章凡 周波 徐風(fēng)國(guó) 王詩(shī)平

摘 要：我國(guó)各類教學(xué)機(jī)構(gòu)創(chuàng)建了大量的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源平臺(tái)的基礎(chǔ)上，建立數(shù)字化資源共享門戶，充分利用大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)挖掘、物聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高效的數(shù)字化資源共享。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化資源；資源共享；數(shù)據(jù)挖掘；資源共享門戶

中圖分類號(hào)：G271 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2016）07-0012-03

一、引言

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和不斷發(fā)展，為我國(guó)教育信息化建設(shè)帶來(lái)了機(jī)遇和挑戰(zhàn)?！秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》[1]十九章第六十條提出：“加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)教育資源開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)。引進(jìn)國(guó)際優(yōu)質(zhì)數(shù)字化教學(xué)資源。開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)課程。建立數(shù)字圖書館和虛擬實(shí)驗(yàn)室。建立開(kāi)放靈活的教育資源公共服務(wù)平臺(tái)，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源普及共享。創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，開(kāi)展高質(zhì)量高水平遠(yuǎn)程學(xué)歷教育?！痹趪?guó)家政策的要求和信息化技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代背景下，高校和教學(xué)機(jī)構(gòu)紛紛建立網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，其中不乏優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了資源的互通共享。然而各單位單獨(dú)開(kāi)發(fā)，缺少整體規(guī)劃限制了優(yōu)質(zhì)資源的共享，如何提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率，實(shí)現(xiàn)更高效的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享是我們面臨的挑戰(zhàn)。

二、大數(shù)據(jù)的概念及高校數(shù)字化資源共享研究現(xiàn)狀分析

1.大數(shù)據(jù)的概念

全球知名咨詢公司麥肯錫（Mckinseyand Company）于2011年5月發(fā)布了《大數(shù)據(jù)：創(chuàng)新、競(jìng)爭(zhēng)和生產(chǎn)力的下一個(gè)前沿領(lǐng)域》報(bào)告[2]，該份報(bào)告中首次提出“大數(shù)據(jù)”的概念，并在報(bào)告中指出“數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到每一個(gè)行業(yè)和業(yè)務(wù)職能領(lǐng)域，逐漸成為重要的生產(chǎn)因素；而人們對(duì)于海量數(shù)據(jù)的運(yùn)用將預(yù)示著新一波生產(chǎn)率增長(zhǎng)和消費(fèi)者盈余浪潮的到來(lái)”。然而，至今沒(méi)有一個(gè)官方的定義。但各種表述存在的共同點(diǎn)是：大數(shù)據(jù)并非傳統(tǒng)意義上的海量數(shù)據(jù)， 大數(shù)據(jù)有“4V”特點(diǎn)： Volume（容量）、Variety（種類）、Velocity（速度）和Value（價(jià)值）。Volume 指巨大的數(shù)據(jù)體量與完整性，數(shù)據(jù)量從TB級(jí)別躍升到PB 級(jí)別。Variety 指類型繁多，在海量、種類繁多的數(shù)據(jù)間發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在關(guān)聯(lián)。Velocity指大數(shù)據(jù)要求處理速度快。Value 指大數(shù)據(jù)的洞察力和價(jià)值，需要將信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)分析為信息，將信息提煉為知識(shí)，以知識(shí)促?zèng)Q策和行動(dòng)[3]。

2.高校數(shù)字化資源共享研究現(xiàn)狀分析

西方現(xiàn)代大學(xué)城發(fā)展于美國(guó)硅谷模式。硅谷模式的核心是將大學(xué)和科技研發(fā)聯(lián)合在一起。斯坦福大學(xué)校長(zhǎng)特曼于1951年提出“技術(shù)專家社區(qū)”構(gòu)想，明確指出大學(xué)不能辦成純學(xué)術(shù)的象牙塔，而應(yīng)該兼有科研和技術(shù)轉(zhuǎn)讓特性，并依此理念創(chuàng)辦了斯坦福工業(yè)園。隨著科技事業(yè)的發(fā)展，硅谷不但成了世界首屈一指的電子工業(yè)中心，而且形成了包括斯坦福大學(xué)、圣克拉大學(xué)和圣何賽大學(xué)以及9所?？茖W(xué)校、33所技術(shù)學(xué)校、100多所私立專業(yè)學(xué)校的西方現(xiàn)代大學(xué)城[4]，其顯著特點(diǎn)是“產(chǎn)學(xué)研”一體化。

