陳志高 湖南科技職業(yè)學(xué)院軟件學(xué)院

基于教育協(xié)同發(fā)展的長(zhǎng)株潭教育云資源共享機(jī)制研究

陳志高 湖南科技職業(yè)學(xué)院軟件學(xué)院

云計(jì)算近年來(lái)已成為信息化領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，將高職院校教育資源數(shù)字化并部署到云端實(shí)現(xiàn)資源共享，能有效彌補(bǔ)地方高職院校教育資源不足，促進(jìn)教育公平。從長(zhǎng)株潭地區(qū)視角來(lái)研究湖南高職教育云資源共享模式與機(jī)制，能實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育與地區(qū)經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展。

協(xié)同發(fā)展 云資源 共享機(jī)制

引言

長(zhǎng)株潭地區(qū)于我國(guó)湖南省中東部，長(zhǎng)沙、株洲、湘潭（簡(jiǎn)稱長(zhǎng)株潭）三市在該地區(qū)沿湘江呈“品”字分布，長(zhǎng)、株、潭三市之間兩兩相距不足20公里，地理位置相近，結(jié)構(gòu)緊湊，區(qū)位交通便利。在湖南全省十四個(gè)地州市中，長(zhǎng)株潭三市的經(jīng)濟(jì)總量占全省經(jīng)濟(jì)總量的70%，是湖南省經(jīng)濟(jì)社會(huì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)。長(zhǎng)株潭地區(qū)內(nèi)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(zhǎng)株潭區(qū)域內(nèi)的有44所，約占湖南全省總數(shù)的61%，其中長(zhǎng)沙34所，株洲4所，湘潭6所?？梢钥闯?，長(zhǎng)株潭地區(qū)的高職教育已有了一個(gè)較好的發(fā)展基礎(chǔ)。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(diǎn)高職院校大部分都集中在長(zhǎng)株潭地區(qū)，例如湖南全省5所國(guó)家示范性職業(yè)院校中，有4所在長(zhǎng)株潭地區(qū)，另一方面，重點(diǎn)院校所獲得的資源和財(cái)政撥款要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地方普通高職院校，不均衡發(fā)展導(dǎo)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(duì)伍結(jié)構(gòu)不合理、硬件資源缺乏、教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施落后、實(shí)訓(xùn)基地?cái)?shù)量與種類不能滿足實(shí)踐教學(xué)的要求等問題，這又直接影響了這些高職院校教育質(zhì)量的提高。

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

職業(yè)教育是與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展是一個(gè)緊密銜接的有機(jī)整體，具體來(lái)說(shuō)，各區(qū)域內(nèi)的高職院校在專業(yè)設(shè)置、調(diào)整和變革時(shí)必須適應(yīng)其所在區(qū)域經(jīng)濟(jì)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(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、類型、需求等因素進(jìn)行選擇，專業(yè)設(shè)置應(yīng)適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，才能培養(yǎng)適應(yīng)不同技術(shù)要求的技能人才；反過來(lái)，區(qū)域內(nèi)的企業(yè)與高職院校也要進(jìn)行校企合作，雙方共同制定人才培養(yǎng)方案，按照專業(yè)對(duì)接產(chǎn)業(yè)需求，確定專業(yè)人才培養(yǎng)的課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐模式等，才能培養(yǎng)企業(yè)所需的不同的技術(shù)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(jì)有效協(xié)同發(fā)展才能培養(yǎng)出符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展的人才。

目前，長(zhǎng)株潭地區(qū)職業(yè)教育與本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)同性總體較好，但湖南邊遠(yuǎn)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(jì)總量在湖南14個(gè)地州市排名一直倒數(shù)前兩名，其中一個(gè)很重要的原因是其職業(yè)教育與經(jīng)濟(jì)沒有實(shí)現(xiàn)有效的協(xié)同發(fā)展。目前，湘西自治州內(nèi)僅有湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院一所高職院校，職業(yè)教育落后制約地區(qū)的經(jīng)濟(jì)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(guó)特色、世界水平的現(xiàn)代職業(yè)教育體系”。2015年3月，國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)在政府工作報(bào)告中指出：要促進(jìn)教育公平，推進(jìn)職業(yè)教育體系建設(shè)。研究區(qū)域內(nèi)職業(yè)技術(shù)教育與區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展關(guān)系對(duì)于該區(qū)域，尤其是民族地區(qū)的職業(yè)技術(shù)教育和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展有著重大意義。

