云计算环境下教育资源建设探索
云计算环境下教育资源建设探索 摘要：文章介绍了将云计算技术应用于教育资源建设的 优势，勾勒了一种基于云计算的教育资源及服务平台架构模 型，最后论述了基于云计算的教育资源建设模式。以期为解 决我国目前错乱无序的教育资源建设局面，为实现教育资源 共建共享和可持续发展提供思路。关键词：云计算；
教育资源；
教育资源平台；
教育资源 建设模式 1云计算及我国教育资源建设现状 云计算是一种基于互联网的超级计算模式，是分布式计 算技术、网格计算技术、并行计算技术和虚拟化技术等综合 发展的结果，具有分布式存储和虚拟化管理等优点，是一种 现代创新的、可以使数字资源共享得到较好实现的服务技术。
它不仅代表的是一种技术的革新，更是代表一种新的理念和 服务模式[1]。在云计算环境中，云用户只要通过手机、个 人电脑等终端设备连接到云上，就可以不受时间和地点的限 制直接从云服务中获取自己所需要的资源。云计算具有服务 需求自助化、资源配置动态化以及应用扩展性强等优势。
“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以 随时获取，按需使用，按使用付费，就像生活中使用水和电 一样。目前我国教育资源开发和建设仍然处于一个错乱无序 的局面。教师自身开发制作的教育资源虽然体现了实际教学 需要，但通常很少考虑要遵照相关技术规范和标准，且仅仅供自身教学使用；
教育软件企业开发制作的教育资源同样存 在资源分类和对于元数据的处理不规范，底层技术不统一， 产品兼容性差的问题；
政府部门与各级教育机构对教育资源 建设思路不够开放，缺乏对最先进技术手段的把握和运用。
这些问题的普遍存在不仅不适应教育教学的实际需要，还造 成了资源建设的大量重复与浪费，资源库之间难以实现地区 级乃至国家级的资源共享和互操作。
2将教育资源移到云上的优势 与传统模式相比，基于云计算技术建设数字教育资源具 有以下优势。（1）可以有效突破数字教育资源难以共建共 享的局面云计算技术将通过网络连接的各种数字教育资源 和各种教育资源平台整合在一起，构成一个庞大的资源库， 并对其进行统一监控、管理和调度，这样形成共享的云资源， 有效缓解教育资源分布不均的问题。云计算环境下，用户执 行的操作都是由服务API控制的，云平台会根据用户应用需 要自动增加或者减少相应的资源。（2）有利于提高教学质 量云计算环境下，凭借其完善的基础设施网络和强大的技术 支持力量，用户通过WEB浏览器可以实现方便快捷地在线获 得自己所需的资源，教师也可根据需要建立自己的稳定、可 靠、访问流畅的课程教学平台。利用云计算提供的教育资源 和课程教学平台，方便了师生之间的交流，凸显了学生学习 的主体地位，势必使得师生之间的教与学的质量和效率都得 到相当程度的提升。8电子技术研发ElectronicsR&D(3)有利于学校节省设备购置及系统维护的费用云计算环境下学校 的数字教育资源都存放在云端的服务器，资源通过云服务的 方式呈现给用户，用户只需要支付一定的费用就可以连到云 上获得所需的服务。学校在设备购置和系统维护上投资成本 将大大降低，且有利于避免教育资源平台的重复建设。(4) 为学校数字教育资源提供安全的数据存储中心云计算技术 通过计算机群提供超强运算能力和和海量的资源存储能力。
同时，在云计算中，数据通过冗余存储方式存储在云端服务 器群中，数据存储具有分布式、大吞吐率和高传输的特点。
云平台提供多种安全机制来保障用户的数据和操作安全。用 户通过WebService接口，需要经过安全组件来完成对用户的 认证，使用密钥对策略来保障网络通信和数据操作安全。
3基于云计算的教育资源架构模型 云计算通过网络把大量的虚拟化资源组合成一个庞大 的资源池，为用户提供统一的服务。基于云计算的数字教育 资源平台设计的目标就是采用虚拟化技术，将各类教育资源 及其各种软硬件基础设施封装成一个资源池，实现软硬件资 源的统一管理和调度。图1是基于云计算技术勾勒的一个教 育公共服务平台的蓝图，其中教育资源的建设与应用基本涵 盖了该平台架构模型中的4个层次，底层为分布于各城市的 数据中心，往上是基于各数据中心实现的各教育资源库，再 往上是各类教育应用平台(系统)，最上层为终端应用接入。
