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基于云存储的高校资源平台设计与应用

更新时间:2009-03-28

随着信息技术的发展,教育信息化不断推进,形成了以翻转课堂、碎片化学习等为代表的新教学形式,且这些形式已成为常规课堂教学的重要补充。为了提升教育信息化水平,国内高校纷纷以专业及专业群为单元建设了众多教学资源平台。这些教学资源平台通常基于传统的SAN+NAS存储架构搭建,存放了大量文档、图片、视频等非结构化数据。

近年来,录播系统、云存储等教学资源采集与存储技术逐渐成熟,在高校教学资源建设中慢慢普及开来。如何充分利用信息技术,实现教学资源的采集、存储、优化、分享、反馈、更新,并且便于师生使用,成为教学改革的重要研究方向,也是教育技术研究的热点问题。

一、高校资源平台建设现状

(一)数据量大,增速快

“十二五”期间,随着高校各业务信息系统陆续上线以及数字化校园的普及,校内各类信息系统产生了海量的文件、视频、图片等非结构化数据资源。同时,随着国家加大对教育事业的投入,高等教育教学改革进程高速发展,信息化融合程度急速提升,学科建设、专业建设也产生了海量的文件、视频、图片等教学资源。这两类资源分布于各个系统与终端,数据的存储、检索、读取占用了现有业务系统大量的资源,导致业务系统性能负载过大。

3.创新力不足,科研水平低。在科研方面,除对枸杞和甘草投入大量经费开展较为系统研究外,对其他药材的研究开展较少,且仅停留在种植养护方面。现有省份虽建立了“当归”等种植炮制等规范标准,但大多数药材目前还没有开展此类工作;除陕西外,其他省份的《中药材标准》和《中药饮片标准》还停留在上世纪70-80年代水平,《中药饮片炮制规范》至今普遍缺乏。成药研发工作几乎未开展,其他相关产品的研发工作也乏力,具有独特的民族药(蒙药、藏药)的研究工作更是举步不前。

(二)现有资源管理方式可持续能力不强

高校搭建的教学资源平台主要基于精品课程、国家专业教学资源库等项目,大多采用传统的SAN+NAS存储架构。这类存储架构安全性高,但价格昂贵,扩展能力有限,比较适用于结构化数据的存取。目前,非结构化数据资源快速增加,使得现有系统的存储压力非常大,严重限制了资源平台的发展与推广。

高校应结合自身特色与需求,解决教学资源缺乏统一规划、统一管理、统一配置等问题,以服务学生、服务教师、服务社会为导向,以学生能力培养、综合素质提升为核心,通过教学资源平台的构建,充分整合校内外资源,通过教学模式的创新改革和教学流程的优化整合,创造一个师生充分互动的教学管理环境。利用现代信息技术,加强师生信息和学习资源的共享,建设一个有高校教育特色的、以专业及专业群为对象、面向和服务社会、自主学习、统一管理的教学资源平台。通过常态化录播系统、云存储系统、网盘系统及数字化校园平台的有效整合,完成课程常态化录播、私有云存储及资源共享等功能。具体结构如图1所示。

(三)移动设备普及需要相应平台支持

随着各种移动设备的普及,师生在教学过程中通过移动终端产生并保存了大量的教学相关数据与资源,高校资源平台的建设也必然面临着移动化的挑战。便于文件共享和备份是个人网盘流行于师生之间的原因,但是个人网盘无法融合到高校现有的应用中,也无法为教学的日常互动服务,更没办法为学校积累教学资源。因此,需要建立相应的机制满足师生课前、课中、课后各种场景下的移动访问及存储的需求。

