基于云計(jì)算的高校教學(xué)聯(lián)合體建設(shè)探討

馬文杰

（連云港師范高等專科學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心，江蘇 連云港 222000）

建立高校教學(xué)聯(lián)合體，是深化教學(xué)改革實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化的重要舉措，也是加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)教育資源建設(shè)、推進(jìn)教育創(chuàng)新的重要途徑。全國(guó)教育事業(yè)2010年發(fā)展規(guī)劃中明確指出，高校要以 “共建”和 “聯(lián)合辦學(xué)”為主要形式，通過發(fā)展各種形式的聯(lián)合辦學(xué)，努力提高辦學(xué)效益［1］。高校教學(xué)聯(lián)合體的建設(shè)，對(duì)于推進(jìn)各高校教育改革、盤活教育資源、促進(jìn)資源共享、加強(qiáng)開放合作、實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、提高辦學(xué)效益、增強(qiáng)人才培養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、促進(jìn)高等教育可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

2008年3月17日，Google全球CEO Eric Schmidt在北京訪問期間，宣布在中國(guó)大陸推出 “云計(jì)算 （Cloud Computing）”計(jì)劃，首次將云計(jì)算技術(shù)引入中國(guó)。2008年初，IBM與無錫市政府合作建立了無錫軟件園云計(jì)算中心，開始了云計(jì)算在中國(guó)的商業(yè)應(yīng)用。2010年10月18日發(fā)布 《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》中，將云計(jì)算定位于 “十二五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。2011年以來，我國(guó)云計(jì)算已經(jīng)從前期的起步階段開始進(jìn)入實(shí)質(zhì)性發(fā)展的階段，基礎(chǔ)持續(xù)夯實(shí)，進(jìn)入加快跟進(jìn)階段。逐漸成熟的云計(jì)算技術(shù)和各種云服務(wù)為高校建立教學(xué)聯(lián)合體、實(shí)現(xiàn)資源共享、促進(jìn)教育現(xiàn)代化提供了扎實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

1 云計(jì)算的概念及特征

1.1 云計(jì)算的定義

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院 （NIST）定義:云計(jì)算是一種按使用量付費(fèi)的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，進(jìn)入可配置的計(jì)算資源共享池，這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互?Mell P，Grance T.The NIST definition of cloud computing.National Institute of Standard and Technology.US Department of Commerce，2010.。云計(jì)算從本質(zhì)上來說是一種商業(yè)計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)了各種資源的按需取用。云計(jì)算中的資源包括應(yīng)用軟件、運(yùn)行環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施，所有資源被配置成可以按需取用的資源共享池，按照基于消費(fèi)的計(jì)費(fèi)模式提供給用戶。

1.2 云計(jì)算的特征

根據(jù)美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院的定義，云計(jì)算應(yīng)該具備以下幾條特征?Mell P，Grance T.The NIST definition of cloud computing.National Institute of Standard and Technology.US Department of Commerce，2010.:

1）按需自助服務(wù) 以服務(wù)的形式為用戶提供應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、基礎(chǔ)設(shè)施等資源，并可以根據(jù)用戶需求，自動(dòng)分配資源，而不需要系統(tǒng)管理員干預(yù)。

2）隨時(shí)隨地用任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備訪問 用戶可以利用各種終端設(shè)備隨時(shí)隨地通過互聯(lián)網(wǎng)訪問云計(jì)算服務(wù)。

3）多人共享資源池 資源以共享資源池的方式統(tǒng)一管理。利用虛擬化技術(shù)，將資源分享給不同用戶，資源的放置、管理與分配策略對(duì)用戶透明。

4）快速彈性服務(wù) 服務(wù)的規(guī)模可快速伸縮，以自動(dòng)適應(yīng)業(yè)務(wù)負(fù)載的動(dòng)態(tài)變化。用戶使用的資源同業(yè)務(wù)的需求相一致，避免了因?yàn)榉?wù)器性能過載或冗余而導(dǎo)致的服務(wù)質(zhì)量下降或資源浪費(fèi)。

