云计算技术在教育资源公共服务平台的应用研究

龙源期刊网云计算技术在教育资源公共服务平台的应用研究作者：武峥来源：《中国电化教育》2018年第02期摘要：近些年来，云计算的使用愈发受到关注，各界专家学者对于这一技术带来的资源使用的巨大便利都进行了大量研究。文章详细分析了云计算在数字教学领域应用，尝试探索了一种基于云计算技术的学习云服务平台，并描述了云计算技术在数字教学领域的可行性和建设模式，也提出了在建设过程中可能出现的问题。研究的目的在于以达到更高的教学水平为目标，是教学资源更加均衡化为导向，以及资源的共建、共享、公用。关键词：云计算;数字教学;应用中图分类号：G434文献标识码：A《国家“十二五”时期文化改革发展规划纲要》明确提出，要通过充分利用网络技术，并使之与传统文化相结合。就是说要丰富教学资源，自主研发、引进优秀资源，着手网络课堂的建设，探索新的网络课堂模式等方面下大力度，做出实际成果。随着国家支持力度不断加大，效果也愈加显著。可见，数字教学、网络教学已成为均衡教育资源，优质资源共享，提高教学质量的重要手段。近几年来，随着云计算技术的不断兴起，并持续投入应用。这样的大环境下，无疑给数字教学的发展，又提供了一股更强大的推动力。在传统的数字资源管理系统中，系统网络经常是只供给机构、学校内部。用户量少，资源也不足。各个教学系统之间缺乏连通性，数据相对闭锁没有交互过程，形成了“信息孤岛”现象，导致教育资源的使用效率极差。所以建设具有云服务的数字教学平台，互通有无，就显得尤为关键。就现有技术背景来看，基于云计算技术发展起来的云储存已是率先应用于各行各业。云储存能够提供安全的、稳定的、高容量、高吞吐量等优质服务，深受广大用户青睐。国内各大互联网巨头在云计算上的发展十分迅猛，一定程度上弥补了国内云计算介入较晚的不足，各种相关的应用更是层出不穷。教育云在国内的研究现在也具有一定基础，但是完整的基于云储存的教育平台仍然很少，并且功能也仍需完善。新版人教数字教材，含有模块同步评测、学业诊断和智能提升等，为用户提供了很多在线服务。随着互联网相关业务及相关服务需求的与日俱增，云计算（CloudComputing）在使用及交付模式上愈发受到重视。其中“云”是一种将抽象概念具象化的比喻，是对于网络的另一种称呼，源于在过往的演示图例中常常习惯将电信网络用云的图标来表示，后来云的意义泛化后也经常用于底层网络和一些具体设施，到现在云已经成为了大数据时代背景下网络的代名词。龙源期刊网教授提出，后来Google、Amazon公布了各自的云计算服务方案，这些都有效推动了云计算的发展。从业务角度来讲，现阶段广为接受的一种定义是：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。企业或开发者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，就可以达到预期的业务效果，极大便利了互联网服务的发展。互联网上的教育资源正处于爆炸性的增长中，但网民在面对大量的教育资源，却出现了“资源饥饿”的现象。从数字教学资源的本身来看，根据区域经济发展水平的不同，数字资源质量出现了較大差异。经济发达地区的数字资源明显优于经济落后地区，这种现象表明了数字教育资源的分配不均衡。其次，数字教育资源往往只是在小范围内自给自足，缺乏一种有效的共享机制。最后，对于数字资源的管理，管理体制缺乏统一规范，使资源有效共享存在一定障碍。从数字教育资源共享的角度来看，各个学校自制的教学精品课、课件库、试题库等等在网上基本都可以下载，可是因为各个学校制作时使用的软件不同、平台不同，导致资源与不同平台的兼容性较差。再者，由于B/S服务器架构集中访问资源的方式，被大多数学校采用，所以容易出现网络堵塞，获取资源不畅的问题。再有，基于数字教育资源的学习，现在依靠的是学生的自我学习督促，相对效果较差。