二、云平臺(tái)共享模式與云資源建設(shè)

《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(jì)算技術(shù)，形成資源配置與服務(wù)的集約化發(fā)展途徑，構(gòu)建穩(wěn)定可靠、低成本的國(guó)家教育云服務(wù)模式。云計(jì)算是一種通過資源共享池向用戶提供配置的計(jì)算資源（資源包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用軟件等），按使用量計(jì)費(fèi)的模式，這種模式能向用戶提供便捷可用、按需服務(wù)的資源訪問。云計(jì)算的服務(wù)模型結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。云計(jì)算服務(wù)模型可以分成以下三大架構(gòu)：即IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)），該架構(gòu)提供的資源服務(wù)包括處理能力、存儲(chǔ)空間、網(wǎng)絡(luò)組件或中間件服務(wù)。用戶能掌控操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)空間、已部署的應(yīng)用程序及網(wǎng)絡(luò)組件（如防火墻、負(fù)載均衡器等）；PaaS（平臺(tái)即服務(wù)），該架構(gòu)下用戶掌控運(yùn)作應(yīng)用程序的環(huán)境（也擁有主機(jī)部分掌控權(quán)），但并不掌控操作系統(tǒng)、硬件或運(yùn)作的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。平臺(tái)通常是應(yīng)用程序基礎(chǔ)架構(gòu)；SaaS（軟件即服務(wù)），該架構(gòu)下用戶使用應(yīng)用程序，但并不掌控操作系統(tǒng)、硬件或運(yùn)作的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)。是一種服務(wù)觀念的基礎(chǔ)，軟件服務(wù)供應(yīng)商，以租賃的概念提供客戶服務(wù)，而非購(gòu)買。在云計(jì)算服務(wù)模式下，用戶以租戶的形式向云服務(wù)運(yùn)營(yíng)商申請(qǐng)自己所需的服務(wù)，只需投入很少的管理工作和定期支付云服務(wù)租賃費(fèi)用即可。云計(jì)算技術(shù)對(duì)于解決我國(guó)教育資源不足有重大意義。我國(guó)是世界上人口最多的國(guó)家，擁有世界上最多的大學(xué)，每年需要數(shù)量巨大的教育資源。目前世界各國(guó)在國(guó)家財(cái)政性教育投入占GDP比重的平均水平為7%左右，發(fā)達(dá)國(guó)家達(dá)到9%左右，而我國(guó)在2015年國(guó)家財(cái)政性教育投入占GDP的比重為僅4.26%，不僅遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)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(fèi)投入不足已經(jīng)成為長(zhǎng)期制約我國(guó)教育發(fā)展的一大難題。不僅如此，在我國(guó)教育資源建設(shè)進(jìn)程中，還存在教育資源重復(fù)建設(shè)和資源利用率低等問題。因此建設(shè)教育云資源應(yīng)充分考慮各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，統(tǒng)籌管理，將各地區(qū)優(yōu)質(zhì)教育資源加入云計(jì)算的行列中，讓教育資源不足的高職院校通過云資源平臺(tái)以按需、易擴(kuò)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(shí)用性和優(yōu)質(zhì)性，又能讓不同地區(qū)、不同層次的用戶同時(shí)享受到各種符合自身需要的優(yōu)質(zhì)教育資源，促進(jìn)教育公平。

