文/本刊記者 謝曉丹 張彤

教育云漸成氣候

文/本刊記者 謝曉丹 張彤

雖然還沒有形成一朵真正意義上的“教育云”，但是國內外機構很早就開始對教育云的應用進行研究，隨著各種階段性成果“浮出水面”，教育云逐漸具備“化云為雨”的氣候條件。2009年，“北京云”搭建完成，在北京工業(yè)大學的參與下，目前已經開始推進下一個階段建設與實施；

2010年4月，江蘇教育云開始初期建設，這是我國教育云的首次嘗試；

2011年1月，云計算數(shù)據(jù)中心正式落戶佛山；

2011年3月，上?！霸坪Ｓ媱潯币言谝?guī)劃階段；廣州“云”正在醞釀之中。

在教育領域，2011年被認為是全國高等院校及教育改革發(fā)展的“機遇之年”——十二五規(guī)劃，提出了我國教育產業(yè)與信息化產業(yè)相結合的指示方針，要求全國院校切實做好教育產業(yè)《云計算服務創(chuàng)新發(fā)展試點示范》的工作，云計算將成為國內高等教育人才培養(yǎng)與創(chuàng)新教育理念的核心技術。

莽莽神州大地，人們對“云”的熱情持續(xù)升溫。各地政府積極推動，各大高校率先嘗試，在這變幻多端的“云”世界中，締造著一朵引人矚目的教育云。

教育與云的聯(lián)姻

“云”理念深入人心

云計算作為一種服務的交付和使用模式，宣告了低成本提供超級計算服務的可能。要追溯云計算的歷史，也許我們無法真正劃清時間節(jié)點。有業(yè)內人士表示，云概念其實從十幾年前就逐步演進。云計算作為一種商業(yè)計算模型，是從2007年興起的。最初較為明確地提出云概念的是Google公司。云計算被認為是以按需、易擴展的方式獲得所需的服務，這種服務可以是IT和軟件、互聯(lián)網相關的，也可以是其他任意的服務。隨后，云計算由于能與提倡共建、共享、共贏的新一代社會網絡完美組合，因而迅速成為業(yè)界的焦點。自從云計算名動天下以來，各路廠商不斷加入陣營，花樣百出的云產品和云技術充斥市場。

喧囂的背后是云計算理念的深入人心，繼而成為互聯(lián)網下一代的核心技術之一。北京科技大學網絡中心主任楊揚認為云計算之所以成為新技術發(fā)展的必然趨勢，是社會需求的推動（資源、成本、能源）造成的，它為以需求為導向的網絡環(huán)境提供了一種全新的按需租用資源的業(yè)務模式。云計算通過虛擬化IT資源，對現(xiàn)有的硬件資源進行動態(tài)的分配和管理，以租賃的方式將IT資源提供給用戶，在節(jié)省投入成本的同時，平臺提供的虛擬機和相關應用的租用還可以節(jié)省用戶的大量時間。這種節(jié)省成本和時間的技術模式得到用戶的青睞，給平臺帶來巨大的應用前景。教育云、健康云、文化創(chuàng)意云、農業(yè)云、商務云、金融云、科研云等，承載了不同的服務模式和應用體系，也承載了生產力發(fā)展的新機遇。

“云”給教育帶來新機遇

自從2003年麻省理工學院推出開放課程的視頻以來，耶魯、哈佛、斯坦福等名校相繼啟動開放課程網絡視頻的服務，至今在網絡上廣為流傳的名校開放課程視頻已經囊括每一個學科的在線資源。

資源建設是教育信息化能否實現(xiàn)的重要保障之一，對我國教育信息化的發(fā)展具有非常深遠的戰(zhàn)略意義。市場研究機構計世資訊的一份調查報告指出：云計算在教育行業(yè)的應用將推動教育信息資源共享的建設。目前，教育行業(yè)已開始實施一些云計算項目，例如廣州大學的基于云計算基礎架構平臺的集中化管理解決方案，為廣州大學的不同用戶提供各種資源系統(tǒng)和服務。