5）可被監(jiān)控與量測(cè)的服務(wù) 云計(jì)算對(duì)服務(wù)類型通過計(jì)量的方法來自動(dòng)控制和優(yōu)化資源使用。資源的使用可被監(jiān)測(cè)、控制以及對(duì)供應(yīng)商和用戶提供透明的報(bào)告。

2 建設(shè)高校教學(xué)聯(lián)合體的內(nèi)涵和意義

2.1 建設(shè)高校教學(xué)聯(lián)合體的內(nèi)涵

區(qū)域教學(xué)聯(lián)合體是指區(qū)域內(nèi)或區(qū)際間的院校通過教學(xué)合作，共同使用教育資源以提高教學(xué)質(zhì)量的聯(lián)合體［2］。教學(xué)聯(lián)合體是 “教育資源共享”和 “聯(lián)合辦學(xué)”等概念的實(shí)踐和拓展。建立高校教學(xué)聯(lián)合體可以整合各校的教學(xué)資源，充分發(fā)揮各校間的互補(bǔ)作用，降低辦學(xué)成本，提高教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)復(fù)合型人才提供條件。

2.2 建設(shè)高校教學(xué)聯(lián)合體的意義

1）解決高校教學(xué)資源分配不平衡問題 我國(guó)高校的教學(xué)資源分配長(zhǎng)期存在著不平衡的現(xiàn)象，這種情況造成了區(qū)域間甚至區(qū)域內(nèi)的高校間的教學(xué)資源呈現(xiàn)較大的 “貧富”差距。建設(shè)高校教學(xué)聯(lián)合體可以實(shí)現(xiàn)高校教學(xué)資源的共享和再分配，解決教學(xué)資源分配不平衡問題。

2）實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的整合和共享 在傳統(tǒng)的辦學(xué)模式中，各高校獨(dú)自進(jìn)行教學(xué)資源的購買和配置，這種模式往往會(huì)使得區(qū)域內(nèi)的教學(xué)資源重復(fù)投資、重復(fù)建設(shè)，造成資源浪費(fèi)，提高了辦學(xué)成本。建設(shè)高校教學(xué)聯(lián)合體，對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行統(tǒng)籌的采購和建設(shè)，并通過科學(xué)的共享模式分配各高校使用，從而達(dá)到降低辦學(xué)成本、科學(xué)合理辦學(xué)的目的。

3）實(shí)現(xiàn)各高校間學(xué)科優(yōu)勢(shì)互補(bǔ) 各高校由于辦學(xué)基礎(chǔ)和特點(diǎn)不同，學(xué)科的建設(shè)和發(fā)展各有長(zhǎng)短。建設(shè)高校教學(xué)聯(lián)合體有助于開展廣泛的校間教學(xué)合作，實(shí)現(xiàn)學(xué)科優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提高辦學(xué)質(zhì)量。

3 基于云計(jì)算的高校教學(xué)聯(lián)合體的建設(shè)模式和框架

建設(shè)高校教學(xué)聯(lián)合體的目的在于利用科學(xué)的共享整合模式，在聯(lián)合體內(nèi)部各高校之間進(jìn)行相互協(xié)作和教學(xué)資源的合理配置和有效利用，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、降低辦學(xué)成本，提高教學(xué)質(zhì)量。而云計(jì)算作為一種實(shí)現(xiàn)各種資源按需取用的商業(yè)計(jì)算模型，在資源的整合利用和共享方面具有天然的優(yōu)勢(shì)。

