基于云计算的北京市高职院校教学资源建设思路

程聪 王巍

只要对教学有帮助，以数字化形式发布在网络上的资源，都称为数字化教学资源，如网络课程、试题库、多媒体素材、电子图书、教学案例、课件、参考文献等。对北京市各高职院校的调查表明，100%的院校已经使用校园网进行教学、办公及科研工作，示范性院校的教室都实现了互联网接入，基础设施不再成为数字资源共享的瓶颈。然而，由于缺乏统筹规划，资源建设由各院校独立建设、彼此隔离封闭，所建设的资源平台只供本校使用，缺乏开放共享、互连互通，作用范围非常有限。

一、校际教学资源平台建立的必要性

十几年来经历跨越式大发展的高职院校，在提升质量、夯实内涵、增强竞争力过程中，教学资源建设正发挥越来越关键的作用。北京市各高职院校已经充分认识到这一工作的重要性，近几年在不断增加经费投入、充实人员配备，甚至院领导牵头组成了资源建设领导小组以推动各项工作。

目前，虽然高职院校数字化教学资源的建设力度不断加大，但整体应用情况并不乐观。由于经费、师资水平及投入力度不一，教学资源显示出“贫富”差距，有的院校建设了上千门课程资源，有的院校只建设了几十门，也有个别院校尚未启动这一工作。

由于缺乏推动资源共享机制和技术平台，教学资源以各院校自建自用为主，并未开放给其他高职院校，以致造成“富者衡富、穷者衡穷”。从技术上看，各高职院校建立的精品课程，由于所用软硬件、编程语言不同，资源平台的兼容性差；服务器大多采用B/S架构，容易造成网络阻塞，使教学资源的获取过程不通畅。此外，大多数高职院校在教学资源建设中面临很多困境：首先是高昂的软件价格和实施费用，其次是与之相配合的硬件开销，还有后期的维护经费。另外由于需求调研的不充分，或是相关部门对业务的片面理解，造成系统的可用性极差，这对于高职院校而言是一个损失。

可见，建立校际间的教学资源共享平台，完善全新的、多元化的校际间教学资源服务体系，推动其共享与均衡使用，已经是北京市高职院校共同期待的一项重要工作。

二、云计算提供校际资源共建的新思路

简单地说，云计算的核心思想，是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是无限扩展的，并且可以随时获取、按需使用、随时扩展、按量付费。从技术上看，它利用分布式存储系统和虚拟化技术，突破硬件限制和北京市壁垒，整合优化分散在各高职院校的教学资源，实现统一管理，供北京市各高职院校广泛共享。

云计算可以提供这样的解决方案：将北京市的几十所高职院校通过云计算建立统一的接口，所有师生通过接口进入教学资源库，获取所需信息，各校也可以将自己的特色资源上传至“云”中，分享给其他同行。

1.大大减少经费投入。各校如果建立教学资源平台，就必须购置相应服务器、课程资源管理系统，少则投入几十万，多则上百万。而在云计算环境下，用户只需要用接入互联网的电脑，按服务方式使用计算、存储、软件等资源，即取即用，按需付费。各高职院校不需要花时间，也不需要购置设备，大大降低软硬件和系统维护费用。

2.建设高度集成化的管理平台。“软件即服务（SaaS）”是云计算的三大服务之一，它基于互联网提供软件服务。云服务建设了一个高度集成化的教学资源管理平台，配备一系列在线的功能服务，由提供商负责所有前期实施和后期维护，高职院校通过互联网直接使用系统，并根据实际需要，从提供商那里租用软件服务（租赁价格通常为“全包”费用，囊括软件许可证费、维护费以及技术支持费）。

基于云计算的高度集成化的教学资源平台，使政府机关、高职院校、研发机构、行业企业、家庭等的虚拟化协作成为可能，从而构建出开放式教育资源管理体系，变革高职院校教学管理模式，在理论上、技术上探索教育教学改革发展的新途径。

3.整合出高质量的教学资源库。资源库建设是教育行业一个长期工程，它以支持教学和科研为目标，由政府牵头全盘规划。遵循统筹安排、各高职院校分工合作、师生务实应用、共享机制创新的基本原则，在现有教学资源基础上，整理并吸收精品课程及国内外优秀资源，基于云计算提供的IT架构技术和服务实现，并不断创新。

