職業(yè)院校云環(huán)境下的教學(xué)資源平臺建設(shè)方案的制定

白雪梅

【摘 要】通過云平臺將學(xué)?，F(xiàn)有的教學(xué)資源進(jìn)行整合，由云端集中管理，采用面向服務(wù)的架構(gòu)，將資源以服務(wù)的形式交付給用戶，實現(xiàn)基于云環(huán)境的高職院校教學(xué)資源平臺。

【關(guān)鍵詞】云環(huán)境；教學(xué)資源；核心構(gòu)架

當(dāng)前高職院校教學(xué)資源建設(shè)現(xiàn)狀以及云計算應(yīng)用于教學(xué)資源建設(shè)的諸多優(yōu)勢，為高職院校教學(xué)資源建設(shè)策略形成予以重要啟示。針對當(dāng)前教學(xué)資源建設(shè)中存在的問題，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建云計算環(huán)境下高職院校教學(xué)資源建設(shè)模式。

1.高職院校教學(xué)資源共享云平臺架構(gòu)

在對高職院校教學(xué)資源進(jìn)行整合與標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，引入云計算技術(shù)作為一種新型教學(xué)資源服務(wù)模式，其核心理念就是整合各類教學(xué)資源，滿足用戶的個性化需求。通過云平臺將學(xué)?，F(xiàn)有的教學(xué)資源進(jìn)行整合，由云端集中管理，采用面向服務(wù)的架構(gòu)，將資源以服務(wù)的形式交付給用戶，有助于解決教學(xué)資源利用率低、資源孤島、數(shù)據(jù)安全等問題，最終實現(xiàn)高職院校教學(xué)資源建設(shè)。下面將從高職院校教學(xué)資源共享云平臺的核心架構(gòu)、實現(xiàn)技術(shù)與實例分析等方面展開論述。

1.1 核心架構(gòu)與功能分析

1.1.1物理層 。

物理層主要包括物理資源子層、虛擬化管理子層兩部分。物理資源子層由大量異構(gòu)的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲集群（SAN）等構(gòu)成，是為上層應(yīng)用提供計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源的基礎(chǔ)。虛擬化管理子層借助虛擬化軟件對物理資源層中異構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行邏輯抽象，將分散的服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備虛擬為各類資源池，由虛擬化管理軟件統(tǒng)一管理、調(diào)度和維護。對上層而言，屏蔽了這些基礎(chǔ)設(shè)施的差異性，通過服務(wù)接口以計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源的形式為上層提供動態(tài)、可靈活擴展的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。根據(jù)上層應(yīng)用需求量分配合適的虛擬硬件資源，實現(xiàn)資源的統(tǒng)一調(diào)度以及不同進(jìn)程之間的負(fù)載均衡。

1.1.2平臺層 。

平臺層提供PaaS服務(wù)，是連接虛擬層和資源整合層、應(yīng)用層的橋梁。該層的主要功能是動態(tài)分配底層的虛擬資源，比如根據(jù)用戶需求通過調(diào)配、部署計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲資源構(gòu)建多個支撐不同業(yè)務(wù)需求、相互隔離的虛擬機資源，為應(yīng)用程序的開發(fā)、測試、運行提供平臺環(huán)境和數(shù)據(jù)庫環(huán)境，并通過多地備份、實時監(jiān)控等技術(shù)，提高服務(wù)的安全性和可用性

1.1.3基于云環(huán)境的高職院校教學(xué)資源平臺 。

資源整合層是高職院校教學(xué)資源共享云平臺所特有的子層。該層主要借助教學(xué)資源標(biāo)準(zhǔn)化策略和資源標(biāo)準(zhǔn)化輔助工具如導(dǎo)入導(dǎo)出工具、編目工具和元數(shù)據(jù)生成工具等，將學(xué)?，F(xiàn)有的種類多樣、標(biāo)準(zhǔn)不一的教學(xué)資源進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化主要通過導(dǎo)入、編輯、轉(zhuǎn)換、生成、導(dǎo)出等一系列操作，生成資源的元數(shù)據(jù)實例表。以整合有序的教學(xué)資源視圖形式存放在元數(shù)據(jù)庫和索引庫中，從而實現(xiàn)對高職院校教學(xué)資源的集中管理，為上層應(yīng)用服務(wù)提供標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的教學(xué)資源目錄，為方便用戶定制個性化應(yīng)用做好準(zhǔn)備

1.1.4應(yīng)用層 。

應(yīng)用層可分為管理中間件子層和應(yīng)用服務(wù)子層。管理中間件負(fù)責(zé)按照用戶需求高效、有序、靈活地配置資源，為保證高職院校教學(xué)資源共享云平臺的安全穩(wěn)定，使其發(fā)揮最佳效能起著組織協(xié)調(diào)的作用。應(yīng)用服務(wù)子層建立在管理中間件層之上，直接面向用戶提供統(tǒng)一的資源服務(wù)目錄和具有特定功能的教學(xué)資源應(yīng)用，如圖片庫、聲音庫、動畫庫、視頻庫等。

