基于云服务的广西开放大学教学资源共享平台建设

向俊 邓明

[摘 要]依托云服务平台为广西开放大学远程教育教学资源的共享应用提供稳定可靠的服务，是广西开放大学远程教育教学资源建设的重要组成部分。远程教育教学资源云服务平台的搭建，主要利用云计算的虚拟化技术和移动信息技术，把广西开放大学远程教学视频、音频、文档以及在线学习平台等各类教学资源统一接入和管理，利用阿里云基础网络，以云服务的形式为广西远程教育系统的教师、学生和各行业培训学员提供远程教育信息资源共享服务，搭建了以“云计算”为核心的“广西远程教育数字化信息”云服务平台。

[关键词]云服务;远程教学资源;广西开放大学;教学资源共享

[中图分类号]G434 [文献标识码]A [文章编号]1008-7656（2021）03-0022-05

引言

数字化教学资源的开发设计是实现教育信息化的重要环节，随着大数据技术、虚拟现实技术和移动信息技术的发展，优质数字化教学资源在建设过程中需要注意数据容量庞大、资源相关性、共享机制和方式要满足实际需求等问题。云计算作为一种模拟计算模式，主要以动态可延展性的服务方式利用资源，将网络中各种类型资源汇集到云平台上一同工作，是一种以提供对外访问业务和存储功能为主的服务方式[1]。广西开放大学要加強内涵建设，提高办学质量，不断提升服务广西经济社会发展的能力和水平。因此，建设和完善广西开放大学远程教育教学资源及共享服务体系，是办好开放大学的一项重要任务。

一、远程教育教学资源云服务概览

（一）云服务及其特点

云服务将软件、硬件、数据等计算资源从本地迁移至云端， 用户随时随地通过成本较低的客户端连接到处于云端的功能强大的软件、硬件和数据资源， 云服务主要目的是实现客户端计算成本和云端利益的优化[2]，其主要特点：（1）具有超大规模的资源数量、存储和计算能力;（2）虚拟化;（3）通用性;（4）轻松实现数据共享;（5）高可扩展性;（6）可按需购买资源池服务。教育云服务是根据用户需求提供服务，帮助教育用户完成在线教学、在线学习、科研、管理和社交需求，实现教育信息发布、教学资源获取、开展教学活动、统计分析教育信息及数据[3]。

（二）国内云服务发展现状

2009年，云计算服务逐渐在我国发展起来，主要有垂直行业、大型企业、城市及公共服务、电信和互联网所提供的云计算服务。市场上主要云服务产品有阿里云、电信云、移动云、联通云、金山云、腾讯云、华为云等。为政府和机构、社会发展建设、重点企业行业、个人与家庭等提供IaaS、SaaS到PaaS等不同类型的信息化、智能化服务。2019年，国内云服务市场规模超过300亿美元，在未来5年这个规模会达到目前的3倍。但与全球相比，还有差距，主要体现在国内云服务基础设施投资占比为46.8%，但产生的投资效益只占53.2%[4]，由于目前国内在云服务上还处于投资建设阶段，投资和收益比并不高，市场规模还没有进一步激发起来。根据IDC 2020年一季度调研数据，受疫情影响，企业云服务策略有所转变，特别是数据共享应用方面，计划转向公有云的企业大约有48%，其中28%的企业计划全部转向公有云以便获得更便捷的数据共享服务，到第二季度企业对公有云服务的投资增长49%，但IT基础设施的投资下降9%。由此可见，未来数年，我国公有云服务市场的增长态势是乐观的。学者宁宁构建了高校数字教育资源云共享模式，并从校内云共享模式、校校云共享模式和校社云共享模式提出了高校数字化教育资源云共享模式框架模型和逻辑方案[5]。

二、远程教学资源共享机制的建设探索

（一）建立专职机构，落实教学资源建设

2014年6月，广西广播电视大学决定将教学资源与技术中心分设为教育技术中心和教学资源中心。从2014年至2019年，教学资源中心主要负责学校教学数字化教学资源的规划、建设、推广与应用，制定数字化教学资源制作流程与技术标准，制定网络课程设计规范，对数字化学习资源、网络课程资源进行审核与评估，对网络教学管理系统进行规划、建设、维护，提供在线学习技术支持服务，确立了远程开放教育网络课程教学资源共享管理模式。

