基于云计算的高校教学联合体建设探讨

马文杰

（连云港师范高等专科学校网络中心，江苏 连云港 222000）

建立高校教学联合体，是深化教学改革实现教育现代化的重要举措，也是加强优质教育资源建设、推进教育创新的重要途径。全国教育事业2010年发展规划中明确指出，高校要以 “共建”和 “联合办学”为主要形式，通过发展各种形式的联合办学，努力提高办学效益［1］。高校教学联合体的建设，对于推进各高校教育改革、盘活教育资源、促进资源共享、加强开放合作、实现优势互补、提高办学效益、增强人才培养竞争力、促进高等教育可持续发展具有重要意义。

2008年3月17日，Google全球CEO Eric Schmidt在北京访问期间，宣布在中国大陆推出 “云计算 （Cloud Computing）”计划，首次将云计算技术引入中国。2008年初，IBM与无锡市政府合作建立了无锡软件园云计算中心，开始了云计算在中国的商业应用。2010年10月18日发布 《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》中，将云计算定位于 “十二五”战略性新兴产业之一。2011年以来，我国云计算已经从前期的起步阶段开始进入实质性发展的阶段，基础持续夯实，进入加快跟进阶段。逐渐成熟的云计算技术和各种云服务为高校建立教学联合体、实现资源共享、促进教育现代化提供了扎实的理论和实践基础。

1 云计算的概念及特征

1.1 云计算的定义

美国国家标准与技术研究院 （NIST）定义:云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池，这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互❶Mell P，Grance T.The NIST definition of cloud computing.National Institute of Standard and Technology.US Department of Commerce，2010.。云计算从本质上来说是一种商业计算模型，实现了各种资源的按需取用。云计算中的资源包括应用软件、运行环境和基础设施，所有资源被配置成可以按需取用的资源共享池，按照基于消费的计费模式提供给用户。

1.2 云计算的特征

根据美国国家标准和技术研究院的定义，云计算应该具备以下几条特征❶Mell P，Grance T.The NIST definition of cloud computing.National Institute of Standard and Technology.US Department of Commerce，2010.:

1）按需自助服务 以服务的形式为用户提供应用程序、数据存储、基础设施等资源，并可以根据用户需求，自动分配资源，而不需要系统管理员干预。

2）随时随地用任何网络设备访问 用户可以利用各种终端设备随时随地通过互联网访问云计算服务。

3）多人共享资源池 资源以共享资源池的方式统一管理。利用虚拟化技术，将资源分享给不同用户，资源的放置、管理与分配策略对用户透明。

4）快速弹性服务 服务的规模可快速伸缩，以自动适应业务负载的动态变化。用户使用的资源同业务的需求相一致，避免了因为服务器性能过载或冗余而导致的服务质量下降或资源浪费。

5）可被监控与量测的服务 云计算对服务类型通过计量的方法来自动控制和优化资源使用。资源的使用可被监测、控制以及对供应商和用户提供透明的报告。

2 建设高校教学联合体的内涵和意义

2.1 建设高校教学联合体的内涵

区域教学联合体是指区域内或区际间的院校通过教学合作，共同使用教育资源以提高教学质量的联合体［2］。教学联合体是 “教育资源共享”和 “联合办学”等概念的实践和拓展。建立高校教学联合体可以整合各校的教学资源，充分发挥各校间的互补作用，降低办学成本，提高教学质量，为培养复合型人才提供条件。

2.2 建设高校教学联合体的意义

1）解决高校教学资源分配不平衡问题 我国高校的教学资源分配长期存在着不平衡的现象，这种情况造成了区域间甚至区域内的高校间的教学资源呈现较大的 “贫富”差距。建设高校教学联合体可以实现高校教学资源的共享和再分配，解决教学资源分配不平衡问题。

2）实现教学资源的整合和共享 在传统的办学模式中，各高校独自进行教学资源的购买和配置，这种模式往往会使得区域内的教学资源重复投资、重复建设，造成资源浪费，提高了办学成本。建设高校教学联合体，对教学资源进行统筹的采购和建设，并通过科学的共享模式分配各高校使用，从而达到降低办学成本、科学合理办学的目的。

3）实现各高校间学科优势互补 各高校由于办学基础和特点不同，学科的建设和发展各有长短。建设高校教学联合体有助于开展广泛的校间教学合作，实现学科优势互补，提高办学质量。

3 基于云计算的高校教学联合体的建设模式和框架

建设高校教学联合体的目的在于利用科学的共享整合模式，在联合体内部各高校之间进行相互协作和教学资源的合理配置和有效利用，从而实现优势互补、降低办学成本，提高教学质量。而云计算作为一种实现各种资源按需取用的商业计算模型，在资源的整合利用和共享方面具有天然的优势。