3.1 基于云計(jì)算的高校教學(xué)聯(lián)合體建設(shè)模式

基于云計(jì)算的高校教學(xué)聯(lián)合有2種建設(shè)模式:一是構(gòu)建統(tǒng)一的高校教學(xué)聯(lián)合體大云，形成高度整合共享的云平臺(tái)環(huán)境，二是聯(lián)合體中高校建立各自獨(dú)立的云平臺(tái)，通過建立教學(xué)聯(lián)合體門戶網(wǎng)站進(jìn)行訪問，在實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享的前提下，較大程度地保持各高校網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立性。我國(guó)高校的校園網(wǎng)大多以私網(wǎng)的模式進(jìn)行建設(shè)，這種模式維持了校園網(wǎng)的獨(dú)立性，同時(shí)也在一定程度上保障了校園網(wǎng)的安全。但是這種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境無法為構(gòu)建統(tǒng)一的高校教學(xué)聯(lián)合體云提供支持，同時(shí)考慮我國(guó)高校間的合作尚處于初級(jí)階段，在整合的同時(shí)還要盡量保證各高校體制上的獨(dú)立性。因此筆者認(rèn)為從政策和技術(shù)方面考慮，現(xiàn)階段構(gòu)建基于云計(jì)算的高校教學(xué)聯(lián)合體較適合采用第2種模式進(jìn)行建設(shè)。具體模式如圖1所示。

模式中運(yùn)維管理機(jī)制是整個(gè)云計(jì)算教學(xué)聯(lián)合體中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。構(gòu)建高校教學(xué)聯(lián)合體的目的在于對(duì)各高校的教學(xué)資源進(jìn)行合理配置和有效利用，因此系統(tǒng)優(yōu)化整合現(xiàn)有教學(xué)資源，并對(duì)教學(xué)資源建設(shè)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和指導(dǎo)是聯(lián)合體高效運(yùn)行的保障。云平臺(tái)建設(shè)是落實(shí)資源整合和共享工程的重要步驟。各高校依據(jù)運(yùn)維管理機(jī)制中確定的資源建設(shè)方針，根據(jù)學(xué)校的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行相關(guān)資源的建設(shè)。聯(lián)合體云平臺(tái)門戶網(wǎng)站是面向師生服務(wù)的窗口，云門戶的作用在于對(duì)師生進(jìn)行統(tǒng)一的身份認(rèn)證，并發(fā)布整合共享的教育資源，方便師生進(jìn)行資源的檢索查詢和使用。

3.2 高校云計(jì)算平臺(tái)系統(tǒng)框架

云計(jì)算的服務(wù)層次可分為基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層 （IaaS）、平臺(tái)服務(wù)層 （PaaS）以及軟件服務(wù)層 （SaaS）3個(gè)層次［3］。根據(jù)云計(jì)算的服務(wù)層次，結(jié)合高校的應(yīng)用特點(diǎn)，構(gòu)建高校云計(jì)算平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖1 基于云計(jì)算的高校教學(xué)聯(lián)合體建設(shè)模式

圖2 云計(jì)算平臺(tái)系統(tǒng)框架

1）基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層 處于架構(gòu)的底層，為各業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供統(tǒng)一資源池部署環(huán)境。IaaS主要包括數(shù)據(jù)中心中的服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等，向用戶提供虛擬資源出租，包括虛擬主機(jī)、虛擬存儲(chǔ)等服務(wù)。聯(lián)合體中的高校將本校的硬件資源如服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等虛擬化，通過云計(jì)算平臺(tái)提供主機(jī)租賃和租用存儲(chǔ)空間以及帶寬等服務(wù)，云平臺(tái)中的用戶將不再需要花費(fèi)高昂的價(jià)格去購買服務(wù)器等硬件設(shè)備。IaaS可以在各高校間共享硬件資源，避免了重復(fù)投資和資源浪費(fèi)。

