基于云技术的区域教育信息化建设模型与应用设想

【摘 要】随着云计算技术的发展和人们对教育信息化需求的提高，建立一个廉价、便利、智能化的区域教育信息化平台已是一种发展趋势;对当前区域教育信息化建设存在的问题进行分析，提出区域教育信息化建设应用模型的设想。

【关键词】云计算 区域教育 信息化建设

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2014）12C-0189-02

多年的区域教育信息化建设，以及教育投资规模的逐年增加，推动了中国的教育信息化建设和教育改革的发展步伐，随着当前信息技术的发展和云计算技术的兴起，人们对教育信息资源的获取途径越来越多样化，需求越来越信息化，正朝着智能化发展的方向迈进。云计算为IT信息行业的新一次技术革命，适逢区域教育信息化改革的发展步伐，云计算技术在区域教育领域的应用已经落地，且日渐深入。

一、云计算

云计算中的“云”其实就是存在于互联网中服务器集群上的各类资源，它包括硬件资源（计算机、服务器、存储器、网络设备等）和软件资源（集成开发环境、各类应用软件等）。它通过现有互联网充分调动和利用一切信息资源，架构出一个新型的资源服务模型，为人们提供各种不同层次、不同需求、低成本、高效率的智能化信息服务模式，是一种动态配置系统资源，一种按需索取资源的IT服务模式。其基本工作原理是通过网络将庞大的计算处理程序或任务自动拆分成无数个较小的子程序或子任务，通过网络中大量计算机群所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果或资源回传给用户。

云计算是应用虚拟化技术，通过整合区域内的教育资源，实现按需、动态、快速的分配和部署资源，让使用者在有互联网的任何时刻、任何地点都可以通过移动终端使用云端的资源进行学习。它大大的提高了资源的利用率和学习的便利性，同时也降低了用户的设备投入和使用成本。

二、区域教育信息化建设的现状

虽然教育信息建设已经取得可喜的成绩，但是随着人民日益增长的求知欲望和终身教育观念的强化，所面临新的挑战、新的需求、新的学习方式也是不容忽视的。中国经济发展不平衡，导致区域教育发展的不平衡和教育不公平，越发成为一个新的社会问题。据笔者的调查研究，区域教育信息化建设普遍遇到如下问题：

教育投资规模逐年增大，反而出现资源越来越不适应教学和科研需要的现象，出现此问题的主要原因是设备和资源的大量重复采购，雷同严重，资源共享程度低，使用效率低下，加上对教学资源需求多样化、复杂化、信息化的转变，设备和资源随着信息技术的快速发展更新速度慢，教学资源过时陈旧，淘汰率高。

信息资源建设单位各自为政，缺乏统一部署规划，信息资源孤岛化严重，数据资源分散存储，信息资源之间交换困难，共享难度大，闲置率高。

教学资源分布不均，发达地区与名校由于经费充足，有更好的教学资源（包括师资、实验室和计算机设备等），而民办学校、贫困和偏远地区的学校，由于资金来源有限，往往面临着设备陈旧老化，师资与教学设备等资源不足的状况。

综上所述，区域教育信息资源存在的上述问题，严重影响了我国教育信息化建设的发展和人民的需求，尽快实现区域之间的数字教育资源共享共建是一个亟待解决的问题，而云计算作为一种全新的计算思维方式和服务模式，用云计算技术来构建区域教育信息化云平台迫在眉睫。

三、基于云技术的区域教育信息化建设模型设想

（一）云数据平台建设模型设想

随着大数据时代的到来，教育信息化建设产生的教学课件、教案、实验实训资料、文献资料、视频教学材料等数据剧增，数据需求也日益复杂庞大，这给传统的数据处理带来了巨大的压力，因此必须建立一个可以动态扩展、动态调度资源、智能化绿色节能的云数据中心。区域教育信息化建设模型的数据中心要实现智能云化，可以采用“数据中心优化”“资源池化”“管理自动化和使用智能化”等三步来建立。

首先，根据现有资源和设备的情况，采购一批适应新环境的设备，整合优化精简原有的部署架构，建立一个绿色高效的智能云数据中心。其次，将计算机、服务器、存储设备及其网络等物理设备和可用的信息资源虚拟化，形成一个可资源共享的虚拟云资源池。再次，通过开发一套先进的云管理软件来管理和运行云数据中心，让其实现自动运行管理和自动精简优化资源，以满足云数据中心实现智能化访问的需要。

（二）云存储平台建设模型设想

云存储平台构建了一个统一的存储池，它将区域内的各种资源进行整合规划，分类存储，组成相互统一的数据资源，有效的解决了传统存储中出现的“信息孤岛”“存储冗余”和“存储空间利用率低”等问题，为其提供了智能化的存储服务。

存储方式可根据数据的重要性、访问频次等指标及去同存异的原则，分别整合存储在不同性能的存储设备上，以实现绿色节能的需要，可采取“在线存储”“近线存储”和“离线存储”等分类存储方式，从而提高整个系统的存储性能。如对于需要时刻读取的在线数据资源或者访问量较大的数据，为了满足云计算平台对数据访问的速度要求，可以利用性能较好的磁盘阵列等设备为其在线存储。为了防止数据灾难的发生，而对在线存储的数据及其他数据的备份，可以采用价格低廉的磁带库对其离线存储。对于数据访问量并不大的数据或者不是经常访问的数据，可以存放在性能较低、价格便宜的的存储设备上。

