基于云计算的航海专业教学资源库建设研究

丁方平

青岛远洋船员职业学院，山东青岛，266400

0 引言

教学资源是高校教学活动的重要支撑，也是提高教学质量和效率的关键因素。随着信息技术的发展和应用，高校教学资源呈现出多样化、数字化、网络化的特征，需要通过专业的平台进行组织、存储、检索、分发和利用。基于云计算环境建设教学资源库平台，可以充分利用云计算的优势，实现教学资源的集中管理、动态调度、按需分配、弹性扩展和安全保障[1]。

1 现阶段高校专业教学资源库建设状况与潜在问题分析

随着信息技术的发展和教育改革的推进，国内高校纷纷建立了各自的专业教学资源库，以支持教学活动和提高教学质量。然而，目前国内高校专业教学资源库的发展建设还存在一些问题，影响了资源库的有效利用和共享。首先，国内高校专业教学资源库的数据格式不一致，导致了资源的异构性和不兼容性。不同高校采用了不同的数据结构和编码方式，使得资源之间难以进行互联和转换。例如，有的高校使用XML格式存储课程大纲，有的高校使用Word格式存储课程大纲，有的高校使用PDF格式存储课程大纲，这就给资源的检索、交换和整合带来了困难。为了解决这一问题，需要制定并推广统一的数据标准和规范，使得资源能够按照相同的格式进行描述、存储和传输。其次，国内高校专业教学资源库的交互性较差，影响了用户体验和满意度。目前，大多数高校专业教学资源库仅提供了基本的检索、浏览和下载功能，缺乏对用户需求和反馈的关注和响应。例如，有的资源库没有提供多种检索方式，如关键词检索、分类检索、元数据检索等，使得用户难以找到所需的资源[2]。多数高校资源库没有提供用户评论、评价、收藏、分享等功能，使得用户难以表达自己的意见和建议，资源库管理人员不了解用户需求与资源使用状况。由于同时缺乏个性化推荐、智能分析、在线协作等服务支持，用户难以获得更多的帮助和支持。为了解决这一问题，需要加强对用户行为和需求的分析和挖掘，提供更加人性化和智能化的交互界面和功能。最后，国内高校专业教学资源库管理维护工作缺乏专业性，严重影响了资源使用效果和更新效率。目前，大多数高校专业教学资源库缺乏专门的管理团队和机制，导致了资源冗余、过时和内部信息错误。例如，有的资源库没有进行定期内容审核、资源目录更新和垃圾清理，使得库中的教学资源出现了重复、过期和失效的情况；有的资源库没有进行有效质量控制，对资源使用情况未能做出评估，导致教学资源配置不合理、不均衡现象出现；个别教学资源库没有进行充分的安全保护、备份和恢复，容易导致教学资源丢失、损坏和泄露等问题。为了解决这些问题，需要建立并完善专业化的管理体系和流程，确保资源的完整性、准确性和安全性。

2 云计算技术的原理与在专业教学资源库建设中的应用价值

2.1 技术原理与基本架构

云计算技术是一种基于互联网的计算模式，它将计算资源（如服务器、存储、网络、软件等）作为服务提供给用户，用户可以根据需要动态地获取和释放资源，而无需关心资源的具体位置和配置。云计算主要由多种先进信息科技构成，其中虚拟化技术是云计算技术的基础，它可以将物理资源抽象为逻辑资源，从而实现资源的隔离、共享和弹性扩展。分布式技术是云计算技术的核心，它可以将分散的资源集成为一个整体，从而实现资源的负载均衡、容错和高可用。服务化技术是云计算技术的特征，可将不同类型和层次的资源封装为标准化的服务接口，从而实现资源的按需访问、按量付费和自助管理。大数据技术是云计算技术的支撑，可对海量的数据进行存储、处理和分析，从而实现数据的价值挖掘和智能决策。云计算技术自诞生以来，经历了从基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）到软件即服务（SaaS）的发展阶段，目前正进入人工智能即服务（AIaaS）和边缘计算等新兴领域。云计算技术已经广泛应用于各行各业，包括教育领域[3]。

2.2 应用价值

云计算技术在专业教学资源库建设中具有重要的应用价值，云计算技术可使专业教学资源库不再依赖于昂贵的硬件设备和软件许可，而是通过租用云服务来获取所需的资源，从而大幅降低建设和运维成本。教务人员可利用云计算技术快速部署专业教学资源库，面向学生提供更多带有外部网络链接的扩展资源，根据用户的访问量和需求动态调整资源的规模和性能，从而提高服务的响应速度和质量。云计算技术可使专业教学资源库利用互联网上海量的开放数据和知识，通过数据挖掘、分析和整合，生成更加丰富、多样和有价值的教学内容，使专业教学资源库支持多种形式和方式的教学活动，如在线协作、交流、评估等，从而激发教师和学生的创新思维和能力。该技术还可为用户提供有效的安全保障和管理控制，支持用户对教学资源进行安全存储和合法使用，保护用户对教学资源的版权和知识产权。