美國(guó)全國(guó)教育統(tǒng)計(jì)中心（National CenterforEducational Statistics）的一項(xiàng)調(diào)查顯示，參加調(diào)查的4130所高校中，56%的二年制和四年制大學(xué)在2000-2001年開(kāi)設(shè)了遠(yuǎn)程教育課，其中90%的公立二年制大學(xué)、89%的四年制大學(xué)開(kāi)設(shè)了遠(yuǎn)程教育課程。這些二年制和四年制大學(xué)總共大約開(kāi)設(shè)了127400門遠(yuǎn)程教育課程，在2000-2001學(xué)年注冊(cè)學(xué)生人數(shù)達(dá)到308萬(wàn)人。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，57%的大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)相信網(wǎng)上教學(xué)的學(xué)習(xí)效果可以達(dá)到和面授課程一樣好，一批盈利性的網(wǎng)絡(luò)大學(xué)如鳳凰城大學(xué)（PhoenixUniversity）、卡佩拉大學(xué)（Kappella Universiyt）[5]等如雨后春筍般發(fā)展起來(lái)，且規(guī)模不斷擴(kuò)大。

國(guó)內(nèi)各高校在資源共享上做出了許多有效的嘗試， 如實(shí)現(xiàn)課程互選和學(xué)分互認(rèn)制度，2002年6月6日，浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)三校率先簽署“課程互選、學(xué)分互認(rèn)、聯(lián)合辦學(xué)”合作協(xié)議書，實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域間名校優(yōu)質(zhì)教育資源及信息的共建、共享、共管、校際間課程互選、學(xué)分互認(rèn)；并向西部高校輸送優(yōu)質(zhì)教育資源， 實(shí)施聯(lián)合培養(yǎng)計(jì)劃[6]。

三、建立資源共享門戶，提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源共享質(zhì)量

我國(guó)在數(shù)字化教學(xué)資源共享上已經(jīng)取得了一定的成績(jī)，然而近年來(lái)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代化信息技術(shù)不斷發(fā)展，將這些先進(jìn)的技術(shù)與數(shù)字化教學(xué)資源共享進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)一步完善我國(guó)數(shù)字化教學(xué)資源共享的策略及方式是我們研究的方向[6]。云計(jì)算技術(shù)利用云存儲(chǔ)管理及建立各種定制化的服務(wù)可以為數(shù)字化資源平臺(tái)提供網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用，學(xué)習(xí)者在應(yīng)用這些網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用學(xué)習(xí)的過(guò)程中產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)很難用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)表達(dá)清楚，大數(shù)據(jù)能夠利用Hadoop技術(shù)以內(nèi)存檢索技術(shù)以及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反應(yīng)技術(shù)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的處理，對(duì)學(xué)習(xí)者未來(lái)可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而為學(xué)習(xí)者定制學(xué)習(xí)計(jì)劃和推送個(gè)性化的數(shù)字資源，提供個(gè)性化服務(wù)。

1.資源共享門戶模型

在現(xiàn)有的數(shù)字化資源基礎(chǔ)上，建立資源共享門戶模型，如圖1所示。

（1）采集分析層是數(shù)字化資源的數(shù)據(jù)來(lái)源。通過(guò)對(duì)已經(jīng)存在各種優(yōu)質(zhì)數(shù)字化學(xué)習(xí)資源進(jìn)行采集，如精品課程，精品資源共享課，各類不同類型的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，數(shù)字化資源平臺(tái)擁有的教學(xué)資源，以及用戶在這些平臺(tái)的使用過(guò)程中產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)來(lái)源非常分散，對(duì)這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的篩選整合提煉分析工作至關(guān)重要，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以提取資源的元數(shù)據(jù)，對(duì)這些關(guān)系化，非關(guān)系化數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)化半結(jié)構(gòu)化及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的分析和挖掘，并通過(guò)MapReduce編程模型管理這些數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)挖掘分析的效率和速度。