数据存储分类是基于数据访问的局部性工作原理。通过云存储管理软件将不经常访问的数据自动移到存储层次中较低的层次，以便释放出较高性能的存储空间给更频繁及随时访问的数据，从而使整个系统获得最佳的总体性能。

（三）云科研平台建设模型设想

随着科研规模的扩大及其复杂性增加，如何以最少经费采集海量的数据和解决复杂多变的科研问题，特别是复杂多变的科研平台建设与庞大的实验数据处理，越发成为一个让科研人员头疼的问题。建设一个能够实现数据资源共享和快速动态部署，让科研人员能在有强大计算能力的科研平台上进行科学研究是当务之急。

云科研平台建设，首先需要根据现有的设备完善基础设施架构，其次再根据科学研究的特点，整合现有资源和丰富IT资源，最后开发部署一套云科研平台管理软件，以便实现对IT基础设施的高效管理和动态快速的部署，让科研人员可轻松获取和调度科研资源，而科研中需要用到的各种数据、各种测试实验环境（如导弹的发射场地）都将通过虚拟现实技术来部署给研究者，通过虚拟的三维仿真技术让科研人员身临其境地感受到真实的科研环境，以便科研工作者将精力全部集中在科研实践研究中。

（四）云虚拟桌面平台建设设想

云虚拟桌面平台是在具体的物理服务器设备上安装虚拟主机系统来模拟各类操作系统运行需要的一切软硬件设备，终端用户可以通过浏览器登录到云虚拟教学桌面，可以像使用本地计算机一样访问云端的桌面，系统平台可以根据用户的注册信息为其分配一个量身定做的教学平台，用户可以随时随地使用账号登录自己的教学平台进行学习、教学、科研，就像时刻带着自己的笔记本电脑一样。用户使用过程中产生的数据以及实验科研结果都将通过云自动化管理软件保存在这个虚拟的教学平台中，而中途不用另外保存和备份相关数据，减去了用户担心数据中毒和数据丢失的烦恼。特别是传统模式下的教学，有时用户不得不用U盘拷贝数据去另外一台机器学习、教学和科研，这经常出现数据与硬件、软件不兼容的情况，而使用云虚拟教学平台通过账号登录桌面，每次都是进入自己定制的平台，就可以避免这些烦恼事情的发生，这大大的提高了用户的学习效率。

（五）云教学资源管理平台建设设想

云教学资源管理平台的主要工作分为资源入库，资源入库评审，资源利用管理等三大模块，首先资源的入库建设一般由教师、教育管理部门和资源供应商来提供日常教学所需的教学课件、教学案例、教学视频及文献资料等资源。其次，对提交上来的教学资源，由资源审核员对资源进行初审，初审合格的资源由相关学科的专家进行复审，复审通过的资源评级分类入库，根据级别来确定其使用价值，审查不合格的资源退回资源建设者，并给出修改意见。再次是对通过资源入库评审的资源进行利用管理，包括资源的使用情况统计，星级评定，资源的推送服务等，使用情况统计主要依赖于资源的阅读量、点击率和下载量来综合统计排序，以便为资源的使用情况和星级评定统计服务，根据星级来确定其价值，也可以作为资源奖励的依据，从而促进资源的优质化建设。此外还可以根据用户注册信息以及该用户历史资源的使用情况，自动匹配检索相应的优质资源，主动推荐给用户使用，从而实现资源找人的智能化服务，解决资源难找的现状。

四、云+端的区域教育云应用模型平台部署

纯“云”并不是开启区域教育信息化未来的“万能钥匙”，“云-端”共存、“云-端”互动服务才是未来区域教育应用模型的架构的发展趋势。“云”代表庞大的资源池，只能通过浏览器获取，云端应用软件的功能不能和客户端软件相提并论，只能实现客户端软件的部分功能，而云端受制于网络传输，当没有网络的时候，无法访问云中的数据和应用。而“端”代表丰富而有个性化特点的客户端应用平台，可以随时使用。

区域教育云采用“云+端”的模式，通过将云端和客户端深度整合，发挥各自的优势，既可以享有云的方便、廉价、智能化、动态和快速部署服务的特点，又可以享用客户端的强大功能，特别是一些保密性比较强的商用私有数据资源，可以存储在客户端，保证了数据的安全性，也克服了在网络不够或无网络的情况下，都可以进行无限制的智能化学习。

本文对区域教育信息化建设思路进行了初步的探讨和设想，但在资源整合与云教育平台模式架构方面依然存在很多技术难题尚需解决，随着云计算技术应用的不断成熟，云计算技术必将对区域教育信息化建设带来新的革命。

【参考文献】

[1]欧跃发. 基于“云计算”技术的高校教学探析[J].电脑知识与技术，2013（16）

【基金项目】2013年度广西高校科学技术研究项目（2013YB369）

【作者简介】欧跃发，男，广西桂林人，梧州职业学院高级工程师，在读硕士，研究方向：云计算，软件开发技术。黄春迪，女，海南海口人，研究方向：教育信息化。

（责编 丁 梦）