云计算环境下的教学资源库，应该具备以下几个基本特征：一是系统运行稳定，具有强大、快捷的资源搜索和查询功能。二是各类教学资源标准统一、分门别类、存储规范。北京市内各高职院校依据本校的优势学科和特色专业，制作分布式的教学资源，并实施模块化的规划设计，将教学资源归类为精品课程、试题库、案例库、音视频库等模块，方便师生编辑、上传和使用。三是采用分布式存储系统，多副本容错，所有资源数据均存放在云端，各高职院校无须保留和备份，在云计算网络的众多集群服务器中，人们不用担心因自己疏忽带来的硬件损坏、数据丢失，或是病毒或黑客入侵带来的信息安全。高职院校把教学资源存储在云计算网络中，就好像把钱存在银行一样安全。四是教学资源管理平台有良好的操作界面，高职院校师生能快捷查询到所需资源，容易操作和管理。五是云计算提供统一的访问入口，用户使用注册后的用户名、密码，在任何时间、任何地点都能获得所需资源，无论是985高职院校还是高职院校，师生均可以通过云计算服务同步共享优质教学资源，高职院校之间的信息交流、资源协作更加密切，降低了建设成本。

三、基于云计算的高职院校教学资源的架构模式

基于云计算构建北京市高职院校教学资源的逻辑模型，即各高职院校以分布式共建、共享教学资源的模式如下图所示。该服务体系有两大关键主体，一是北京市数字化教学资源，另一个是云计算服务平台。

基于云计算建设北京市高职院校教学资源的模式图

1.数字化教学资源。要实现优势资源的互补，首先要在云教学资源委员会的统一协调下，各高职院校根据自身的定位、学科优势，让各院校的专业团队“认领”任务，制作优质教学资源并上传至“云端”。之后，管理人员对上传的资源归类成工学资源、理学资源、文学资源、哲学资源、教育学资源等模块，每类资源库模块都包含授课计划、教案、课件、素材库、试题、常见问题解答等。访问端的用户不必了解教学资源在哪些服务器上，只需要通过联网的终端设备，通过Web浏览器打开服务目录，就可以随时访问各类教学资源。

2.云计算服务平台。云计算服务平台的构建是从基础设施和技术上保障教学资源共建共享，它是高职院校数字教学资源的载体。

其一，基础设施层。架构最底层是基础设施层，包含物理基础设施资源和虚拟基础设施资源。物理层资源沿用各高职院校现有的基础设施，如服务器、存储设备、网络设备等；虚拟资源池层利用虚拟化技术构建的物理资源的整合层，它将大量不同类型的物理资源虚拟化，并将这些高度虚拟化的资源管理起来，组成一个大的资源池，如计算资源池、存储资源池、软件资源池等。

虚拟层位于硬件层之上，它按照用户的服务需求从底层选择硬件资源，形成不同规格的计算资源，即虚拟机。硬件层和虚拟层对应IaaS层，主要提供基本架构的服务，如计算服务、存储服务、网络服务等，但是对用户是透明的。这样可以将不同高校异构的数字化教育资源进行整合，隐藏后台分散的硬件资源，创建协同的工作基础，对外提供统一的服务。

其二，平台层。平台层（PaaS）是高职院校资源云共享模型的核心层。该层主要负责部署和调度各类应用任务，并对云计算的资源进行统一管理，使之能够高效、安全、可靠地运行。平台层由计费管理、任务管理、资源管理、用户管理等模块组成，根据用户需要，这些模块可以灵活部署，按需求定制、扩展或取舍后组合。比如，有些学校的资源对校外用户需要有偿共享时，可以使用监测统计和计费模块。

从技术上看，平台层提供高职院校教学资源开发和使用的环境，也方便技术人员对云服务平台管理和维护。它主要提供公共的平台技术，如统一支撑操作系统、运行平台，对各项应用屏蔽了运行环境差异，用户只需要关心业务逻辑即可。