（二）制定统一的教学资源规范和技术标准

统一的教学资源规范和技术标准是实现优质网络教学资源共享的重要前提。教学资源中心要求学校开发建设的网络教学资源遵循统一的标识和技术规范。根据《教育资源建设技术规范CELTS-41》《基础教育教学资源元数据规范CELTS-42》《教育部精品视频公开课拍摄制作技术标准》《国家开放大学网络核心课程建设指南》等技术标准和规范，制定了《广西广播电视大学教学资源规范与技术标准》和《广西广播电视大学教学资源规范与技术标准（V1.2版）》，为广西开放大学远程教育教学资源开发建设提供质量保证。

（三）整体设计远程教学资源技术方案

网络教学资源开发技术和整体设计方案随着信息化技术的发展呈现出多样性和多元化方向。多媒体的呈现形式，使得远程教学资源的种类更加多样性，更好满足开放教育学生的个性化学习需求。学校为更好地开发和设计远程教学资源管理平台，与专业公司合作，教学资源中心提出具体的需求，使用不同技术手段，借助阿里云服务，设计适合广西开放教育和终身教育教学资源模式，开发了广西开放大学数字化资源库、桂知网、慕课系统和统一身份认证系统等各类工具和平台，为学校远程教学资源共享应用提供了技术保障。

（四）建立远程教学资源共享机制

学校开放教育教学资源大部分存放在数字化资源库中，教师或者管理员对教学资源共享时，可通过不同的版权或者不同的公开范围来选择共享方式或者对象。实现了教学资源个性化共享，确保了学校教师的权益，为远程教学资源共享提供了保障。

三、远程教学资源共享平台的设计与实现

实现远程教学资源的共享，教学资源是基础，平台是关键。根据广西开放大学开展远程教育的实际情况，以实现教学资源共享为基本要求，委托第三方开发公司开发了基于云服务的广西开放大学数字化学习资源库、广西社区教育学习平台、广西开放大学慕课学习平台、教务管理平台、统一身份认证管理系统，主要实现了学生在线学习、选课、教学资源管理、教务管理和资源云服务等功能。云教学资源共享平台主要由教学系统、教务管理系统和教学资源库三大部分组成。

（一）云教学资源共享平台的教务管理系统

教学系统包括互动讨论模块、教学辅导答疑模块、教学资料库、教学计划、教学直播模块、试题库、作业管理模块、在线考试模块、学习笔记，实现学生在线学习和教师进行在线课程辅导等功能。开发了广西社区教育平台和广西开放大学学习网，其中，广西社区教育平台部署在“阿里云上”，广西开放大学慕课学习平台通过本地部署，可以灵活方便地从广西开放大学数字化学习资源库中引用各类云教学资源，开发设计了门户信息、帮助中心、组织机构管理、用户管理、专业课程管理、课程管理、在线测评系统、资源管理、成绩管理、毕业管理、开课管理、个人中心和日志管理等功能模块。慕课平台不仅满足学校成人教育学生的在线学习需求，同时也满足教學管理要求，通过连接成人教育教务管理系统，慕课平台能获取学生的选课信息，并自动将学生加入课程;可根据教学组织策略，分学期按专业、班级、课程等组建SPOC课程班级，开展线上教学活动。在移动终端，慕课平台通过微信号和移动APP，为用户提供便捷访问，提高用户体验。开发设计了精品课程与活动推荐、招生报名入口、SNS社交服务、校友板块、视频教学、其他类型教学、在线测评系统、在线选课报考、在线查询、班级、学习统计、支付管理、第三方授权登录和微信端应用系统建设等模块和数据接口。支持移动消息同步和移动支付;融合多平台数据，实现移动终端跨平台应用。云教学资源共享平台的主框架、子功能模块之间的关系如图1所示。

教务管理系统包括学籍管理、教学管理、考务管理和其他功能管理模块。开发了广西开放大学“二元制”成人教育教务管理平台，采用本地部署，承担学生学籍管理、选课、报考、成绩处理、教学安排等职责，是广西开放大学“二元制”成人教育在线教学的核心功能平台。设计了学籍信息管理（包括新生信息管理、班级管理、学生信息管理），教务信息管理（包括专业管理、课程管理、教学计划管理、选课管理、排课管理、缴费管理），考务信息管理（包括考试基本信息维护，设置考试课程、考试时间和考试方式，考场信息管理和考试成绩管理）以及用户管理、外部数据交换接口和系统统计报表功能等模块，同时对接广西开放大学慕课学习平台，为其他平台提供专业信息、课程信息等基础数据，从而形成一个完整的教学组织与学习管理系统。