2）平臺(tái)服務(wù)層 主要安裝有開發(fā)工具，向用戶提供開發(fā)平臺(tái)、開發(fā)工具、測(cè)試環(huán)境，以及數(shù)據(jù)集成等服務(wù)。用戶無需了解和維護(hù)底層硬件，就可以進(jìn)行軟件開發(fā)和測(cè)試。在學(xué)校教學(xué)中PasS可以為計(jì)算機(jī)編程等課提供支持。PaaS是指將軟件研發(fā)的平臺(tái)作為一種服務(wù)提交給用戶的云模式。在聯(lián)合體中搭建云PaaS平臺(tái)為學(xué)生提供統(tǒng)一的應(yīng)用開發(fā)和測(cè)試環(huán)境，其中包括開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)集成、中間件等模塊，學(xué)生可在本地開發(fā)代碼，然后將代碼提交至平臺(tái)進(jìn)行發(fā)布和測(cè)試；教師可以同步了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和項(xiàng)目開發(fā)進(jìn)展，還可以在授課時(shí)邊講邊演示，學(xué)生則可以邊聽邊練習(xí)。同時(shí)PaaS云平臺(tái)還可以為科研者提供方便的研究測(cè)試IT環(huán)境。通過PaaS云平臺(tái)，聯(lián)合體高校的計(jì)算機(jī)編程課程獲得了充分的整合，學(xué)生可以接觸到更多優(yōu)質(zhì)的課程和優(yōu)秀教師的指導(dǎo)。

3）軟件服務(wù)層 提供給用戶的云應(yīng)用程序，為用戶提供隨時(shí)、隨地、隨需的一致性服務(wù)，學(xué)?？梢愿鶕?jù)需要部署基于云計(jì)算的門戶、網(wǎng)絡(luò)辦公、郵件、教務(wù)等軟件，以方便師生隨時(shí)隨地的進(jìn)行訪問。SaaS是一種通過Internet提供軟件的模式，應(yīng)用軟件統(tǒng)一部署在廠商的服務(wù)器上，客戶根據(jù)需求，通過互聯(lián)網(wǎng)向廠商定制和訂購所需的應(yīng)用軟件服務(wù)，并通過互聯(lián)網(wǎng)獲得廠商提供的服務(wù)和技術(shù)支持。聯(lián)合體中的高?？捎嗁徑y(tǒng)一的Saas軟件，根據(jù)學(xué)校不同進(jìn)行個(gè)性化的定制，而無需為軟件的運(yùn)行環(huán)境和后期維護(hù)進(jìn)行重復(fù)性的投資，同時(shí)還可使各高校間實(shí)現(xiàn)資源的共享和整合，既節(jié)省了建設(shè)資金又為高校間的交流提供了平臺(tái)。

4 結(jié)語

隨著教育改革的推進(jìn)和校間合作的不斷深化，高校教學(xué)聯(lián)合體的建立和發(fā)展，對(duì)優(yōu)化教學(xué)資源建設(shè)和分配、改變傳統(tǒng)教學(xué)模式、提高高校教育教學(xué)水平起到十分重要的作用，而在教學(xué)聯(lián)合體建設(shè)中的教學(xué)資源整合和共享顯得尤為重要。傳統(tǒng)的行政命令和技術(shù)手段無法滿足現(xiàn)階段教學(xué)聯(lián)合體建設(shè)的需要。云計(jì)算作為一種先進(jìn)的商業(yè)計(jì)算模型，其在資源整合、共享以及使用上的先天優(yōu)勢(shì)必將在教學(xué)聯(lián)合體建設(shè)中發(fā)揮越來越重要的作用。雖然基于云計(jì)算的應(yīng)用尚處于初級(jí)階段，但隨著實(shí)踐的深入，云計(jì)算對(duì)于教育教學(xué)的改革必將擁有更加光明的未來。

［1］周婕，崔海媛，張紅軍 .北京高校圖書館聯(lián)合體合作實(shí)踐與發(fā)展研究 ［J］.圖書情報(bào)工作，2007（3）:121－124.

［2］趙媛，王娟 .基于教育資源共享的區(qū)域教學(xué)聯(lián)合體建設(shè) ［J］.江蘇高教，2006（5）:60.

［3］劉鵬 .云計(jì)算 ［M］.第2版 .北京:電子工業(yè)出版社，2011.