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摘 要:本文对高校网络教学资源的建设现状与共享机制进行了深入分析与研究,总结出了目前存在的问题并给出了相应的解决思路,最后提出了进一步建设的目标与规划。
关键词:网络教学资源 资源共享 虚拟现实 Erlang 资源节点 SaaS
中图分类号:G250.73文献标识码:B 文章编号:1673-8454(2009)19-0044-03
一、引言
大力发展信息产业,以信息化带动产业化,推动社会生产力持续健康发展,是我国经济发展的基本国策。近年来,教育部积极推进了高等教育的信息化发展,在加强基础设施和高校校园网建设的同时,积极推动高校优质网络教学资源的建设、共享和使用进程。许多高校都做出了大量探索和实践,取得了一定的成效。
纵观全球发展,开放式教学模式是教育发展的趋势。在这方面我国还处于起步阶段,还有许多难题亟待解决,还有许多不完善的地方需要改进,尤其对高校网络教学资源的建设与共享机制的研究与实践意义重大、影响深远。
二、现状分析
资源建设和应用是教育信息化的核心内容之一,在提高教育教学质量,挖掘教育的发展潜力方面发挥着重要的作用。尽管许多高校都在积极尝试,但大多处于初级阶段,尚有较大的提升空间。一方面高校近年来的连续扩招,导致新开设的专业课程教育教学资源的相对不足;另一方面由于高校的自成一体模式和自我封闭思想,高校间教育教学资源得不到有效利用,造成了教育资源的大量浪费和低层次的重复开发。因此,集成教育资源,扩大教学资源共享,研究切实可行的高校网络教学资源的建设方案与共享机制显得十分必要。
第一,优质教育教学资源分布不均。
我国的高等学校在办学层次和办学类型上有很大的差异性,重点高校沉淀的教育教学资源相对充足,而其他高校的教育教学资源则相对匮乏。对每所学校来说,校内学科间教育教学资源分布也不够均衡,这些都会导致弱的更弱,强的更强。
第二,优质教育教学资源闲置严重。
长期以来形成的高校间意识上的“围墙”仍未打破,在“开放式教学”门前徘徊不前,加之各种迎评工作,很多高校贷款新建校区、重金购买教育教学资源,只是为了应付检查。最多使其所在学校受益,致使许多优秀教育教学资源闲置现象严重。
第三,优质教育教学资源形式单一。
高校使用的资源主要表现形式为平面媒体,如文字、图片、动画、视频、课件、网页等形式。缺乏虚拟现实、仿真环境、情景再现、立体互动的教育教学资源。
第四,优质教育教学资源查找困难。
目前教学资源主要存放在各自学校的服务器上,资源部门的划分与大量非优质教育教学资源的存在,使得校内查找有用资源也非常繁琐与低效,其他高校查询更是困难重重。
第五,优质教育教学资源交流不畅。
由于多种因素导致许多高校没有建立统一的资源管理平台,更没有形成一个合理、有序、高效的便于校内各部门、高校与高校之间资源共享交流的环境。
三、解决思路与关键技术
1.资源共享协调发展
我国目前高校教育教学资源分布不均的现状非常明显。例如,理工科类学校缺乏优质的文科类教育教学资源,相反亦然。这并不是提倡每所高校都建相同的优质教育教学资源,而是取长补短,在集中精力建设好自己的特色优质教育教学资源的同时,能够很便捷地有偿或无偿使用其他高校的优质教育教学资源,在有限的条件下尽可能让教师与学生全面发展。其前提是必须将自己的优质教育教学资源有偿或无偿地共享出来,才能获取其他高校的优质教育教学资源,使资源真正流动起来,发挥它最大的作用,从而形成互惠互利,多方共赢的局面。
2.资源利用物尽其用
每所高校都想打造全面优质的教学环境,但事实上这是不现实的,尽管投入了大量的人力、物力、财力开发与购置了许多优质教育教学资源,总体利用率却较低,投入与产出不成正比。与其浪费资源,不如集中有限的人力、物力、财力开发自己的特色资源,如教学成果、实验示范中心、品牌(特色)专业、精品课程、优秀教材和优秀多媒体课件等。这样的特色资源不仅自己学校可用,也可以供其他高校无偿或有偿使用。从长期来看,每所高校都能合理建设与使用资源,那么使用资源产生的价值将远远大于建设资源的投入。