图1城市云教育公共服务平台中的教育资源架构模型终端是指用来访问云计算服务的各种软、硬件设备，用户通过这些 终端设备就可以进入教育资源应用平台获取相关服务。应用 平台主要是整合现有优质网络教育资源(主要包括精品课程 网站、各教育资源库)的各类网络教学平台、教育管理平台 以及个性化学习服务平台等，为终端用户提供各种数字学习 的网络应用。资源库依托云基础设施层并支撑上层云应用， 一方面为教育资源平台的开发提供公共服务接口和软件运 行环境；
另一方面也为系统集成与上层应用平台提供核心管 理功能。数据中心主要对应云的基础设施层。云计算基础设 施层是整个云计算体系架构的基础，主要包括服务器群、网 络存储设备等物理资源及其虚拟化资源，采用虚拟化技术实 现对云计算服务进行统一管理和调度，按需为上层提供网络 通信、数据存储和计算服务。
4基于云计算的教育资源建设模式 教育资源的建设模式这里主要分为两个方面的内容:一 是教育资源存取管理与传输共享的建设模式，资源基础设施 的建设完善，可以保证资源的高效存取传输和共建共享，创 造资源利用良好的基础设施环境；
二是对教育资源内容的建 设模式，合理的教育资源内容建设模式，可以实现教育资源 建设的可持续发展，并保证教育资源建设的规范化和高效性。
4.1基于云的教育资源的一体化建设模式关于教育资源的基 础设施环境建设，在云计算环境下，按照图1所示将各类教 育资源存储到云上，充分使用云计算环境提供的基础设施服务(如存储服务、网络访问服务、计算服务等)。目前国内外 教育资源库组织建设一般分为三个层次：一是国家或地区级 教育资源库；
二是学科组织与行业协会建设的教育资源库；
三是各学校自建的教育资源库。云计算环境下的教育资源建 设可以与第一个层次相适应，即基于云的教育资源库建设应 该是国家或地区级的。其主要由国家或地区教育行政部门为 主导建立国家或地区教育资源中心库，其运作模式基本上是 国家财政、地方财政提供大部分运营支持，为各地区各级各 类学校或社会教育机构提供教育资源服务。目前，我国各级 政府高度重视云计算建设与应用，为其发展注入了强大的动 力。目前，中国的云计算市场在政府行业的发展速度已经超 过企业。国内的云计算基础设施建设正处于快速发展时期， 以无锡云计算中心为开端，包括南京、杭州、佛山、东莞等 地已经建立起国家、地区级的云计算中心[2]。这些为云环 境下的教育资源一体化建设模式提供了条件。我们可以充分 利用云计算的优势，高屋建瓴地从大局着眼，利用或建设大 中型城市的云计算中心构建我国教育资源的一体化建设模 式，如图2所示。在这一建设方案中，以省级城市为单位进 行资源的整合，每个省级教育资源中心构成一个相对独立的 系统，省级城市与省级城市之间是对等的系统，以实现更大 范围的资源共享和互换。省级教育资源中心依托一个或多个 云计算数据中心，实际的物理资源都存放在这些在地理位置 上广泛分布的云计算数据中心中，上级资源管理中心只存放它们的元数据信息。这一建设方案真正实现了资源目录信息 及其检索的完全化，既完成了教育资源的汇聚，又分担平衡 了访问负载。可以实现不同(或所有)区域内所有资源有条件 (需要时通过授权控制保护版权和运营收益)充分共享、各区 域资源库新增资源信息自动完全共享的目的，并且非常简单 地与其它地区互连，实现了跨地区的资源自动交流与共享。
对于基于云计算中心的教育资源建设模式的部署和实施可 以分如下两步完成：(1)建设省级(区域)教育资源中心。该 步是关键，要求首先建立该区域的云计算数据中心，并部署 资源管理平台和资源库。为节能减排、避免基础设施重复投 入，要充分利用该区域已建成的云计算数据中心来搭建。为 方便实现全国各个地区的资源共享与交流，各数据中心资源 管理平台可以要求遵循统一标准和规范。(2)建设国家教育 资源中心。国家教育资源中心在各省级教育资源中心的基础 上汇集各区域所用数据中心中的教育资源的元数据信息，是 最高层面的资源管理平台。4.2基于云的教育资源内容建设 的项目管理模式将教育资源置于云上后，不仅解决了优质教 育资源的安全存储与共享问题，也大大改善了广大教师长期 以来因为技术支持和时间精力上的力不从心而勉为其难制 作教育资源的局面。