基于云计算的高职数字化教学资源共享平台的设计与应用*

郜亚丽

（济源职业技术学院成教中心，河南 济源 459000）

引言

当前，随着信息技术的快速发展、移动终端及产品的应用，数字资源快速增长，教育资源也得到快速发展。教育数字化资源建设已成为高等教育信息化建设的主要内容。加强学习资源的管理成为一项迫切的任务。2012 年，由国务院办公厅和教育部印发的《教育信息化十年发展规划（2011-2020 年）》中明确要求，运用云计算技术支持教育资源配置集约化发展的基本思路。云计算的出现，为数字化教育资源系统的共建与共享，指明了新的发展方向。在国外，2007 年，Google和IBM 联合美国各大高校推广“云计算”计划，著名的教育云有Course、麻省理工学院的云计算教育平台等。在国内，现有的教育云有MOOC、清华大学和Goole 合作的“大规模数据处理”云计算实验室等。就一般高等职业学校而言，采用云计算技术，打造数字化教育资源体系，是学校信息化建设的重要选择，是改善中高职学校数字化教育资源建设问题的有效途径。

一、高职院校数字化教学资源建设面临的困难

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020 年）》等对教师教学资源建设项目进行了顶层设计与规划[1]12。建立资源共享的专业课程数据库、强化对优秀教学资源的研发和运用、建设开放教育资源环境、搭建开放灵活的教学资源服务系统、研发网上学习课程等，是各高职学校数字化教育资源建设的趋势，旨在适应广大师生自主学习和终生学习的需求，并推动优秀教学资源的有效应用与资源共享。目前我国已建成了许多优质课程资源库和专业教学资源库。虽然，高职院校已具备了丰富的数字化教学资源，但随着信息化建设的不断深入，目前存在一些困难，具体包括以下几个方面。

（一） 资源管理比较分散，共享性不强

部分高职院校在资源建立之初，因为缺乏系统的规范，导致学科相似或专业相近的资源重复使用，管理分散，效益不高，共享性不强。

（二） 资源库查询、交互性不高

部分资源库查询、交互性不高，教师和学生查询不方便，导致参与度不高，难以满足数字化教学资源库的发展需求。

（三） 硬件更新维护成本高

部分学校在建设数字化教学资源时投入了大量资金用于采购新设备，但使用几年时间后，这些设备出现损耗，需要维护、升级或更换，这增加了学校的资金支出。

（四） 资源存储安全性不高、扩展困难

部分高职院校把积累的数字化教学资源存储在单一的服务器上，一旦服务器出现故障，资源安全性就难以得到保障，而且由于各个服务器系统兼容性不够，难以满足日益增涨的服务需求。

基于上述原因，云计算技术的教育资源构建与使用应引起高职院校的重视。

二、云计算简介

（一） 云计算技术

云计算的概念最早是Google 公司提出的一种网络应用模式。现阶段普遍认可的定义，是由美国国家标准与技术研究院（NIST） 提出，其认为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，以进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络、服务器、存储和应用软件等），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。

云计算通过“服务”与用户交互，提倡一切即服务的理念[2]。云计算的服务模式主要有三种：基础设施即服务、平台即服务和软件即服务，如图1 所示。用户把关注重点放在服务本身，而无需关注底层实现和技术细节。

图1 云计算的服务模式图

（二） 云计算的特点和优势

1.超大规模

一般云计算公司都拥有超大规模的服务器集群，而云计算也将这种强大的计算机集群集合在一起，带来能力强大的运算与储存功能。

2.动态伸缩

云计算中“云”的规模是可以动态伸缩的。用户根据自己的需求可以增加或减少获得的计算机资源，并在此基出上对个人需要的服务进行付费。

3.资源池化

“云”是一种巨大的资源池[3]，云终端对基础设施要求不高，不需要用户承担大量软硬件建设费用，用户按需获取所需要的资源并付费，而且费用低廉。

4.安全可靠

云计算的核心技术之一就是数据分存式存储技术，这确保了应用数据的高安全性和高可靠性，在防止数据流失、病毒入侵等方面得到加强。

5.按需服务

云计算是个巨大的资源库，使用者能够按需选择和调配所使用的资源。

（三） 虚拟化技术

虚拟化技术是云计算技术的核心技术，是实现云计算和云存储的重要基础[3]。它是指服务器设备元件并非在实际的硬件装置中，而是在虚拟化的环境中运行，这是用来调整设备，优化技术的解决方案，它能够在增加硬件能力的同时缩短设备重新配置流程。而利用虚拟化技术，能够实现对空闲服务器设备与过载服务器设备的动态调整，从而促进网络系统的负载均衡，有效地提升资源使用率，并灵活实现基于客户需要的定制，从而保障了系统运营的可靠性。

