云计算环境下教学资源的知识管理协作应用

陈毓超　周红春

【摘要】文章分析了高校教学资源管理应用中存在的问题和云计算技术对教学资源管理的影响，探讨建立云计算环境，将知识管理的服务模式应用到高校教学资源的共享应用中，并且提出基于协作的资源共享和知识管理应用流程，提高现有资源的利用率，为高校教学资源协作管理应用提供借鉴。

【关键字】云计算；教学资源；知识管理；应用

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009-8097（2013）06-（2013—04

NMC（新媒体联盟）与ELI（美国高校教育信息化协会开创者）合作发布的《地平线报告（2012年高等教育版）》中指出，未来五年，推动全球高等教育信息化的主要趋势中前三项是：（1）人们期望能够按照自己的意愿在任何时间、任何地点从事工作、学习和研究。（2）我们使用的技术越来越多的基于云计算，我们关于信息技术支持的观念也在去中心化。（3）工作日益协作化，从而引起了学习活动组织方式的变化。从中可见，随时随地学习、云计算和协作已成为全球高等教育信息化发展的主要动力之一。

我们于2000年建立教学资源库，积累了丰富的网络课程和教学资源，2004年升级为教学资源中心，运行至今。教学资源管理与应用常常会受到人员、资源及其相互协作的限制，资源建设还存在着重视初次建设而忽略应用和整合的问题，常导致资源建而不用；资源管理缺乏服务意识，使信息无法有效共享。云计算的发展和知识管理的协作应用则打破了这一限制。云计算的特点决定了教学资源管理和服务模式将发生变化，人员协作变得更加容易，资源可以极大程度的共享，知识的利用、创新和应用成本大幅降低，使用移动终端（如手机、IPAD等）实现协作和共享更为便捷。因此，基于云计算的管理和服务模式引起了广泛的关注。本文探讨建立云计算环境，将知识管理的服务模式应用到高校教学资源的共享应用中，并且提出基于协作的资源共享和知识管理应用流程，提高现有资源的利用率。

一 教学资源管理普遍存在的问题

目前，许多高校在网络教学资源建设上进行着大量有益的探索，取得一些成效，但是还远远不能满足实际教育教学的需求。主要问题表现在：（1）资源分布不均。教学资源多数集中在教师、创造者和管理者手中，无法快速有效地传递给使用者并转换为知识流通。（2）参与面不广，参与度较低。教师和学生的对资源建设应用缺乏积极性，基本上是资源管理者在“吆喝”，教师只管自己的一亩三分地，学生被动完成老师布置的“任务”，造成教学资源建设与应用的脱节。（3）缺乏有效管理环境支持，基于传统的集中管理模式建设的教学资源无法满足资源的全面共享和用户大规模使用的要求。（4）资源管理服务质量有待提升，交互性差。资源管理服务响应慢，用户沟通交流不便是资源建设应用中的普遍问题，也是造成教师、学生不愿使用的主要原因之一。（5）资源更新速度慢，知识创新不够。教学资源要不断更新和补充，才能转化为知识流动起来，才能健康、持续发展。

在对教学资源进行管理应用过程中，我们深刻认识到教学资源的共享和应用不足，因而，构建基于云计算环境的教学资源管理服务平台，将知识管理应用到教学资源建设和管理中，充分利用云计算的优势，使教师、专家和管理员能协同合作，将教学资源管理、上传、评价和发布更新统一起来，为师生提供教学资源的按需服务和协同应用，以加快教学资源的更新共享和有效利用。本文探索新的教学资源管理服务模式，强调让资源转化为知识流动起来，关注过程协作和共建共享，改变传统的教学资源集中式管理方式，利用云计算环境使教学资源在共享和协作过程中转化为知识，形成良性循环。

二 云计算环境对教学资源管理的影响

云计算是一种模式，把无处不在的、方便的、按需分配的网络访问赋予一个共享的、可以配置的计算资源池。这些计算资源只需少量的管理工作和服务提供商的互动就可以快速地分配和释放。该云模型有五个基本特性、三种服务模式和四种部署方式。云计算环境具有以下特点：（1）数据安全可靠；（2）客户端需求低；（3）高灵活度；（4）超大计算能力资源。云计算环境对教学资源管理的影响主要表现在：

