基于云计算的教育云空间资源共享研究

郭晓梦 李常峰

【摘要】云计算这种新的网络计算模型、一次伟大的IT 技术创新，带领我们进入一个全新的信息化时代——云时代。本文通过对云计算的介绍和对基于云计算的教育云空间资源共享必要性的阐述，表明它将为高校教育信息化提供新的契机，并围绕基于云计算的教育云空间资源共享建设进行了研究与探索。

【关键词】云计算;教育云空间;资源共享

进入21世纪以来，随着信息化技术、计算机网络的迅速发展，信息技术越来越多地融入到人们的学习生活当中，国家在教育领域的改革也在逐步深入。云计算的出现，打开了校园信息化的新纪元。站在新的发展阶段，高校教育的信息化建设面临的任务和问题更加艰巨，当前，基于云计算的教育模式已成为众说纷纭的话题之一，并处于起步阶段。高校办学目标与人才培养模式改革需要这种新的教育模式，高校办学发展趋势将不再是规模的扩展，而是教学质量的提高和突出办学特色。今后的教学方式与人才培养模式也需要与之相适应的现代教学体系来支撑。对教育来说，通过共享优质的教育资源来提升教育的质量是教育成功的重要因素之一。研究探索以云计算技术为基础的教育资源共享模式建设，希望借助云空间教育帮助师生提高学习质量和效率。

一、云计算及其在高校教育中的发展趋势

云计算（Cloud Computing）是分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing） 和网格计算（Grid Computing）等发展的产物。伴随着云计算的不断发展，相关技术也在不断发展，数据存储、数据管理、编程模式等多方面都具有自身独特性，同时云计算也涉及设备架设、改善服务技术、资源管理技术、任务管理技术等众多技术。云服务（Cloud Service）则是云能够提供的服务，通常理解为是将IT相关的能力以服务的方式提供给用户，允许用户在不了解提供服务的技术、没有相关知识以及设备操作能力的情况下，通过Internet获取需要的服务。无线移动与云计算是未来信息通信产业发展的大趋势，必将对各行各业产生影响，引发大融合、大变革，当然也会影响到现代高校的教学模式。“云计算”作为一种新的资源交互和使用模式（通过网络获得写作所需的硬件、平台、软件、知识），可使教师更加快捷传递写作教学信息，使更多的人在“云空间”中处理和保管数据和记录。

目前，各高校以计算机技术为核心的辅助教学平台已得到广泛应用，以学习者为中心的学习环境是网络学习的发展趋势。但随着计算机硬件和软件更新换代，学校不得不付出很大的人力、物力、财力来进行软件的安装与升级、硬件的管理与维护。各高校开发整合本校的教学资源，都用自己的网络设备建构自己的教学平台，这样导致网络资源的重复建设、硬件设施的重复投资、软件平台的重复开发。各教育信息系统间“孤岛信息”严重阻碍了网络教学资源的共建共享，继而影响教育的发展。随着云计算的模式的发展和普及，各学校和教育机构的信息处理逐渐迁移到“云”中。采用云计算技术可帮助高校解决信息化建设中诸如资金不足、网络传输速度、服务器的数据处理能力等因素产生教育信息平台不能满足师生学习的需要、教育信息和资源无法有效共享等问题。使用云计算和虚拟化技术，可将淘汰的或现有的服务器接入云服务中，利用集群技术和分布式技术，将它们整合成能实现大量复杂计算处理功能的数据中心，从而满足校园网、数字校园越来越高的要求;那些网络中心、多媒体教室、网络教室、微机实验室、电子阅览室等的PC机，只要硬件本身还支持继续正常工作，我们就可通过将它们接入互联网，使用云端的各种软件及服务。使用云计算，由于各软件和各种应用均安装在云端，无需多媒体教室、微机实验室的管理人员去维护、更新，云计算增加了硬件的使用期限，提高了资源的利用率，免去了大量维护资源工作，有效地降低了信息化建设中的硬件、软件及人力投资。