总的来说，之前的数字教学框架是不能满足当下的多元的、需要知识共建、知识共享的需求，那么探索并建设一个全新的数字教学平台便是当务之急。随着数字化教学的不断发展推进，各个学校、平台的数字教学资源都得到了快速的积累和发展。人民教育出版社和华东师范大学在此方面的研究已经得到社会各界的认可。人民教育出版社开发的第二代“人教数字教材”，就以教育学、心理学理论成果为基础，以满足中小学学业需求为导向，以同步评测、学业诊断和智能提升为核心，为学生用户提供了优质的数字资源。华东师范大学则在教育资源云平台上，有多名学者对其架构、技术进行了讨论研究，积累了深厚的理论基础。以数字教育资源整合、共享、持续和实用为目标，笔者对云计算技术在数字教学领域的应用，进行了可行性分析。（一）数字教学资源的整合“整合”的意义在于对于当前分类不够明确，规范不都有效、准确的资源，按照一定的规则顺序进行有机整理、集成。云计算最大的作用之一就在对于资源、信息的整合处理，之后再将其进行共享。在云计算的架构下，各个学校、平台可以根据自身的学科、专业优势，进行联合教育资源的开发，模块化设计。形成统一、优质的精品课程库、课件库、教学案例库、教学音视频库等等。对于现有资源，可以通过云计算平台对资源进行有效整合，形成较大规模的资源储存库，统一为用户输出优质资源。龙源期刊网（二）数字教学资源的共享“共享”是数字教学资源的集中管理，云计算的均衡配置可以在区域内得到有效支持，可以集中分散的数字教学资源，减少教学资源建设的重复率。另外，云计算也可以实现对入口路径的统一访问。该区域教师和学生任何时候、任何地点获得所需的数字教学资源，教师和学生可以使用注册用户名，密码在不同的教学平台进行统一认证。实现更加广泛的平台教学的优秀资源，共享教学资源。（三）数字教学资源的持续“持续”主要反映在资源的开放性上，要求教学资源的在线更新和教学素材的不断增加，也就是指教学资源以及服务扩展性、可维护性。而云计算本身的优势及特点，具有灵活的可扩展性，扩展的虚拟资源相对来说更加简单，所以只要增加网络中的服务器，即只增加设备数量，便可以有效地为教学云平台提供更多的计算资源以及设备储存资源的能力，这样就更加有效地提高了可持续性，系统资源开发能力极大增强。（四）数字资源的落地实用“实用”就是说要让平台用户、资源服务管理变得更加全面化并且系统化，其中包括资源获取功能和资源上传功能、资源检索功能，再加之后台的管理功能。而云计算是具有实用性的，体现在配置基础设施这一方面。受云“管辖”的学校，其使用成本极大降低，尤其是节约了够买服务器的费用，也不需要消耗大量的资金对设备进行维护和管理。至于所有计算和存储都在云中执行。网络终端设备可以随时随地访问云教学资源，既方便用户访问教学资源，又能最大限度地发挥教学效果。（一）模式的管理运营机制建设为了实现教学资源的共用、共建、共享，必须有一套与之对应的管理组织团队。实施建设中搭建平台、统一资源、运营管理的各个机构、单位，必须完善管理机制，健全运营体制，加强各个机构、单位的协调合作，进行统一管理。所以首先就需要建立一个数字教学管理小组。组内人员构成由参与项目的各机构、单位的管理部门主要领导构成。这样的组成结构决定了该小组具有一定的决定权，便于推动数字教学工作和管理工作。根据不同角色的需要，组内成员应分为以下几个子部门：内容资源建设部门、平台建设部门、硬件实施部门、运营规划部门和技术实施部门。内容资源建设部门：组内的人员主要是由资源编辑构建的工作人员以及系统的进行系统管理工作人员组成的，这样设置可以对资源库中各种各样资源的建设和所涉及的管理工作进行实施。换句话说就是按相应的标准和规范，对教学资源进行验证、交流、筛选和评估各类课件、课程的规划工作，网络课程、视频课程、微课程等所有资源的检索选择，使我们的资源库资源变得原来越丰富，质量越来越高。