1 云计算提高了教学资源数据的可靠性和安全性

传统教学资源平台中的资源大都是集中存储在服务器或本地计算机的硬盘中，容易遭遇黑客攻击或病毒破坏，造成资源无法访问，可靠性不高。云计算采用的是分布式存储，运用数据多副本容错、计算节点同构可换等技术将教学资源以多个数据块形式分散存储在云端节点中，而云端的服务器可以位于任意的，互相隔离的地理位置上。这样即便是云中的某个节点发生错误，也丝毫不影响教学资源的完整性，同时也有利于数据恢复以及阻止网络病毒和黑客对资源的攻击，大大提高了教学资源的可靠性和安全性。

2 云计算提高了教学资源支撑环境的性能和利用率

云计算把大量的服务器组织起来进行统一管理，让多个服务器的计算能力存储在一个公共的计算资源池中，按需调配，对资源起到了负载均衡的作用，从而大大提高了教学资源管理支撑环境的性能。云计算可以从整体资源分配的角度很好的调控计算资源，提高计算机的计算能力，从而改善教学资源支撑环境的整体性能，提高资源利用率。

3 云计算提高了教学资源管理的灵活性和可扩展性

云计算平台提供SaaS、PaaS、laaS三种服务模式，云各服务层之间提供对应接口，允许用户在不同类型的云服务之间进行数据迁移。云平台上的管理软件还可根据用户请求对计算资源进行动态的调控，在云计算环境中，既可以对规律性需求通过事先预测事先分配，也可根据事先设定的规则进行实时调整。弹性的云服务可帮助用户在任意时间得到满足需求的计算资源。提高了系统的扩展性。此种技术特性决定了云计算的动态伸缩性和高扩展性，满足了用户规模不断增加的需求。

4 云计算能满足用户对教学资源管理服务的要求

云计算通过虚拟化技术使云平台下方的基础设备和上方的应用软件相分离，这大大降低了平台对设备依赖程度，使用户能更专注于教学资源内容、平台功能和服务响应等资源管理服务内涵。用户将会更关心资源访问能否及时响应，查询方式是否更全面，查询速度是否更快，交互协作是否更便捷等资源管理应用的服务质量，而云计算的应用架构能很好适应这种资源服务的需求。

5 云计算加强了各方对教学资源管理的参与过程

云是一个公共资源池，用户可以按需获取服务，也可以开放交流和协作。用户根据业务需求，更换适合自己的服务，不需要考虑底层架构设计，从而提高了资源的利用率和重复使用率。采用云服务方式可以使资源建设者、资源管理者、教师、学生各取所需，在云环境下既可专注于自己的领域，又能互相讨论协作，资源使用效率更高。

三 云计算环境下教学资源的知识管理

知识管理作为信息管理发展的新阶段，应用于教学资源的管理之中，有事半功倍之效，更重要的是，知识管理搭配云计算环境管理教学资源，能全面发挥云计算优势，使教学资源“流动”起来，充分发挥出共享知识的作用。

1 云计算环境部署

按云计算架构建立基础层、中间层和显示层，利用知识管理和云计算来优化教学资源管理流程并支持其协作应用。云计算环境部署（如图1）所示，采用四台DELL R710服务器，32G内存搭建虚拟机共享池，通过IP连接iSCSI接口的NAS存储提供存储支持。基础层采用虚拟化技术，除了考虑到虚拟机的资源利用率、易于维护和扩展外，主要是为了适应不同类型的教学资源的开发和安装应用环境，架设虚拟服务器群集，根据需求分为Windows Server环境和Linux Server环境，Windows环境安装IIS和.Net服务，Linux Server则安装Apache和Java服务，PHP环境和数据库根据需求安装，设备资源可以灵活扩展；协作平台基于Microsott SharePointFoundation搭建，而教学资源管理平台整合协作平台为不同种类的教学资源的部署提供资源管理和协作应用服务。

2 知识处理流程

网络资源管理平台通过资源库、资源搜索工具、资源编码工具等平台工具对显性知识进行管理和应用。同时，还能通过资源统计、交流评价、知识挖掘、资源推送等工具促进隐性知识在网络中交流与共享，实现知识管理的目的。应用知识管理技术对教学资源处理分为知识获取、知识组织、知识共享、知识检索、知识评价、知识创新六个步骤。