(3)多部门协同联动。近年来,南京、广州、桂林、焦作、张家港等地试点实施了I/M制度,各地相关部门共同推动制度的落地实施。如南京、张家港等地由交通部门牵头,环保、公安部门予以配合;广州、焦作等地由环保部门牵头,交通、公安等部门予以配合。在实施I/M制度的业务流程上,南京市交通与环保部门共同制定业务流程并组织实施,车辆须经汽车排放维修治理站(M站)维修治理并获得《机动车维修竣工出厂合格证》方可到检测站(I站)复检,复检合格的车辆方能上路行驶。在数据共享方面,广州、南京、张家港、焦作等地通过信息化手段,实现检测与维修数据互联互通,实现I/M制度闭环管理,保障了制度有效实施。

患有稳定型心绞痛、不稳定型心绞痛的患者,对QFR风险的容忍度较低,故可以选择QFR检查或FFR检查来获得功能学评估。虽然QFR评估存在上述风险,但由于患者病情稳定,所以评估结果导致即刻血运重建或延迟血运重建所带来的风险较低。有临床试验研究结果表明,QFR分析一致性并非劣效于FFR,患者将受益于QFR的无创分析,避免了由微循环扩张药物带来的不适,减少了诊断时间和费用,综合考虑患者受益大于风险。

教育资源平台与云存储相结合,突破了传统的资源存储集中化管理模式,将教育资源存储在云端分布的各数据结点上,解决了传统模式下存储容量不足、服务器性能瓶颈等一系列问题。基于云存储的资源平台建设能够解决前面提出的相关问题,具有安全高效、使用便捷、移动适应性强等优势。

二、基于云存储的资源平台设计

(一)设计目标

另外,此类资源平台一般采用B/S管理架构,所有资源都需要管理员从后台导入,导致出现资源检索不方便、管理工作量大、后期持续维护困难等问题。

  

图1 设计示意图

(二)功能设计

基于云存储的教学资源管理平台的软件层面主要由两大部分组成:一是云播教室系统,整合录播教室与常态化录播平台,将教学资源采集到云存储系统中;二是云资源中心,整合云盘系统与教学资源平台,实现教学资源的管理与使用。首先依据满足多客户端应用需求的特点进行合理的规划布局,然后通过数字化校园平台实现身份与资源管理的统一配置。

通过云播教室系统实现教学资源按需自动采集,在线制作与转码,最后存储在授课教师本人的个人空间内,并可通过云播学习系统将资源发布到教学资源平台。

云存储是在云计算概念上延伸和发展起来的一个新概念。云存储通过虚拟化技术将服务器、存储设备和其他硬件视为一个资源池,而不是离散系统,从而可以根据需要分配这些资源。这样,一个存储云就相当于一个虚拟化的存储资源池,用来容纳各种不同的工作模式,这些模式可以快速部署到物理设施上,并且按照用户需求动态地调用资源。云存储系统具有可靠度高、性能优异、可在线无限扩展以及通用易用等优势。教学资源平台由于采用了集中存储的方案,所有的信息存储、信息管理及信息共享均集中存储于统一的平台,因此需要采用云存储架构来满足系统的可靠性、可扩展性、安全性等要求。云存储系统完成对各业务系统的支持,完成数据的存储、容错等,可实现教学资源的高效、安全存储。

价值指向决定了人才培养的方向。“课程思政”必须正确处理知识传授与价值引领之间的关系,切实达到育人的目标。从马克思主义的观点看,育人的根本目标在于实现人的自由全面发展。而在人的德智体美劳全面发展中,德育起到引领作用。因此,高校“课程思政”承载着对大学生世界观、人生观和价值观的培育和塑造,对健全人格、文化传承、体育精神、审美情操和劳动热情的培养和引导,为大学生成长成才奠定坚实价值基础的使命。

通过云资源中心实现教学资源的高效、便捷管理。在提供数据备份的同时,完成数据的多终端自动同步、数据共享及权限控制等特殊操作,方便教师进行移动办公及学生的多终端访问。具体如图2所示。

  

