基于云计算的高校教学资源管理平台的设计

王莉利, 高新成, 李瑞芳, 刘金月

(1.东北石油大学 计算机与信息技术学院， 黑龙江 大庆 163318；2.东北石油大学 现代教育技术中心， 黑龙江 大庆 163318)

随着高校教育信息化的快速推进，目前大部分院校已经通过分散开发或采用成熟的软件构建了许多教学资源和网络教学课程平台，但这些平台之间存在着资源建设标准不统一、资源重复投入、资源不能有效共享等问题[1]。云计算的出现为教育信息化带来了技术的革新，把云计算技术应用到高等院校教学资源平台的建设和管理中，借助于云计算技术的优势，能够实现对种类繁多、要求各异的诸多应用系统的统一规划、部署及管理[2]。这样不仅会提高教学资源的使用与管理效率，还可以降低教学资源平台建设的成本，从而真正实现高校数字化教学资源的集中管理与数据共享。

1 云计算及相关优势

1.1 云计算

图1 云平台层次化基础构架

云计算是并行计算、分布式计算、虚拟化技术和网络存储等技术综合发展的结果，具有虚拟化管理、分布式存储和弹性灵活扩展的优点[3]，它不仅是一种技术的革新，更代表着一种理念和服务模式。在云环境中，云用户可以在任何时间、任意地点使用终端设备，通过网络直接从云服务中获得自己所需要的资源。云计算实现软硬件资源动态管理、统一调度和按需分配机制，云平台在资源管理中具有节省成本、资源利用率高、应用扩展性强等优势。典型的云架构分为基础设施层、平台层和应用层，基础构架如图1所示[4]。

1.2 云计算教学平台的优势

传统的教学资源平台的建设与管理存在着资金投入大、数据共享难、技术力量弱等实际问题，利用云计算技术实现教学资源平台建设，能够有效地解决资源建设和应用服务之间的矛盾，对于高校教学资源平台的建设具有如下优势：

(1)云计算降低了资源建设和维护成本，有利于提高设备的利用率。采用虚拟化技术构建硬件基础设施共享资源池，对硬件资源进行集中管理、统一调度和按需分配，避免了设备的重复建设，大大提高了设备的利用率[5]。

(2)云计算有效地实现了资源整合，有利于教学资源的共享。基于云计算的教学资源管理平台利用松散耦合的技术特点，能够有效整合现有的各类异构的教学资源平台，把原来分散的教学资源统一管理、集中展现，实现了教学平台应用整合与资源数据共享。

(3)云计算可面向众多用户，有利于提高教学资源平台的服务能力。利用云计算动态扩展的技术特点，在应用规模扩大时，不需要改变云计算的应用架构，直接增加服务器到集群中即可。云计算教学平台不仅能够承担学校师生的教学服务，还可以面向社会公众提供服务任务。

(4)云计算采用分布式存储，有益于提高教学资源的安全可靠性。云计算采用分布式存储架构，将教学资源以数据块单元存储在各个服务器的节点中，同时在数据存储过程中采用副本备份方式，实现不同的服务器节点中存储若干个副本数据，保证数据完整性[6]。

2 基于云计算的教学资源管理平台的设计

2.1 平台架构模型

基于云计算的教学资源管理平台设计的目的是采用虚拟化技术构建基础设施虚拟资源池，实现教学中软硬件资源的统一调度与管理，完成教学资源整合、应用系统集成和资源数据共享。利用云计算技术的优势，结合高校教学资源平台建设的业务特征，设计了基于云计算的教学资源平台架构模型，架构分为四层结构，如图2所示。

图2 基于云计算的教学资源平台架构模型

IaaS层：位于最底层，是整个平台的基础。底部由网络设备、服务器、存储设备等组成基础设施层，采用虚拟化技术实现对硬件资源基础设施集中虚拟化管理，形成一个统一调度的虚拟物理资源池。为上层提供各种虚拟资源服务，包括数据存储、计算服务和网络通讯等。

PaaS层：即平台服务层，位于IaaS层之上，为教学系统平台的开发提供公共服务接口和软件运行环境，同时对系统应用以及系统集成提供综合的管理功能。

SaaS层：即应用服务层，主要是集成整合现有优质网络教学资源，为师生提供个性化教学应用平台服务，如网络教学平台、虚拟实验系统、教学资源库、图书资源库、视频点播系统、精品课程网站，以及个性化学习云服务平台等。

