基于云計算的航海專業教學資源庫建設研究

丁方平

青島遠洋船員職業學院，山東青島，266400

0 引言

教學資源是高校教學活動的重要支撐，也是提高教學質量和效率的關鍵因素。隨著信息技術的發展和應用，高校教學資源呈現出多樣化、數字化、網絡化的特征，需要通過專業的平臺進行組織、存儲、檢索、分發和利用?；谠朴嬎悱h境建設教學資源庫平臺，可以充分利用云計算的優勢，實現教學資源的集中管理、動態調度、按需分配、彈性擴展和安全保障[1]。

1 現階段高校專業教學資源庫建設狀況與潛在問題分析

隨著信息技術的發展和教育改革的推進，國內高校紛紛建立了各自的專業教學資源庫，以支持教學活動和提高教學質量。然而，目前國內高校專業教學資源庫的發展建設還存在一些問題，影響了資源庫的有效利用和共享。首先，國內高校專業教學資源庫的數據格式不一致，導致了資源的異構性和不兼容性。不同高校采用了不同的數據結構和編碼方式，使得資源之間難以進行互聯和轉換。例如，有的高校使用XML格式存儲課程大綱，有的高校使用Word格式存儲課程大綱，有的高校使用PDF格式存儲課程大綱，這就給資源的檢索、交換和整合帶來了困難。為了解決這一問題，需要制定并推廣統一的數據標準和規范，使得資源能夠按照相同的格式進行描述、存儲和傳輸。其次，國內高校專業教學資源庫的交互性較差，影響了用戶體驗和滿意度。目前，大多數高校專業教學資源庫僅提供了基本的檢索、瀏覽和下載功能，缺乏對用戶需求和反饋的關注和響應。例如，有的資源庫沒有提供多種檢索方式，如關鍵詞檢索、分類檢索、元數據檢索等，使得用戶難以找到所需的資源[2]。多數高校資源庫沒有提供用戶評論、評價、收藏、分享等功能，使得用戶難以表達自己的意見和建議，資源庫管理人員不了解用戶需求與資源使用狀況。由于同時缺乏個性化推薦、智能分析、在線協作等服務支持，用戶難以獲得更多的幫助和支持。為了解決這一問題，需要加強對用戶行為和需求的分析和挖掘，提供更加人性化和智能化的交互界面和功能。最后，國內高校專業教學資源庫管理維護工作缺乏專業性，嚴重影響了資源使用效果和更新效率。目前，大多數高校專業教學資源庫缺乏專門的管理團隊和機制，導致了資源冗余、過時和內部信息錯誤。例如，有的資源庫沒有進行定期內容審核、資源目錄更新和垃圾清理，使得庫中的教學資源出現了重復、過期和失效的情況；有的資源庫沒有進行有效質量控制，對資源使用情況未能做出評估，導致教學資源配置不合理、不均衡現象出現；個別教學資源庫沒有進行充分的安全保護、備份和恢復，容易導致教學資源丟失、損壞和泄露等問題。為了解決這些問題，需要建立并完善專業化的管理體系和流程，確保資源的完整性、準確性和安全性。

2 云計算技術的原理與在專業教學資源庫建設中的應用價值

2.1 技術原理與基本架構

云計算技術是一種基于互聯網的計算模式，它將計算資源（如服務器、存儲、網絡、軟件等）作為服務提供給用戶，用戶可以根據需要動態地獲取和釋放資源，而無需關心資源的具體位置和配置。云計算主要由多種先進信息科技構成，其中虛擬化技術是云計算技術的基礎，它可以將物理資源抽象為邏輯資源，從而實現資源的隔離、共享和彈性擴展。分布式技術是云計算技術的核心，它可以將分散的資源集成為一個整體，從而實現資源的負載均衡、容錯和高可用。服務化技術是云計算技術的特征，可將不同類型和層次的資源封裝為標準化的服務接口，從而實現資源的按需訪問、按量付費和自助管理。大數據技術是云計算技術的支撐，可對海量的數據進行存儲、處理和分析，從而實現數據的價值挖掘和智能決策。云計算技術自誕生以來，經歷了從基礎設施即服務（IaaS）、平臺即服務（PaaS）到軟件即服務（SaaS）的發展階段，目前正進入人工智能即服務（AIaaS）和邊緣計算等新興領域。云計算技術已經廣泛應用于各行各業，包括教育領域[3]。

2.2 應用價值

云計算技術在專業教學資源庫建設中具有重要的應用價值，云計算技術可使專業教學資源庫不再依賴于昂貴的硬件設備和軟件許可，而是通過租用云服務來獲取所需的資源，從而大幅降低建設和運維成本。教務人員可利用云計算技術快速部署專業教學資源庫，面向學生提供更多帶有外部網絡鏈接的擴展資源，根據用戶的訪問量和需求動態調整資源的規模和性能，從而提高服務的響應速度和質量。云計算技術可使專業教學資源庫利用互聯網上海量的開放數據和知識，通過數據挖掘、分析和整合，生成更加豐富、多樣和有價值的教學內容，使專業教學資源庫支持多種形式和方式的教學活動，如在線協作、交流、評估等，從而激發教師和學生的創新思維和能力。該技術還可為用戶提供有效的安全保障和管理控制，支持用戶對教學資源進行安全存儲和合法使用，保護用戶對教學資源的版權和知識產權。