3.资源高效事半功倍
资源是教育教学过程中的得力辅教手段,根据教育教学的实际需要配备恰当的优质资源,才能起到事半功倍的效果。随着信息技术的高速发展,除了开发传统的平面媒体资源外,有必要也有条件开发更加高效智能的教育教学资源。如将虚拟现实应用于教育教学过程中(课堂教学与实验教学)具有开创性的意义。
虚拟现实(Virtual Reality)是把客观上存在的或并不存在的东西,通过运用计算机技术,在用户眼前生成一个虚拟的环境,使人感到如同真实存在的一种技术。虚拟现实技术是在综合计算机图形学、计算机模拟与仿真、传感技术、显示技术等许多计算机学科的基础上发展起来的一种计算机应用新领域。
虽然目前分布式虚拟现实系统的软硬件设施价格昂贵,但桌面虚拟现实系统为教学媒体的应用开辟了一条新的道路。随着虚拟现实系统的价格不断下降,软件的适用性不断增强,这种新的教学媒体必将广泛应用于教育教学过程中。
4.资源规范查找便捷
资源难找主要有资源存储杂乱无序、高并发访问导致资源死锁、没有建立科学合理的检索关键词、没有统一的访问入口、资源没有及时更新等原因。透过现象看本质,关键要解决大规模并发访问与资源合理有序流动这两个问题。
资源合理有序流动可以借助第三方的公共服务平台通过商业运作来解决,而大规模并发访问是一个纯技术问题。以下将重点探讨大规模并发访问的解决方案。
不管怎样,先要找出瓶颈在哪个部分:是CPU的使用经常达到饱合、大量使用虚拟内存、还是磁盘I/O性能跟不上?这几个问题都可以通过升级硬件来解决或者改善,但需要较大的资金投入。事实证明,只是简单地提高硬件性能并不能彻底解决这个问题,因为单台服务器的性能总是有限的,即便是高档的专用服务器最多也只能支持5000个并发访问,这样的能力还是无法满足负载较大的要求。加之网络请求具有的突发性,网络访问就会急剧上升,从而造成网络瓶颈。根本的解决办法还是需要应用负载均衡和无限伸缩技术。
负载均衡由多台服务器组成,每台服务器都具备等价的地位,都可以单独对外提供服务而无须其他服务器的辅助。通过某种负载分担技术,将外部发送来的请求均匀分配到某一台服务器上,而接收到请求的服务器都独立回应客户机的请求。无限伸缩就是集群里的服务器数量大小可以随心所欲,可以热插拔任何服务器。通过深入研究与比较分析,我们选用Erlang作为解决问题的核心技术。
Erlang是一种面向并发(Concurrency Oriented),面向消息(Message Oriented)的函数式(Functional)编程语言。它支持大规模的并发应用,而不会出现资源竞争与死锁,天生适合分布式应用开发。
应用Erlang技术完全可以构建一个具有低成本、容错、负载均衡和无限伸缩性等特性的超级PC服务器集群,每台服务器就是一个资源节点(存放在各自高校网络中)。
5.资源增值实现共赢
苏信能力支持分站同时可作为以工作室为单元的职业技能实训网,作为与全新IT专业教学模式相得益彰的以工作室为单元的职业技能实训网,不仅能满足学生对IT方向多种选择的需要,更为学生个性化的发展提供了更多更灵活的选择机会,投其所好、行其所能、展其所长。同时,也为学生择业与发展的需要提供了一个不断学习的课堂。分站首页如图2所示。
五、总结
针对高校网络教学资源的建设与共享机制存在的问题,我校进行了大量的调研与分析工作,并做了许多关键性的试验,其中已经完成的基于IT网上能力与支持平台的开发与共享研究项目就是一次具有针对性的尝试。而本文重点研究了教学资源如何共享与推广的新思路。下一步我们将详细研究具体实施过程中的所有技术难题,并给出一套完整的实施方案。
参考文献:
[1]李华伟,邱可非,李国国,张晓冬.优化高校网络教学资源的对策分析[J].北京交通大学学报(社会科学版),2004(5).
[2]李红波,刘柳.高校教学资源建设的实践与研究[J].中国医学教育技术,2004(4).
[3]汤跃明.虚拟现实技术在教育中的应用[M].北京:科学出版社,2007.
[4]Joe Armstrong.Erlang程序设计[M].北京:人民邮电出版社,2008.
