基于GAE云计算的教学资源共享平台的构建

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摘 要：本文通过对高校教学资源共享现状的分析,结合云计算具有能提供动态数据在不同平台上的传输、能为资源的管理提供可扩展性服务的特点,根据各高校的实际情况,以一个区域内统筹者的角色提出了基于GAE云计算的教学资源共享平台的构建思路,并给出了具体的实施方案.

关键字：GAE；云计算；教学资源；共享平台

分类号：TP18 文献标识码：B 文章编号：2095-2163（2014）02-

Building a Platform for Sharing of Teaching Resources

based on the GAE

QIU Chunhong

（Jiangsu Vocational College of Business, Nantong Jiangsu 226011,China）

Abstract：Through the analysis of the present situation of the college teaching resources’ sharing, with the characteristics that cloud puting can provide tranissions for dynamic data in different platforms, scalable services for resource management, according to the actual situation in Colleges, this paper puts forward the idea of constructing a platform for Sharing of teaching resources based on the GAE as a coordinator in the regional, and gives a specific implementation plan.

Key words：GAE；Cloud puting；Teaching resources；Sharing platform

0引 言

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020）》指出“要建立开放灵活的教育资源公共服务平台,促进优质教育资源普及共享”.然而目前各高校教学资源在开发中普遍存在低水平重复、低程度共享,以及相应数量的信息孤岛现象,基于此,如何将分布在各个高校的数字教学资源进行有效整合、合理配置、以及优化管理和利用即已成为一个亟待解决的重要课题.

1.教学资源建设现状分析

随着信息技术的发展和网络化的普及,各高校都建设了大量独立的教学资源.但由于受到各高校独立建设、沟通匮乏、以及合理有效的共享运行机制和技术还未进入全面配置等因素和条件的限制,目前高校自身和各高校间的教学资源共享还存在许多问题,主要表现在以下几个方面[1]：

（1） 数字化教学资源建设水平高低各异.高校数字化教学资源的建设将以该校信息化程度为基础,但基于各高校在经济、教育和信息化建设水平等方面均存在一定差异,各高校间的数字化教学资源的建设表现出了较大的差距.大量资源集中在一些规模较大、校史悠久的院校,而另一些院校则面临软硬件资源先天不足的问题.

（2） 区域全局意识滞后,教学资源共享意识薄弱.区域内各高校应成立一个教学资源共享联盟,这是区域内各高校在自愿、平等、互利的原则上建立起来的,并将在区域内一起制定资源建设计划、协同完成建设任务、高度有序地共用所建资源.因而就要求区域内各高校相互信任、相互协作、互惠互赢.可现实状况却并不乐观,首先,各高校缺乏全局意识,在资源建设时都以自我为中心,为本校考虑,力求小而全；其次,在教学资源的共享上存在索取与奉献脱离的现象,教学资源共享意识仍略显不足.

（3） 教学资源重复建设、层次较低.区域内各高校因为缺少沟通和交流,在进行教学资源建设时往往容易出现教学资源的重复建设.而且,每个高校的资源建设资金也较为有限,这将导致大多高校的教学资源建设往往停留在历时短、收效快、层次低的教学资源建设项目上.

（4） 教学资源共享条件并未完备.首先,区域内各高校缺少一个统筹组织或协会,必要的沟通与交流也就位置短缺,从而在区域内无法达成统一的教学资源建设目标,以及制定切实的教学资源共享计划.其次,区域内各高校都有自己独立的校园网和教学资源,但却未提供一个统一的接口、也未建立一个有效的教学资源共享平台,由此即无法实现教学资源高效合理的共享利用.

随着云计算技术及应用的相应进展,云计算具备了能够提供动态数据在不同平台上的传输、且能为资源的管理提供可扩展性服务的基本特点.鉴于云计算的这一特点,结合区域内各高校教学资源建设的现状与校间教学资源共享建设的需求,本文以区域内统筹者的角度,本文提出了利用各高校校园网和高速互联网等基础设施,构建基于GAE云计算的教学资源共享平台的设想,随后也给出了具体的实施方案.

2.GAE云计算介绍

2.1 云计算

云计算是以付费使用的形式向用户提供各种服务的分布式计算系统[2],系统对用户是透明的,其本质是对虚拟化计算和存储资源池进行动态部署、动态分配、实时监控的系统,从而向用户提供满足需求的计算服务、数据存储服务以及一定量的平台服务[3].并且云计算具有大规模、虚拟化、按需服务、多租户、容错性等诸多优越性质.随着云计算在各个行业的广泛应用,其在教育领域的应用前景正变得日益广阔.

2.2 GAE（Google App Engine）

GAE（Google App Engine）是Google公司推出的云计算服务,是针对软件开发人员设计的云计算服务平台.Google提供超强的计算能力和庞大的存储空间并代为管理,用户拥有一个账户就可免费在平台上开发和发布应用程序.GAE平台具有性能稳定、支持Ja和Python两种开发语言、并且可免费使用1GB空间等一系列特点. 具体来说,GAE平台的优点为：

（1） Google公司免费向开发者提供空间；

（2） GAE能为每个应用程序提供一个安全运行环境,并且提供强大的分布式数据存储服务；

（3） GAE提供了一个功能卓越的管理界面,可以查看错误日志,浏览用户保存的数据,分析程序性能,还可以实时监控用户部署的应用；

（4） GAE提供了一套标准的API,如网址提取、邮件、内存缓存、图片处理等.