從優(yōu)質資源整合到教育云建設，作為一種新興的IT服務模式，云計算正在和教育教學緊密結合。同時，承載形式的不同，也在改變著人們對教育資源的重新認定，基于云計算技術，教育資源的概念和范疇不斷擴大化，計算力資源、平臺資源、知識與技能、數(shù)據(jù)資源、經驗和分析，都已經成為教育資源更加豐富的外延。今天的教育資源不再只是單純的數(shù)字信息資源，而是包括了計算、效能和環(huán)境的資源，從物理的存儲狀態(tài)，轉變?yōu)榉涸诘姆战桓?。教育信息化建設將出現(xiàn)一個全新的層面，那就是教育云對多種信息資源的重組與優(yōu)化，最終實現(xiàn)大范圍、高效率的資源共享。

教育云是什么？

雖然還沒有形成一朵真正意義上的“教育云”，但是一些機構很早就開始對教育云的應用進行研究，隨著各種階段性成果“浮出水面”，教育云漸成氣候。早在2008年，華東師范大學就關注云計算在教育中的應用，現(xiàn)在正與多家企業(yè)探索教育云的架構設計與構建，包括與IBM中國研究院合作，利用IBM的語音識別云服務構建教學視頻資源庫、與上海華師京城合作研究“綠色班班通”服務云，與DELL合作在國內選點構建教育服務云試點。北京師范大學正擬構建面向全國師范院校和部分中小學的“教師教育數(shù)字資源云服務平臺”。佛山科學技術學院正在構建的“智慧校園”示范工程中，基于云計算的教育資源平臺是重要的組成部分。還有不少高校在升級網絡基礎架構時考慮轉換到IaaS。

尚無統(tǒng)一定義

“教育云的定義還沒有統(tǒng)一的說法?！比A東師范大學教育信息系統(tǒng)工程研究中心主任祝智庭說。

盡管如此，仍有不少業(yè)內人士提出見仁見智的看法。

北京師范大學信息網絡中心主任劉臻認為，教育云就是將教育服務的資源通過云計算的模式提供給用戶。它實質上是與以前在高校信息化中建立集中化管理模式和資源整合，建立公共的IT服務及資源應用的平臺是相關的，是一種集成和發(fā)展。

佛山科學技術學院教育科學學院系主任李新暉表示，教育云是一個教育信息化服務平臺。通過“一站式”應用和“云”的理念，打破教育的信息化邊界，讓所有學校、教師和學生擁有可用的、平等的平臺。

中山大學網絡與信息技術中心主任郭清順表示，教育云是將教育技術理念、學習支持服務的理念、創(chuàng)新思維的理念等多種思想和技術融合，為用戶提供優(yōu)質教育服務的平臺和方式。

無論教育云穿上什么樣的“外衣”，它的實質都是以云計算架構為基礎，深度集成整合各種資源、系統(tǒng)、服務，按需向用戶提供租用或免費服務，滿足用戶在學習、科研、管理、生活、娛樂、社交等方面的需求。用戶只要擁有網絡和終端設備，就能夠像使用水和電一樣，隨時隨地隨需地信手拈來教育資源。

用戶可以獲取哪些資源？華南理工大學信息網絡研究中心主任陸以勤表示：“國內高校的資源主要集中在科研、教學、教育管理、文體等。廣義的教育資源還包括人力資源，非人力資源大致分為公共資源和專業(yè)資源，所有這些資源都適合放在“云”上?！?/p>

凡是可以在云平臺上應用的資源和系統(tǒng)，都應該是教育云所覆蓋的。教育云聚集眾多的應用的目的是為用戶提供服務?！皩磉€會有更多的現(xiàn)實應用向云平臺上遷移?！眲⒄檎f。

共享教育資源的價值

目前，從國家層面上看，東西部數(shù)字鴻溝巨大，教育資源流向明顯差異化，對教育公平造成很大的障礙，對建設終身學習、全民學習型社會提出挑戰(zhàn)；從學校層面看，信息化建設在成績斐然的同時，也存在不少問題：低水平重復建設，信息系統(tǒng)“孤島”現(xiàn)象嚴重，教育資源難以開放共享，投入大量的人力、物力、財力，卻未獲得相應的效益等。社會亟待一種實現(xiàn)高效、公平的資源共享方式，而高校信息化的發(fā)展也正走向以需求為引導，以用戶為中心的服務之路。教育云的概念就是在這樣的背景下應運而生。

