基于云計算的職業教育資源庫構建

江蘇聯合職業技術學院常州劉國鈞分院 殷存舉 邵小蘭

職業教育資源庫的建設使客戶能夠突破時間和空間的在線連接，各個學校、單位和個人都可以作為數字化資源的提供者。有效整合各單位和個人的數字化教學資源，可以很大程度上解決教育資源不均衡問題，使優質職業教育資源在更廣的范圍中實現共享，促進職業教育均衡發展。本文基于云計算技術，分析了職業教育資源庫的總體設計、框架設計、模塊設計、流程設計以及資源庫的功能清單等，以期對職業教育資源庫的建設提供一些有益參考。

1 基于云計算的職業教育資源庫總體設計

云計算職業教育資源庫資源分配是指依靠云計算技術，將各種資源整合到一起，形成資源池，資源將以任務的形式組成云，然后再用云給用戶提供所需的資源服務。職業教育資源分配是開放的，可以通過云計算實現資源共享[1]。而資源分配為用戶提供了一種按需服務的新模式，以便更好地支持教學研究、科學研究以和社會性需求的任務。

（1）設計考慮開放性。對于用戶來說，云計算的職業教育資源分配是開放性的，向所有用戶開放，用戶可以在任何地點、任何時間接入網絡訪問云計算的高等職業教育資源分配，同時，可以靈活地滿足不同的用戶需求；另外，還可以根據應用的需要，動態地擴充接入云計算的高等職業教育分配的資源。（2）設計考慮資源性。云計算的資源庫將所有的資源聚集在一起，形成一個龐大的資源，這些資源共享在互聯網中，用戶只需要向系統提交自己的需求，資源庫平臺就可以自動返回相應的資源，這些資源對用戶來說是透明的，不用考慮其物理存儲位置。（3）設計考慮共享性。資源庫中的資源是為所有用戶共享的，而用戶的需求不管是資源的內容上，還是從訪問的時間段上，都是不斷變化的，為了適應這些變化需求，資源庫平臺以分時模式向用戶提供服務，既滿足了用戶的需求，也提高了資源的利用率。

2 基于云計算的職業教育資源庫框架設計

（1）物理虛擬層。物理虛擬層主要由主機、服務器、存儲器、網絡硬件等各種物理設備構成，聚合了大量的數據資源，這些數據資源形成一個巨大的資源池，資源池還可以根據實際需求動態擴展，從而為應用服務層提供資源支撐。（2）資源平臺層。資源平臺層是系統模型的核心，連接了系統中的上下層資源，使資源的傳輸和共享更為便捷。主要由資源管理器、任務管理器和資源分配器三部分組成，向下和物理虛擬層相連接，動態地聚合系統中的資源，向上為用戶提供應用服務[2]。其中，資源管理器負責資源的分析、劃分及資源的運行狀態監控；資源分配器根據資源分配策略負責任務隊列所需資源的分配；任務管理器主要負責任務的分析、分制及估計任務執行時間。（3）應用服務層。應用服務層位于最上層，主要功能是為用戶提供相應的接口。用戶可以通過應用服務層提供的接口，隨時、隨地接入應用服務層，訪問所需的服務資源。用戶包含了教師、學生、管理人員和具有訪問權限的社會研究人員等。

3 基于云計算的職業教育資源庫模塊設計

（1）網絡課程模塊。該平臺面向所有學習者提供所需的各種海量優質網絡課程，讓使用者可以自由選擇所需的或者感興趣的課程，課程均由各專業精英教師講授，授課方式包括視頻精講以及一對多直播強化。視頻精講是面向全體訪問者提前錄制好的；一對多直播強化是在特定的時間點采用直播的方式對所建設課程資源進行匯總及提煉。（2）教學資源模塊。該模塊依托傳統教學模式開發，配合教材打造，分為課程資源、作業、小測驗及資料多個部分，使用者通過訪問該界面可進行靈活系統的知識體系的學習。每門課程的每一課時都包含了系統的基礎知識和基礎操作部分，通過微課視頻的形式呈現給學生，幫助學生打好基礎，為實踐應用和掌握實戰技能做準備。這個模塊著重以微課視頻為主，每一視頻各自獨立又前后連貫，視頻中包含的知識內容精煉明確，有助于學生明確知識點和學習目標。視頻通過后期處理，增加注釋、關鍵知識點的放大特寫以進一步突出知識要點，對于實操演示視頻，帶有標號的步驟描述和關鍵操作特寫，讓學生更好地掌握課堂知識。（3）軟件工具模塊。該模塊主要給使用者提供相應課程的軟件使用工具，例如，高級辦公軟件的OFFICE，學美工需要用到的PS等，另外根據每個專業建設的不同還可以增加實訓軟件平臺等[3]。（4）互動反饋模塊。使用獲取一定基礎認知后，通過真實情景下的權威案例分析、討論，直接切入知識點，通過啟發式地互動鍛煉學生面對現實業務的決策能力，提升解決實際問題的能力。另外，每一課程在課后均應提供與當前課程主題對應的實踐內容，其實踐內容應包括隨堂練習和課程實訓兩種。隨堂練習精選與核心知識點相關的題目，包含選擇、判斷、簡答和簡析等多種題型，檢驗學生對基礎知識的學習效果，幫助學生及時鞏固、查漏補缺；課程實訓提供實訓相關的資料，如實訓說明、操作說明、實訓內容和實訓數據等，學生根據具體的實訓要求和實訓指導進行實訓，從而加強學生對知識的應用、實踐技能的鍛煉，培養學生的創業、就業能力。