3 基于云計算技術的航海專業教學資源庫建設路徑分析

3.1 統一數據標準，強化教學資源通用性

基于云計算環境建設教學資源庫平臺，需要統一數據標準，強化教學資源通用性，以提高資源的質量和利用率。統一數據標準是指在云計算環境下，對教學資源的元數據、格式、編碼、存儲等方面進行規范和標準化，使不同來源、不同類型、不同領域的教學資源能夠在同一平臺上進行交換和共享。強化教學資源通用性是指在云計算環境下，對教學資源的內容、結構、風格等方面進行優化和適配，使教學資源能夠適應不同的教學目標、教學方法、教學場景和教學對象。為了實現這兩個目標，需要著手建立統一的數據標準制定機制和管理機制，參考國內外相關標準和規范，制定適合云計算環境下的教學資源數據標準，并進行動態更新和維護?？纱罱ńy一的數據標準檢測機制和評估機制，對平臺上的教學資源進行數據標準的檢測和評估，對不符合標準的資源進行修改或剔除。做好配套的數據標準培訓和推廣工作，對平臺上的教學資源提供者和使用者進行數據標準的培訓和推廣，提高其對數據標準的認識和遵守程度[4]。平臺管理人員應定期對平臺上的教學資源進行通用性的分析和改進，根據不同的教學需求和特點，對教學資源進行內容、結構、風格等方面的優化和適配。為平臺添加反饋機制，對平臺上的教學資源進行通用性的評價和反饋，收集使用者的意見和建議，不斷提高教學資源的通用性水平?；谠朴嬎愕男畔⒒虒W資源庫整體架構如圖1所示。

圖1 基于云計算的信息化教學資源庫整體架構

3.2 建立完善的教學資源平臺管理系統

為構建并優化教學資源平臺管理系統，需要采用先進的技術方法和工具，應基于云計算技術調節教學資源庫平臺架構?；谠朴嬎慵夹g，可構建教學資源庫平臺的三層架構：基礎設施層（IaaS）、平臺層（PaaS）和應用層（SaaS）?；A設施層提供計算、存儲、網絡等基礎資源的服務，如亞馬遜EC2、微軟Azure等；平臺層提供開發、測試、部署、運行等應用支撐的服務，如谷歌App Engine、阿里云ECS等；應用層提供各種具體功能的服務，如教育云盤、在線課堂等。通過這種架構，可以實現教學資源庫平臺的高效運行和靈活擴展?；谠朴嬎悱h境的教學資源平臺管理系統，可以將航海專業的各類教學資源（如課件、視頻、模擬器、實驗數據等）集中存儲在云端，實現資源的統一管理、更新和維護。

利用大數據技術實現教學資源庫平臺數據處理的四個步驟包括：數據采集、數據存儲、數據分析和數據展示。數據采集是指從各個高校以及其他相關機構獲取各類教學資源數據，并進行清洗、轉換、整合等預處理；數據存儲是指將采集到的教學資源數據存儲在分布式文件系統或數據庫中，并進行備份、壓縮、加密等處理；數據分析是指對存儲在平臺中的教學資源數據進行挖掘、統計、分類、推薦等分析操作；數據展示是指將分析得到的結果以圖表、報告、可視化等形式展示給用戶，并提供交互式查詢和反饋功能。通過添加數據展示、數據采集等系統功能，可實現教學資源庫平臺數據處理的高效性和智能性。借助云端服務器的集中管理和服務接口，可以實現教學資源的快速獲取、共享和調配，避免了傳統方式下的資源浪費和冗余，提高了教學資源的利用效率和效果。技術人員還可利用云計算的強大計算能力和大數據分析技術，對教學資源進行智能化處理和優化，生成更符合航海專業特點和需求的新型教學資源，促進航海專業教學的創新和發展[5-6]。教學資源平臺管理系統的基本功能如表1所示。

表1 教學資源平臺管理系統的基本功能

3.3 布設公有云和私有云

高校航海專業教學資源庫是一種集成了航海專業相關的各種教學資源的數字化平臺，它可以為教師和學生提供豐富的教學內容、交互方式和評估方法，提高教學質量和效果。航海專業教學資源庫的建設需要考慮多方面的因素，如資源的質量、數量、安全、更新、共享等。工作人員應利用公有云提供基礎設施服務和平臺服務，為教學資源庫提供穩定的運行環境和開發工具；利用私有云提供軟件服務，為教學資源庫構建定制化的應用功能和數據存儲。通過這種方式，可以實現教學資源庫的快速部署、靈活擴展、高效運維和安全保障。在布設公有云和私有云時，應提前選擇合適的公有云服務商，根據教學資源庫的規模、性能、可靠性等需求，選擇合適的虛擬機類型、操作系統、數據庫等；設計合理的私有云架構，根據教學資源庫的功能、數據、安全等需求，選擇合適的應用框架、開發語言、加密算法等技術；實現有效的公有云和私有云之間的連接，根據教學資源庫的訪問量、帶寬、延遲等需求，選擇合適的網絡協議、傳輸方式、負載均衡等技術[7]。

為了實現教學資源的廣泛共享和利用，需要建立一個開放、協作、創新的教學資源共享平臺，實現公有云和私有云之間的數據交換和服務調用。同時，需要提供豐富的教學資源應用功能，如在線瀏覽、播放、編輯、評價、評論、收藏、分享等，提高用戶對教學資源的參與度和滿意度。此外，需要利用數據挖掘、機器學習等智能技術，對用戶行為和反饋進行分析，提供個性化的教學資源推薦和優化，對教學資源進行標準化和元數據化，提高教學資源管理和共享效率。利用云計算平臺提供的分布式存儲和傳輸技術，實現教學資源的快速上傳和下載[8]。

4 結論

為提升航海專業教學資源利用效率，應基于云計算技術搭建完善的教學資源管理系統與資源庫，順應教育信息化發展要求，采用模塊化分層設計理念，合理配置教學資源與教務數據，對用戶進行分角色管理，利用web技術搭建在線交互區與私有云共享機制，發揮信息技術對教育發展的促進作用。