3 基于云计算技术的航海专业教学资源库建设路径分析

3.1 统一数据标准，强化教学资源通用性

基于云计算环境建设教学资源库平台，需要统一数据标准，强化教学资源通用性，以提高资源的质量和利用率。统一数据标准是指在云计算环境下，对教学资源的元数据、格式、编码、存储等方面进行规范和标准化，使不同来源、不同类型、不同领域的教学资源能够在同一平台上进行交换和共享。强化教学资源通用性是指在云计算环境下，对教学资源的内容、结构、风格等方面进行优化和适配，使教学资源能够适应不同的教学目标、教学方法、教学场景和教学对象。为了实现这两个目标，需要着手建立统一的数据标准制定机制和管理机制，参考国内外相关标准和规范，制定适合云计算环境下的教学资源数据标准，并进行动态更新和维护。可搭建统一的数据标准检测机制和评估机制，对平台上的教学资源进行数据标准的检测和评估，对不符合标准的资源进行修改或剔除。做好配套的数据标准培训和推广工作，对平台上的教学资源提供者和使用者进行数据标准的培训和推广，提高其对数据标准的认识和遵守程度[4]。平台管理人员应定期对平台上的教学资源进行通用性的分析和改进，根据不同的教学需求和特点，对教学资源进行内容、结构、风格等方面的优化和适配。为平台添加反馈机制，对平台上的教学资源进行通用性的评价和反馈，收集使用者的意见和建议，不断提高教学资源的通用性水平。基于云计算的信息化教学资源库整体架构如图1所示。

图1 基于云计算的信息化教学资源库整体架构

3.2 建立完善的教学资源平台管理系统

为构建并优化教学资源平台管理系统，需要采用先进的技术方法和工具，应基于云计算技术调节教学资源库平台架构。基于云计算技术，可构建教学资源库平台的三层架构：基础设施层（IaaS）、平台层（PaaS）和应用层（SaaS）。基础设施层提供计算、存储、网络等基础资源的服务，如亚马逊EC2、微软Azure等；平台层提供开发、测试、部署、运行等应用支撑的服务，如谷歌App Engine、阿里云ECS等；应用层提供各种具体功能的服务，如教育云盘、在线课堂等。通过这种架构，可以实现教学资源库平台的高效运行和灵活扩展。基于云计算环境的教学资源平台管理系统，可以将航海专业的各类教学资源（如课件、视频、模拟器、实验数据等）集中存储在云端，实现资源的统一管理、更新和维护。

利用大数据技术实现教学资源库平台数据处理的四个步骤包括：数据采集、数据存储、数据分析和数据展示。数据采集是指从各个高校以及其他相关机构获取各类教学资源数据，并进行清洗、转换、整合等预处理；数据存储是指将采集到的教学资源数据存储在分布式文件系统或数据库中，并进行备份、压缩、加密等处理；数据分析是指对存储在平台中的教学资源数据进行挖掘、统计、分类、推荐等分析操作；数据展示是指将分析得到的结果以图表、报告、可视化等形式展示给用户，并提供交互式查询和反馈功能。通过添加数据展示、数据采集等系统功能，可实现教学资源库平台数据处理的高效性和智能性。借助云端服务器的集中管理和服务接口，可以实现教学资源的快速获取、共享和调配，避免了传统方式下的资源浪费和冗余，提高了教学资源的利用效率和效果。技术人员还可利用云计算的强大计算能力和大数据分析技术，对教学资源进行智能化处理和优化，生成更符合航海专业特点和需求的新型教学资源，促进航海专业教学的创新和发展[5-6]。教学资源平台管理系统的基本功能如表1所示。

表1 教学资源平台管理系统的基本功能

3.3 布设公有云和私有云

高校航海专业教学资源库是一种集成了航海专业相关的各种教学资源的数字化平台，它可以为教师和学生提供丰富的教学内容、交互方式和评估方法，提高教学质量和效果。航海专业教学资源库的建设需要考虑多方面的因素，如资源的质量、数量、安全、更新、共享等。工作人员应利用公有云提供基础设施服务和平台服务，为教学资源库提供稳定的运行环境和开发工具；利用私有云提供软件服务，为教学资源库构建定制化的应用功能和数据存储。通过这种方式，可以实现教学资源库的快速部署、灵活扩展、高效运维和安全保障。在布设公有云和私有云时，应提前选择合适的公有云服务商，根据教学资源库的规模、性能、可靠性等需求，选择合适的虚拟机类型、操作系统、数据库等；设计合理的私有云架构，根据教学资源库的功能、数据、安全等需求，选择合适的应用框架、开发语言、加密算法等技术；实现有效的公有云和私有云之间的连接，根据教学资源库的访问量、带宽、延迟等需求，选择合适的网络协议、传输方式、负载均衡等技术[7]。

为了实现教学资源的广泛共享和利用，需要建立一个开放、协作、创新的教学资源共享平台，实现公有云和私有云之间的数据交换和服务调用。同时，需要提供丰富的教学资源应用功能，如在线浏览、播放、编辑、评价、评论、收藏、分享等，提高用户对教学资源的参与度和满意度。此外，需要利用数据挖掘、机器学习等智能技术，对用户行为和反馈进行分析，提供个性化的教学资源推荐和优化，对教学资源进行标准化和元数据化，提高教学资源管理和共享效率。利用云计算平台提供的分布式存储和传输技术，实现教学资源的快速上传和下载[8]。

4 结论

为提升航海专业教学资源利用效率，应基于云计算技术搭建完善的教学资源管理系统与资源库，顺应教育信息化发展要求，采用模块化分层设计理念，合理配置教学资源与教务数据，对用户进行分角色管理，利用web技术搭建在线交互区与私有云共享机制，发挥信息技术对教育发展的促进作用。