基于云计算的高职院校开放式数字化教学资源建设

谭志超

(湖南大众传媒职业技术学院 图文信息中心，湖南 长沙 410100)

目前，信息技术与教育教学的融合不断推向深入，数字化教学资源在教学中作用日益突出，催生了一批新兴教学模式、教学方法、教学手段的出现，自主、探究、交互、开放的教学模式和学习方式得到广泛实践，教学效果有了明显提高。高职院校与本科类院校相比存在建设资金不足、基础设施落后、技术力量薄弱、学习者学习能力略低等问题，高职院校以就业为导向，以岗位能力培养为目标，注重实践能力的提升，强调产教融合与校企合作，这些特性对资源内容选取与生产、资源建设方式与表现形式、资源承载功能与作用等方面与其他本科型院校相比会有所不同。基于云计算技术，建设数字化教学资源，是信息技术发展的必然选择，是改变高职院校数字化教学资源建设现状的有效途径。高职院校数字化资源的建设，对提高用户体验、降低建设成本、实现区域平衡、化解资源浪费、促进共享发展具有重要意义。

一、高职院校开放式数字化教学资源建设的背景与现状

教育部在《关于实施国家示范性高等职业院校建设计划加快高等职业教育改革与发展的意见》、《国家中长期教育改革和发展规划纲要 (2010-2020年)》等文件中，对教学资源建设做了顶层设计和规划。创建共享型专业教学资源库、加强优质教学资源的开发与应用、构建开放教学资源环境、建立开放灵活的教育资源公共服务平台、开发大量网络学习课程等，成为各高职院校数字化教学资源建设的方向与重点，用以满足师生自主学习和终身学习的需要，促进优质教育资源的普及和共享。我国经过国家示范性高等职业院校和国家骨干高等职业院校的建设，已经建成了许多优质教学资源库、核心课程资源库。虽然我国高职院校已经拥有数量庞大的数字化教学资源，但也存在着重复建设、共享程度差、利用率相对不高、发展不平衡等问题。一是每所学校都投入了一定规模资金用于数字化教学资源建设，由于专业相近或课程相同，教学资源本身重复程度较高。二是由于缺少统一的建设标准和区域性的合作，导致教学资源共享程度较差。三是各个学校重建设、轻管理，完成数字化教学资源就代表了建设周期的结束，资源管理、维护和更新的工作很少或者不及时。四是经济发达地区的学校由于人力、财力、物力充足，数字化教学资源建设要优于经济欠发达地区；学校间由于重视程度的不同，数字化教学资源的建设效果同样存在着差异。

伴随着云计算技术的发展，关于云计算技术的研究也得到了突飞猛进的发展，特别是在基础设施建设、资源调度和服务应用等方面，企业云、资源云、教育云、基础设施即服务、平台即服务、软件即服务等名词出现在我们的视野中。云计算以极其强大的优势受到全世界各行各业的关注与青睐，国家“十二五”规划把云计算作为新一代IT产业研发与应用的重要领域之一，教育云引起了社会的广泛关注。[1]为了探求一种合理的区域性高校数字教学资源共建、共享的服务体系，我国已经开始了基于云计算环境的教学资源建设和实践的相关工作，以“世界大学城”网络学习空间为代表的教育云服务在高校中得到了广泛应用。

二、云计算理论概述

（一）云计算的概念

云计算是并行运算、分布式运算和网格计算的发展，是虚拟化、效用计算、将基础设施作为服务、将平台作为服务和将软件作为服务等概念混合演进并跃升的结果。云计算借助虚拟化技术构建起一个庞大的“资源池”，把网络上大量的计算能力、网络带宽、输入输出设备、存储空间等可用资源进行整合集中，通过软件实现“资源池”的自动化管理，云计算中“计算”指的是“计算资源池”，“云”指的提供资源服务的各种网络；云计算服务提供商负责虚拟化设备的管理与运维，以及资源动态部署、实时调度、自主回收等，用户基于互联网随时随地、按需分配、动态扩展、付费获取计算能力、存储空间和软件服务等。

