教育资源区域云共享机制的研究

1 教育资源区域云共享机制的研究 摘要 自国家启动 面向 21 世纪的教育振兴行动计划 农村中小学的 远程教育工程 校校通 班班通 等工程以来 实现教育资源共享 就成为了教育系统电教部门的重点工程之一 文章以云计算技术为 基础 调研了目前教育资源利用情况的现状 阐述了教育资源区域 云共享意义 说明了实现的主要方法和途径 并对云共享在教育领 域的应用前景进行了展望 关键词 云共享 教育资源 1 教育资源利用情况现状及存在问题 1 1 情况现状 长期以来 我国对教育事业高度重视 伴随着综合国力和经济 总量的提升 国家对教育的投入也持续增长 通过多年建设和发展 教育系统信息化建设取得了卓越的成就 教育资源日渐丰富 除常 规的教学资料以外 我们日常接触到还包括门户网站 办公系统 教育装备 职教学籍 教育博客等多种形式的教育资源 云计算作 为一种新兴的研究领域 自 2008 年引入我国后得到众多领域学者的 追捧 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 部分先行的政府机构 企事业单位和教育机构在研究 的基础上构建了独有的政府云 企业云和教育云 尤其是教育云引起 了教育部门的高度重视 1 但是 结合本人多年的电子教学工作经 历及长期的一线调研了解 当前我区 甚至我国大部分地区的云计 2 算教育应用尚处于初级阶段 发展现状受区域经济发展水平和教育程 度的影响 2 大部分学校教育资源利用还停留在自给自足 各自为 战的状态 并没有完全发挥计算机与网络互动和共享的内在潜力 海量的优质教育资源被封存在学校为单位的 信息孤岛 之内 即造 成了资源浪费 又降低了教学效率 1 2 存在问题 1 2 1 教育资源分散 教育信息中心服务器所存储的资源 只是教育局教学资源的一 小部分 属于显性资源 其他尚有大量的资源隐性分散于各个学校 部门和老师们之中 如下图 1 非常不方便部门之间 年级科组之 间以及整个区域内各学校间的分享 交流和创新 1 2 2 教育资源更新成本高 伴随着科学技术的飞速发展 往往要求学校能够为学生提供最 新的教学资源 资源的数据量呈几何曲线性增长 意味着需要更多 的成本 更多的硬件设备投入和更多的机房设备投入 以及运行维 护成本和人力成本的增加 1 2 3 教育资源分布不均匀 师资力量大的学校有着得天独厚的优势 往往能获得更好的资 源 比如试题库 教育视频等 而对于一些学校 由于资金来源 教育水平等限制 往往面临着教学资源不足等状况 造成了教学资 源分布的不平衡 1 2 4 教育资源共享程度低 3 现有各种教育资源之间缺乏有效的互联互通机制 共享性差 协作困难 而且教育资源的数据量很大 占用极大的存储空间 各 学校教学资源的重复建设 致使信息垃圾增长过快 造成存储空间 的浪费 图 1 现有校园网及资源利用架构 2 教育资源区域云共享意义 云共享致力于在更自由的环境中 在更广泛的空间里相互共享 云资源 为更广大的用户提供更多的信息服务 知识服务 利用云 平台的交互教学 大规模直播以及海量课件的不断汇聚 实现各地 区 学校的师生轻松共享 如下图 2 云计算 带来了 集中整合 资源共享 的全新思维模式 3 通过云平台各优势学校和薄弱学校逐 步参与进来的方式 提高城乡之间 地区之间 校校之间展开教学 4 研讨和教学交流的便利性 实现各地区 学校之间教师业务水平的 均衡发展 同时 教育资源云共享机制 可大大提高教育资源的利 用率 有利于减少重复劳动 减轻老师工作量 降低信息资源的成 本 有利于降低能耗 节约能源 促进 低碳社会 的实现 提高国 家信息化建设的工作效率 图 2 教育资源云共享机制架构 3 教育资源区域云共享平台的实现途径 3 1 搭建云计算服务基础 云基础平台通过服务器虚拟化实现 使服务器承担虚拟化宿主 服务器的作用 在使用一台物理服务器时 云计算技术借助服务器 强大的计算能力 构建多个虚拟服务器 而每一个虚拟服务器 从 