育数字资源共享模式中，“资源共享应用平台”对应于云计算的应用服务层（SaaS），其功能内容主要由接口、注册、查找、访问等组成。该层直接面向终端提供最终的教育数字资源共享的应用服务，如教育管理系统、知识管理系统、学习交流平台、作业系统、文档处理软件、课件制作、演示软件、视频、虚拟实验室，等等。

最外层的是用户端。主要由安装有Web浏览器的个人电脑、手机、PDA等组成。所有的教育数字资源均以“云”的形式发布在云服务端，用户只要通过终端设备就可以访问任何教育数字资源共享“云”，从而进入教育数字资源共享模式的服务平台。

2．教育数字资源综合管理平台的整合

为确保共享模式云构架中的“资源共享应用平台”能够真正共享到来自各方的优质教育资源，教育相关机构需整合自身的教育数字资源综合网络系统平台。这个平台也即是用户访问的前台。它以学科、专业、课程资源为中心，集成网络“教”与“学”的环境，并可实现动态、双向的交互功能。它既是各教育机构积累优质课程资源、建设学科课程体系的基地，又是教育数字资源共享模式云构架中“资源共享应用平台”的主要应用内容，是通往教育数字资源共享“云”的必经“通道”。

教育数字资源综合管理平台主要由资源管理系统、实时授课系统、学习管理系统、校园社区这几大模块组成(图2)。其一，实时授课系统。通过该系统可查到各个阶段的课程，还有大量多媒体音视频资源，各种专业的讲座、名师名课等。利用该系统，师生还可以进行视频交流、文字对话、语音答疑、PPT演示、桌面共享等，同时它还具备同步全程录制上课内容并自动生成课件的功能，供学生在网上随时点播；其二，资源管理系统。该系统汇集了各类资源，实现了与数字图书馆的对接，还具有视频与课件的下载功能，使用户能够更加方便地检索和使用丰富的资源。利用该系统教研人员可以实现优质教学资源的统一发布与整理，课程资源的积累、整理与共享将变得更加简单；其三，学习管理系统。教研人员于网上设置课程的过程就是一个学习如何设置、管理课程的过程，这是该系统的主要作用。系统主要讲解教研人员在网上如何设置课程、如何添加内容和添加外链接等等。教师可以依据选课系统信息在这个网络教学模块上搭建起各具特色的网络课程，可以编辑课程内容、设计课程活动，学习者也可以查看课程内容，参与课程讨论，完成和提交作业。“论坛管理”中，教研人员可以创设自己的课程讨论板，并在其中组织学生、其他学习者进行各种讨论活动，实现师生、学生、用户之间的讨论、交流。“相关下载”提供软件、手册等的下载；其四，校园社区。提供一个教研人员对教育建议、学生社团创意的动态场所。

云计算下教育数字资源综合管理平台内容的实现，还有赖于资源的有效建设。从信息管理的角度说，首先要科学规划教育数字资源体系。基于云计算的教育数字资源建设是一个有机的系统工程，应科学合理地规划整个教育数字资源体系。对教育机构尤其是高等教育机构来说，学科、专业和课程组成教育的三要素，因而应通过功能设计、系统管理的创新来强化三位一体的科学体系的建设；其次应强化资源的数字化整合。为保证云计算平台能够集中管理规模庞大的数字资源，应对数字资源进行统一编码、规范代码，这样做一是能够发挥数据库系统的索引与检索功能，二是通过统一体系与编码系统，能够抽象、归纳、概括出资源中一些共性的基本的资源组件，以便于复用；三是应运用云计算的技术与方法，对相对离散的、异构的教育数字资源进行有效整合，以形成一个有机整体，提高其传播、共享和应用的效率。目前的资源整合主要有导航、异构统一平台、知识管理和语义的整合方式，其中语义整合是最高级的资源整合方式，它可以使资源无缝对接到云计算的平台上。在充分发挥这一技术的同时，要注意系统的兼容性、数据的一致性与完整性问题。

3．教育数字资源共享“云”的实现

在整个云计算网络中如果对广域的所有云服务统一管理会降低其性能，应考虑使用分区域的管理方法，将整个云计算网络按区域划分以便分级管理。依照我国行政区划习惯，可将整个教育数字资源的云计算网络以省(市)为单位划分成多个区域云，由这些区域云去管理该区域内教育机构提供的云资源服务。我国的教育机构包括了高等院校、职业院校、专业院校、中等学校等等，而在师资力量、教学科研水平、学科建设、专业优势、资源规模、开放程度、学生来源等诸多方面，高等教育机构无疑更胜一筹。因此，在一区域“云”内可以以高等教育机构为统领，设置一个相应的云职能管理机构进行综合管理，负责战略规划以及相应制度、准则、法规条款、技术标准等的制定，并协调与政府、同级、上下级和其他相关部门的关系。

至此，“教育数字资源综合管理平台”构成“教育数字资源共享模式云平台”的主要应用内容，进而由它们构成教育数字资源共享的区域云。众多的区域云又构成教育数字资源共享的广域云，它们的关系可以用树叶、树枝、树木、森林的关系来比喻，树叶茂盛、树枝粗壮、树木成材，则森林才会广袤(图3、图4)。

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责任编辑：彭安玉