3 以协作为中心的资源知识管理流程

知识管理是在组织内建立起知识共享与创新的环境，使知识流动起来，形成教学资源转化为知识的良性循环。对于组织而言，要实现资源的共建共享，必须建立促进知识交流的环境和氛围，把教师的经验总结、学生的作品体验、专家点评等都作为知识资源进行管理。通过采取协作交流、讨论评价和计算贡献值等方法，使用户自愿将自己的隐性知识转化成显性知识，实现知识共享。资源管理平台以资源提供者为中心提供服务（如网络存储空间的大小、更多服务和权限等），鼓励教师主动提供知识给别人共享，根据教师在资源管理平台的浏览、讨论、评价等活动计算贡献值以享有更多更好的服务。通过共享与创新，不断地丰富教学资源知识库，最终实现教学资源共建共享和协作应用的循环过程。

四 以网络课件为例基于协作的知识管理流程

本文的网络课件是指能在网络独立运行的课件，主要以HTML编写，其中一些需要ASP、JAVA或者PHP环境，使用数据库通常为ACCESS、SQL Server和MYSQL。以往网络课件开发、发布和管理属于集中式管理，教师需填写大量报表和上交资源光盘，工作瓶颈都压在资源管理员身上，而且由于资源管理平台往往只支持HTML开发的静态网页的网络课件，所以网络课件开发环境的不同造成课件资源安装和移植困难，消耗大量的人力、物力、财力和配置时间，降低了教学资源的应用效率。因此根据网络课件开发、分配服务器空间上传、组织专家评审以及教学资源发布管理的工作流程，考虑到Office软件的普及性，采用微软公司的Windows Azure技术，构建基于云计算环境的教学资源管理和协作平台。Windows AzlJxe是微软基于云计算的操作系统，主要目标是为开发者提供一个平台，帮助开发可运行在云服务器、数据中心、Web和PC上的应用程序。

其中SQL Services提供了数据管理的服务；SharePointServices提供协作服务。在原教学资源管理平台基础上进行二次开发，整合协作平台，既方便专家、教师、学生和管理人员对教学资源的协作管理应用，又能整合已有教学资源，为广大师生提供便捷的网络教学资源协作应用，网络课件开发、修改、管理和更新等一系列服务。整体流程如图2所示。

用户登录时，系统自动分配角色为资源使用者和提供者，拥有1000M空间，按需申请网络教学课件运行环境和更大空间，通过管理员审核后按规则分配所需环境和空间；审核建议与通知在线返回给申请者及其协作开发者。用户可以上传其教学课件并与其协作开发者在线编辑其教学网站，系统会记录其开发、协作和讨论的过程，并将最终结果发布出来。通过云计算和教学资源管理平台可以对教学资源进行知识管理，降低了开发成本，方便沟通和交流，也加快了教学资源的应用和更新流程。

通过部署云计算环境，利用知识管理优化教学资源管理流程，实现对教学资源管理和应用的一站式服务，加快教学资源转变为有效知识的过程。通过在一系列开发管理流程中互相协作来增强教学资源的知识循环和知识创新作用，在云计算环境下运用知识管理和协同工作的新服务模式来管理教学资源，效果明显，见表1。

五 结论

传统的教学资源管理主要集中在管理员方面，教师和其他人员的参与度较少，所以应用效率不高，而采用云计算环境后，由于安装虚拟机系统，可以方便地进行IAAS服务，提供适应各种教学资源的安装应用环境，灵活地增加存储和运行所需的资源环境，使用户体验更顺畅和方便的资源管理服务。

以往的教学资源管理还存在建设、维护和使用脱节的现象，不仅建设消耗大量的人力、物力和财力，而且建好的教学资源使用率不高。采用云计算环境可以充分发挥网络优势，随时随地根据需要调配运行环境所需资源；运用知识管理的方法可以加快将资源转为知识的过程，使协作理念贯穿于教学资源管理应用的全过程，消除信息“孤岛”现象，真正达到教学资源共建、共享和共管的目的，节约教学成本，更好地为教学服务。

本文在云计算环境下应用知识管理模式管理教学资源，效果明显；教学资源的管理和应用更有效率，对用户的服务响应更加迅速，用户体验更好，达到了加快资源流动转化为知识的目的，提高教学资源利用率，希望能为高校教学资源协作管理和应用提供借鉴。