1.1.5訪問層 。

訪問層一方面提供用戶自助服務(wù)門戶，方便包括學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、教員、學(xué)員等不同角色的用戶訪問云平臺。由于各種軟硬件資源均存儲在云中，由專業(yè)的云服務(wù)商進(jìn)行統(tǒng)一管理和維護，因此用戶端無需配置高端的計算機，只要擁有一臺能夠通過瀏覽器訪問互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備即可通過用戶自助服務(wù)門戶訪問云平臺。另一方面，訪問層還提供云平臺管理門戶，是系統(tǒng)管理員對云平臺進(jìn)行日常管理、運維的入口，通過系統(tǒng)管理為不同角色的用戶提供個性化定制和單點登錄服務(wù)。

1.2技術(shù)實現(xiàn)與實例分析

物理層的功能實現(xiàn)主要借助虛擬化技術(shù)，可分為服務(wù)器虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化和存儲虛擬化等多種形式。

平臺層的功能實現(xiàn)主要借助并行處理與分布式計算、云存儲等技術(shù)。通過有效調(diào)配、部署虛擬層資源，對復(fù)雜的計算任務(wù)進(jìn)行并行處理，分散在多個虛擬機上分塊執(zhí)行，以提高計算效率。同時還通過云存儲技術(shù)為用戶提供海量的數(shù)據(jù)存儲環(huán)境，如大規(guī)模分布式文件系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫等。

應(yīng)用層的功能實現(xiàn)主要借助多租戶技術(shù)、Web2.0、Struts、Hibernate 等技術(shù)。采用多租戶技術(shù)開發(fā)的應(yīng)用程序可以實現(xiàn)多用戶的同時訪問，共享服務(wù)器、存儲等物理資源，并能實現(xiàn)不同用戶間的邏輯隔離，在每個用戶看來好像都獨自占有整個應(yīng)用程序。

2.基于云環(huán)境的高職院校教學(xué)資源平臺的實現(xiàn)

2.1 搭建云計算數(shù)據(jù)中心

搭建合理的云計算數(shù)據(jù)中心是實現(xiàn)高職院校教學(xué)資源共享云平臺的重要支撐。立足本校數(shù)據(jù)中心的實際條件并結(jié)合云計算相關(guān)技術(shù)。整個數(shù)據(jù)中心由核心交換機、物理服務(wù)器、NAS存儲、網(wǎng)絡(luò)等部分組成，借助虛擬化軟件Oracle VM VirtualBox 實現(xiàn)物理設(shè)備的虛擬化。該數(shù)據(jù)中心的拓?fù)鋱D如下圖1所示，在三臺物理服務(wù)器上構(gòu)建了六個虛擬機，其中劃分出四個虛擬機組成一個帶負(fù)載平衡的Web服務(wù)器群集，另外兩個虛擬機組成帶負(fù)載平衡的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器群集，群集連接NAS存儲，具有冗余和可靠性，確保不同節(jié)點協(xié)同工作，用于構(gòu)建云計算應(yīng)用。

2.2啟動虛擬機

在物理服務(wù)器上安裝racle VM VirtualBox虛擬化軟件，在虛擬機管理器面板中可以看到建成的兩個虛擬數(shù)據(jù)庫和四個虛擬Web服務(wù)器，如下圖2所示。云平臺的后臺Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器群集均運行在這些虛擬機中。

2.3開發(fā)教學(xué)資源平臺主頁

教學(xué)資源平臺主頁是用戶對于平臺的第一印象形成的主要UI，它為用戶提供各方面功能的導(dǎo)航。用戶想要上傳下載資源需要進(jìn)行注冊和登陸，因此在主頁的右側(cè)欄中添加了注冊登陸的模塊。同時為了方便用戶按照課程來瀏覽資源，右邊欄屮還有點擊量最高的課程。由此可以更便捷地瀏覽課程相關(guān)的資源。

2.4建設(shè)全自動課程錄播系統(tǒng)為教學(xué)資源提供多媒體素材

全自動課程錄播系統(tǒng)集多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)流媒體技術(shù)、人工智能和自動控制技術(shù)于一體，將授課電腦VGA信號、老師授課和師生互動場景以及課堂板書等進(jìn)行智能化的跟蹤切換錄制，自動生成課程資源。

3.小結(jié)

利用云環(huán)境帶來的技術(shù)和服務(wù)，師生可自主、方便地參與建設(shè)開放性教學(xué)資源共享管理平臺，進(jìn)行最大限度的資源存儲、共享、整合、獲取、傳播，提高師生對職業(yè)教育信息化的認(rèn)識，增加職業(yè)院校師生開展信息化教學(xué)的自覺性，為職業(yè)院校教師開展信息化教學(xué)提供資源、技術(shù)和實踐指導(dǎo)，促進(jìn)職業(yè)院校教師提高信息化教學(xué)設(shè)計與實施能力。

參考文獻(xiàn)

[1]《基于云計算環(huán)境下高職院校共享型教學(xué)資源庫建設(shè)初探》 岳浩 《沙洲職業(yè)工學(xué)院院報》 2011年3期

[2]《高職院校共享型教學(xué)資源庫建設(shè)研究 》 李凌，周嵐 《宜春學(xué)院學(xué)報》 2012年