后台支撑包括统一配置、统一报表等，用户利用相应框架开发后，即可做到统一界面、统一运维；也包括分布式缓存、分布式文件系统、分布式数据库等通用技术，用户通过调用API（Appli⁃cation Programming Interface，应用程序编程接口）来使用这些通用技术。

其三，应用层。应用层（SaaS）是云平台架构中最灵活多变的部分，根据不同应用需求可以开发出不同的接口。它是教学资源云共享模型的功能体现层，用户在此可以获得各类终端服务。该层表达出教学资源共享的主要业务逻辑，如教学资源共享平台、各类在线应用、管理程序等。用户通过中间件系统快速开发个人所需的共享空间，并与他人共享资源。

应用层位于架构最上层，包含由公共API接口、WebSer⁃vice、编程环境等功能组成的应用接口层在内，它是高职院校师生和云服务平台体系的接口。高职院校师生通过交互接口、以Web方式可以得到各种应用服务，注册后即可得到相应权限，用笔记本电脑、手机、Ipad等移动设备随时随地学习。

四、云服务平台保障管理体系

就目前的应用模式看，云计算面向专业和商业的应用较多，普遍应用还存在不少问题，这既有经验、运维能力、观念的原因，也有文化差异影响。但是，任何应用都不可能一推出就完美无瑕，需要边应用、边探索，应用拉动研发。用云计算构建北京市高职院校的共享云网络，同样是不断研究创新的过程，各项工作的完成都必须有配套保障管理机制。

1.成立云教学资源委员会。对于云计算服务，国际IT巨头如微软、IBM、亚马逊等纷纷参与其中，技术上难度并不大。研究教学资源共享的解决方案，更多是文化、观念、商业、法律等方面的问题，应该先成立云教学资源委员会来协商、明确相关事宜。

云教学资源委员会身兼多职，是此项工作的策划者、推动者、设计者和保障者，直接决定了此项工作的成败。其主要成员包括：教育主管部门、信息化主管部门、高职院校教务处、图书馆、高职院校信息中心、数据库企业、云计算服务提供商等。委员会的主要任务是协调各方利益，确定高职院校付费方案及教学资源标准，规范用户获取服务的行为，管理非法用户和各项违规操作。

2.委员会内部职责及分工。服务等级协议（SLA）应明确云服务的类型、服务等级参数、付费情况、服务保障措施等具体事项。由于云计算在线服务模式的特殊性，在SLA中一定要明确双方出现违反SLA条款时的惩罚措施，以便做到有章可循。比如，针对基础设施即服务（IaaS）的SLA参数，就会涉及虚拟机、服务器、用户需求的响应时间；PaaS的SLA参数包括对大规模在线用户的支持数量、接入到平台环境的开发者数量；等等。

委员会内部成员有四种不同的分工：监督指导、资源建设、技术实施、市场推广。开始运营之后，云教学资源委员会需要制定运营章程，负责落实北京市内教学资源规则、调配、建设和管理等制度，实施监督、指导、决策和检查作用；制定切实可行的安全机制，定期做好各类风险评估，维护和更新软硬件及教学资源。委员会指导用户统一规范和标准，对上传的教学资源进行审定、交流、筛选及评价反馈，完成教学资源建设和管理。

技术实施工作大多由企业负责，比如建设服务体系内的基础设施、构建云计算服务平台、设计开发运行环境等。“云计算”的一大特点就是无限扩展，教学资源云的初衷是为北京市内的所有高职院校共享更多、更全、更优质的信息资源，因此，当业务成熟稳定后，委员会有义务将教学资源不断推广到更多的高职院校，服务更多的师生。

从内容上看，除了教学资源，还应该将电子图书不断引入到“云”中，使企业获得更多正当利益的同时，打破高职院校的资源壁垒，实质性提高师生的教学、科研水平，谋求多方互赢的局面。

五、结束语

基于云计算的高职院校教学资源建设方案，可以解决北京市几十所高职院校学习资源分散管理、不能统一调配的大问题，各院校师生通过云平台实现跨校合作，为高职院校间的教学、科研横向合作提供便利，学生也可突破时间、空间的限制，使用互联网享受到北京市内多元化的、丰富的、优质的专业教学资源。