职业院校云环境下的教学资源平台建设方案的制定

白雪梅/三峡电力职业学院

职业院校云环境下的教学资源平台建设方案的制定

白雪梅/三峡电力职业学院

通过云平台将学校现有的教学资源进行整合，由云端集中管理，采用面向服务的架构，将资源以服务的形式交付给用户，实现基于云环境的高职院校教学资源平台。

云环境；教学资源；核心构架

当前高职院校教学资源建设现状以及云计算应用于教学资源建设的诸多优势，为高职院校教学资源建设策略形成予以重要启示。针对当前教学资源建设中存在的问题，在此基础上构建云计算环境下高职院校教学资源建设模式。

1．高职院校教学资源共享云平台架构

在对高职院校教学资源进行整合与标准化的基础上，引入云计算技术作为一种新型教学资源服务模式，其核心理念就是整合各类教学资源，满足用户的个性化需求。通过云平台将学校现有的教学资源进行整合，由云端集中管理，采用面向服务的架构，将资源以服务的形式交付给用户，有助于解决教学资源利用率低、资源孤岛、数据安全等问题，最终实现高职院校教学资源建设。下面将从高职院校教学资源共享云平台的核心架构、实现技术与实例分析等方面展开论述。

1.1 核心架构与功能分析

1.1.1 物理层 。

物理层主要包括物理资源子层、虚拟化管理子层两部分。物理资源子层由大量异构的服务器、网络设备、存储集群（SAN）等构成，是为上层应用提供计算、存储和网络资源的基础。虚拟化管理子层借助虚拟化软件对物理资源层中异构的基础设施进行逻辑抽象，将分散的服务器、存储、网络等设备虚拟为各类资源池，由虚拟化管理软件统一管理、调度和维护。对上层而言，屏蔽了这些基础设施的差异性，通过服务接口以计算资源、存储资源和网络资源的形式为上层提供动态、可灵活扩展的基础设施服务。根据上层应用需求量分配合适的虚拟硬件资源，实现资源的统一调度以及不同进程之间的负载均衡。

1.1.2 平台层 。

平台层提供PaaS服务，是连接虚拟层和资源整合层、应用层的桥梁。该层的主要功能是动态分配底层的虚拟资源，比如根据用户需求通过调配、部署计算、网络、存储资源构建多个支撑不同业务需求、相互隔离的虚拟机资源，为应用程序的开发、测试、运行提供平台环境和数据库环境，并通过多地备份、实时监控等技术，提高服务的安全性和可用性

1.1.3 基于云环境的高职院校教学资源平台 。

资源整合层是高职院校教学资源共享云平台所特有的子层。该层主要借助教学资源标准化策略和资源标准化辅助工具如导入导出工具、编目工具和元数据生成工具等，将学校现有的种类多样、标准不一的教学资源进行标准化。标准化主要通过导入、编辑、转换、生成、导出等一系列操作，生成资源的元数据实例表。以整合有序的教学资源视图形式存放在元数据库和索引库中，从而实现对高职院校教学资源的集中管理，为上层应用服务提供标准、统一的教学资源目录，为方便用户定制个性化应用做好准备

1.1.4 应用层 。

应用层可分为管理中间件子层和应用服务子层。管理中间件负责按照用户需求高效、有序、灵活地配置资源，为保证高职院校教学资源共享云平台的安全稳定，使其发挥最佳效能起着组织协调的作用。应用服务子层建立在管理中间件层之上，直接面向用户提供统一的资源服务目录和具有特定功能的教学资源应用，如图片库、声音库、动画库、视频库等。

1.1.5 访问层 。

访问层一方面提供用户自助服务门户，方便包括学校领导、教员、学员等不同角色的用户访问云平台。由于各种软硬件资源均存储在云中，由专业的云服务商进行统一管理和维护，因此用户端无需配置高端的计算机，只要拥有一台能够通过浏览器访问互联网的设备即可通过用户自助服务门户访问云平台。另一方面，访问层还提供云平台管理门户，是系统管理员对云平台进行日常管理、运维的入口，通过系统管理为不同角色的用户提供个性化定制和单点登录服务。

1.2 技术实现与实例分析

物理层的功能实现主要借助虚拟化技术，可分为服务器虚拟化、网络虚拟化和存储虚拟化等多种形式。

平台层的功能实现主要借助并行处理与分布式计算、云存储等技术。通过有效调配、部署虚拟层资源，对复杂的计算任务进行并行处理，分散在多个虚拟机上分块执行，以提高计算效率。同时还通过云存储技术为用户提供海量的数据存储环境，如大规模分布式文件系统和分布式数据库等。

应用层的功能实现主要借助多租户技术、Web2.0、Struts、Hibernate 等技术。采用多租户技术开发的应用程序可以实现多用户的同时访问，共享服务器、存储等物理资源，并能实现不同用户间的逻辑隔离，在每个用户看来好像都独自占有整个应用程序。

2．基于云环境的高职院校教学资源平台的实现

2.1 搭建云计算数据中心

搭建合理的云计算数据中心是实现高职院校教学资源共享云平台的重要支撑。立足本校数据中心的实际条件并结合云计算相关技术。整个数据中心由核心交换机、物理服务器、NAS存储、网络等部分组成，借助虚拟化软件Oracle VM VirtualBox 实现物理设备的虚拟化。该数据中心的拓扑图如下图1所示，在三台物理服务器上构建了六个虚拟机，其中划分出四个虚拟机组成一个带负载平衡的Web服务器群集，另外两个虚拟机组成带负载平衡的数据库服务器群集，群集连接NAS存储，具有冗余和可靠性，确保不同节点协同工作，用于构建云计算应用。

图1 云计算数据中心拓扑图

2.2 启动虚拟机

在物理服务器上安装racle VM VirtualBox虚拟化软件，在虚拟机管理器面板中可以看到建成的两个虚拟数据库和四个虚拟Web服务器，如下图2所示。云平台的后台Web服务器和数据库服务器群集均运行在这些虚拟机中。

图2 数据库虚拟服务器

2.3 开发教学资源平台主页

教学资源平台主页是用户对于平台的第一印象形成的主要UI,它为用户提供各方面功能的导航。用户想要上传下载资源需要进行注册和登陆,因此在主页的右侧栏中添加了注册登陆的模块。同时为了方便用户按照课程来浏览资源,右边栏屮还有点击量最高的课程。由此可以更便捷地浏览课程相关的资源。

2.4 建设全自动课程录播系统为教学资源提供多媒体素材

全自动课程录播系统集多媒体技术、网络流媒体技术、人工智能和自动控制技术于一体，将授课电脑VGA信号、老师授课和师生互动场景以及课堂板书等进行智能化的跟踪切换录制，自动生成课程资源。

3.小结

利用云环境带来的技术和服务，师生可自主、方便地参与建设开放性教学资源共享管理平台，进行最大限度的资源存储、共享、整合、获取、传播，提高师生对职业教育信息化的认识，增加职业院校师生开展信息化教学的自觉性，为职业院校教师开展信息化教学提供资源、技术和实践指导，促进职业院校教师提高信息化教学设计与实施能力。

[1《]基于云计算环境下高职院校共享型教学资源库建设初探》岳浩 《沙洲职业工学院院报》 2011年3期

[2]《高职院校共享型教学资源库建设研究 》 李凌，周岚 《宜春学院学报》 2012年