5 功能 性能和操作方式上 基本等同于传统的单台物理服务器 在 每个虚拟服务器上 再通过客户定制的计算内核和内存 操作系统 应用程序 网络连接和带宽 防火墙设定等选项 云基础平台方便 的把以前的单个物理服务器承担的工作交给了虚拟机来实现 同时 利用云计算技术带来的迁移或者快照等功能 云基础平台能够完成 以前在物理服务器上不可能做到的 对虚拟服务器自身进行实时动 态的管理和备份 因此大大提高了资源利用率 降低了成本 增强 了系统和应用的可用性 提高了系统的灵活性和快速响应 完美的 实现了硬件资源和软件应用系统的整合 3 2 搭建云管理平台 各学校的管理应用系统一般都有很多 如 教务管理系统 办 公自动化管理系统 人力资源管理系统 学生综合管理系统 校车 管理系统等 通过搭建基于云基础平台之上的云管理平台 学校将 实现对硬件资源 各应用系统以及其他相关的数字化资源的智能化 监控 管理和相互协作 云管理平台可以实现虚拟空间智能调配 有效的实现资源的重复 高效利用 因此大大减少了应用系统服务 器的压力 同时也减少了硬件的资金投入 云管理平台与云基础平 台是密不可分的 云管理平台能够让数字化校园的管理员随时随地 的掌控云平台的全面情况 及时诊断各应用系统的计算和网络负载 并通过云平台的运行日志和数据分析发现系统瓶颈从而提高运行质 量 更好的提供基于云计算技术的应用系统服务 3 3 搭建云资源平台 6 创建数据中心资源池 实现教育信息的公共数据库 目前的数 字教育资源是海量的 异构的 面向区域的 4 通过数据的集中存储 与共享管理 形成云资源平台的基本数据库 实现区域内各类信息 系统数据的互连互通 云资源平台将资源管理由分散的硬件整合为 虚拟化的共享资源池 通过虚拟化所有硬件资源 可以提高资源利 用率以及按照应用程序的优先级动态分配资源 云资源平台还包括 了能够在各个应用系统之间共享的数据库 音频 视频 课件 文 本等常见资源 进一步扩大资源平台的内容 从而借助云计算技术 实现云平台中各类应用系统对资源的安全快捷的访问 如教务管理 系统 精品课程管理系统 学籍系统和其他应用程序 另一方面 经过用户自定义后 可将业务规则应用于策略和自动化说明 以确 保用户真正拥有尽可能好的资源分配 大大提高资源利用率和平台 使用的效率 3 4 云资源平台总体框架 云共享型教育资源库建设要以资源共建共享为目的 以创建优 质资源和进行网络教学为核心 面向海量资源处理 集资源管理 资源分布式存储 资源评价为一体的管理平台 实现资源的检索 上传 归档并运用到教学中 实现资源的多级分布式存储 学校加 入共建共享等 平台框架应分为三层 自下而上分别是 系统应用 层 管理层 资源层 5 应用层主要包含信息检索 个性化服务 参考咨询服务 发布门户等内容 管理层是专业资源馆的工作平台 主要包括资源加工 资源管理 资源发布 用户服务等子系统 资 7 源层包含若干类数据库如 专业库 课程库 培训库 素材库 信 息库和学术库等 4 教育资源区域云共享机制前景展望 云共享机制在教育领域中的迁移称之为 教育云 是未来教育 信息化的基础架构 包括了教育信息化所必须的一切硬件计算资源 这些资源经虚拟化之后 向教育机构 教育从业人员和学员提供一 个良好的平台 该平台的作用就是为教育领域提供云服务 从而解 决经济差异导致的 数字鸿沟 技术差异导致的 信息孤岛 知识 更替加速 等问题 教育资源区域云共享 让区域内甚至全球的教育 资源加速向虚拟性 全球性 交互性与开放性方向转变 移动互联 的课堂 泛在的学习资源和社区 以学生为中心的个性化教学必将 逐步颠覆传统的以固定的课堂 固定的老师 固定的课程为主的教 育格局 融合了家庭 学校 社会综合教育特性的社会教育资源云 共享机制 必将对我国未来教育体制改革带来积极而又深远的影响 参考文献 1 张怀南 杨成 我国云计算教育应用的研究综述 J 中国远程教 育 2013 年第 1 期 2 袁磊 程美 刘丹 李在荣 我国云计算教育应用的现状与发展