（2）管理層是對(duì)采集分析層得到的數(shù)據(jù)。利用云計(jì)算技術(shù)對(duì)其進(jìn)行再次分析處理，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行安全，性能以及權(quán)限的管理。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集，在管理層進(jìn)一步提煉資源的關(guān)鍵特性，形成資源的詳細(xì)描述，建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化資源的標(biāo)簽，將所有的資源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于云服務(wù)器中進(jìn)行高性能計(jì)算，進(jìn)行深度數(shù)據(jù)挖掘，計(jì)算數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，重新建立索引，進(jìn)行資源分類，再次分解組合，再將這些索引以云服務(wù)的方式嵌入到數(shù)字化資源共享平臺(tái)中，所有的資源將更加便于獲取。數(shù)據(jù)的管理體現(xiàn)在各種資源的數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)處理性能以及數(shù)據(jù)權(quán)限上。各種資源平臺(tái)的資源的公開(kāi)性及公開(kāi)程度，以及免費(fèi)與否，都要能夠控制，在數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的過(guò)程當(dāng)中既要考慮到數(shù)據(jù)挖掘分析時(shí)的效率速度，同時(shí)要保證這些資源的安全，不能產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息泄露，并且不同的用戶可以訪問(wèn)的資源權(quán)限要進(jìn)行限制。

（3）數(shù)據(jù)應(yīng)用層為數(shù)字化資源平臺(tái)提供網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用。讓學(xué)習(xí)者更充分，高效率地運(yùn)用各類資源。當(dāng)用戶有特定的資源搜索需求時(shí)，可將采集到的網(wǎng)絡(luò)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出當(dāng)前用戶的上下文狀態(tài)，然后再利用云服務(wù)中存在的索引和用戶當(dāng)前的上下文狀態(tài)進(jìn)行二次計(jì)算，因采集的數(shù)據(jù)量大且計(jì)算速度快，計(jì)算出的結(jié)果能夠精確反應(yīng)當(dāng)前用戶的需求，這樣便進(jìn)一步縮小了用戶資源搜索的范圍，用戶可稍加篩選就可以找出想要的資源，甚至想要的資源通過(guò)用戶界面直接推送給用戶，這樣能夠降低很多搜索資源的時(shí)間成本，從而提高資源共享的效率。根據(jù)大量學(xué)習(xí)同一門課程同學(xué)在學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，綜合計(jì)算的結(jié)果作為參考，可以指導(dǎo)學(xué)生了解參考哪些課前預(yù)習(xí)資料對(duì)課程幫助較大，結(jié)合某個(gè)學(xué)生的當(dāng)前學(xué)習(xí)狀態(tài)水平，預(yù)測(cè)該學(xué)生可能會(huì)遇到什么問(wèn)題，對(duì)于該生來(lái)說(shuō)哪些是重點(diǎn)，哪些是難點(diǎn)，做課后習(xí)題的量達(dá)到多少才能達(dá)到最佳效果，根據(jù)學(xué)生的實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)情況指標(biāo)達(dá)到閾值發(fā)出預(yù)警提醒等等，這樣將避免很多不應(yīng)該發(fā)生的后果，另外通過(guò)數(shù)據(jù)采集和分析預(yù)測(cè)機(jī)制，可以全面地對(duì)課程內(nèi)容，教學(xué)進(jìn)程等一系列教學(xué)關(guān)鍵因素和步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)分析計(jì)算，對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)行評(píng)估及預(yù)測(cè)，能夠建立針對(duì)每個(gè)學(xué)習(xí)者不同情況定制學(xué)習(xí)策略方案指導(dǎo)，對(duì)每一個(gè)學(xué)習(xí)者都有著很好的指導(dǎo)性意義。

2.資源共享門戶建立過(guò)程

通過(guò)采集各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)的所有數(shù)據(jù)（包括課程數(shù)據(jù)，用戶數(shù)據(jù)，教學(xué)行為數(shù)據(jù)及成績(jī)數(shù)據(jù)等），將大量教學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端，并且通過(guò)高性能計(jì)算技術(shù)根據(jù)需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行提取分析，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口。在不同的資源平臺(tái)當(dāng)中，資源所屬的類別多種多樣，標(biāo)準(zhǔn)的題庫(kù)、Word資料、PPT、視頻資源等等，可將所有的資源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于云服務(wù)器中進(jìn)行高性能計(jì)算，進(jìn)行深度數(shù)據(jù)挖掘，計(jì)算數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，重新建立索引，再將這些索引以云服務(wù)的方式嵌入到網(wǎng)絡(luò)資源共享平臺(tái)中，便于調(diào)用。

將所有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的課程內(nèi)容，教學(xué)進(jìn)程產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享并統(tǒng)一存儲(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行計(jì)算分析，得出的結(jié)果可以用于教學(xué)內(nèi)容及過(guò)程的指導(dǎo)。根據(jù)大量上同一門課程的授課教師在教學(xué)過(guò)程中的共享數(shù)據(jù)綜合計(jì)算的結(jié)果作為參考，可以指導(dǎo)教師在教學(xué)過(guò)程中合理的安排教學(xué)進(jìn)度，控制課堂互動(dòng)頻率、課后作業(yè)類型以及課后輔導(dǎo)資源。