3.1 基于云计算的高校教学联合体建设模式

基于云计算的高校教学联合有2种建设模式:一是构建统一的高校教学联合体大云，形成高度整合共享的云平台环境，二是联合体中高校建立各自独立的云平台，通过建立教学联合体门户网站进行访问，在实现教学资源共享的前提下，较大程度地保持各高校网络的独立性。我国高校的校园网大多以私网的模式进行建设，这种模式维持了校园网的独立性，同时也在一定程度上保障了校园网的安全。但是这种网络环境无法为构建统一的高校教学联合体云提供支持，同时考虑我国高校间的合作尚处于初级阶段，在整合的同时还要尽量保证各高校体制上的独立性。因此笔者认为从政策和技术方面考虑，现阶段构建基于云计算的高校教学联合体较适合采用第2种模式进行建设。具体模式如图1所示。

模式中运维管理机制是整个云计算教学联合体中非常重要的一个环节。构建高校教学联合体的目的在于对各高校的教学资源进行合理配置和有效利用，因此系统优化整合现有教学资源，并对教学资源建设进行统一规划和指导是联合体高效运行的保障。云平台建设是落实资源整合和共享工程的重要步骤。各高校依据运维管理机制中确定的资源建设方针，根据学校的特点和优势进行相关资源的建设。联合体云平台门户网站是面向师生服务的窗口，云门户的作用在于对师生进行统一的身份认证，并发布整合共享的教育资源，方便师生进行资源的检索查询和使用。

3.2 高校云计算平台系统框架

云计算的服务层次可分为基础设施服务层 （IaaS）、平台服务层 （PaaS）以及软件服务层 （SaaS）3个层次［3］。根据云计算的服务层次，结合高校的应用特点，构建高校云计算平台系统架构如图2所示。

图1 基于云计算的高校教学联合体建设模式

图2 云计算平台系统框架

1）基础设施服务层 处于架构的底层，为各业务系统提供统一资源池部署环境。IaaS主要包括数据中心中的服务器、存储、网络等，向用户提供虚拟资源出租，包括虚拟主机、虚拟存储等服务。联合体中的高校将本校的硬件资源如服务器、存储、网络等虚拟化，通过云计算平台提供主机租赁和租用存储空间以及带宽等服务，云平台中的用户将不再需要花费高昂的价格去购买服务器等硬件设备。IaaS可以在各高校间共享硬件资源，避免了重复投资和资源浪费。

2）平台服务层 主要安装有开发工具，向用户提供开发平台、开发工具、测试环境，以及数据集成等服务。用户无需了解和维护底层硬件，就可以进行软件开发和测试。在学校教学中PasS可以为计算机编程等课提供支持。PaaS是指将软件研发的平台作为一种服务提交给用户的云模式。在联合体中搭建云PaaS平台为学生提供统一的应用开发和测试环境，其中包括开发环境、数据库、数据集成、中间件等模块，学生可在本地开发代码，然后将代码提交至平台进行发布和测试；教师可以同步了解学生的学习情况和项目开发进展，还可以在授课时边讲边演示，学生则可以边听边练习。同时PaaS云平台还可以为科研者提供方便的研究测试IT环境。通过PaaS云平台，联合体高校的计算机编程课程获得了充分的整合，学生可以接触到更多优质的课程和优秀教师的指导。

3）软件服务层 提供给用户的云应用程序，为用户提供随时、随地、随需的一致性服务，学校可以根据需要部署基于云计算的门户、网络办公、邮件、教务等软件，以方便师生随时随地的进行访问。SaaS是一种通过Internet提供软件的模式，应用软件统一部署在厂商的服务器上，客户根据需求，通过互联网向厂商定制和订购所需的应用软件服务，并通过互联网获得厂商提供的服务和技术支持。联合体中的高校可订购统一的Saas软件，根据学校不同进行个性化的定制，而无需为软件的运行环境和后期维护进行重复性的投资，同时还可使各高校间实现资源的共享和整合，既节省了建设资金又为高校间的交流提供了平台。

4 结语

随着教育改革的推进和校间合作的不断深化，高校教学联合体的建立和发展，对优化教学资源建设和分配、改变传统教学模式、提高高校教育教学水平起到十分重要的作用，而在教学联合体建设中的教学资源整合和共享显得尤为重要。传统的行政命令和技术手段无法满足现阶段教学联合体建设的需要。云计算作为一种先进的商业计算模型，其在资源整合、共享以及使用上的先天优势必将在教学联合体建设中发挥越来越重要的作用。虽然基于云计算的应用尚处于初级阶段，但随着实践的深入，云计算对于教育教学的改革必将拥有更加光明的未来。

［1］周婕，崔海媛，张红军 .北京高校图书馆联合体合作实践与发展研究 ［J］.图书情报工作，2007（3）:121－124.

［2］赵媛，王娟 .基于教育资源共享的区域教学联合体建设 ［J］.江苏高教，2006（5）:60.

［3］刘鹏 .云计算 ［M］.第2版 .北京:电子工业出版社，2011.