[5]叶伟.互联网时代的软件革命SaaS架构设计[M].北京:电子工业出版社,2008.
(编辑:杨馥红)
关键词:网络教学资源 资源共享 虚拟现实 Erlang 资源节点 SaaS
中图分类号:G250.73文献标识码:B 文章编号:1673-8454(2009)19-0044-03
一、引言
大力发展信息产业,以信息化带动产业化,推动社会生产力持续健康发展,是我国经济发展的基本国策。近年来,教育部积极推进了高等教育的信息化发展,在加强基础设施和高校校园网建设的同时,积极推动高校优质网络教学资源的建设、共享和使用进程。许多高校都做出了大量探索和实践,取得了一定的成效。
纵观全球发展,开放式教学模式是教育发展的趋势。在这方面我国还处于起步阶段,还有许多难题亟待解决,还有许多不完善的地方需要改进,尤其对高校网络教学资源的建设与共享机制的研究与实践意义重大、影响深远。
二、现状分析
资源建设和应用是教育信息化的核心内容之一,在提高教育教学质量,挖掘教育的发展潜力方面发挥着重要的作用。尽管许多高校都在积极尝试,但大多处于初级阶段,尚有较大的提升空间。一方面高校近年来的连续扩招,导致新开设的专业课程教育教学资源的相对不足;另一方面由于高校的自成一体模式和自我封闭思想,高校间教育教学资源得不到有效利用,造成了教育资源的大量浪费和低层次的重复开发。因此,集成教育资源,扩大教学资源共享,研究切实可行的高校网络教学资源的建设方案与共享机制显得十分必要。
第一,优质教育教学资源分布不均。
我国的高等学校在办学层次和办学类型上有很大的差异性,重点高校沉淀的教育教学资源相对充足,而其他高校的教育教学资源则相对匮乏。对每所学校来说,校内学科间教育教学资源分布也不够均衡,这些都会导致弱的更弱,强的更强。
第二,优质教育教学资源闲置严重。
长期以来形成的高校间意识上的“围墙”仍未打破,在“开放式教学”门前徘徊不前,加之各种迎评工作,很多高校贷款新建校区、重金购买教育教学资源,只是为了应付检查。最多使其所在学校受益,致使许多优秀教育教学资源闲置现象严重。
第三,优质教育教学资源形式单一。
高校使用的资源主要表现形式为平面媒体,如文字、图片、动画、视频、课件、网页等形式。缺乏虚拟现实、仿真环境、情景再现、立体互动的教育教学资源。
第四,优质教育教学资源查找困难。
目前教学资源主要存放在各自学校的服务器上,资源部门的划分与大量非优质教育教学资源的存在,使得校内查找有用资源也非常繁琐与低效,其他高校查询更是困难重重。
第五,优质教育教学资源交流不畅。
由于多种因素导致许多高校没有建立统一的资源管理平台,更没有形成一个合理、有序、高效的便于校内各部门、高校与高校之间资源共享交流的环境。
三、解决思路与关键技术
1.资源共享协调发展
我国目前高校教育教学资源分布不均的现状非常明显。例如,理工科类学校缺乏优质的文科类教育教学资源,相反亦然。这并不是提倡每所高校都建相同的优质教育教学资源,而是取长补短,在集中精力建设好自己的特色优质教育教学资源的同时,能够很便捷地有偿或无偿使用其他高校的优质教育教学资源,在有限的条件下尽可能让教师与学生全面发展。其前提是必须将自己的优质教育教学资源有偿或无偿地共享出来,才能获取其他高校的优质教育教学资源,使资源真正流动起来,发挥它最大的作用,从而形成互惠互利,多方共赢的局面。
2.资源利用物尽其用
每所高校都想打造全面优质的教学环境,但事实上这是不现实的,尽管投入了大量的人力、物力、财力开发与购置了许多优质教育教学资源,总体利用率却较低,投入与产出不成正比。与其浪费资源,不如集中有限的人力、物力、财力开发自己的特色资源,如教学成果、实验示范中心、品牌(特色)专业、精品课程、优秀教材和优秀多媒体课件等。这样的特色资源不仅自己学校可用,也可以供其他高校无偿或有偿使用。从长期来看,每所高校都能合理建设与使用资源,那么使用资源产生的价值将远远大于建设资源的投入。
3.资源高效事半功倍
