文/祝智庭 姜昌華

教育云開啟泛在學習之門

文/祝智庭 姜昌華

教育云的愿景為人們提供了一個能隨時隨地學習的泛在環(huán)境。因此，人們需要考慮在三網(wǎng)融合、三屏融合的基礎(chǔ)上，規(guī)劃并構(gòu)建教育云。

教育信息化快速發(fā)展期的困惑

中國教育信息化從上世紀90年代中期開始步入快速發(fā)展的階段，但是在發(fā)展過程中暴露了一些問題，比如經(jīng)費投入分散，容易造成低水平重復(fù)建設(shè)；教育信息化建設(shè)缺乏相應(yīng)的標準指導，已建成的信息系統(tǒng)很難互聯(lián)互通，教育資源難以共享等；缺乏專業(yè)的信息系統(tǒng)開發(fā)與維護人員，教育信息系統(tǒng)運行不穩(wěn)定等。

為了更好地發(fā)展教育信息化，從技術(shù)方面來看，有兩個問題值得我們注意和思考：1.為了滿足教育信息化的多樣化、個性化、可持續(xù)發(fā)展的需求，新一輪信息化的環(huán)境建設(shè)應(yīng)該采取怎樣的技術(shù)架構(gòu)；2.如何消除信息孤島，做到系統(tǒng)互聯(lián)，資源共享，應(yīng)用互通。

在一定意義上，云計算技術(shù)有助于解決上述問題。

云計算在科教領(lǐng)域潛能大

云計算旨在為基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用程序提供虛擬化、可伸縮的計算環(huán)境，能夠動態(tài)地滿足應(yīng)用程序不斷變化的計算資源需求。云計算也是一種新的商業(yè)模式。在這種商業(yè)模式中，出售的不是軟件產(chǎn)品，而是計算能力或軟件服務(wù)，用戶可以根據(jù)自己的需要購買計算能力或軟件服務(wù)，實現(xiàn)按需付費。

云計算有多種形式，根據(jù)服務(wù)的層次可以將云計算分成IaaS、PaaS、SaaS等不同的形式。

對于上述3種云計算形式，應(yīng)用層次越低，用戶要做的工作就越多，但靈活性也越好；反之，應(yīng)用層次越高，用戶要做的工作越少，但是靈活性越差。用戶可以根據(jù)自身的需要進行選擇。此外，根據(jù)云所服務(wù)的對象的不同，又可以分為公有云、私有云和混合云。公有云一般提供通用性的服務(wù)，其服務(wù)對象也比較廣泛，可以是各類組織機構(gòu)甚至是個人；私有云一般由單個組織機構(gòu)構(gòu)建并為其自身服務(wù)；混合云是公有云和私有云的綜合。

云計算作為信息系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)具有如下優(yōu)點：

1.計算資源比較集中，通過虛擬化技術(shù)提高IT硬件設(shè)備的利用率，低碳環(huán)保且降低硬件成本。

2. 云平臺一般由專業(yè)人員建設(shè)和維護，具有更好的穩(wěn)定性和安全性。

3. 云計算具有很強的可擴展性和可伸縮性，可以實現(xiàn)按需分配計算資源。

4.云計算以服務(wù)為導向，其服務(wù)接口基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與標準，具有很好的開放性，便于系統(tǒng)集成及應(yīng)用的互聯(lián)互通。

根據(jù)著名IT咨詢公司Gartner近3年發(fā)布的技術(shù)成熟度曲線，云計算已走過萌芽期，正處于關(guān)注與期望高峰期，在今后2～5年，云計算將進入平穩(wěn)的實用階段。

云計算的發(fā)展對教育有何影響？根據(jù)埃森哲公司在2009年世界經(jīng)濟論壇上的調(diào)查顯示：71%的人認為云計算最重要的優(yōu)勢是提高人們協(xié)作與信息共享的效率；80%的人認為相對移動技術(shù)來說，云計算更有助于提高教育信息系統(tǒng)的效能；教育和科研被認為是云計算最具發(fā)展?jié)摿Φ膽?yīng)用領(lǐng)域之一。從長遠來看，云計算在教育信息化的應(yīng)用有可能改變教育與科研的方式。

教育云之國際觀察

早在2009年1月，美國就有專家在InfoWorld上發(fā)表致奧巴馬總統(tǒng)的公開信：高等教育需要國家級的教育云(Higher Education needs National Computing Cloud)。文章認為云計算能夠有效削減科研基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成本，并極大地提高科研人員的協(xié)作和創(chuàng)新能力。

目前，已有不少企業(yè)進行教育云的研究并提供教育云產(chǎn)品。例如：HP聯(lián)合ClassLink發(fā)布了SchoolCloud，SchoolCloud允許教師和學生通過虛擬桌面從任何計算機上獲得自己的應(yīng)用程序和文件；DELL與MoodleRooms合作為教育機構(gòu)提供教育SaaS云服務(wù)，其中DELL負責云計算基礎(chǔ)架構(gòu)的建設(shè)，而MoodleRooms負責應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)。

