陳志高 湖南科技職業(yè)學院軟件學院

基于教育協(xié)同發(fā)展的長株潭教育云資源共享機制研究

陳志高 湖南科技職業(yè)學院軟件學院

云計算近年來已成為信息化領域研究的熱點，將高職院校教育資源數(shù)字化并部署到云端實現(xiàn)資源共享，能有效彌補地方高職院校教育資源不足，促進教育公平。從長株潭地區(qū)視角來研究湖南高職教育云資源共享模式與機制，能實現(xiàn)職業(yè)教育與地區(qū)經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展。

協(xié)同發(fā)展 云資源 共享機制

引言

長株潭地區(qū)于我國湖南省中東部，長沙、株洲、湘潭（簡稱長株潭）三市在該地區(qū)沿湘江呈“品”字分布，長、株、潭三市之間兩兩相距不足20公里，地理位置相近，結構緊湊，區(qū)位交通便利。在湖南全省十四個地州市中，長株潭三市的經(jīng)濟總量占全省經(jīng)濟總量的70%，是湖南省經(jīng)濟社會最發(fā)達的地區(qū)。長株潭地區(qū)內高校數(shù)量豐富，截至2016年6月，湖南全省高職院校共72所，其中分布在長株潭區(qū)域內的有44所，約占湖南全省總數(shù)的61%，其中長沙34所，株洲4所，湘潭6所?？梢钥闯?，長株潭地區(qū)的高職教育已有了一個較好的發(fā)展基礎。然而湖南省的高職院校發(fā)展極不平衡：全省大部分的重點高職院校大部分都集中在長株潭地區(qū)，例如湖南全省5所國家示范性職業(yè)院校中，有4所在長株潭地區(qū)，另一方面，重點院校所獲得的資源和財政撥款要遠遠高于其他地方普通高職院校，不均衡發(fā)展導致部分地州市的地方高職院校不可避免地出現(xiàn)師資力量不足、隊伍結構不合理、硬件資源缺乏、教學基礎設施落后、實訓基地數(shù)量與種類不能滿足實踐教學的要求等問題，這又直接影響了這些高職院校教育質量的提高。

一、職業(yè)教育與區(qū)域經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展意義

職業(yè)教育是與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展是一個緊密銜接的有機整體，具體來說，各區(qū)域內的高職院校在專業(yè)設置、調整和變革時必須適應其所在區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展中產(chǎn)業(yè)的變革，各高職院校的人才培養(yǎng)的模式需要根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結構、類型、需求等因素進行選擇，專業(yè)設置應適應區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的需求，才能培養(yǎng)適應不同技術要求的技能人才；反過來，區(qū)域內的企業(yè)與高職院校也要進行校企合作，雙方共同制定人才培養(yǎng)方案，按照專業(yè)對接產(chǎn)業(yè)需求，確定專業(yè)人才培養(yǎng)的課程體系、教學內容、教學方法、實踐模式等，才能培養(yǎng)企業(yè)所需的不同的技術技能人才和生產(chǎn)、管理人才等。因此，職業(yè)教育只有與區(qū)域經(jīng)濟有效協(xié)同發(fā)展才能培養(yǎng)出符合經(jīng)濟發(fā)展的人才。

目前，長株潭地區(qū)職業(yè)教育與本地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展協(xié)同性總體較好，但湖南邊遠地區(qū)高職院校發(fā)展還存在一定問題。以湖南西北部的湘西自治州為例，有“錳都釩?！敝Q的湘西自治州不僅礦產(chǎn)資源豐富，旅游資源也非常充裕，然而湘西自治州歷年經(jīng)濟總量在湖南14個地州市排名一直倒數(shù)前兩名，其中一個很重要的原因是其職業(yè)教育與經(jīng)濟沒有實現(xiàn)有效的協(xié)同發(fā)展。目前，湘西自治州內僅有湘西民族職業(yè)技術學院一所高職院校，職業(yè)教育落后制約地區(qū)的經(jīng)濟的發(fā)展。2014年，教育部等六部門頒布了《現(xiàn)代職業(yè)教育體系規(guī)劃2014 年—2020年》綱要，提出到2020年建成“具有中國特色、世界水平的現(xiàn)代職業(yè)教育體系”。2015年3月，國務院總理李克強在政府工作報告中指出：要促進教育公平，推進職業(yè)教育體系建設。研究區(qū)域內職業(yè)技術教育與區(qū)域經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展關系對于該區(qū)域，尤其是民族地區(qū)的職業(yè)技術教育和區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展有著重大意義。