教育云是實現(xiàn)學習型社會，促進信息化發(fā)展的技術基礎。在“云”之上能夠建設大規(guī)模共享教育資源庫，構建新型圖書館，打造教學科研“云”環(huán)境，創(chuàng)建網絡學習平臺，教育資源通過云計算和云存儲平臺提供給用戶，可以節(jié)省投資、提高硬件系統(tǒng)的利用率、降低管理成本、擴大資源的使用范圍，有利于資源的聚類、共享、升級、推送，解決教育資源分布不均，更新速度慢，共享程度低等問題，促進教育資源的均衡發(fā)展。

教育云平臺的核心

教育云的本質與云計算以服務為導向的特性無縫契合，使得選擇云計算作為基礎架構變得順理成章?！霸朴嬎闫脚_是一個強大的‘云’網絡，連接了大量并發(fā)的網絡計算和服務，可利用虛擬化技術擴展每一個服務器的能力，將各自的資源通過云計算平臺結合起來，提供超級計算和存儲能力。”楊揚說。

他介紹了云計算平臺的通用體系結構。該結構一般分為：1.云用戶端：提供云用戶請求服務的交互界面。2.服務目錄：在云用戶端界面生成相應的圖標或列表的形式展示相關的服務。3.管理系統(tǒng)和部署工具：提供對用戶的管理和資源服務。4.監(jiān)控：監(jiān)控和計量云系統(tǒng)資源的使用情況并做出迅速反應。5.服務器集群：虛擬的或物理的服務器，負責提供計算能力、數(shù)據(jù)存儲和應用服務。

在通用體系結構的基礎上，人們提出了三種服務形式：基礎設施即服務（IaaS）、平臺即服務（PaaS）、軟件即服務（SaaS）。有些高校已經在公認的結構和服務模式上做了進一步的探索和實踐。中山大學將IaaS分解出一個NaaS層，目的是使系統(tǒng)更加靈活，資源更加便于管理，可以更加方便地為用戶提供個性化的可定制的服務，同時也更方便地與外部資源進行整合，為用戶提供透明的打包式的服務。

除引入一般的云計算體系結構之外，要構建一個良好的教育云，“關鍵是‘按需部署’，必須解決資源的動態(tài)可重構、監(jiān)控和自動化部署等，而這些又需要以虛擬化、高性能存儲、處理器、高速互聯(lián)網等技術為基礎。特別注意研究資源的動態(tài)可重構、自動化部署、資源監(jiān)控、虛擬化、高性能存儲、處理器等關鍵技術?！崩钚聲熣f。除此之外，資源池的建立，資源管理與調度，支持SaaS業(yè)務系統(tǒng)的軟件平臺（PaaS）和一些中間件平臺等都是關鍵環(huán)節(jié)。

EDUCAUSE主要研究如何在高等教育中有效地應用云計算技術。

教育云的建設與應用

構建模式

“政府主導，整體規(guī)劃，校企參與，這種構建教育云的模式是比較好的?！眲⒄楸硎尽?/p>

從美國、日本等國外政府對“云”的介入力度來看，政府主導的氛圍已經形成。我國也已經明確了以云計算技術為技術手段，提倡以整體規(guī)劃、區(qū)域示范為原則，建設優(yōu)質教育資源共享公共服務平臺，逐步建成覆蓋全國的教育資源共享服務體系。據(jù)悉，廈門市教育局正面向教育系統(tǒng)牽頭構建教育云。廈門各學校、校區(qū)將建立教育的“小云”，再由市教育局整合各校各區(qū)設備建立教育系統(tǒng)的“大云”，配合“臺灣云”，讓學生在“云”上自由馳騁，進行個性化的學習?！坝烧鲗У慕逃频慕ㄔO與運營將是一種機制創(chuàng)新，實際上每一個省都可建立相應的公共服務平臺?！睒I(yè)內人士評價。

