基于SaaS的高校教学科研资源共享平台的设计

廖汗成

【摘要】高校教学优质科研资源的有效共享,可以实现高校之间的优势互补,提升高校的整体教育教学质量。通过SaaS的介绍及对国内高校资源共享情况的简要分析,提出了可应用SaaS思想的高校教学科研资源共享的应用服务场景,设计了一个高校教学科研资源共享平台的架构,并对各层的功能进行了阐述。希望能为国内教育信息化的进一步拓展,让高校的优势资源得到更加有效的利用,提供一个新的技术选择方案。

【关键词】SaaS;优质资源共享;设计

一 引言

高校的内部资源可以划分为有形资源、无形资源和组织能力三种类型。其中,有形资源包括财务资源和实物资源。实物资源主要指高校开展教学、科研活动所必需的物质性资源,如土地、房产、教学科研设备、图书资料、办公设施等。无形资源主要包含学校声誉、技术资源、社会网络和人力资源等。人力资源是指学校所拥有的师资水平和管理人员的水平[1]。国内外很多学者,用不同的方法对高校的内部资源的有效配置与利用进行了探讨。John F.Ryan通过建立一个多元线性回归模型,提出了高校经费应向教学和科研方面倾斜的资源优化配置策略[2]。Card和Krueger通过个案的研究、Pritehett和Fulmer通过理论阐述进行了高校的内部资源的有效配置与利用的研究[3-5]。Sinuany-Stern等运用DAE方法构建模型,通过评价高校运行效率,对教育资源的优化配置进行了讨论[6]。Breu和Raab则用DAE方法对美国公立大学相对效率进行评价分析[7]。此外,Hooshang Izdai等采用Stochastic Frontier估算法来研究高等教育资源优化配置[8]。胡昭玲通过对国内高校的物力资源的调查分析,对各类教学资源的重要性进行了评价,提出实现高校教学资源的共享,促进高校教学资源的优化配置和有效利用的对策建议[9]。邵争艳通过对国内区域高等教育资源的分析研究,提出了区域高等教育资源配置的评价体系[10]。吴少新用经济理论,探讨了国内高校资源的扩张机制[11]。更多的文献则是从技术角度对使高校内部的教学科研、图书情报等知识资源得到充分利用和共享的校园网的建设、开发、管理和安全使用等方面提出了各种解决方案和应用技术[12-20],极大地促进了校园网在各高校的应用。然而,对除图书情报资源外,如何使各高校的内部资源能被其他高校利用的问题,研究文献并不多见。1999年TCC(Timecruiser Computing Corporation)率先在美国教育市场推出的,向美国大专院校提供超过7000门课程,在第一年就有30%以上的课程被1500名专职或兼职教师采用的基于SaaS服务的教育企业级门户Campus Cruiser 。为高校教学科研资源的共享,提供了一个新的解决思路。

本文通过对国内各层次高校校园网建设应用及高校资源共享情况的简要分析,根据SaaS的思想,设计了一个高校教学科研资源共享平台的架构,希望能为国内教育信息化的进一步拓展,让高校的优势资源得到更加有效的利用,提供一个新的技术选择方案。

二 SaaS简介

大多数学者认为,SaaS软件是一种主机部署,通过Internet存取的软件。SaaS软件的基本形式表现为:应用软件统一部署在SaaS 提供商的服务器上,软件用户无需买软件许可,而可以根据实际需求,以租用的方式,通过互联网向提供商订购所需的应用软件服务,按照订购服务的种类、用户数量或租用时间向提供商支付费用,并通过互联网获得提供商的服务。

SaaS 与传统软件许可证模式存在较大的不同。

在传统的软件许可证模式下,用户要部署一个信息系统,必须预先投入大量投资用于硬件、定制软件(包括系统软件)、配备专业的维护人员等。费用的投入结构,如图1所示。

图1 传统的软件商业模式下用户软件系统的投入结构

在SaaS模式下,用户仅需支付少量的计算机及网络设备的费用,不再购买软件,而改用向SaaS提供商租用基于Web的软件功能,通过互联网便可以享受到相应的硬件、软件和维护服务,享有软件使用权和不断升级。降低了购买、构建和维护基础设施和应用程序的成本。如图2所示。

图2 SaaS模式下用户软件系统的投入结构

在微软看来,SaaS按照成熟度可以分成4个级别[21]。

第一个级别就是定制的SaaS。这种模式从成熟度上看基本上就是ASP的模式。不同的客户公司在自己的主机空间上运行为自己定制的应用软件;第二级的是可配置型SaaS。这种模式下,所有应用实例都使用相同的软件代码,供应商提供详细的配置选择和足够的硬件和存储资源,为不同的客户(或用户)分别提供应用系统彼此完全隔离的主机服务。同时,大幅降低了SaaS供应商对应用的升级和维护工作量;第三级是可配置性与多用户效率的SaaS。供应商借助单个应用软件来满足不同客户的需求,多个用户共享一套应用系统。在满足可配置特性的同时,通过授权和安全措施确保不同客户公司的数据被相互分隔开;第四级则是可扩展性、可配置性与多用户效率的SaaS。负载平衡的服务器集群技术是其中关键,供应商据此为不同客户运行相同的应用系统,客户的数据彼此分开。可配置特性可轻松适应大规模客户的需要,在无需对应用进行额外架构设计的情况下根据需求灵活地增减后端服务器的数量。