龙源期刊网平台建设部门：主要职责是对数字教学云平台搭建指导工作，使数字教学云平台实现对海量数字教育资源的管理和维护，并且能够对数字教学资源的制作、管理以及分发和服务等进行内容管理。硬件实施部门：主要对教育移动终端的开发工作进行管理。技术实施部门：组内技术人员主要负责服务体系基础设施建设，环境运行设计和后期软件设备及服务器管理维护。（二）模式的逻辑模型构建当下我国多数的中小学校的网络环境，所用的是本地校园网的数字教学素材，然而在学校与学校之间，则是缺乏了统一资源共享和资源制作的标准和统筹规划，资源不互通，系统之间交互性差，以至于学校与学校之间的教学素材交互困难，难以沟通共用。然后，各中小学校所使用的设备都相对陈旧，水平低下，没有进行统一管理。所以，现在的系统条件和网络条件已经远远不足以支撑当下的学生使用，正是出于此原因，在此提出基于云计算建设数字教学资源的逻辑模型，具体架构如图1所示。（三）模式的主要結构搭建1.数字教学资源及其配套服务的构建其建设的目的就是将各中小学校、教学资源网站、教研机构的优质教学资源整合，进行集中的管理和分配。目前更多的资源还是分布在各中小学校、教育资源网站以及教研机构的手中，其主要价值并没有得到有效利用，资源孤岛现象严重。如何能使各个学校之间进行资源打通，有效实现优势互补，使资源的效果达到最好，是当前在各个中小学各自差异化巨大的前提下面临的最大问题，导致各自弱势学科无法有效增强。提高教学质量，是教学平台的最终目标，同时需要对收龙源期刊网集到的教学资源进行数据挖掘，寻找教学资源中隐藏的需求信息，并且落实运维机制，保证平台正常运转。就这一情况，如下模型如图2所示，以此方式来促进各个机构之间的资源互补。在教学资源构建中，在做好师生需求分析的基础上，从各机构单位各自优势的角度出发，编辑创建每个学校有优势的教学素材，审核后经网络上传到云端上与大家共享，各个组织单位都可以使用云平台下载并使用新的平台资源，便于对资源进行整理使用，并且通过学校实际需求，进行具体设计，然后形成上文提出的各个部门，以及各学科的资源库，每类资源库中都有相应的教学资源库。用户在在这个过程中将获得极大便利，他们只需要有一台可以连接网络的设备，便可以轻松地访问他们所需要的所有云端资源。2.云计算服务平台的构建数字教学服务的另一重要组成部分就是云计算服务平台，即从基础设施建设和通过技术手段使资源更加共建共享，它是整个平台能够有效运行的载体。服务平台需要考虑到教学资源建设的因素，两者相辅相成，是不可或缺的。不仅如此，还需要充分地使用我们的资源管理功能，让我们的教学管理团队能够根据目前的设备情况配合各个机构情况，合理的进行资源配置。如下页图3所示主要是表现了构架中的物理层，详细说就是资源层。其中主要的是服务平台，以及服务器、网络设备、储存设备等等物理设备。资源层中的虚拟层，就是通过对教师需求的收集，来为他们提供所需要的教学资源，然后进行虚拟计算。虚拟层和应用层之间的是平台层，能够为元计算的开发和运营提供环境，方便老师和学生开发和使用教学资源。龙源期刊网这样也方便了技术工程师来维护云平台。顶层就是面向用户的应用层，展示各种教学应用，中小学教师和学生云平台的对接接口，用来为各个部分的系统提供所需要的最基本网络服务、云计算的数据服务、存储数据的服务。在云计算中所用到的系统包含各种各样的监管部门，而其中主要负责云平台数据处理的是数据中心基础设施软件。通过其系统管理实现云计算三大服务。云计算服务平台为建设各个学校的中小学教师和学生用户提供了更加优质的教学使用资源。（四）模式的实现机制客户端是为用户提供各种各样的应用，这样做的好处是，不管使用者的角色是教师或者学生，还是用于老师使用或者学生学习，都使得使用设备的价格极大降低，这样可以通过最小的配置来实现最大限度上提高实际教学中的效果。然而，这种方法导致了需要兼容更多的设备类型。在实际情况中，用户设备的使用范围选择将会更多