（二）云计算的特点

云计算为用户提供资源、服务和平台，在任何时间、任何地点和任何方式的情况下都能为用户按需提供安全、便捷、高效的服务，具有超大规模、安全可靠、按需服务、通用性强等特点。“云”由成千上万甚至几十万台服务器组成，超大规模的组成赋予了用户前所未有的计算能力。云计算同时为海量用户提供计算、服务、软件等服务，保障数据安全是获得用户信任的基础，数据分存式存储技术作为云计算的核心技术之一，采取计算节点同构可互换、冗余式存储、多副本容错等措施，保障了用户数据的高安全性和高可靠性，用户不用担心数据丢失、病毒人侵。“云”还是一个庞大的资源池，云终端的设备要求低，不需要用户自己去承担大规模软硬件建设费用，用户按需购买和计费，且费用低廉。云计算不针对特定的应用，用户可以基于“云”构造出各种应用，满足高可扩展性和高数据共享的需要，当用户和应用规模增长时，“云”可以动态伸缩，以满足实际的需要。 云计算作为一种新兴技术，它具有强大的计算性能和海量的存储等特点，可以在任意时间和地点为用户按需提供服务，大大降低资源建设和运维成本，有助于整合网络教学资源，实现教学资源的共建共享。

三、基于云计算的数字化教学资源平台总体设计

基于云计算的数字化教学资源平台的体系结构可以设计为“四层两翼”结构。“四层”从下至上分为基础设施层、应用接口层、用户管理层、资源展示层。“两翼”贯穿于各层次的所有环节，分布于体系结构的两侧，分别是标准与规范、安全与制度。

基础设施层：由服务器、数据库、存储、网络等设备设施构成，对应于云计算的Iaas，对用户来说是透明的。应用接口层：位于基础设施层之上，包括用户身份验证、授权管理、应用软件接口、公共API接口、Web Servies等，为整合、集中、开放、共享提供支撑。用户管理层：该层介于应用接口层与资源展示层之间，主要功能是对资源云的管理，包含空间提供与管理、资源管理平台、资源目录库、资源信息库、用户信息库等内容。资源展示层：位于体系结构的顶层，面向使用者并为他们提供个性化的资源服务，使用者可以基于Internet，使用PC、智能手机、平板电脑等智能终端，通过浏览器检索和使用各种资源，该层包括资源信息门户、Browser、App、PC、智能手机、PAD等。

从国内外信息技术发展趋势与数字化教学资源建设的先进经验来看，基于云计算的数字化教学资源建设工作，可以围绕建设主体与建设载体两条线来展开，构建一个校企共同参与、资源共建共享的教学资源混合云，以满足学生自主学习和社会技能工人终身学习的需要。数字教学资源混合云的建设主体包括“教育行政管理部门、高职院校和教师”。建设载体指“专业群、专业、课程和资源”。[2]数字化教学资源混合云应该由三个部分构成。一是公共资源，它提供的教学资源是公益性质的，不收取任何服务费用。二是商业资源，它是由第三方提供的一种有偿资源服务。三是学校自主独立建设的教学资源。这三种资源有着不同的内容和特点，从资源完整性的角度来看，高职院校建设的教学资源混合云，应该是基于这三种资源的混合体，这种混合体，在云计算技术下，也称之为混合云架构。混合云融合了私有云和公有云。私有云是所有的数据及整个平台服务器都是个人或单位所有，公有云是个人或单位数据都是在第三方平台数据库及文件服务器上。

混合云是近年来云计算的主要模式和发展方向。它将公有和私有，有偿和无偿资源，进行混合和匹配，可以获得最佳的效果，达到既省钱又安全的目的。在教学资源混合云中，用户可以根据自身的兴趣偏好、知识结构、学业背景、个人需求等因素来选取适合的资源。

四、高职院校教学资源混合云的建设与管理

（一）建设模式

行政主导式。通过教育行政管理部门规划建设区域性的教学资源混合云，按照教学资源建设主体这一主线进行组织，建设成的教学资源混合云供区域内所有院校使用；在行政主导的同时，允许企业参与，为教学资源混合云提供基础设施和软件服务。优点是资源共建共享性强、资金技术有保障，缺点是适用性不突出。

院校自主式。各院校要建立校级资源建设标准，按建设载体这条主线建设校本教学资源混合云，由各专业群进行统一规划，按专业和课程进行分类建设。已按传统方法建设的教学资源通过相应的加工和改造向云端进行迁移。这种模式由于是“私人定制”，对本校的适应性较强，特色鲜明，但通用与共享性有所欠缺。

企业购买式。随着企业参与度越来越高，以及专业程度的不断提升，这种模式将会越来越受到关注。企业在资源加工技术、平台运维技术上有保障，特别是数字资源和出版企业的加入，带来海量的正版电子资源，在资源获取上具有先天优势。学校可以通过买断或租赁的方式来建设教学资源混合云。优点是可以获得免费资源、建设速度快、服务有保障，缺点是对学校的适用性不强，许多资源和功能需要进行二次开发。