三 基于SaaS的高校资源共享平台的设计

各个层次的大学各有其特色课程、资源配备甚至学科优势,大学之间存在着“比较优势”,利用外校的优质富余资源,高校之间形成教学科研共同体,优势互补、资源共享,根据学校各自的特点制定学科的发展战略规划,促进学校的可持续发展,从而提升高校的整体教育质量。满足在数量增长、个性彰显的大学生的需要。

1 校园网资源共享存在的问题。

我国高等教育封闭式办学的传统制约着高校资源的共享。各高校的教学科研资源局限在高校的校园网内部,仅在网内流动,形成了“资源孤岛”、“应用孤岛”和“信息孤岛”,影响了高校优秀教学和科研资源的校际间的流动和有效利用。从技术上看,一方面是由于软件之间数据的兼容问题,各软件产品之间不能实现数据共享;另一方面是由于软件产品本身的质量、软件厂商之间的产品壁垒。

从观念上看,高校别具特色的校园文化和社会心理上的隔阂也使高校的资源共享产生了困难。很多高校担心因为优质资源共享而失去自己的办学特色,从而削弱自己的竞争力,甚至会丧失自己的品牌。造成包括国家投入巨资立项建设在内的优质资源得不到推广应用,制约了教育信息的使用和效用的发挥。

随着现代教育改革的发展和计算机在教学各个环节的不断应用,教学方法,教学手段和教学工具出现了重大的革新,除拥有丰富教学和科研资源的的985和211高校之外的普通高校及其他各类高等教育机构,采用多种手段和形式,用较低的成本获得各类高校丰富而优质的教学和科研资源,提高教学质量,推动学科建设的发展的要求越来越强烈。

2 教学科研资源共享的范畴

要推进教学科研资源的共享,首先要考虑的就是哪些资源可以纳入共享的范畴,即共享的内容。根据高校教学和科研的实际需求及高校管理和安全的现状,我们认为,教学科研中以下几种资源,可应用SaaS服务。如图3所示。

图3 可共享的高校教学和科研资源SaaS服务

精品课程教案、课件等的课程资源包括:教学大纲、实验、案例库、教案、教学课件和教学素材、教师教学指导资料等。面向所有高校教师和学生开放,改变课程资源被某些学校甚至是某位教师垄断的现象,引入课程竞争机制,推动课程教学内容、方法和手段的改革,提高课程质量。

在线考试及个性化题库高校可根据具体情况,生成个性化的题库。学生能随时通过校园网,按照教师的建议或各自的计划对所学知识进行自我测验,使学习效率得到很大提高;同时减轻了教师出题、改卷的工作量,更好地对学生的学习情况进行动态管理和客观的综合评价,提高工作效率;使考试更趋于公证、客观,更加激发学生的学习兴趣。

学科及文献数据库现代科研理念最重要的是信息与资源共享,利用网络跟国内、外的同行进行交流,通过相互渗透和借鉴思维方式等无形资源,从而使不同学科联合起来,促进学术交流、形成团队,优势整合,开展良性竞争,从而寻求更大的发展空间。改变早期的以馆际互借为主要标志的资源共享方式和以小型、封闭的课题组为单位高校科研的基层组织模式,将其他高校图书馆的馆藏作为本馆藏书的延伸,为高校师生提供更多更好的信息服务,真正实现文献资源的共享,提高整个高校教学和科学研究中的信息资源保障能力。

师资管理面对大规模发展高等教育的要求及由此带来的各高校学科、专业调整的问题,师资队伍短缺的现象越来越严重。通过人力资源共享的形式来改变学校教师结构,充分发挥各校名师的优势,引入新颖的教学思想、教学方法等隐性教学资源,使好老师成为更多学生的共同财富。

网上模拟试验构建实验教学和实验室管理信息平台,形成一个高效的实验设备共享机制。用户可以在任何时间、地点通过网络进行实验,从而实现在不同的实验室、学校之间的科研设备共享。

3 基于SaaS高校教学科研资源共享平台的设计

教育信息量的不断增多,使各级各类高校和教育管理部门对教育信息计算机管理和教育信息服务提出了越来越高的要求。尽管校园网信息系统已经发展到了校际互联、国际互联、静态资源共享、动态信息发布、远程教学和协作工作的阶段,但是由于校园网技术的局限性,使得高校资源共享的程度仍不尽如意。我们依据SaaS的理念,借鉴微软的SaaS软件成熟度的思想,设计了一个高校资源共享平台,如图4所示。希望高校能在包括:跨校选课、互开辅修专业、第二专业、师资、职业技能鉴定中心、实践教学资源、重点学科、重点实验室、工程中心、图书及文献检索数据库等教学科研资源实现共享。

