基于云计算的教育信息公共服务平台的构建

【摘要】云计算的发展为教育信息公共服务平台的构建提供了新思路。文章论述了采用云计算构建教育信息公共服务平台的优势，讨论了教育信息公共服务平台的云架构模式，从云端、通道、终端三个层面分析了教育信息公共服务平台的设施建设，并对平台的功能及结构模块设计展开了深入探讨。

【关键词】云计算；教育信息化；教育信息公共服务平台

【中图分类号】G40－057　【文献标识码】A　【论文编号】1009－8097（2012）12－0103－04引言

教育信息公共服务平台是教育信息化支撑体系的核心组成部分，是开展教育信息化服务与应用的基础平台环境，近年来已成为国家与地方各级教育信息化建设的重点内容。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020年）》在“教育信息化建设”重大项目中提出要“建设有效共享、覆盖各级各类教育的公共服务平台”，在我国经济较发达地区教育公共服务平台的建设工作己取得初步成效，上海数字教育公共服务平台、江苏省教育信息化公共服务平台等近期已投入使用。更值得关注的是，随着云计算技术的迅速发展与不断推广，教育云服务模式逐渐成为教育信息公共服务平台建设的新思路。教育部2012年3月印发的《教育信息化十年发展规划（2011－2020年）》指出：充分整合现有资源，采用云计算技术，形成资源配置与服务的集约化发展途径，构建稳定可靠、低成本的国家教育云服务模式。目前，一些地区正在尝试将云计算技术与教育信息公共服务平台相整合，如江苏省启动了教育云初期建设工程、上海市实施了“云海计划”中的教育云建设项目等，这些都是对基于云计算的教育信息公共服务平台建设的积极探索。本文拟以云计算的优势与特点分析为基础，重点从建设规划和功能结构两方面对基于云计算的教育信息公共服务平台的构建开展初步探究。

一、采用云计算构建教育信息公共服务平台的优势

云计算是一种基于互联网的新型计算模式。中国网格计算、云计算专家刘鹏认为：“云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务”。云计算具有超大规模、高扩展性、虚拟化、高可靠性、通用性、廉价等优点。采用云计算构建国家教育信息公共服务平台，能够优化教育资源配置，促进公共服务的集约化、效益化、优质化发展，形成稳定可靠、低成本的运营体系。具体而言，云计算可为构建教育信息公共服务平台提供以下四个方面的支持：

1、促进平台建设的一体化

教育信息公共服务平台的构建需要依托超大规模的教育云，涉及众多结构复杂、功能各异的子系统。云计算具有很高的通用性，平台借助云计算所构造的虚拟化资源池能够轻松实现不同子系统间的数据整合与应用共享，降低了对各个子系统的硬件结构及计算能力的要求。因此，平台可以在“云”的支撑下构造出千变万化的应用，并进行统一部署和管理，为用户提供一体化的服务。另外，云计算的弹性扩展能力也为平台建设规模的扩大提供了技术支持。

2、保障系统运行的稳定可靠

教育信息公共服务平台对系统的稳定性和可靠性有很高的要求，云计算通过一系列先进技术能够为系统运行提供良好的保障。首先，云计算采用分布式存储的方式，能够依据策略自动分配计算节点，并在节点出现故障时将计算任务转移；其次云计算具有良好的容错能力和强大的故障恢复能力；此外，集中统一的管理与维护模式也将提高整个系统的稳定性和可靠性。

3、降低教育信息化建设成本

云计算能够将数量庞大的基础设施进行规模化共享，从而有效提高硬件资源的运行效率并节约能耗，降低教育信息公共服务平台的建设和运营成本；此外，云计算将为教育机构节省购买和更新基础设施的成本，并减少后期硬件维护工作的开销；目前云服务一般采用价格低廉的弹性计费模式，可以为平台提供资金运营方面的借鉴。

4、提供灵活多样的网络服务

从服务内容上而言，教育信息公共服务平台将汇聚全国范围内的海量资源，为用户提供丰富多样的服务；云计算使用户能够在任意时间自动获取需要的服务，实现网络学习资源和工具的随需随用，服务方式便捷高效；在获取途径上，用户可以通过任何接入网络的设备登录云端，接入方式灵活且对终端设备性能要求较低。

二、基于云计算的教育信息公共服务平台的建设规划

教育信息公共服务平台的建设规划是系统进行宏观部署和具体实施的依据。由于平台建设是一个长期且复杂的系统工程，涉及业务范围广、部门多，所以需要以国家政策为指导，从宏观层面进行统筹规划、科学布局，从整体上推进平台建设。教育信息公共服务平台依托我国公共网络设施和教育网络体系而建，以下从宏观体系规划和设施建设两个方面对平台的建设规划进行分析。