云计算构建在互联网环境中，它的目的主要是实现包括计算机硬件资源（如计算机硬件、存储设备、服务器集群等）和软件资源（如各种应用软件和集成开发工具）等资源共享，实现跨校区的教学资源共享和跨时空的师生互动，建成一个功能完整、高效稳定、安全可靠的基于云计算的教学平台。

二、基于云计算的教育云空间资源共享的必要性

（一）可以大大降低资源建设及运作维护的成本

通过对云空间教育资源的建设，可以将绝大部分的计算任务交给云端的服务器去完成，而用户只需简单的终端设备接入互联网就能进行正常的使用。这样就可以为学校节约大量的软、硬件的维护费等资源建设费用，弥补学校资金不足的问题。对教育来说，降低了教育数字资源开发的难度与投资成本，降低了教育数字资源共享模式构建的门槛。

（二）实现不同设备之间的数据共享

由于各高校的网络教学资源均被放置在基于互联网的云端，用户可以轻易地在各种终端之间同步获得数据，并可以随时与人分享，且同时具有良好的开放性和可协作性，实现网络教学资源的共享与共建。极大地丰富了教育数字资源，为用户的利用提供了极大的方便。

（三）强大的计算能力

通过协调与调度，云计算模式可以把数万甚至数百万台普通计算机联合起来提供每秒10万亿次的运算，解决单台计算机根本无法完成的任务。当用户向互联网中的数据中心提交一个服务请求时，云计算模式就会调度成千上万台计算机同时进行数据库的检索和计算，并把最合理的结果提供给用户。

（四）存储容量趋于无限

基于云计算的教育云空间采用严格的中央集权的数据管理模式，能提供安全可靠的数据存储中心。云计算可以为师生提供趋于无限的存储空间，满足科研和学习的需要，同时还避免了师生由于硬件损坏、病毒侵害而造成的数据丢失等情况。

三、基于云计算的教育云空间资源共享的研究与探索

教育云空间资源就是提供教育资源服务的云平台或者服务系统，它是教育资源的管理与整合平台，它对外所提供的服务也即教育资源云服务。教育资源云是一个自治的、自维护的、动态扩展的信息基础架构，以云计算的模式构建和运营，将海量的、动态的、异构的优质教育资源聚集和整合起来，再以云服务的形式为更广泛的用户提供全方位的教育资源服务。

1.教育云空间资源共享的建设基础和存在问题

这几年，政府加强了高校信息化的建设工作，投入了大量资金，改善了信息化硬件条件，提升了信息化教学手段，建设了信息技术队伍，使高校信息化整体水平获得了提升。高校领导也十分重视信息化建设，成立组织并组建队伍，积极开展信息化的推动工作，尤其是在学院管理，精品课程建设，资源库建设等方面做了大量工作，为教育云空间的建设打下了一定的基础。但其中也存在一些亟需改进的问题，一是各高校信息化建设水平参差不齐，缺少统一的资源共享平台;二是现有的教学资源没有进行整合，优质资源开发效率低;三是现有的资源库共享学习的平台功能不完善，没有实现互动学习，造成资源的浪费等等。

2.基于云计算的教育云空间资源共享模式的架构

依据云计算的体系结构及提供的服务功能，可以给出一个基本的教育数字资源共享模式的云框架，主要分为四个层次。第一个是储蓄层，这是整个架构模型里最底层也是最基础的部分，为其他层次提供数据的储存和计算等资源。第二个是基础管理层，主要包含着为底层支持技术的分布式管理系统，在此层面上通过管理配置的更改可以进行灵活自由的服务扩充。第三个是应用接口层，创建于基础设施以及管理层次之上，它主要是面向于应用程序的开发者，将接口层与管理层分离可以有效的实现平台与应用的相对独立和松散耦合，有利于提供通用的接口服务。第四个是客户访问层，在应用接口层之上，该层面是面向广大用户的，主要提供各种用户的应用服务软件。