图4 基于SaaS的高校教学科研资源共享平台架构

服务传输层,利用SOAP协议,通过Web Service技术,在XML的支持下,保证信息的准确解析和传递。通过服务包装调度,根据不同层次的高校的具体情况,高校用户可通过参数应用(Parametric applications)、自定制控件和连接器(Connector)等技术,对应用程序进行扩展,集成个性化需求服务,形成满足用户需求的应用服务;对SaaS应用系统的多租户同时在线运行,进行负载平衡,满足及时响应用户的要求。并对所有用户的UI 和应用数据通过授权或其他安全策略等方式进行隔离。

服务技术层,通过服务描述、服务发现、服务谈判、服务传输、服务合成等协议或功能,将软件厂商(或高校)提供的SaaS应用,和各高校用户紧密联系起来。

与ASP的软件服务部署方式不同,SaaS的软件服务可安装在包括服务提供商或ISVs的位于Internet上的服务器,也可在高校的服务器上,通过Web Service或API与服务技术层联系起来。

数据及服务管理层,采用共享数据库,隔离数据架构的方式,即所有用户的数据分别存储在同一套数据库中的不同的数据表集中,每个用户拥有不同的数据模型,保证用户数据安全。与ASP平台管理系统相类似,对整个系统进行管理。

SaaS平台平台管理,主要作用是完成资源搜索、评估和选择应用资源,对用户需求和服务资源进行优化配置;实时度量和收集网络、系统、应用可靠性、用户操作日志等数据;提供服务使用计费标准;提供在线支持服务等。

从高校用户的角度看,根据实际需求,通过互联网向IT厂商租用所需的各种应用软件(功能),按租用服务的多少或使用时间的长短向厂商支付费用,并通过互联网获得厂商提供的服务器硬件设施及软件升级、维护等服务,降低了高校信息化建设先期投入,减少了日常的维护、员工的培训、IT专业人员的聘用等费用。高校用户按需定购,可以根据高校发展的变化,自由选择调整所使用的服务内容,具有很强的伸缩性和扩展性。SaaS服务提供商通过Web,7*24全天候为各地的高校用户提供软件服务和咨询指导;及时根据用户的反馈信息,对SaaS应用产品进行升级,满足用户个性化需求。用户可灵活启用和暂停SaaS服务,服务的收费方式风险小。是大多数信息化建设资金、技术不足的普通高校推进教育信息化建设的一种可选之路。

四 其他应用问题的讨论

大学教学资源共享具有较好的发展前景,但由于各校产权制度和归属、办学层次和类型、学科结构和水平、教学管理制度和平台等的差异,除了技术上的保证之外,还需要在如下几方面,进行改进。

1 政策导向与领导协调机制

高等教育政策应鼓励学校之间的合作,引导各高校根据实际情况,利用教学资源共享降低办学成本、提高办学效益。采取有力措施,消除阻碍共享的政策壁垒,营造有利教学资源共享的宽松环境。

建立领导协调机制,制订有关教学资源共享的方案,具体组织各校的协作,发布教学资源共享的信息,检查监督各校共享的进展情况,协调各校的利益,及时讨论解决教学资源共享中存在的问题。

2 资源共享的标准化

没有统一的标准,优质资源的共享将无从做起。因此应从共享的需求出发,尽快整合、建立和完善相应的国家标准,构建完整的标准体系,这样才能使各高校优质资源共享平台的开放工作更具规范化、科学化、程序化,从根本上保证教学和服务的质量。

3 资源共享的利益均沾机制

优质资源的稀缺性,是制约资源共享的重要原因之一。优质资源的有偿使用是当前促进资源共享的关键。因此,在制订各种资源共享办法、规定时,要充分考虑参与共享各方面的利益,坚持利益均沾,提高建设优质教学资源的积极性,促进优质资源建设的可持续发展。

五 结论

在高校信息化建设过程中, 信息化工作的焦点已经不再是技术是否先进,而是逐渐转移到如何对信息技术资源,包括IT基础设施、各项IT 应用、IT人力资源等, 进行有效的规划、组织、协调和控制, 实现IT资源的充分、合理、有效利用。本文设计的基于SaaS的高校教学科研资源共享平台,为有效利用高校的优质资源和教育信息化的建设提供了提供一个自由的、灵活的、开放的、廉价的、相互提升的资源整合平台。拓展了现实校园的时间和空间,为高校师生及时了解和掌握学校的专业设置和学科建设情况提供了物质基础,使师生交流与协同更加方便,提高了高校管理水平和工作效率,降低教学和管理成本。

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Design of University Teaching & Research Resource-Sharing Platform Architecture Based on SaaS

LIAO Han-cheng

(School Of Software, JiangXi University of Finance & Economics, NanChang, JiangXi ,330013 ,China)

Abstract: High quality universities teaching & research resources sharing could help realizing the complementary advantages between all levels universities and promoting higher education quality. After the introduction of SaaS and summary analysis of domestic university resource-sharing, some teaching & research resource-sharing applied scenes are put forward and an university teaching & research resource sharing platform architecture is designed, and then each layer function of the architecture is elaborated. The new technology option is provided, and it is hoped to contribute to the development further of domestic education informationization and more effective utilization of high quality universities teaching & research resources.

Keywords: SaaS; Resource-sharing; Architecture Design