图2 系统架构图

(三)数据流程设计

教学资源管理平台的数据存储基于云存储系统。在一套云存储系统中,SCS WEB Server组件是用户浏览、上传和下载数据的门户,各级管理员对系统的管理也是通过这一组件完成;SCS FastDFS Servers是核心的云存储组件,分别为跟踪器(Tracker)和存储节点(Storage),其中跟踪器主要做调度工作,在访问上起负载均衡的作用;Portal Server是教学资源平台组件,同时还起到对一些资料的外链作用。

通过调用SQLite的C-API函数,实现了实时动力学仿真平台与SQLite模型数据库的连接,并且使用准备查询的方式,实现平台对模型数据库信息的读取和调用,为实现虚拟环境下模型的自动装配和实时动力学仿真奠定了基础,为实时动力学仿真提供了新思路。

教学资源平台数据流程设计主要着眼于两个方面。一方面是数据管理。原始资源来源于云播教室生成与用户上传。教师在个人空间内实现资源分组与共享,通过资源平台进行发布与更新,通过课程学习平台进行调用与反馈,从而实现资源全生命周期的管理。这样既降低了教师上传资源的难度,又提高了资源共享的效率。另一方面是用户的权限控制。与数字化校园平台深度融合,实现界面与人员权限的管理,提高人员权限准确性,提升用户使用黏度。具体如图3所示。

  

图3 顶层数据流程图

三、基于云存储的高校资源平台应用优势

根据对高校资源平台建设现状的分析,可知目前高校资源平台建设亟待解决的问题如下:第一,需要构建一套适合存储非结构化数据的、安全的、便于扩展的高性能存储系统;第二,需要解决资源自动化采集与细粒度资源管理的问题,以便资源不断更新与持续管理;第三,要有相应的终端或者APP来适应移动化浪潮下的新教学需求;第四,要与高校现有的数字化校园建设相融合,实现统一平台下的身份与数据的管理,提高使用黏度并降低管理和维护的复杂度。

(一)安全高效

高校现有的内部数据共享协作一般依赖于邮件、IM、U盘等。这些方式效率低下,且数据容易丢失或感染病毒。通过私有云存储能够快速检索到教学相关资料信息,使得资源的分享与协作更加便捷。

(二)使用便捷

教学资源建设具有资金投入大、重复投入多、硬件需求大、资源建设项目多、资源重复利用率高、安全性不高等特点。大部分高校的内部教学资料都分散存储在教师的个人PC、NAS和FTP、个人网盘中,不便于检索和使用。数据尤其是核心科研项目数据的分散存储还存在丢失和泄露的风险,而私有云存储可以有效地减少这些风险。同时,基于云存储,资源的共享与发布将更加便捷。

(三)移动适应性强

基于云存储的资源平台可以实现移动端教学的直播与录播,充分利用移动设备的便利性,提高学生学习的热情。

本文创新性地提出了一种基于云存储的资源平台建设架构,构建了基于数字化校园的学习资源中心。通过常态化录播系统、私有云存储系统及数字化校园平台的有机融合,理顺了目前资源平台建设中资源的产生、使用、分享、反馈的流程。通过整合校内外教学资源,既可以解决教学资源缺乏统一规划、统一管理、统一配置等问题,还可以加强综合产业信息和学习资源的共享,具有相应的推广意义。

参考文献

[1]高宏卿,汪浩.基于云存储的教学资源整合研究与实现[J].现代教育技术,2010(3):97-101.

[2]高宏卿,郭文鹭,翟炎杰.基于云存储的流媒体教育服务研究[J].现代教育技术,2011(2):108-111.

下午4点半,一群刚放学的孩子迫不及待地跑进徐州市凯旋门社区的宜家“希望来吧”。这些孩子大多是附近的流动、留守儿童,还有少量贫困家庭儿童,早早放学的他们在这里得到了社工和志愿者们的温馨陪护和课业辅导。像这样的“希望来吧”全省已有298家,覆盖了13个设区市、80余个县(市、区),成为流动和留守儿童一个延伸的家。

 
姜建峰
《江苏经贸职业技术学院学报》2018年第02期文献

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