但为了不断充实、更新已有的各类教育 资源库，切实保障各类教育资源的质量，在教育资源的建设 中，有必要引入项目管理模式，将技术手段与人力手段的结 合，构建创新的资源建设统筹管理机制。通过建设项目绩效管理平台，或者把已有的项目绩效管理平台迁移到云上(图1 的应用平台层)，把项目的申报、中检、验收、考核等各个 过程管理起来。省级教育资源管理中心以下发任务的形式， 引导各学校或各教育软件企业按时申报项目、阶段性提交项 目建设进程信息，并组织专家进行评审，加强对项目的全过 程监控，以合理安排项目经费、时间并规划下阶段项目实施 计划[3]。在具体操作上，可以依照如下各个环节完成对项 目的计划、组织、实施和控制。（1）教育资源建设主管部 门(一般是省级教育资源管理中心)根据资源需求门类，确定 某一时间阶段应开发的资源名称、类型和预算经费数量，形 成资源开发立项指南。（2）相关课程主讲教师以项目组的 名义填写立项申请书，报校资源建设专家组评审。教育软件 企业也可以组成项目组参与项目申请，但规定企业项目组成 员必须有相关课程主讲教师参与。教育软件企业的项目申请 书可以直接由省级资源建设专家组评审。（3）学校资源建 设专家组根据申请人的教学水平、知识水平、课题组的人员 构成、资源设计和开发的技术路线、已具备的开发基础和环 境等因素来评定立项项目，学校通过的资源建设立项项目再 报省级资源建设专家组评审。（4）通过省级评审最终获准 立项的资源开发负责人同教育资源建设主管部门签订项目 合同书，明确项目负责人、所在单位和教育资源建设主管部 门的职责和权益，其后划拨部分经费。项目开发者可以是企 业、学科教学小组，可以是教师和企业合作开发(教师主要作为领域专家，参与设计和评价)，也可以是师生共同参与 开发，但必须有一线教师的参与或指导。（5）省级教育资 源建设主管部门根据项目的时间安排组织资源建设专家组 进行中期检查，将检查结果公布并提出相关建议，其后根据 进度情况划拨剩余的经费。（6）资源建设专家组对开发完 毕的资源进行评审验收,提出修改意见。（7）省级教育资源 主管部门对验收合格的教育资源通过资源管理平台上载到 对应的资源库中，并生成与资源对应元数据信息投入使用。
上述基于项目管理的资源开发模式可以高效地建设直接支 持一线教学的优质教育资源，而且这种主要由一线教师参与 的资源建设方式还可以培养教师的信息技术技能及意识，实 现了“课程改革、教师专业发展、资源开发”三位一体的发 展目标[4]。在教育资源的开发过程中，开发者应该依据国 际国内被广泛认可的资源开发规范和标准，实现教育资源内 容的标准化。如我国的“新课程标准”保证了资源建设的方 向性，其他直接与教育资源建设和评价相关的规范和标准有 《基础教育资源建设元数据规范》、《中国网络教育技术标 准》、《教育资源建设技术规范》(CELTS-31)、《教育资源 建设技术规范》(CELTS-41)和《网络课程评价规范》 (CELTS-22)，资源开发只有符合这样的标准才能解决资源类 型划分和资源属性定义各自为战的局面，才能使得各级教育 机构的资源建设和国家的教育资源建设以及商业教育资源 建设能有效地整合起来，放到云上，依托云计算技术，实现教育资源一体化建设模式，进而实现教育资源在云覆盖范围 内的共享和可持续发展。
5结束语 有统计表明，教育机构IT预算的70%花费在IT系统的维 修和保养上，但却没有带来任何竞争优势。而花费在服务上 的只有30%，却帮助教育机构赢得了市场优势。这充分说明 庞大的IT投入和微薄的产出是不一致的。而云计算所遵循的 “即用即付、按需付费”的原则则正好可以使教育机构在IT 领域的投入达到平衡。置于云上的所有这些教育资源可以按 照需求者的需求，进行合理分配、使用和收费。利用云计算 技术能高效地建设、管理和运营各类教育资源，最大限度提 升教育资源的共享程度，解决教育资源分配不均的问题，切 实降低教学成本，促进教学质量的提高。可以说本文论述的 基于云计算技术构建教育公共服务平台和基于云计算技术 搭建教育资源库是教育信息化发展的必然趋势。