1、教育信息公共服务平台的宏观体系规划

教育信息公共服务平台采用区域云、业务云等多种形式的云相结合的架构模式，各云之间互联互通，最后由公共教育总云通过基础设施层、应用开发层及服务共享层实现系统软硬件的集中部署、共建共用，如图1所示。用户看到的是一体化的平台，而实际所访问的服务可能由其中任何一朵云来提供。

公共教育总云隶属国家教育部，服务于全国教育大局。总云不仅提供丰富多样的教育服务，还负责将全国范围内呈分布式存储的资源进行统一部署和调度。总云的体系由三个层次构成：（1）最底层为基础设施层，支持基础设施即服务（Infrastructure　as　a　service，IaaS），是教育信息公共服务的基础支撑平台。该层对硬件资源的使用进行管理和监控，为整个系统的运行提供安全高效的基础设施环境，同时为用户提供公共存储、计算、共享带宽、安全认证等通用服务和各种支撑工具；（2）应用开发平层采用平台即服务（Platform　as　aservice，PaaS）的模式构建，提供专业的教育应用引擎用于教学软件或教育系统的开发。该层将各种各样的服务进行整合并提供给上层应用，开发人员可以直接创建应用，并将应用部署在教育信息公共服务平台上。（3）最高层为应用服务层，采用软件即服务（Software　as　a　service，SaaS）的模式，覆盖全民学习需求，支持教学、科研、管理等教育领域各方面的信息化应用。用户通过选择相应服务来满足实际应用需求，而且无需关心软件安装和升级问题。

区域云是教育信息公共服务平台的建设重点。以我国行政区域为划分单位建设区域云，并在各省设立区域云服务中心，负责将区域内所有的教育信息资源进行统一；区域云内部需要建立下属子云，在子云规划方面应该灵活多样，例如可以依据地域对市、县进行纵向划分，也可以按照服务项目进行横向部署。在建设区域云时应该充分发挥政府的主导作用，推动一批重点工程和项目以支持整体建设，同时鼓励相关企业和学校参与建设和管理，形成良性的市场循环机制。

业务云是针对某个特定的教育阶段或者具体的教育业务而形成的特色云，依托于学术机构、社会团体、企事业单位而建，例如幼儿教育云、职业教育云、远程教育云、教师联盟云等等。目前我国已建有的中国基础设施工程、国家基础教育资源网、中央电教资源中心等汇集了大量优质资源，它们均可作为业务云上的服务内容部署在教育信息公共服务平台上。

根据建设需要，可以将其他形式的云以合作方式纳入教育信息公共服务平台的体系之中，例如政府、企业的私有云等等。这些云同样能够为受众提供教育公共服务，起到丰富和完善平台功能的作用。

2、教育信息公共服务平台的设施建设

教育信息公共服务平台的设施建设不仅包括云端服务器集群的部署，还应该考虑到通信设施建设和终端设备配置，这样才能保证平台服务的全面覆盖，使社会公众均能享有优质教育资源。概括而言，设施建设可分为云端、通道、终端三个层面。

教育信息公共服务平台的云端即由虚拟计算资源整合而成的大型服务器集群，包括服务器、存储设备、安全设备等，是平台所提供的各类服务的载体。云端设施建设的核心理念在于“分布存储、统一管理”，即每个区域云或业务云所拥有的教育资源均由多个站点共同提供，这些站点分布于全国的各骨干机房，存储实际的物理资源，通过资源采集和汇聚系统实现硬件设备的整合和共享，最后交由总云进行统一管理。

通道即在云端和终端之间或者不同云之间进行信息传输的网络。云服务对于网络的质量有较高的要求，因此必须要有面向服务、结构化、传输快、可靠性高的带宽资源保障教育信息公共服务平台的网络传输。通道设施的建设一方面要充分利用各级各类教育基础设施，例如已有的教育城域网、校园网、中国教育卫星宽带网等，另一方面要建立高速传输的专用主干网和地区网，提升网络接入能力和管理水平。另外，网络接入模式应该多样化，例如电脑可以通过宽带接入，移动终端通过Wi－Fi接入，数字电视通过HFC接入等等。

终端是指用户连接云的设备。云计算技术降低了系统对终端配置的要求，提高了平台服务的交互性和移动性。用户只需要使用任何能够进行网络交互的设备就能轻松登陆云端，包括电脑、手机、数字电视或者车载电子设备等。在终端设备配置方面，主要是要加强教育机构尤其是中小学的信息化基础设施建设，为师生配备能够接入云服务的智能终端教学设备，例如网络教学设备、电子白板、电子书包等等，从而形成云覆盖下的网络化教学环境。

