云计算对高等教育信化建设的影响

　　摘 要：在对云计算、云教育进行研究的基础上，剖析了NIST对云计算及其本质特征的定义，探究了云计算在教育资源开发、创新、整合和共享等方面对我国高等教育信息化建设的支撑、促进作用，分析了其对高等教育信息化建设的影响。

　　关键词：云计算;高等教育;教育信息化建设

　　2008年2月，美国商业周刊发表《Google及其云智慧》一文，开篇就宣称：“这项全新的远大战略旨在把强大得超乎想像的计算能力分布到众人手中[1]。”Google Trends的搜索量统计结果帮助我们量化地认识了这一现状，自2007年云计算进入统计范围以来，其搜索量几乎成直线上升。此外，云计算于2009年首次进入Gartner技术成熟度曲线报告时就在十大战略技术中排名第三，在2011年由于被重视而上升至首位，在2012年更是使得Gartner发布了单独的云计算技术成熟度曲线报告。这些充分表明了云计算在当前受到的重视程度及其在不远的将来可能引发的对业界和社会的影响程度。这使得企业纷纷高调宣布踏入云计算领域，将其作为下一代业务的重点发展方向，包括微软的Azure项目、亚马逊的弹性计算云、谷歌的App Engine云计算平台、IBM的蓝云计划等。

　　1 云计算概述

　　继个人计算机变革、互联网变革之后，云计算被誉为第三次IT浪潮。

　　根据美国国家标准与技术研究院(NIST)信息技术实验室对云计算的定义，云计算是一种可以提供便捷按需网络接入、访问可配置的计算资源共享池(如网络、服务器、存储、应用软件、服务)的模型，从而使得这些计算资源能够以最小的管理投入或最少的服务供应商交互被快速获得[2]。这一“云”模型提高了计算资源的可用性，该定义由5个本质特征、3种服务模型和4个部署模型构成。云计算的本质特征如下：

　　(1)按需自选服务。消费者能够按照需要自动单方面地配置计算性能(如服务器时间和网络存储)，而不需要和每个服务供应商进行人工交互。

　　(2)广泛的网络接入。通过网络和标准协议获取、接入计算资源，同时利用多样化的客户端平台(如手机、笔记本、掌上电脑)促进对其更有效的利用。

　　(3)资源池。供应商的计算资源通过一个多客户共享模型集中起来，然后根据客户需求，动态分配和再分配不同的物理和虚拟化资源，以满足客户的多样化需求。这里存在一个区域独立的观念，客户通常不需要控制或知道这些资源的准确位置，但是他们或许能够在更高一层的抽象概念上(如国家、州或者数据中心)识别这些资源的位置。这些计算资源包括存储设备、数据加工、内存、网络带宽和虚拟机等。

　　(4)快速的弹性能力。可以快速、弹性地(有时甚至是自动地)提供、释放和接入云资源的权限与服务。客户可以在任何时间按需任意购买这些无限量提供的服务权限。

　　(5)可量化的服务。云系统通过在某些抽象层上对服务类型(如存储、处理、带宽以及活动用户帐号)采用一种可计量的能力杠杆实现自动地控制资源，优化资源使用。资源的使用可以被监控、控制和记录以便为服务的供应商和客户提供透明度。[2]

　　此外，云计算的3种服务模型是指软件即服务(SaaS)、平台即服务 (PaaS) 和架构即服务 (IaaS)。NIST还发布了云计算的4种部署模型，即私有云、社区云、公共云以及混合云。

　　根据NIST对云计算的定义，云计算作为一种新型计算模型，能够把IT基础设施资源、应用系统、软件等作为服务，通过广泛、便捷的互联网提供给用户。同时，云计算是一种新的基础架构管理方法，能够将大量高度虚拟化的资源集中管理起来，组成一个庞大的资源池，以服务方式进行管理。对云计算的通俗理解就是将计算资源服务化、集中化，用户可以像使用电力、水一样快速、灵活接入和使用这些资源，只需要对自己使用的部分进行付费(pay-per-use)。因此，云计算也被称为第5个公共设施[3]，正如电力、水是靠电厂、水厂进行集中统一供应。

　　云计算不仅意味着一项技术或一系列技术的组合，它所秉承的核心理念是“按需服务”，是一种新型的服务交付和使用模式，即用户能够通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的基础设施、平台、软件(或应用)等ICT资源或(信息)服务[4]。云计算这种革命性商业模式最重要的影响在于在普遍意义上改变了计算机服务、应用等服务资源的消费模式，即它使原来用户自购自建的消费方式走向了(广域)网上(付费)使用为主的模式，从而更广泛、更深刻地改变了人类的工作和生活方式。

