基于云计算的高等教育教学资源共建共享平台构建研究

黄盛军

【摘 要】文章分析了目前高校优质教育信息资源原创性、创新性比较缺乏现象，剖析了信息资源、管理数据共享程度较低的原因，以及应用系统整合难度较大、信息孤岛存在的各种现象。基于此，文章提出了建设一个基于云计算的高等学校优质课程资源共建共享开放式平台的方案和相关建议。

【关键词】云计算 高等教育 课程资源 共建共享

一、引言

进入21世纪以来，实现优质教学资源的共建共享，提升教学质量，体现教育公平，已经成为当前世界高等教育课程与教学改革的热点问题。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》更是指出在 “十二五”期间将会建设5000门，通过建设具备完善教学环节的优质在线课程资源，引领教学内容和教学方法改革，以促进高等教育的变革，使得精英教育走向大众教育。我省为深入贯彻落实省委、省政府《关于建设教育强省的决定》精神，省教育厅在《湖南省建设教育强省规划纲要（2010—2020年）》中指出公共服务平台建设必须取得新进展。同时指出原创性、创新性的优质教育信息资源比较缺乏，信息资源、管理数据共享程度较低，应用系统整合难度较大，信息孤岛现象依然存在。目前我省正在完善湖南省高校数字图书馆项目建设以及准备建设湖南数字教学资源中心。基于此，如何建设一个完善的湖南省高等学校优质教学资源共建共享开放式平台，正是本文研究的重点。

二、建设目标和内容

基于云计算的高等教育课程资源共建共享平台总体目标是按照云计算三层体系架构逐渐形成湖南省高校优质教学资源共建共享数据中心。首先通过将服务器、网络以及存储等硬件网络设施虚拟化，形成模块化的标准信息化基础设施资源池，向上按需提供计算、存储、网络等基础设施服务。然后，以资源池作为基础，提供标准化中间件服务，构建全省教学资源云计算中心，为上层业务应用提供支撑平台服务。最后，在基础设施服务和平台应用支撑服务建设趋于成熟的时候，逐步将行业管理、公共服务甚至电子商务等应用向软件即服务的模式演进，支撑全省教育信息化的跨越式发展。

三、基于云计算的高等教育教学资源共建共享系统

基于云计算的湖南省高校优质教学资源共建共享数据中心的实现，构建完善的安全防护体系、数据服务及备份体系，可以按需以服务的形式面向我省各高校师生，提供基础资源服务，同时提供快速部署业务应用的绿色通道。重点内容是在云计算中心部署云管理平台、建立较为完整的安全防护体系，完成应用支撑基础环境的建设。基于云计算的湖南省高校优质教学资源共建共享数据中心总体架构如图1所示。

云计算数据中心基础层实际对应的是Iaas层建设。这包括机房设施，物理设备以及构建在虚拟化平台之上的虚拟资源池。第二，仅有虚拟资源池是无法对外提供私有云的Iaas服务的，还需要通过云管理平台，对资源进行统一调度和管理，整合不同来源的资源为统一的逻辑资源库，以及在资源库的基础上以云服务的形式来组织资源，并实现对服务的动态管理。第三，基于架构完整性的考虑，在云计算中心总体架构中安放了Paas和Saas层。这两层既是Iaas层的支持和服务对象，也是云计算中心后续建设的发展方向。

四、各子系统分项实现

（一）云计算数据中心基础层系统实现

湖南省高等教育课程资源共建共享平台是一个典型的纵向加横向分布式应用系统，从行政管理结构和地域分布上，分为省—市州—县三个层级。因此网络通信基础平台必须借助广域网线路和相应的技术手段实现层级与层级之间的互联互通，继而实现全省所有教育系统单位的联网。

组网模型上，省厅作为全省的网络核心节点和数据中心，各市州教育局作为网络汇聚节点，县区教育局均作为末端接入单位。系统服务器和相关存储设备部署在省厅信息中心的数据中心机房，各分支单位产生数据信息按照“大集中”的模式由省厅信息中心统一集中处理和存储。数据到省中心集中的模式，相比数据分散的模式。