四、資源共享門戶的應(yīng)用實(shí)施及關(guān)鍵點(diǎn)

數(shù)字化資源共享門戶在高校中的應(yīng)用及實(shí)施的基礎(chǔ)是需要一個(gè)高性能計(jì)算及數(shù)據(jù)中心，依托數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)豐富的數(shù)字化資源，通過(guò)高性能計(jì)算平臺(tái)對(duì)用戶的日常學(xué)習(xí)行為進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，得出用戶可能最需要的數(shù)字化資源，從而為學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)提供良好的支持環(huán)境。在擁有數(shù)據(jù)中心和高性能計(jì)算平臺(tái)的基礎(chǔ)之上，需要建立一套完善的數(shù)字化資源應(yīng)用平臺(tái)。平臺(tái)采用B/S架構(gòu)，通過(guò)富客戶端腳本優(yōu)化請(qǐng)求響應(yīng)速度及用戶體驗(yàn)，采用Web Service形式將具體的服務(wù)封裝起來(lái)，在平臺(tái)涉及到相應(yīng)業(yè)務(wù)邏輯的地方進(jìn)行調(diào)用，提高了數(shù)字化資源共享門戶的擴(kuò)展性，以后可以很好地將數(shù)字化資源共享平臺(tái)進(jìn)行跨平臺(tái)、跨設(shè)備（如手機(jī)平板等移動(dòng)設(shè)備）應(yīng)用。在數(shù)據(jù)方面，所有的資源數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)中心，采用oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的RAC技術(shù)以及大容量存儲(chǔ)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，由專門的數(shù)據(jù)維護(hù)服務(wù)供應(yīng)商提供數(shù)據(jù)維護(hù)服務(wù)，保證了數(shù)據(jù)的可用性及安全性。在平臺(tái)的安全性方面，可采用微軟最新研制的“可驗(yàn)證保密云計(jì)算（Verifiable Confidential Cloud Computing）”加密技術(shù)進(jìn)行加密，微軟的加密專家稱之為“VC3”，VC3利用英特爾指令集建立一個(gè)“保密箱”（Lockbox），供運(yùn)行MapReduce的客戶在云里使用，保密箱可在未修改的Hadoop上運(yùn)行，為數(shù)字化資源共享平臺(tái)提供了可靠的安全保障。

數(shù)字化資源共享門戶實(shí)施過(guò)程中的關(guān)鍵點(diǎn)在于，平臺(tái)為不同的資源平臺(tái)建立了一個(gè)類似數(shù)據(jù)中心的平臺(tái)，不同資源平臺(tái)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，以及數(shù)據(jù)的關(guān)系會(huì)存在著很大的差異，具有分散，異構(gòu)的特征，若無(wú)法解決數(shù)據(jù)的差異性及兼容性問(wèn)題，數(shù)據(jù)共享難度會(huì)非常大。大數(shù)據(jù)利用Hadoop分布式計(jì)算技術(shù)為非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)構(gòu)建統(tǒng)一格式的視圖，并在針對(duì)數(shù)據(jù)的不同特性建立快速索引、內(nèi)存索引，將不同的數(shù)據(jù)形成統(tǒng)一化標(biāo)準(zhǔn)化的對(duì)外訪問(wèn)接口，有針對(duì)性地解決了不同數(shù)據(jù)資源平臺(tái)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的統(tǒng)一訪問(wèn)的問(wèn)題。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)量急劇增長(zhǎng)，大數(shù)據(jù)的時(shí)代已然來(lái)臨。合理利用大數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源貢獻(xiàn)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的全面共享，必將是日后發(fā)展的趨勢(shì)。本文對(duì)大數(shù)據(jù)的概念、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源共享發(fā)展的現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)描述，介紹了大數(shù)據(jù)的特征，分析了利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行教學(xué)資源共享的關(guān)鍵問(wèn)題，通過(guò)大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)處理，來(lái)感知用戶的上下文狀態(tài)，對(duì)用戶進(jìn)行指導(dǎo)和預(yù)測(cè)等，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)資源共享的實(shí)用性。如何利用大數(shù)據(jù)更大程度的提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源共享的質(zhì)量，是我們未來(lái)繼續(xù)研究的方向。

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（編輯：王曉明）