　　2 高等教育信息化拥抱云计算

　　作为教育信息化发展的前沿，高等教育信息化在促进自身改革创新的同时，也成为提高整个国家教育信息化的有效途径。一方面，高等教育所具有的特定优势，如汇集了众多专家和人才、具有高度研发性和创新性、拥有良好而稳健的财政投入以及教育信息化建设以来所建立和积累的数据资源等，赋予了高等教育自我提升、自我变革的力量，使得高等教育信息化建设得以不断开拓创新;另一方面，当这种变革力量向社会传播时，就意味着高等教育还要肩负起服务社会的职能。作为高等教育职能的延伸，服务社会意味着高等教育信息化在加强自身建设的同时还要面向社会提供信息化建设的经验、成果等，力图提高整个社会的信息化建设水平，这就奠定了高等教育在我国教育信息化建设进程中的重要地位。因此，高等教育既要提高自身信息化建设，又要积极利用信息化手段推进产学研用结合，强化社会服务能力，促进整体性信息化建设。

　　自上世纪90年代以来，我国专注于教育信息化建设而实施了一系列重大工程和政策措施，为我国教育信息化发展奠定了坚实基础。我国教育信息化已取得了显著发展，但我们必须清醒地认识到，加快推进教育信息化还面临诸多困难和挑战。在教育信息化建设实践中还存在着优质教育资源开发和共建共享、资源整合、平台建设等诸多问题，推进教育信息化仍然是一项紧迫而艰巨的任务[5]。

　　教育信息化注重发挥现代信息技术优势，以促进信息技术与教育的全面深度融合。云计算被视为“革命性的计算模型”，它使得超级计算能力、资源、服务等通过互联网自由流通成为了可能，是一种新型的服务交付和使用模式，具有以服务和用户为中心、方便可扩展、即用即付等优势。因此，革命性的云计算技术与作为教育信息化发展前沿的高等教育相结合必将引发璀璨的火花，为我们更快、更好地进行教育信息化建设提供新的思路和发展模式。《教育信息化十年发展规划(2011—2020)》中明确提出“建立国家教育云模式”，希望借用云计算技术支撑、深化教育信息化建设。早在2009年，美国教育董事会成员就建议引入云计算技术。现在正是高等教育发挥更加积极作用的时刻，教育部门要对校园之上的云计算转变投入更大的精力和行动[6] 。

　　3 云计算对高等教育信息化建设的变革

　　鉴于云计算的革命性作用，云计算的引入必将为高等教育信息化建设开创新局面，为我国教育信息化深入发展提供技术支撑。

　　3.1 促进优质教育资源开发创新，强化信息技术产业化发展

　　目前，教育资源开发远远不能满足教育的实际需求，造成了“软件开发滞后于硬件建设”。美国教育信息化的基石——它的5 000家软件企业完美诠释了资源建设在教育信息化中的重要作用。在我国，高等教育领域汇集了众多学科领域专家和教学设计开发人员，拥有丰富的科研资源，诸多优势决定了我国高等教育要承载起铸就教育信息化基石的重任。

　　云计算作为一种新型的服务交付和使用模式，采用即用即付方式收费，具有浓厚的商业色彩。在高等教育领域，云计算对教育资源的开发和创新具有革命性作用。首先，云计算使得超级计算能力、各种软件服务、数据资源等可以采用即用即付方式消费，高等教育信息化建设无需进行昂贵的硬件建设和设备维护等，正如Gartner 分析专家 Daryl Plummer所说，“以往认为必须要购买、安装、维护基础设施的想法已经改变了，人们正在慎重地考虑把基础设施作为一种服务来看待，而不是一种固定资产，并且很少关注基础设施的位置和所有人。”这样既减小了资金压力，又使自身可以集中精力进行知识和资源的开发、创新。首先，云计算的引入可以有效降低教育资源开发和创新门槛，吸引各个层次的高等教育机构加入到资源开发和创新行列，激发高等教育本身的科研能力和产业输出能力。其次，云计算以服务为中心，天然带有浓厚的商业色彩。在教育信息化产业中合理地引入竞争，有利于克服长久以来教育行政化的弊端，在资源开发和创新领域建立良好的竞争机制。最后，由于云计算以用户为中心，用户可以按照需求有选择地购买其特定服务(课件、教学设计方案等)。这样既有利于促进高等教育信息化切实思考、满足用户需求，又凭借云计算的可量化服务特性为教育信息化建设提供了有效的绩效评估方法和合理的效益分配原则，这主要源于此时用户评价分数和产品热度成为了一个可量化的评价指标。

　　在高等教育领域引入云计算有利于优质教育资源的开发与创新，建立健全教育信息化产业发展机制，引导产学研用结合，促进形成一批既可以支撑教育信息化建设、又具有市场竞争力的高等教育机构。