系统平台具有合理、科学的系统架构，应有完整的功能层次框架。本平台主要面向全省37所普通高校、近200万师生用户及不确定数量的社会用户开放，从整体设计上应能满足所有用户的使用需求，有良好的扩展性和负载均衡能力。初期应能支持>100000用户同时登录本系统、支持>50000用户同时在线访问资源页面、支持>5000用户并发的流媒体在线点播，能保障系统的业务稳定、数据安全、通讯顺畅，能有效均衡系统的整体负载，能支持对系统负载通过软硬件的集群等方式进行扩展。系统整体功能架构方案如图2所示。

（二）应用支撑平台系统实现

湖南省高等教育课程资源共建共享平台，建立一个完整的元数据标准体系，能基于系统元数据体系进行各类型资源元数据模版的自定义，数据管理员可通过“元数据管理”界面创建元数据结构，增减相应属性项。系统资源包含以优秀教学项目为单位组织的资源、按专题组织的资源、单个素材类资源等，平台能支持至少3级数据分类管理体系（即：教学项目<或专题>分类管理、教学项目<或专题>元数据定义管理、教学资源分类及元数据管理），如图3所示：

图3 资源组织三层体系结构

系统能灵活定义多套教学项目元数据模板样式，以适应包括精品课程、实习基地、实践教学示范中心、特色专业、实验仪器设备、教学名师、教学团队、双语示范课程、優秀教材、教改成果等教学项目的聚类展示，用户可根据实际情况选择使用。模版支持元数据录入、信息发布及组织、页面展现等功能，可发布成逻辑子库。

所有资源能按照学科、学校、资源类型、媒体类型等属性进行自动关联和聚类，资源的关联关系应不需手工干预。对以教学项目为单位组织教学资源的，遵循一定的资源打包规范，能实现对教学项目整体数据包进行导入、导出操作，导入、导出的数据包主要包含项目元数据文件（XML）、资源实体文件数据及每个资源文件的元数据（XML），数据包导入本系统后，能无缝对接现有资源结构体系，可互操作。

（三）应用服务平台系统实现

应用服务平台通过一站式检索实现对系统内的所有元数据信息和湖南省高校数字图书馆的文献信息资源进行联合检索，用户只需通过最少的输入就能一次性获取所需的教学资源、文献信息资源、教学项目信息等相应的检索结果。对于文献信息资源检索期望达到与数字教学资源的关联、聚类，允许非返还式资源调度。具体参数如下。

1.默认一框式检索直接检索所有教学资源和文献信息资源，能直接关联到资源的所有元数据字段进行检索，常用检索词输入时有自动提示及补全功能。

2.通过滑动标签，对“教学资源”“优秀教学项目”“文献信息资源”进行分别高级检索，鼠标悬停相应标签时能显示对应检索功能的描述信息，引导用户正确选择检索入口。“教學资源”检索表单检索的字段主要包括：一级学科、二级学科、所属学校、所属项目、贡献者、资源类型、媒体类型、关键词等，支持用户只输入关键词进行检索，通过关键词能检索到任一个必须字段。“优秀教学项目”检索表单检索的字段主要包括：项目类别、一级学科、二级学科、所属学校、所属年份、项目级别、负责人、关键词等，支持用户只输入关键词进行检索，通过关键词能检索到任一个必须字段。“文献信息资源”检索表单如能做到与系统的完整整合，则直接进行元数据检索，若仅为跨库检索，则应检索到所嵌入接口的所有可检索字段，通过传送参数的形式跨平台进行检索，检索结果由其对应平台返回。

3.所有检索结果列表里有“所属教学项目”“所属学校”等可进行二次检索属性值的，都应具有链接导航功能，直接链接到所对应的项目展示页面（平台）和对应学校的资源整合页面。单条精确的检索结果能与其他结果进行关联展示，按学科、学校、教学项目、责任者等元数据生成“相关资源”“相关课程（专业、基地等）”。

五、总结

随着教育改革的推进和教育信息化的发展，高校教育资源的共享利用在提高教育教学质量、挖掘教育的创新潜力上起着支撑、保障的关键性作用。本文探索基于云计算的方式来实现对区域性高校优质教学资源共建共享，为全省高校师生提供全面的教育资源共享服务，并在理论探索的框架下设计合理的机制模式，构建教育教学资源公共服务保障体系。基于我省正在建设湖南省高校数字图书馆和正在建设湖南数字教学资源中心，本文的探索期望构建湖南省全省区域的高校数字教育教学资源公共服务体系，促进高校教学资源内容、服务对象等的深度整合，为高等教育及社会文化建设创造良好的效益。

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