资源是教育教学过程中的得力辅教手段,根据教育教学的实际需要配备恰当的优质资源,才能起到事半功倍的效果。随着信息技术的高速发展,除了开发传统的平面媒体资源外,有必要也有条件开发更加高效智能的教育教学资源。如将虚拟现实应用于教育教学过程中(课堂教学与实验教学)具有开创性的意义。
虚拟现实(Virtual Reality)是把客观上存在的或并不存在的东西,通过运用计算机技术,在用户眼前生成一个虚拟的环境,使人感到如同真实存在的一种技术。虚拟现实技术是在综合计算机图形学、计算机模拟与仿真、传感技术、显示技术等许多计算机学科的基础上发展起来的一种计算机应用新领域。
虽然目前分布式虚拟现实系统的软硬件设施价格昂贵,但桌面虚拟现实系统为教学媒体的应用开辟了一条新的道路。随着虚拟现实系统的价格不断下降,软件的适用性不断增强,这种新的教学媒体必将广泛应用于教育教学过程中。
4.资源规范查找便捷
资源难找主要有资源存储杂乱无序、高并发访问导致资源死锁、没有建立科学合理的检索关键词、没有统一的访问入口、资源没有及时更新等原因。透过现象看本质,关键要解决大规模并发访问与资源合理有序流动这两个问题。
资源合理有序流动可以借助第三方的公共服务平台通过商业运作来解决,而大规模并发访问是一个纯技术问题。以下将重点探讨大规模并发访问的解决方案。
不管怎样,先要找出瓶颈在哪个部分:是CPU的使用经常达到饱合、大量使用虚拟内存、还是磁盘I/O性能跟不上?这几个问题都可以通过升级硬件来解决或者改善,但需要较大的资金投入。事实证明,只是简单地提高硬件性能并不能彻底解决这个问题,因为单台服务器的性能总是有限的,即便是高档的专用服务器最多也只能支持5000个并发访问,这样的能力还是无法满足负载较大的要求。加之网络请求具有的突发性,网络访问就会急剧上升,从而造成网络瓶颈。根本的解决办法还是需要应用负载均衡和无限伸缩技术。
负载均衡由多台服务器组成,每台服务器都具备等价的地位,都可以单独对外提供服务而无须其他服务器的辅助。通过某种负载分担技术,将外部发送来的请求均匀分配到某一台服务器上,而接收到请求的服务器都独立回应客户机的请求。无限伸缩就是集群里的服务器数量大小可以随心所欲,可以热插拔任何服务器。通过深入研究与比较分析,我们选用Erlang作为解决问题的核心技术。
Erlang是一种面向并发(Concurrency Oriented),面向消息(Message Oriented)的函数式(Functional)编程语言。它支持大规模的并发应用,而不会出现资源竞争与死锁,天生适合分布式应用开发。
应用Erlang技术完全可以构建一个具有低成本、容错、负载均衡和无限伸缩性等特性的超级PC服务器集群,每台服务器就是一个资源节点(存放在各自高校网络中)。
5.资源增值实现共赢
苏信能力支持分站同时可作为以工作室为单元的职业技能实训网,作为与全新IT专业教学模式相得益彰的以工作室为单元的职业技能实训网,不仅能满足学生对IT方向多种选择的需要,更为学生个性化的发展提供了更多更灵活的选择机会,投其所好、行其所能、展其所长。同时,也为学生择业与发展的需要提供了一个不断学习的课堂。分站首页如图2所示。
五、总结
针对高校网络教学资源的建设与共享机制存在的问题,我校进行了大量的调研与分析工作,并做了许多关键性的试验,其中已经完成的基于IT网上能力与支持平台的开发与共享研究项目就是一次具有针对性的尝试。而本文重点研究了教学资源如何共享与推广的新思路。下一步我们将详细研究具体实施过程中的所有技术难题,并给出一套完整的实施方案。
参考文献:
[1]李华伟,邱可非,李国国,张晓冬.优化高校网络教学资源的对策分析[J].北京交通大学学报(社会科学版),2004(5).
[2]李红波,刘柳.高校教学资源建设的实践与研究[J].中国医学教育技术,2004(4).
[3]汤跃明.虚拟现实技术在教育中的应用[M].北京:科学出版社,2007.
[4]Joe Armstrong.Erlang程序设计[M].北京:人民邮电出版社,2008.
[5]叶伟.互联网时代的软件革命SaaS架构设计[M].北京:电子工业出版社,2008.
(编辑:杨馥红)