三、基于云计算的高职数字化教学资源共享平台设计

（一） 平台设计需求

针对云计算技术特点和优势，根据高职教育教学特点，构建一个基于云计算的数字化教学资源共享平台。该平台的设计需求如下。

1.整合硬件资源，减少基础设施的投入

把校内分散的服务器、网络存储等设施加以合并，利用云计算机技术高性价的共享方式，打破地理位置和硬件部署的限制，实现硬件资源共享。

2.为师生教学服务，实现教学资源共享

建设了一种能够提供与高职教育相关的新媒体素材、教学软件、教学工具、教育案例、实践作业、课堂录像等的资源库管理系统，该系统设计要求具有开放性和可扩展性，并进行了各种数据资料的上传、下发、管理和搜索等，以做到数据共享，提高使用效率，避免重复建设。

3.提供可视化的操作界面

通过建立可视化界面，管理者可以快捷地获取数据和信息、划分职责，使用户享受全面的专业服务。

（二） 平台的架构设计及功能

1.平台的架构设计

依据需求分析，基于云计算技术的高职数字化教学资源共享平台的系统架构设计，如图2 所示。

图2 平台架构图

云基础平台层即为硬件资源层，是云系统架构的最底层，该层包含了基础设施子层和虚拟资源子层，提供了最基本的物理资源， 包括计算、存储、数据和网络设备。

云资源平台层即为软件平台层，此层一般由操作系统和中间件构成，对计算、存储等各种资源进行存取与处理。

云管理平台层即为应用服务层，主要由应用接口层和服务层组成，主要功能为向云端用户提供服务与解决方案。

2.平台功能设计

根据需求分析和系统架构设计，数字化教学资源共享平台的功能模块主要有以下四个模块：用户登录模块、教学资源管理模块、交流互动模块和平台维护模块。如下页图3 所示。这些功能模块之间互相支撑，组成一个灵活便捷、互动共享的教学资源服务平台。

图3 系统的功能模块图

用户登录模块：主要功能是用户（主要是教师和学生） 信息的修改，新用户先进行注册，注册成功后，根据不同的权限查看相应的教学资源。

教学资源管理模块：主要功能是根据权限的不同，教师享有上传、查看、分享、删除和下载资源权限；学生对平台上共享的资源则享有查看、下载和评论的权限。云平台管理员则对平台的资源具有审核、上传、删除和用户共享的权限，同时可以配置用户的权限。

交流互动模块：主要功能是在线提问、在线答疑、教师评价、资源评价。让学生用户和教师用户进行沟通和交流，提升了教育的质量。

平台维护模块：主要功能是对平台系统维护，保持系统的安全和稳定。包括资源维护、用户管理、日志管理和平台通知等功能。

四、平台应用实例

以济源职业技术学院对平台的应用为例，对平台的应用效果进行检测分析。数字化教学资源共享平台在济源职业技术学院的应于还处于初级阶段。系统的应用方案如下。

学校硬件资源：4 台服务器，使用VMware 对资源进行了虚拟化管理。

系统结构为“客户端+应用服务器+数据库”的多级结构，采用B/S 模式管理。系统也能够在Windows、Linux 等操作系统平台上应用。数据库管理系统平台支持如Oracle、SQL Server 等主流数据库管理系统。平台能够达到7×24 小时可用，系统可用率要达到99.99%。

学校租用了500M 带宽，能够满足4000 人同时在线。经过应用测试，和以往的教学资源管理模式相比，基于云计算的数字化教学资源共享平台具有以下优势。

一是节省经费投入。因为对该系统设备的客户端需求很小，所以可以利用学校内现有的设施，而计算机的配置、系统的维护费用以及服务器系统软、硬件的升级都可以由云服务提供商来实现。机器成本低，维修方便。

二是使用方便快捷。将全部教学资源都储存到在云端，教师和学生只要能上网，就能够随时浏览教学资源，给工作和教学提供了很大的便利，

三是资源存储安全可靠。使用云服务器，可以将所有的课程资源都整合到一起，避免了资源重复使用，将全部的教学资源都保存到了云端，不用考虑数据丢失和病毒的入侵，教师和学生使用数据更加安全可靠。

四是提高了资源使用率。教师能够按照自身的需要利用各类教育资源，能够利用各类移动终端设备随时随地实现网络教学。这不但便利了教师的授课任务，还培养了学生的学习兴趣与积极性，增加了资源的利用率。

五、结论

综上所述，将云计算技术运用于高职院校数字化资源建设中，可以降低高职院校数字化资源建设的成本，提高资源利用的效益，有效提升高职院校的教育管理水平，并推动学校传统培训方式的变革，为高职院校进行教育现代化建设创造新的平台，对推进数字化教育具有重要意义。