基于云计算的职业教育资源库构建

2023-11-29江苏联合职业技术学院常州刘国钧分院殷存举邵小兰

数字技术与应用 2023年11期

江苏联合职业技术学院常州刘国钧分院殷存举邵小兰

职业教育资源库的建设使客户能够突破时间和空间的在线连接，各个学校、单位和个人都可以作为数字化资源的提供者。有效整合各单位和个人的数字化教学资源，可以很大程度上解决教育资源不均衡问题，使优质职业教育资源在更广的范围中实现共享，促进职业教育均衡发展。本文基于云计算技术，分析了职业教育资源库的总体设计、框架设计、模块设计、流程设计以及资源库的功能清单等，以期对职业教育资源库的建设提供一些有益参考。

1 基于云计算的职业教育资源库总体设计

云计算职业教育资源库资源分配是指依靠云计算技术，将各种资源整合到一起，形成资源池，资源将以任务的形式组成云，然后再用云给用户提供所需的资源服务。职业教育资源分配是开放的，可以通过云计算实现资源共享[1]。而资源分配为用户提供了一种按需服务的新模式，以便更好地支持教学研究、科学研究以和社会性需求的任务。

（1）设计考虑开放性。对于用户来说，云计算的职业教育资源分配是开放性的，向所有用户开放，用户可以在任何地点、任何时间接入网络访问云计算的高等职业教育资源分配，同时，可以灵活地满足不同的用户需求；另外，还可以根据应用的需要，动态地扩充接入云计算的高等职业教育分配的资源。（2）设计考虑资源性。云计算的资源库将所有的资源聚集在一起，形成一个庞大的资源，这些资源共享在互联网中，用户只需要向系统提交自己的需求，资源库平台就可以自动返回相应的资源，这些资源对用户来说是透明的，不用考虑其物理存储位置。（3）设计考虑共享性。资源库中的资源是为所有用户共享的，而用户的需求不管是资源的内容上，还是从访问的时间段上，都是不断变化的，为了适应这些变化需求，资源库平台以分时模式向用户提供服务，既满足了用户的需求，也提高了资源的利用率。

2 基于云计算的职业教育资源库框架设计

（1）物理虚拟层。物理虚拟层主要由主机、服务器、存储器、网络硬件等各种物理设备构成，聚合了大量的数据资源，这些数据资源形成一个巨大的资源池，资源池还可以根据实际需求动态扩展，从而为应用服务层提供资源支撑。（2）资源平台层。资源平台层是系统模型的核心，连接了系统中的上下层资源，使资源的传输和共享更为便捷。主要由资源管理器、任务管理器和资源分配器三部分组成，向下和物理虚拟层相连接，动态地聚合系统中的资源，向上为用户提供应用服务[2]。其中，资源管理器负责资源的分析、划分及资源的运行状态监控；资源分配器根据资源分配策略负责任务队列所需资源的分配；任务管理器主要负责任务的分析、分制及估计任务执行时间。（3）应用服务层。应用服务层位于最上层，主要功能是为用户提供相应的接口。用户可以通过应用服务层提供的接口，随时、随地接入应用服务层，访问所需的服务资源。用户包含了教师、学生、管理人员和具有访问权限的社会研究人员等。