集团共建式。各地按照属性相同的原则组建职业教育集团，吸纳了高职院校、中职学校、企事业单位的广泛参与，成员单位共同参与教学资源混合云建设，风险共担、成果共享。由于企事业单位和中职学校的加入，使得资源内容更贴近实际工作场景和更有利于中高职衔接，还有一个优点，就是集中了行业内的专业特色。缺点是成本管理困难，成员间的积极性得不到保证，建设进度和成效难以确保。

资源联盟式。以云平台作为教学资源服务的基础环境，各高职院校组成资源联盟进行资源建设。各学校将最优的课程拿出来作为其他高校同类课程建设的基础，实现各院校间优质教学资源的共建、共享、共用。这种模式需要建立一种评价机制，评选出最优资源，供其他院校使用。优质课程支持了优质教学资源的“继承与共享”，能够提高优质教学资源的建设与应用成效。

（二）建设原则

科学性原则。就是要在确保资源构建的科学性和知识本身的准确性的前提下，发挥好教学资源的教育作用。资源构建的科学性，首先要求资源内容和岗位能力匹配，在解构典型工作任务的基础上，构筑知识与能力相匹配的基本模型和动态模型(课程体系)。[3]其次是形成资源之前，对知识点进行科学的解构，选择合理资源粒度，以适应多终端、高并发及多种教学模式应用的需要。

标准化原则。是实现多个教学资源混合云联通与互用的前提，是资源整合共建共享的根本保证。可以采用和参考的相关标准，有可共享对象参照模型、学习者模型规范、网络内容属性标准。遵循元数据规范，将资源元数据信息存储到数据库中，资源云间的数据交换通过采用标准化的XML来实现。[4]

持续性原则。是指教学资源需要持续更新、持续改进，教学资源要能主动适应劳动力市场对岗位技能的需要，通过建立合理的资源评价机制，持续动态地对资源进行调整、补充与改进，更好地为培养合格的技能人才服务。

开放性原则。要求资源建设者具有宽广的胸怀为其他院校提供资源服务，通过开放接口打破资源云的边界，实现资源共建、共享与合理流动，以及资源云间的协同服务。

（三）建设特征

基于云计算的数字化教学资源建设，应该具备资源大小轻量、资源部署便捷、资源渠道多元、资源获取泛在、资源浏览快速等特征。为了满足碎片化学习、MOOC教学和翻转课堂等需要，在对知识进行解构打散的基础上，对教学资源进行轻量化开发，资源颗粒大小既符合教学规律,又便于在网络上传输。承载资源云的设备、平台、软件、存储等对建设者是透明的，只需付费就可以按需获得部署环境，建设者可以专注于资源内容建设。资源可以来自于各种云盘、各类网站、自媒体平台等，可以由企业、行业、院校等提供，可以由教师、学生、技能工人等人员参与开发，还可以来源于资源云间的数据推送与RSS聚合。用户可以随时随地使用多种终端获取所需资源，为泛在学习提供支撑。用户能快速完成资源检索和浏览，满足大流量、高并发的应用场景，用户体验良好。

（四）资源管理

对资源云中的海量资源进行高效管理，对提高用户体验和推广效应具有显著作用。管理主要包括资源快速检索、资源合理调度、资源授权访问等维度。通过建立资源信息库和资源目录库来管理资源，为资源快速检索提供支撑。资源信息库记录内容、关键字、作用、时间等建设标准中规定的一些信息，资源目录库记录资源位置信息、访问授权信息等，由于云中资源是分布式存储的，将资源名称与访问方式对应起来便于快速定位和使用。在大流量、高并发的情况下，科学的资源调度机制是用户体验不下降的保障。通过预置计划策略，让计划内的访问具有高优先级；采用负载均衡策略，实现云间资源“浮动”，充分利用空闲资源；高峰时段可以采取对计算能力、带宽的弹性扩展策略来提高用户体验。建设者可以根据需要对资源的访问权限进行设定，用户按照相应授权进行分级访问，提高资源访问安全性。资源云平台记录资源建设进度、资源使用情况、学习者的学习轨迹等数据，通过大数据分析，为资源评价、动态调整、持续改进及领导决策提供数据支持。

[1]张怀南,杨成.基于云计算的区域性高校数字教学资源建设研究[J].现代教育技术,2012(6):45-50.

[2]张家贵,罗龙涛.基于云计算理念构建数字化教学资源平台[J].现代教育技术,2011(3):100-102.

[3]刘红兵,李移伦.探索如何基于企业素材建设数字化教学资源库[J].电子世界,2012(14):3-4.

[4]罗毅洁,王志明.面向区域的职教数字化教学资源协同共建策略与运维机制[J].职业技术教育,2013(20):38-41.