3.教育云空间资源共享建设的几点建议

一是保证资源库的数据安全。一般来说，髙校数字化教育资源除了可无偿共享的部分以外，同时，还涉及到计费规则和知识产权等一些问题，高校把这些数据资源交付给第三方云计算服务商以后，各高校便失去了对数据资源的控制权，从而增加了资源的安全问题。可以通过教育云空间资源共享的安全保障机制来解决：保证教育资源在互联网上的有效传输来对数字化资源进行加密，通过对云端资源数据库中保存的私有资源和数据进行加密处理来保证数据的安全性。通过建立SSL安全隧道，利用VPN相关技术等多种方式来保证教育资源在互联网上的可靠传输。通过SLA服务水平协议来实现确保用户提供可靠的服务。同时SLA可对云服务提供商进行一定的约束限制，提高服务质量，增加用户对云服务的信心。

二是与现有互联网紧密结合，实现最大范围的共享。利用云计算环境中的动态数据服务，教学人员可以自主、方便地参与教学资源库的建设和整理，从而解决了教学资源库建设和维护中参与面窄的问题。通过教育云空间，用户可以很容易地共享教学资源，并结合自己的实际，对数据资源进行编辑和整理，使之适合自己或他用，而无需考虑自己机器的容量、运算能力及软件环境等。

三是高等教育用户现有信息化资产的迁移。在一定的合作模式下，高等教育用户将自己拥有的存储和计算设施以资产投入形式而成为高等教育云计算服务平台的一部分，自身转变为教育云空间服务的消费者，按需付费使用云空间平台的各种服务。

四是建立综合的强大的资源库管理平台，实现统一管理，增强交互性。由于长期以来资源建设自成体系，各自为政，从而导致大量异构和重复资源的存在。教育云空间实现资源共享，对资源的整合是非常必要的。在云计算环境下，本地的数据资源进行整理封装以后，才能上传到云上，以便于管理和共享。教育云空间资源共享模式需要建立一个统一的基础信息，为实现来自不同服务系统的教育资源整合，提供统一的各项服务。最终通过集中整合的同一平台进行发布资源共享，集中挖掘来加以提高教育云空间资源的利用率。

五是研究者、标准制定者和教育管理者要积极行动起来。教育技术研究者应深入研究教育云空间资源共享的各类方案、重点项目与工程，采用定量实证和定性研究相结合的方法，尽快开展关于教育云空间资源应用成本/效益的研究。标准制定者应尽快研制教育云空间资源服务技术标准，确保未来各类教育云服务之间的数据交换、系统操作、信息安全等有所依据。教育管理者应重点对教育云空间的运营模式、管理机制、经费管理制度等问题进行探索，这也是确保教育云空间资源能真正得以实现共享的重要保证。

4.基于云计算的教育云空间资源共享建设保障

一是各高校领导要高度重视，专门成立教育信息化云空间建设工作领导小组，统一领导，安排部署好各自学校的教育云空间资源共享建设工作，下设办公室负责各项具体工作。二是设立试点学校。试点学校要争取早出成果，推广成功的经验，在试点学校取得初步成果的基础上再进行全面推行，通过精心的组织实施和积极的探索，争取打造校校有平台、人人有空间的环境，并实现所有平台空间的互联互通和共建共享。三是要加强政策和经费保障。建设工作领导小组可以研究制定加快推进高校教育云空间建设的政策措施和评比奖励办法，组织对各试点学校的建设成果进行评审，对成果突出的学校给予一定的经费奖励和支持。各试点高校也要加大经费的投入，以保证各项工作顺利的开展和运行。四是加强资源知识产权保护对教学资源运用数字资源知识产权管理技术加以技术保护，如数字签名技术、访问控制技术、水印技术、入侵检测技术、数据加密技术、CA认证技术等。

参考文献

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作者简介：郭晓梦（1985—），女，山东济南人，助教，济南职业学院电子工程系辅导员。