　　3.2 强化教育资源整合，共享平台建设

　　自教育信息化建设开展以来，我国高等教育引进了大规模信息化硬件设施，积累了丰富的数据资源。然而，与“知识就是财富”相反的是，这些数据资源的利用率低，不能够被社会快捷获取;对高等教育信息化建设的贡献率低，不利于高等教育社会服务职能的展开。此外，高等教育不得不耗费大量的人力、物力、财力对这些数据资源进行维护，尤其是资源分布的不均衡使得这种维护通常是以单个部门、机构乃至学校展开的。这些问题归结到一点就是教育资源整合和共享程度低、分布不均衡。

　　通过云计算建立统一、灵活的教育资源共享平台(政府公共教育云等)，可以实现信息与知识共享、整合优质教育资源、缩小教育资源鸿沟等。云计算通过虚拟技术、分布式技术等将教育教学资源存储在虚拟化的“资源池”中，借助于广泛的网络接入，用户可以快捷、方便地随时获取。同时，将这些“资源池”集中统一建设和维护，避免了重复劳动。最重要的是，这些资源的获取和释放是完全按照用户自身需求，采取负载平衡技术弹性、可扩展地进行的。这样既可以提高资源、服务的利用率，又有利于用户灵活获取和支付。教育资源整合和共享平台建设的关键在于投入产出的效益分配。通过云计算技术完成教育资源整合和共享平台建后，一方面利用其服务量化措施，另一方面在其资源共享中通过平台提供的访问量、下载量、评价等评价体系，进行合理的效益分配。

　　云计算的应用将促进教育云对多种信息资源的重组与优化，最终实现大范围、高效率的资源整合和共享，解决教育资源集中与分布两难的问题;有利于充分利用现有资源，将教育资源整合和共享变成一项开放、共享的公共信息服务事业，从而推动教育信息资源建设。

　　3.3 健全高等教育服务机制

　　《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》提出了“建设国家教育云服务模式”的响亮口号。但是，国家教育云服务机制的建立是一个不断探索、逐渐完善的过程。籍由丰富的人力、物力、财力和数据资源等，高等教育可作为国家教育云服务模式的探索前沿，在实践中积累宝贵经验。

　　云计算为高等教育信息化建设打开了一个深入服务社会的窗口，是一条进行产学研用的有效途径。高等教育信息化建设能够利用基于云计算的各种基础设施、计算资源等以灵活的消费方式和合适的投入产出强化自身科研能力，进行资源和知识开发与创新。然而更重要的是如何借助云计算建立统一的教育平台，合理、有效地提供面向社会的云计算服务。云教育服务平台作为所有服务的支撑点，既有利于在竞争中强化自身社会服务能力，又有利于取得良好的经济效益。专家认为建立统一的云计算服务模型协议将在很大程度上促进高等教育领域的协作[7]。因此，探究高等教育新型服务模式——教育云服务模式的机制，有利于高等教育信息化产业发展，对于引导形成一批既可以支撑教育信息化建设、又具有市场竞争力的高等教育机构具有有重要意义。

　　4 结语

　　蓬勃发展的云计算是一种新型技术模型和商业模式，为我国高等教育信息化建设提供了一个深入发展、自我变革的契机，在深化教育资源开发与创新、资源整合与共享乃至健全高等教育服务机制方面具有革命性影响。云计算的产生和引入，既有利于支撑高等教育信息化建设和变革，又可以为云计算在社会方方面面中的应用积累宝贵经验，推进技术与教育的双向融合。

　　任何一种技术应用的成熟都是一个不断探索、逐步完善的过程，应用云计算促进高等教育信息化建设的同时，我们也要预防由此引发的诸如信息安全、盲目使用等问题。

　　参考文献：

　　[1] STEPHEN BAKER.Google及其“云”智慧[J].赵斌，译.商业周刊，2008.

　　[2] PETER MELL，TIM GRANCE.The NIST definition of cloud computing[Z].America：National Institute of Standards and Technology，Information Technology Laboratory，2009.

　　[3] RAJKUMAR BUYYA， CHEE SHIN YEO， SRIKUMAR VENUGOPALA.Cloud computing and emerging IT platforms：vision， hype， and reality for delivering computing as the 5th utility[J].Future Generation Computer Systems，2009(25)：599-616.

　　[4] 谢耘.云计算的昨天、今天和明天[J]. IT经理世界，2011(5)：12-16.

　　[5] 教育部.教育信息化十年发展规划(2011—2020年)[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/ewebeditor/uploadfile/2012/03/29/20120329140800968.doc，2012-04-01.

　　[6] RICHARD，KATZ， PHIL，et al.Cloud computing in higher education[R].EDUCAUSE Board of Directors，2009.

　　[7] NABIL，SULTAN. Cloud computing for education：a new dawn[J].International Journal of Information Management，2010，(30)：109-116.

　　作者：杨永帅