3 基于云计算的职业教育资源库模块设计

（1）网络课程模块。该平台面向所有学习者提供所需的各种海量优质网络课程，让使用者可以自由选择所需的或者感兴趣的课程，课程均由各专业精英教师讲授，授课方式包括视频精讲以及一对多直播强化。视频精讲是面向全体访问者提前录制好的；一对多直播强化是在特定的时间点采用直播的方式对所建设课程资源进行汇总及提炼。（2）教学资源模块。该模块依托传统教学模式开发，配合教材打造，分为课程资源、作业、小测验及资料多个部分，使用者通过访问该界面可进行灵活系统的知识体系的学习。每门课程的每一课时都包含了系统的基础知识和基础操作部分，通过微课视频的形式呈现给学生，帮助学生打好基础，为实践应用和掌握实战技能做准备。这个模块着重以微课视频为主，每一视频各自独立又前后连贯，视频中包含的知识内容精炼明确，有助于学生明确知识点和学习目标。视频通过后期处理，增加注释、关键知识点的放大特写以进一步突出知识要点，对于实操演示视频，带有标号的步骤描述和关键操作特写，让学生更好地掌握课堂知识。（3）软件工具模块。该模块主要给使用者提供相应课程的软件使用工具，例如，高级办公软件的OFFICE，学美工需要用到的PS等，另外根据每个专业建设的不同还可以增加实训软件平台等[3]。（4）互动反馈模块。使用获取一定基础认知后，通过真实情景下的权威案例分析、讨论，直接切入知识点，通过启发式地互动锻炼学生面对现实业务的决策能力，提升解决实际问题的能力。另外，每一课程在课后均应提供与当前课程主题对应的实践内容，其实践内容应包括随堂练习和课程实训两种。随堂练习精选与核心知识点相关的题目，包含选择、判断、简答和简析等多种题型，检验学生对基础知识的学习效果，帮助学生及时巩固、查漏补缺；课程实训提供实训相关的资料，如实训说明、操作说明、实训内容和实训数据等，学生根据具体的实训要求和实训指导进行实训，从而加强学生对知识的应用、实践技能的锻炼，培养学生的创业、就业能力。

4 云计算职业教育资源库资源分配设计

基于云计算的职业教育资源分配的详细结构如图1所示，引入任务分割、资源划分策略以及资源分配策略来实现资源的规范化统一管理分配，以资源池的形式来执行任务或提供服务资源，将任务及资源分别聚合起来，用户无须关心资源的位置，资源无须知道所完成的任务以及所对应的具体用户，只需要按要求执行任务池中的任务，直至执行完所有的任务[4]。

图1 云计算职业教育资源库资源分配Fig.1 Resource allocation of cloud computing vocational education resource library

任务管理器、资源管理器以及资源分配器三者协同实现运行的管理。具体过程如下：

（1）任务管理器。主要负责处理用户提交的任务，在收到用户的请求以后，先进行任务分析，按照任务的优先级和时间需求插入原有的任务队列，再按照任务的执行特点和功能特点将任务分解成一个个原子任务，最后，对原子任务进行编码，最终形成任务池。（2）资源管理器。主要功能是负责设备资源的接入管理，当接入物理设备后，先根据该资源是否虚拟化再进行分为物理资源与虚拟资源两类；然后，依照功能属性，将资源组成能够执行不同任务的功能资源池，且每个功能资源池由若干个功能相近的物理资源节点或者若干个功能相近的虚拟机资源节点组成；最后，将这些资源节点进行功能等级编码，形成能够满足用户需求的资源池。（3）资源分配器。主要任务是负责资源池中资源的分配和任务池中任务的分配，实现资源与任务的最佳匹配映射。同时，资源分配器具有资源检测功能与任务检测功能，对资源的调用及任务的执行进行全生命周期过程的管理。当任务执行完成以后，将信息反馈给用户，同时释放该任务所占用的资源。

对于用户来说，只要拥有相应的访问权限，就可以通过电脑、智能手机等终端设备接入资源管理平台，来访问各种资源，完成相应的科研以及学习活动。对于资源来说，可以是高性能的服务器、专有性能的计算设备以及服务集群等，可用来执行用户提交的任务，同时，当系统升级或更新时，还可以作为新的资源节点接入管理平台。对于管理员来说，可以管理所有的用户，设定用户权限、设定分配策略等，以提高用户提交任务的响应速率和提高资源的有效利用率。

5 云计算职业教育资源库流程设计

在基于云计算的职业教育资源分配中，用户从提交任务到任务执行结束的流程共有如下几个步骤：

（1）用户利用网络来提交需求请求；（2）任务管理器接收任务，进行功能分析后，将任务插入到任务池的任务队列中；（3）根据任务的特点，对任务进行拆分；（4）把拆分后的任务进行优先级编码，形成原子任务序列；（5）资源分配器选择合适的资源池与执行任务的物理机或虚拟机，进行资源分配；（6）执行原子任务序列中的任务；（7）任务完成。