圖1 云計(jì)算服務(wù)模型圖

三、區(qū)域教育云資源共享方式

要建設(shè)符合地方經(jīng)濟(jì)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(diào)下聯(lián)合該地區(qū)內(nèi)軟硬件條件優(yōu)越的重點(diǎn)高職院校來(lái)組織人員進(jìn)行教育資源進(jìn)行立項(xiàng)與設(shè)計(jì)，避免同一資源重復(fù)建設(shè)；另外，對(duì)教育資源要統(tǒng)一制作標(biāo)準(zhǔn)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(shí)能夠方便使用。對(duì)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(fèi)租賃的形式直接從公有云運(yùn)營(yíng)商租賃云服務(wù)器，該方案可以節(jié)省購(gòu)買計(jì)算機(jī)硬件的巨額開銷，不需要搭建云服務(wù)器，完全托管給公有云運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行專門維護(hù)，使用該模式的各高職院校無(wú)需花費(fèi)更多的時(shí)間、 經(jīng)費(fèi)對(duì)自己本校部署到云端的教育資源進(jìn)行。第二種方式是在各高職院校內(nèi)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(chǎng)中占據(jù)了絕對(duì)的份額優(yōu)勢(shì)。OpenStack將存儲(chǔ)、計(jì)算、監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)劃分為幾個(gè)不同組件，能實(shí)現(xiàn)私有云所需要的各項(xiàng)功能，其架構(gòu)如圖2所示：該方式能夠提高各高職院校的設(shè)備利用率，實(shí)現(xiàn)各院校的教育資源共享，并且為用戶提供了一個(gè)方便快捷的服務(wù)。采用OpenStack搭建私有云平臺(tái)由主要包括創(chuàng)建一個(gè)云控制節(jié)點(diǎn)和多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，計(jì)算節(jié)點(diǎn)的數(shù)量根據(jù)教育云資源用戶來(lái)進(jìn)行確定，并能根據(jù)資源需求狀況動(dòng)態(tài)增加，云控制節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)整個(gè)私有云網(wǎng)絡(luò)的資源調(diào)度，云網(wǎng)絡(luò)管理員能將各種虛擬機(jī)模板通過glance發(fā)布到云端。接入到云網(wǎng)絡(luò)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(jī)上，能夠像在本地計(jì)算機(jī)上一樣來(lái)完成各種實(shí)訓(xùn)操作，這樣不僅能夠節(jié)省用戶搭建和維護(hù)實(shí)訓(xùn)環(huán)境所需的時(shí)間，而且可以根據(jù)用戶對(duì)計(jì)算機(jī)軟硬件的性能要求和主機(jī)數(shù)量來(lái)定制符合實(shí)訓(xùn)要求的云主機(jī)，實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境的快速部署。該模式的主要優(yōu)點(diǎn)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(shí)，在私有云監(jiān)控端可以對(duì)所有信息資源時(shí)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(diǎn)是建立私有云需要購(gòu)買額外的的云服務(wù)器軟、硬件，并需要有專門人員維護(hù)；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(yùn)營(yíng)商的租賃費(fèi)用，還需要投入購(gòu)買云服務(wù)器的硬件投入費(fèi)用，成本較高，該方式最大的優(yōu)點(diǎn)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(shí)候還可租賃給其他院校，收回部分投資成本。

圖2 OpenStack架構(gòu)圖

四、結(jié)論

在建設(shè)教育云資源的過程中，通過云平臺(tái)對(duì)湖南各高職院校教育資源進(jìn)行優(yōu)化資源配置能彌補(bǔ)目前湖南省內(nèi)高職院校教育資源投入的不足，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)株潭區(qū)域高職教育資源與地區(qū)經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展，又能實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育資源高效利用和共享，逐步形成以長(zhǎng)株潭地區(qū)為龍頭帶動(dòng)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(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)師，新加坡南洋理工學(xué)院訪問學(xué)者，研究方向：計(jì)算機(jī)教育、云計(jì)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(zhǎng)株潭高職教育云資源共享機(jī)制研究（課題號(hào)XJK015CZY042）的研究成果。