2.3 搭建GAE平台

GAE平台支持Ja语言和Python语言两种开发环境,用户通过使用应用服务引擎提供的API、函数库和网页服务器应用程序,来实现个性化应用软件的开发[4].Ja 语言下GAE平台环境的搭建流程如图1所示.

图1基于Ja语言的GAE平台的搭建流程

Fig.1 Build process of GAE platform based on Ja language

3.基于GAE的教学资源共享平台的构建

教学资源共享平台的建立不仅能整合校际间优势资源,并节省软硬件成本,而且能有效提高管理及维护效率,从而满足用户多样化的资源需求[5].

3.1整体设计

目前,高校都建设了大量独立的教学资源,主要包括媒体资源、教学课件、学科资源、软件资源等.其中,媒体资源包括了图像、音频、视频、动画等；教学课件包括以多媒体为表现形式、能对教学及学习方式产生影响的电子教案；学科资源包括各专业的教材文本、教辅资料及网络课程等；软件资源则包括常见应用软件和专业软件.运用GAE云技术,可以将区域内高校的数字资源整合成一个公共的计算资源池,通过云计算网络,建立统一的接口,进行统一管理.这样所有的师生都可以通过统一接口进入资源池,获取所需的教学信息,从而实现教学资源共享,消除信息孤岛、减少重复建设.系统整体构架如图2所示.

图2 基于GAE的教学资源共享平台构架

Fig.2 Framework of teaching resources sharing based on GAE

3.2 功能模块

根据系统需求分析和整体设计方案,本平台包含用户管理、资源库、资源上载、资源下载、学习博客、论坛等功能,具体如图3所示.

图3 平台系统功能模块图

Fig.3 Function module diagram of platform system

由图3可见,对系统平台的各模块功能分析如下：

（1）用户管理.用户分为系统管理员、教师、学生三类,不同的用户赋予不同的用户权限.

（2）资源库.资源库由区域内各高校的数字教学资源组合而成,包括媒体资源、教学课件、学科资源、软件资源等.

（3）资源上载.用户登录后,可上传相关资源,上传过程中需设定关键字或资源标签以方便其他用户搜索、浏览.

（4）资源下载.用户可查看资源库中的所有资源,并根据自己需求进行搜索、下载.

（5）学习博客.学生可建立与己相关的学习博客,记录学习进度和学习心得.

（6）论坛.通过论坛可以相互了解、相互学习,遇到教学或学习方面的困难也可以通过论坛进行讨论.

3.3核心业务流程设计

本系统的核心业务流程是资源上载和资源下载.当用户请求资源上载时,系统会检验用户是否有权进行上载,通过验证后,为了防止重复上载资源,系统会根据关键字对该资源进行匹配,检验是否有相同的资源存在,如若没有,则执行上载操作,在资源上载到GAE服务器群上；若有相同资源存在,则询问是否替换文件,否则即取消上载操作,用户上载流程如图4所示.资源下载操作和上载操作类似,用户登录后,请求资源下载,系统检验用户是否具有下载权限.若具有下载权限,用户利用关键字搜索需要的资源,进行下载；若无下载权限,则取消下载.具体流程如图5所示.

图4 用户上载资源流程图 图5用户下载资源流程图

Fig.4 Users upload resources flow chart Fig.5 Users download resources flow chart

3.4 资源库建设

本平台的资源库也就是GAE平台上的各种资源云,如何使其实现协调运作,使其在平台上能为区域内的各高校所共同享有,并发挥其应有的作用,也是架构本平台的关键部分.主要从以下两个方面进行建设和管理.

（1） 建设规范、统一的数据格式、存储结构和接口标准.目前区域内各高校都已建成校园网,并建有各自大量的教学资源,但这些教学资源却因为不是按照同一标准和规范推进建设的,无法实现资源的通用和共享,从而形成了各高校教学资源的“数据孤岛”.为此,构建本共享平台的资源库必须首先将各高校的教学资源进行整合,以一个统一的标准对数据格式进行规范、以一个统一的结构进行存储、再以一个统一的接口进行访问.

（2） 建立科学的制度、合理的办法来规范资源库的管理.区域内各高校都对自己的教学资源有相应的管理制度和管理方法,但这些制度和方法缺乏一定的通用性和全面性.为了使资源库更好地运转、提供最大使用价值,必须从区域全局出发,根据各高校的具体情况求大同除小异,以统筹者的身份制定出一套科学、全面的资源库管理制度,使其能最大程度地适应各高校的要求,尽量减少资源库在使用过程中各种冲突和失谐现象的发生.

4.结束语

通过构建基于GAE云计算的教学资源共享平台,可以将区域内各高校的所有教学资源进行合理整合,实现各高校教学资源的真正共享,减少了区域内各高校教学资源的低水平重建,能集中各高校的优势力量完成高水平教学资源的建设,从而加快区域内各高校的信息化建设进程、增强学校综合实力、提升人才培养水平.