用户接入层：位于最顶层，用户使用计算机、笔记本和手机等终端设备，通过网络登录到教学资源服务平台的信息门户，按照权限分配获取资源列表，实现教学资源中心一站式服务。

2.2 平台功能模块

基于云计算的教学资源管理平台的主要功能是对各种教学资源进行采集、管理、检索和利用。具体功能模块如下：

系统设置：包括整个系统平台的标题、栏目、版权、页面等基础设置，同时也包括元数据定义管理和类库管理等功能。

用户管理：包括用户账号、密码和所属院系等基本信息的管理，同时包括用户角色的划分，以及用户权限级别的管理，包括上传设置、下载设置、评论设置、用户状态、审核状态等功能。

栏目导航：平台采用模块化的设计思想，可以灵活的自定义显示各级栏目，在课程设计中可以按照学科分类的方式，一级学科下可以设立多个二级学科，每个二级学科下根据具体专业课程添加课程内的各种资源。

资源管理：建立、修改、删除分类，分类包括视频资源、电子图书资源、精品课程资源、电子教案资源等，具体的课程资源管理包括上传、删除、修改、审核和发布等操作，同时对每个发布的课程资源添加标题、简介、资源附件，以及动态展示图片等信息。

应用管理：平台提供了各种应用功能的管理，包括公告管理、调查问卷管理、专题管理、资源导入、资源导出、社区管理、问题反馈、评论管理、学习圈管理、活动管理和作品管理等。

站内搜索：不仅能够按照关键字搜索，还可以选择教师、学科、专业和课程等多种形式搜索，方便用户快捷地找到需要的教学资源。

一站式个性化服务：把教学资源平台集成到数字化校园门户中，实现校园身份统一认证，按照权限分配定制个性化页面，页面展示内容包括视频、课程和课件等教学信息资源，没有登陆校园门户的用户，只能浏览一些公共的教学信息资源。

资源云服务：平台不仅满足校级教学资源的建设与管理，还支持国家和省级等上级教学资源平台的对接，以及高校之间教学资源的共享，实现教学资源共享公有云和私有云。

2.3 平台业务流程

平台设计时充分考虑到用户的角色划分、用户的权限分配和资源管理操作等多方面因素。平台用户分为三类：第一类为管理员，管理维护学校所有专业的资源，并授权某一个院系的审核员，对其所在院系的教学资源进行管理与维护；第二类为审核员，建立教学资源模板，形成专业资源库，审批专业的相关资源操作，包括上传、修改、删除设置等功能，充实教学资源信息内容，发布个性化的教学资源信息门户，供用户使用；第三类为使用者，通过教学资源信息门户网站和个性化的个人服务中心，提取专业库中的数据，进行浏览使用。具体业务工作流程如图3所示。

2.4 平台应用效果

(1)平台的建设模式具有统一软件架构、模块化设计、面向不同对象的标准化和个性化共建等特点，以松散耦合的方式来解决异构系统间的集成问题。因此，该平台的应用实现了教学资源的整合与共享，大大提高了教学资源的管理与应用效率。

(2)平台对优质教学资源进行了有效的整合，分类形成了数字化优质教学资源库，包括教学视频、数字图书、教学课件等，形成可复用的优质教学资源组件。教师和学生能够自由地选择自己需要的教学资源，展现出一种灵活、高效、节能的全新教学方式。

(3)云环境下，该平台有助于校内数字化教学资源的规范与整合，形成教学资源的“自我完善”机制，同时为高校之间的教学资源共享提供良好的条件。

图3 教学资源平台业务工作流程

3 结 语

基于云计算的高校教学资源管理平台，以用户为导向，以满足学校师生个性化的教学服务为目的，建立开放式云资源中心，有效地实现了教学资源应用整合和数据共享，提高了教学资源利用率。云环境下教学资源平台提供按需分配、即需即用、快速聚合、个性展示等服务，为全校师生提供了一个方便实用、安全可靠的教育教学环境，为创新教学模式提供有力支持。

[参考文献]

[1] 马俊臣.云计算环境下的网络教学资源库建设[J].中国教育信息化,2010(9):17-19.

[2] 刘柏洋.浅析云计算在高校网络教学资源建设中的作用[J].内江科技,2011(11):85-86.

[3] 耿学华,梁林梅,王进.云计算在高等教育信息化中的应用与展望[J].现代教育技术,2012,22(3):5-9.

[4] 王萍,张际平.云计算与网络学习[J].现代教育技术,2008,18(11):81-84.

[5] 张慧.基于云计算的开放性教学资源平台建设研究[J].计算机技术与发展,2012(1):203-204.

[6] 邢丽刃,徐博.基于云计算的网络教学资源平台建设研究[J].武汉大学学报:理学版,2012,58(S1):159-161.