教学资源库包括教学资源管理模块、教学资源审核模块、资源统计分析模块、用户管理模块、用户空间管理等。开发了广西开放大学数字化学习资源库，部署在“阿里云”上，可以便捷地为广西社区教育平台和广西开放大学慕课学习平台提供教学资源服务，通过SSO统一身份认证管理系统，实现云教学资源库、学习平台和本地管理系统的互联互通及数据共享，为学校成人教育和全区社区教育学员的在线学习提供了技术支持。

（二）云教学资源共享平台的系统结构

远程教学资源共享平台的核心功能是实现全区“二元制”成人教育和社区教育师生的在线教学，共享优质教育资源和教学课件。从广西广播电视大学到广西开放大学建设过程中，在信息化基础设施建设方面虽然取得了一些成功经验，但如果将远程教学资源配置在广西开放大学网络数据中心的资源服务器集群上，会对现有的网络带宽和服务器造成较大压力，特别是教学视频需要大的网络带宽，较难完成大规模在线学习，不利于教学资源的及时更新和在线课程学习支持服务。学校相关领导和技术专家经过多次论证，决定以具有方便快捷和海量数据存储的云服务为基础，从基础层、管理层和用户层三个层次进行设计，完成广西开放大学云教学资源共享平台的建设，实现优质教学资源共享。在基础层上，主要由服务器、云存储、网络设备、教学视频、文本文档、图像及动画内容构成。在管理层上，主要对教学资源进行目录列表整理、云分片文件定位、数据完整性检测、资源分配调控，为教学资源和用户数据提供安全管理、监控管理、存储管理，利用通信协议对教学资源和数据的连接、交换和传输进行控制和管理。在用户层上，主要是完成用户登录后，从在线教学系统中完成在线教学、在线测试及互动交流等，记录相应的教学行为数据，便于管理者对教学资源和用户进行管理。

基于云服务的教学资源共享平台可以满足学生对教学视频资源的带宽要求，并自动为学生提供最优学习服务。针对广西开放大学的远程教学主要以在线视频教学为主，并结合云服务的功能和优势，云教学资源库设计了基于CDN（内容分发网络）技术的云教学资源共享平台，如图2所示。云教学资源共享平台主要由在线教学系统、教务管理系统、统一身份认证系统、学生、教师及管理者和各资源子节点组成。在线教学系统是教师和学生能快速访问云平台上教学计划和学习资源的重要接口。教务管理系统主要是实现教师的教学和学生的学习管理。统一身份认证系统主要是对学生用户、教师及管理员用户登录各个系统进行授权管理。云资源库主要是对教学资源数据进行管理。学生登录到学习平台后，进入由各类教学资源和学习支持服务的节点组成的学习资源网络。云教学资源库与数个子资源节点相连接。云教学资源库的资源调度功能将根据学生的网络信息、子节点状态，为学生选择一个优化的教学资源子节点，保证学生点播教学视频进行学习的流畅和网络带宽的充分利用，实现云教学资源共享和优化访问。

（三）云教学资源共享平台的建设要求

在性能方面，该平台需要满足学校众多学生的在线学习，需要达峰值6000并发的性能指标，平台性能具有较高要求。采用分布式部署架构，支持公有云部署、私有云部署或者混合云部署。

在安全性方面，该平台需要有较高的安全性要求，包括系统安全、账户安全、数据安全等。视频安全是该平台的重点考虑内容，未经授权视频不可下载，如果采用录屏方式进行翻录，可以采用技术手段进行溯源。

在开放性方面，为保证平台的后期完善、与其他平台的对接，该平台源代码需要对甲方完全开放，不得封装和混淆，能够与其他用户系统进行对接以及统一认证，如广西开放大学教务平台、桂知网、就业创业平台等进行无缝对接。

在个性化功能方面，具有自适应性功能，为满足不同移动终端的学习需求，使学生在各类终端上都具有相通的学习效果和良好的学习体验，平台前端浏览器访问需要支持自适应功能，在不同终端中能够自动调整布局以匹配终端屏幕尺寸与分辨率，不影响视频正常观看效果。同时，使用浏览器缓存技术，降低学生重复学习的流量成本，平台前端浏览器或者APP观看视频可以设置自动缓存，下次观看可以不使用流量，可以对缓存进行管理，可以清除缓存。增加了视频弹题功能，通过题库的加载，可以在播放视频过程中弹出题目，让用户进行回答，可以设定题目回答的结果进行继续播放或者暂停，防止用户在学习过程中拖拽。可以对弹题的回答情况进行查看与统计。设计了个性化的片头动画，可以在视频播放前的缓存器中进行加载，也可以由用户自行上传。