二、云平臺共享模式與云資源建設

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》中指出：“要充分整合現(xiàn)有資源，采用云計算技術，形成資源配置與服務的集約化發(fā)展途徑，構建穩(wěn)定可靠、低成本的國家教育云服務模式。云計算是一種通過資源共享池向用戶提供配置的計算資源（資源包括網(wǎng)絡、服務器、存儲、應用軟件等），按使用量計費的模式，這種模式能向用戶提供便捷可用、按需服務的資源訪問。云計算的服務模型結構圖如圖1所示。云計算服務模型可以分成以下三大架構：即IaaS（基礎設施即服務），該架構提供的資源服務包括處理能力、存儲空間、網(wǎng)絡組件或中間件服務。用戶能掌控操作系統(tǒng)、存儲空間、已部署的應用程序及網(wǎng)絡組件（如防火墻、負載均衡器等）；PaaS（平臺即服務），該架構下用戶掌控運作應用程序的環(huán)境（也擁有主機部分掌控權），但并不掌控操作系統(tǒng)、硬件或運作的網(wǎng)絡基礎架構。平臺通常是應用程序基礎架構；SaaS（軟件即服務），該架構下用戶使用應用程序，但并不掌控操作系統(tǒng)、硬件或運作的網(wǎng)絡基礎架構。是一種服務觀念的基礎，軟件服務供應商，以租賃的概念提供客戶服務，而非購買。在云計算服務模式下，用戶以租戶的形式向云服務運營商申請自己所需的服務，只需投入很少的管理工作和定期支付云服務租賃費用即可。云計算技術對于解決我國教育資源不足有重大意義。我國是世界上人口最多的國家，擁有世界上最多的大學，每年需要數(shù)量巨大的教育資源。目前世界各國在國家財政性教育投入占GDP比重的平均水平為7%左右，發(fā)達國家達到9%左右，而我國在2015年國家財政性教育投入占GDP的比重為僅4.26%，不僅遠低于發(fā)達國家，也低于世界平均水平。巨大的教育資源缺口與教育經(jīng)費投入不足已經(jīng)成為長期制約我國教育發(fā)展的一大難題。不僅如此，在我國教育資源建設進程中，還存在教育資源重復建設和資源利用率低等問題。因此建設教育云資源應充分考慮各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展狀況，統(tǒng)籌管理，將各地區(qū)優(yōu)質教育資源加入云計算的行列中，讓教育資源不足的高職院校通過云資源平臺以按需、易擴展的方式獲得其自身所需的各種教育資源，這樣既能保證教育云資源的實用性和優(yōu)質性，又能讓不同地區(qū)、不同層次的用戶同時享受到各種符合自身需要的優(yōu)質教育資源，促進教育公平。

圖1 云計算服務模型圖

三、區(qū)域教育云資源共享方式

要建設符合地方經(jīng)濟發(fā)展要求的教育云資源，必須以某一地區(qū)為范圍，在地區(qū)教育部門統(tǒng)一管理和協(xié)調下聯(lián)合該地區(qū)內軟硬件條件優(yōu)越的重點高職院校來組織人員進行教育資源進行立項與設計，避免同一資源重復建設；另外，對教育資源要統(tǒng)一制作標準和數(shù)據(jù)格式，這樣在各高職院校人員在使用和更新云資源時能夠方便使用。對于教育資源部署到云端，可以采用如下方式：第一種方式是以付費租賃的形式直接從公有云運營商租賃云服務器，該方案可以節(jié)省購買計算機硬件的巨額開銷，不需要搭建云服務器，完全托管給公有云運營商進行專門維護，使用該模式的各高職院校無需花費更多的時間、 經(jīng)費對自己本校部署到云端的教育資源進行。第二種方式是在各高職院校內部建立私有云，目前比較主流的私有云安裝軟件有CloudStack、Eucalyptus和 OpenStack等，而OpenStack在市場中占據(jù)了絕對的份額優(yōu)勢。OpenStack將存儲、計算、監(jiān)控、網(wǎng)絡服務劃分為幾個不同組件，能實現(xiàn)私有云所需要的各項功能，其架構如圖2所示：該方式能夠提高各高職院校的設備利用率，實現(xiàn)各院校的教育資源共享，并且為用戶提供了一個方便快捷的服務。采用OpenStack搭建私有云平臺由主要包括創(chuàng)建一個云控制節(jié)點和多個計算節(jié)點，計算節(jié)點的數(shù)量根據(jù)教育云資源用戶來進行確定，并能根據(jù)資源需求狀況動態(tài)增加，云控制節(jié)點負責整個私有云網(wǎng)絡的資源調度，云網(wǎng)絡管理員能將各種虛擬機模板通過glance發(fā)布到云端。接入到云網(wǎng)絡的用戶以租戶的形式通過客戶端登錄到各種模板生成的云主機上，能夠像在本地計算機上一樣來完成各種實訓操作，這樣不僅能夠節(jié)省用戶搭建和維護實訓環(huán)境所需的時間，而且可以根據(jù)用戶對計算機軟硬件的性能要求和主機數(shù)量來定制符合實訓要求的云主機，實現(xiàn)實訓環(huán)境的快速部署。該模式的主要優(yōu)點是：私有云資源可完全通過本校的校園網(wǎng)連接，訪問速度快，安全性高，同時，在私有云監(jiān)控端可以對所有信息資源時刻監(jiān)管，全面監(jiān)督，安全性高，可以避免被惡意篡改及病毒感染，能夠保證教育資源的安全性；其缺點是建立私有云需要購買額外的的云服務器軟、硬件，并需要有專門人員維護；第三種方式是采用公有云和私有云混合接入模式，該模式既需要支付云運營商的租賃費用，還需要投入購買云服務器的硬件投入費用，成本較高，該方式最大的優(yōu)點是：穩(wěn)定性好，適合硬件條件好、校園信息化程度高的院校使用，在本校部署的教育云資源空閑的時候還可租賃給其他院校，收回部分投資成本。

圖2 OpenStack架構圖

四、結論

在建設教育云資源的過程中，通過云平臺對湖南各高職院校教育資源進行優(yōu)化資源配置能彌補目前湖南省內高職院校教育資源投入的不足，實現(xiàn)長株潭區(qū)域高職教育資源與地區(qū)經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展，又能實現(xiàn)職業(yè)教育資源高效利用和共享，逐步形成以長株潭地區(qū)為龍頭帶動全省各高職院校職業(yè)教育全方位共建、共享和共同發(fā)展的新格局。

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陳志高（1980-），碩士，副教授，網(wǎng)絡規(guī)劃設計師，新加坡南洋理工學院訪問學者，研究方向：計算機教育、云計算。

注：本文系湖南省高等教育規(guī)劃課題基于教育協(xié)同發(fā)展的長株潭高職教育云資源共享機制研究（課題號XJK015CZY042）的研究成果。