此外，也有一些機構(gòu)在研究教育云，eduCloud聯(lián)盟主要研究云計算在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域（k12）的應(yīng)用推廣，而EDUCAUSE主要研究如何在高等教育中有效應(yīng)用云計算技術(shù)。

表 云計算的教育應(yīng)用

教育云之國內(nèi)發(fā)展

國內(nèi)教育界對云計算的應(yīng)用研究幾乎與國外同步。根據(jù)公開的論文及資料可以看出，華東師范大學與上海師范大學在2008年就開始關(guān)注云計算及其教育應(yīng)用。其中，上海師范大學的研究偏重于在教學實踐中利用現(xiàn)有的云計算服務(wù)，例如Google協(xié)作套件、百會網(wǎng)、好看簿等。

2010年上海市發(fā)布“云海計劃”，鼓勵金融、文化、教育、醫(yī)療、交通等信息化水平較高的行業(yè)，率先運用云計算技術(shù)，提供覆蓋市民的各類云計算服務(wù)，上海遠程教育集團、華東師范大學、上海電信等正在積極籌備上海市終身學習云的建設(shè)；不少高校在升級改造校內(nèi)的信息基礎(chǔ)架構(gòu)時考慮轉(zhuǎn)換到IaaS?？梢娊逃齐x我們并不遙遠。

機遇與挑戰(zhàn)

云計算的特性和優(yōu)點使它的三種形式均能在教育信息化獲得應(yīng)用，其應(yīng)用方式及實例見表。

新一輪教育信息化建設(shè)也為云計算的發(fā)展提供了良好的發(fā)展機遇。今后，很多教育資源甚至教育本身都將以服務(wù)的形式呈現(xiàn)，這與云計算以服務(wù)為導向的特性相契合，選擇云計算作為新一輪教育信息化的技術(shù)架構(gòu)顯得非常自然。

當然，構(gòu)建教育云服務(wù)也面臨一些問題及新課題。

云計算標準

云計算還屬于新生事物，目前尚沒有統(tǒng)一的標準規(guī)范，教育云等行業(yè)應(yīng)用標準更是缺乏。為了規(guī)范教育云的開發(fā)與應(yīng)用，我們一方面要遵循云計算通用技術(shù)標準，另一方面也要考慮如何形成教育云的技術(shù)標準。華東師范大學上海數(shù)字化教育裝備工程技術(shù)研究中心已經(jīng)開始這方面的探索工作，目前正領(lǐng)銜電子書包云服務(wù)標準規(guī)范的研制。

云安全

在云計算環(huán)境下，數(shù)據(jù)及應(yīng)用相對集中，云平臺如何保證數(shù)據(jù)的安全、保證應(yīng)用的正常運行顯得非常重要。2010年Google退出中國市場，導致采用Google平臺開展的教學無法正常開展。因此，我們也面臨一個課題，即如何構(gòu)建我國自主可控的教育云服務(wù)。

成本

商業(yè)軟件具有易用、穩(wěn)定的優(yōu)點，但是也有軟件許可費昂貴的缺點，采用商業(yè)軟件構(gòu)建云服務(wù)需要較高的成本。為了能更廣泛地應(yīng)用教育云，我們需要研究如何利用開源軟件構(gòu)建穩(wěn)定可靠的教育云平臺。

泛在學習

教育云的愿景是為人們提供一個能隨時、隨地進行學習的泛在學習環(huán)境。雖然目前還很難實現(xiàn)真正的泛在學習，但是隨著云計算在通訊領(lǐng)域的應(yīng)用，三網(wǎng)融合和三屏融合得到快速發(fā)展（中國移動已經(jīng)發(fā)布了其基于開源軟件研發(fā)的云計算產(chǎn)品“Big Cloud”，國內(nèi)電信設(shè)備制造商華為啟動了“云帆”計劃，多種網(wǎng)頁瀏覽器紛紛加入對HTML5的支持），教育云有望幫助人們構(gòu)建泛在學習的環(huán)境。因此，我們需要有前瞻的眼光，思考在三網(wǎng)融合、三屏融合的基礎(chǔ)上，規(guī)劃并構(gòu)建教育云。

成效問題

新技術(shù)的運用不可避免會對舊有的教學模式、信息共享模式、協(xié)作模式等產(chǎn)生影響，因此，有必要研究在云計算環(huán)境中如何更有效地開展科研教學工作。

構(gòu)建教育云服務(wù)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，雖然面臨不少問題和挑戰(zhàn)，但是教育云服務(wù)代表了一種趨勢，目前也迎來了很好的發(fā)展機遇。

（作者單位為華東師范大學教育信息化系統(tǒng)工程研究中心暨上海數(shù)字化教育裝備工程技術(shù)研究中心）