（四）云教学资源共享平台的实现

目前，在广西开放大学“二元制”成人教育慕课学习平台和广西开放大学社区教育平台注册的在线学习学生人数约5万人，特别是同时进行视频学习的人数比较多，对服务器响应效率、存储性能和网络带宽要求比较高。为满足大规模在线学习需求，确保部分业务和数据不受云服务故障的影响，广西开放大学在线教学学习平台使用了本地部署和云服务相结合的混合部署方式，服务器安装了Linux操作系统，采用PHP7.1+MySQL5.7+ Nginx+NodeJS+yarn+Git+phpAdmin开发环境。该平台采用了ECMAScript6标准的JavaScript语法编写前端代码，Yarn负责管理前端模块依赖，Webpack负责编译打包前端模块。通过BizFramework业务层框架，采用经典的Service/Dao模式来编写项目的业务逻辑，搭配Symfony框架，提高生产效率和减少重复开发。采用REST API进行版本控制，新API路由和老API路由都是相同的路由前缀。同时根据用户高并发、大数据的特点，采用了分布式点播、浏览器缓存技术和数据安全保护技术等。利用不同的教学手段提升教学效果，提高运营效率，支持移动终端应用，为在线教育和在线学习提供一站式服务。

1.数据安全技术

在数据安全保护技术方面，平台运用了视频切片技术、TLP2.0技术、视频指纹技术，可有效防止视频盗版，应用数据上采用MD5加密算法和SSL加密传输，降低数据泄露风险，系统底层使用多重安全设计，并经过安全测试，降低系统被攻击的风险。

2.分布式视频点播

为确保多用户高并发下系统的稳定，平台开发了10万在线并发技术。为了保证学生能够快速利用CDN网络进行点播，自动对播放软件进行优化，通过云服务，学生能就近访问该资源，如有卡顿，可自行进行服务器的选择和跳转，改善多用户点播视频数据的流畅性，同时使用了视频动态转码技术，将视频文件传输至动态转码服务进行转码封装和传输，浏览器接收视频码流，并采用HTML5进行视频的解码和显示，结合浏览器缓存技术，可加快不变视频内容在各类终端上的访问速度。

（五）云教学资源共享平臺的应用现状

目前，学生和教师在广西开放大学云教学资源共享平台上，利用统一身份认证系统的授权，可通过一次登录认证，完成部署在云端的数字化教学资源库平台和社区教育平台的授权登录，同时也可授权登录部署在本地的广西开放大学学习平台、教务教学系统和招生平台。截至2021年1月，在广西开放大学慕课学习平台中，已经注册的学生有19794人，开设了48个专业，建设完成了904门在线课程，其中行政管理、学前教育、会计和工商企业管理专业人数较多。在数字化资源库平台中，建设有160个课程资源目录，上传资料总数有30288份，近一个月访问总量达到19992次，其中PC端8573次，移动端11419次。在社区教育平台中，共建设有592门课程，用户数达到31472人，特别是在线云直播课程的开通，通过共享二维码在移动终端微信小程序中得到广泛应用，为社区居民和老年大学学员提供在线教学服务，能达到数万次的直播观看人数，充分利用学校云服务优质教育资源，践行了为民办实事的社会承诺。

四、结语

云技术和云服务作为一种大规模、多区域资源整合的技术，使高校优质教学资源实现共享变得更加容易。通过云服务实现广西开放大学远程优质教学资源共享，对优质网络课件、音视频资源、动画和教学文档等各类教学资源和素材进行优化和统一管理，实现广西开放大学系统优质教学资源的共享，提高广西开放大学信息化建设和课程资源建设水平，促进广西远程教育和广西社区教育的可持续发展。

[参考文献]

[1]蒋玉婷.基于云计算的远程教学资源共享平台建设[J].信息与电脑，2019（21）：230-231.

[2]杜梅，蔡盈芳，周文泓，等.基于云服务的电子文件安全与保密研究[J].档案学研究，2017（S1）：28-34.

[3]张进宝，黄荣怀.智慧教育云服务：教育信息化服务新模式[J].开放教育研究，2012（3）：20-26.

[4]孟雨.中国公有云服务市场达84亿美元[J].计算机与网络，2020（21）：12.

[5]宁宁.高校数字化教育资源云共享模式与机制研究[D].杭州：浙江师范大学，2011.

[作者简介]向俊，广西开放大学教育技术中心工程师，硕士，研究方向：空间数据分析、教育信息技术;邓明，广西开放大学教育技术中心工程师，硕士，研究方向：计算机应用、教育信息技术。

[责任编辑 肖志明]