典型應用

在新技術、新服務模式的催生下，全新的，基于新一代網絡的，倡導按需租用和共同維護的教育云橫空出世。當前，教育云的典型應用在高性能計算和教學。

在進行高性能計算平臺建設時，主要是解決資源共享的問題。很多學校的學院和學科都各自建立小型計算機集群系統(tǒng)，這就會造成軟硬件投資浪費、使用不充分或者不夠用等弊端。而教育云平臺利用虛擬化技術，聚集和整合軟硬件資源，弱化硬件、軟件、數(shù)據(jù)、網絡、存儲等IT系統(tǒng)不同層面資源之間的物理依賴，達到集約化和透明化管理，實現(xiàn)動態(tài)調配和按需使用，提高計算資源的彈性和靈活重組，解決了資源共享的有效性、靈活性和易管理性。在這方面，北京工業(yè)大學的校園云平臺是一個先行的例子。據(jù)北京工業(yè)大學網格中心副主任邸瑞華介紹，該平臺從2009年實施并已投入使用，為科研和教學服務，得到北京市的支持。

教學可以說是教育云最重要的應用之一。李新暉認為，教育云有希望解決“教育不平等”的問題。在高校間開展教學資源的整合，既可以應對高校擴招所形成的對教學資源需求的持續(xù)增長與教育投入增長不足、教學資源相對短缺所形成的矛盾，又可以提高優(yōu)質教學資源的利用率，讓更多的大學生獲得優(yōu)質的受教育機會。教育云將有助于構建學校教學環(huán)境（SLE）、群體學習環(huán)境（CLE）、學生個人自主學習環(huán)境（PLE）三類教學環(huán)境和教學信息自動傳遞系統(tǒng)、教師指導調控系統(tǒng)、學生自主學習系統(tǒng)三類教學系統(tǒng)。學習者可以通過云計算提供的環(huán)境、資源和服務，自由地選擇學習內容和學習方式，實現(xiàn)網絡學習。“云計算”環(huán)境下的學習模式基本可分為三種：1.大規(guī)模實時互動知識傳授；2.個性化自主學習；3.社區(qū)式交流討論。佛山科學技術學院正在構建的“智慧校園”示范工程就充分體現(xiàn)了教育云的優(yōu)勢：隨時隨地的個性化學習，互動、協(xié)作、探究式的教學，及時的家校互通和智能化的學校管理等。

教育云的挑戰(zhàn)之旅

教育云無疑是眾望所歸。雖然業(yè)界仍然存在一些爭論，大體焦點都聚集在對“云計算”本身炒作過熱的質疑。但是教育云的理念得到認同已無可爭議。

然而，教育云畢竟是新生事物，對于教育界來說，走向教育云之路將有多坎坷更讓人關注。

首先，教育云缺乏明確的建設、應用、運行機制?！叭绻苄纬傻玫缴鐣J可的規(guī)則，那么就有利于推進教育云，容易形成共建共享的默契。這不是一兩年可以解決的?！眲⒄檎f。

其次，教育云的標準還沒有統(tǒng)一規(guī)范。云計算本身就缺乏統(tǒng)一的標準，在云平臺上運行的應用系統(tǒng)又千差萬別，難以有統(tǒng)一的資源管理、資源發(fā)布、資源應用。目前，國內已經有一些高校在進行教育云上的創(chuàng)新應用的標準制定工作，比如，華東師范大學正領銜電子書包標準的制定工作，華中師范大學正在制定虛擬實驗室的相關標準。

其三，存放在云平臺上的數(shù)據(jù)存在各種安全風險。云平臺本身的安全性，云平臺如何保證業(yè)務正常運轉，云平臺管理方的信用的可靠程度如何鑒定，都是用戶不得不保持謹慎態(tài)度的原因。亞馬遜云數(shù)據(jù)中心近期出現(xiàn)大規(guī)模的服務中斷事故，業(yè)內人士表示，該事件將促使許多機構重新考慮是否將他們的IT資源移植到那些他們無法控制的云計算數(shù)據(jù)中心。

教育云面臨的其他挑戰(zhàn)還包括：云計算本身的網絡流量、數(shù)據(jù)存儲、應用加速及能耗等技術問題，應用系統(tǒng)的部署和遷移問題，各個單位的利益與管理體制的差異而對系統(tǒng)協(xié)調形成的桎梏，商業(yè)軟件構建云服務的高成本，三網融合、三屏融合等對教育云帶來的新思考，新技術對舊有IT應用模式的沖擊，尋找一種對參與方都有利的運營模式等。

教育云是一項復雜的系統(tǒng)工程，在前進的路上難免有各種“絆腳石”，但教育云已經離我們不遠了。