三、基于云计算的教育信息公共服务平台的功能结构

教育信息公共服务平台是教育公共服务的载体和呈现工具。它以教育机构、企业、学生、教师、社会公众为服务对象，通过信息、资源、应用、项目等形式将教育服务呈现给用户，以支持教育管理、教学应用、自主学习、教师发展和终身教育，从而实现服务全民学习、服务教育信息化的目标，其功能结构模型如图2所示。需要指出的是，功能结构模型并非指教育信息公共服务平台的终端界面，而是对整个教育云体系的功能需求及内容呈现形式的分析和设计。

1、平台功能

教育信息公共服务平台面向学前教育、基础教育、高等教育、职业教育、终身教育等各个教育阶段，具备以下几个方面的功能：

在教育管理方面，利用云计算技术教育信息公共服务平台能够有效整合各级各类教育管理信息系统，建立覆盖全国的教育管理信息体系，优化管理与服务流程，提高教育决策和服务水平；平台支持学校管理信息化，提供教务管理系统、开发平台及办公软件等，以推动学校管理的规范化和现代化学校制度的建设。

在教学应用方面，教育信息公共服务平台为教师和学生提供优质的教学资源和相关软件工具，创设智能化的网络教学环境，形成开放、互动、共享的信息化教学模式。平台通过多样化的服务来推动信息技术与教学的深度融合，例如网上课件制作、课堂活动管理、视频教学、教学评价等等。

在自主学习方面，教育信息公共服务平台为用户构建个性化和协作交流的学习环境，以支持基于网络的学习和探索。用户可以综合运用各类学习资源实现信息获取与知识建构，或者利用网络协作工具实时、在线地进行项目合作，也可以通过自主学习系统获得个性化的指导和跟踪服务。

在教师发展方面，教育信息公共服务平台为教师提供资源共建共享、合作研讨、学习管理和评价反馈等多方面的支持，以促进教师的专业化发展。教师可以构建基于学习型组织的教师共同体，联合开展课堂教学研究，也可以参与网络研修培训、学术交流、职业竞赛、技能鉴定等活动，从而提高业务水平。

在终身教育方面，教育信息公共服务平台面向全社会提供服务，支持社区教育、职业教育、继续教育、农村教育等，以促进终身学习体系和学习型社会的建设。例如提供适合社会各类成员进行继续教育的学习资源，开发完善的终身教育公共信息服务平台，构建支持开放大学的“学分银行”系统等等。

2、结构模块

教育信息公共服务平台为用户提供综合性教育服务，从服务呈现形式上考虑可以划分为信息、资源、应用、项目四大结构模块。

信息模块涉及与教育相关的普通新闻资讯和专业性的服务信息。教育部门可以依托教育信息公共服务平台建立信息服务中心，考试、招生、就业、留学等公共信息，实现信息的透明化，促进教育行政部门的政务公开，以加强社会监督。作为国家级公共服务系统，平台所的信息应具有权威性、准确性、及时性和丰富性，不仅要为社会公众提供高质量的教育信息服务，还要为教育事业的发展营造良好的舆论氛围。

资源模块包括教育资源和娱乐资源两大类，教育资源是指媒体素材、文献资料、教学软件和学习工具等，娱乐资源是指电影、音乐、游戏等具有休闲娱乐功能的大众资源。云计算具备强大的网络存储和数据分析功能，能够将各级各类资源进行分布式存储和统一管理，提供更加高效的资源存储、索引和分享服务，满足用户对海量数据、个性化服务的需求，使资源服务走向开放和共享。

应用模块是指集成在教育信息公共服务平台上的应用服务。将基于IaaS模式的基础设施和基于PaaS模式的开发平台作为应用服务提供给用户，这是云计算支持下的教育信息公共服务平台所具有的特色业务模式；平台可以提供丰富的在线软件，包括课件制作软件、知识管理工具、协作交流软件等；应用系统的种类同样丰富多样，例如教务管理系统、网络课程平台、“学分银行”等。平台采用动态伸缩的弹性模式进行架构，各个应用服务模块并不固定，可以根据具体情况开发新软件或新系统来满足用户的需求。

项目模块主要应用于大型活动开展或工程建设。系统将教育信息公共服务平台上的相关功能和服务加以集成，可以开发出针对大型教育项目的支持系统，用以提供科学管理技术和其他的网络服务。项目模块能够用来开展教育科研、讲座会议、职业培训等大型活动，或者支持各级各类重点工程建设，例如开放性大学、远程教育工程等等。

四、结束语

云计算的出现为推动教育的创新与变革开辟了新思路。寻找云计算与教育行业相结合的发展道路，对于促进教育公平、实现优质教育资源的共建共享以及建设学习型社会具有重要意义。然而，此类研究目前在我国尚处于起步阶段，需要解决的问题还有很多，例如怎样有效解决教育云的存储安全、带宽接入问题，如何建立平台的生态化运营机制等等。对这些问题开展深入的研究与探索，对于科学地构建我国教育云服务模式，稳步有序地推进教育信息公共服务平台的建设具有重要意义。