4 云計算職業教育資源庫資源分配設計

基于云計算的職業教育資源分配的詳細結構如圖1所示，引入任務分割、資源劃分策略以及資源分配策略來實現資源的規范化統一管理分配，以資源池的形式來執行任務或提供服務資源，將任務及資源分別聚合起來，用戶無須關心資源的位置，資源無須知道所完成的任務以及所對應的具體用戶，只需要按要求執行任務池中的任務，直至執行完所有的任務[4]。

圖1 云計算職業教育資源庫資源分配Fig.1 Resource allocation of cloud computing vocational education resource library

任務管理器、資源管理器以及資源分配器三者協同實現運行的管理。具體過程如下：

（1）任務管理器。主要負責處理用戶提交的任務，在收到用戶的請求以后，先進行任務分析，按照任務的優先級和時間需求插入原有的任務隊列，再按照任務的執行特點和功能特點將任務分解成一個個原子任務，最后，對原子任務進行編碼，最終形成任務池。（2）資源管理器。主要功能是負責設備資源的接入管理，當接入物理設備后，先根據該資源是否虛擬化再進行分為物理資源與虛擬資源兩類；然后，依照功能屬性，將資源組成能夠執行不同任務的功能資源池，且每個功能資源池由若干個功能相近的物理資源節點或者若干個功能相近的虛擬機資源節點組成；最后，將這些資源節點進行功能等級編碼，形成能夠滿足用戶需求的資源池。（3）資源分配器。主要任務是負責資源池中資源的分配和任務池中任務的分配，實現資源與任務的最佳匹配映射。同時，資源分配器具有資源檢測功能與任務檢測功能，對資源的調用及任務的執行進行全生命周期過程的管理。當任務執行完成以后，將信息反饋給用戶，同時釋放該任務所占用的資源。

對于用戶來說，只要擁有相應的訪問權限，就可以通過電腦、智能手機等終端設備接入資源管理平臺，來訪問各種資源，完成相應的科研以及學習活動。對于資源來說，可以是高性能的服務器、專有性能的計算設備以及服務集群等，可用來執行用戶提交的任務，同時，當系統升級或更新時，還可以作為新的資源節點接入管理平臺。對于管理員來說，可以管理所有的用戶，設定用戶權限、設定分配策略等，以提高用戶提交任務的響應速率和提高資源的有效利用率。

5 云計算職業教育資源庫流程設計

在基于云計算的職業教育資源分配中，用戶從提交任務到任務執行結束的流程共有如下幾個步驟：

（1）用戶利用網絡來提交需求請求；（2）任務管理器接收任務，進行功能分析后，將任務插入到任務池的任務隊列中；（3）根據任務的特點，對任務進行拆分；（4）把拆分后的任務進行優先級編碼，形成原子任務序列；（5）資源分配器選擇合適的資源池與執行任務的物理機或虛擬機，進行資源分配；（6）執行原子任務序列中的任務；（7）任務完成。

6 云計算職業教育資源庫功能清單

云計算職業教育資源庫應包括課程、測試、統計等多方面功能，具體清單如表1 所示。

表1 云計算職業教育資源庫功能清單表Tab.1 Functional list of cloud computing vocational education resource library

7 結語

本文基于云計算技術，從資源庫平臺的系統設計層面分析了職業教育資源庫的總體設計、框架設計、模塊設計、分配設計、流程設計以及資源庫的功能清單等，實現層面還需進一步加強研究。