基于安全云服務(wù)的開放課程應(yīng)用研究

1、基于平安云效勞的開放課程應(yīng)用研究摘要：“七位一體的基于平安云效勞的開放課程應(yīng)用構(gòu)建形式，解決了傳統(tǒng)開放課程應(yīng)用中互動缺乏、缺乏協(xié)作、忽略個性化等問題，以及一般基于云計算的開放課程應(yīng)用中不能提供平安效勞的問題。集成挪動學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)理念，實現(xiàn)了教學(xué)資源的精細化評價和學(xué)習(xí)效果的綜合評估、學(xué)習(xí)方案的個性化定制，確保云平臺和教學(xué)資源的平安以及用戶信息的隱私保護。用云計算平臺作為根底平臺提供平安云效勞可保證開放課程的平安使用，促進開放課程的大規(guī)模推廣和深度應(yīng)用。關(guān)鍵詞：開放課程；平安云效勞；應(yīng)用中圖分類號：G710 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-9094-202106C-0046-05自開放

2、課程工程于2001年在麻省理工大學(xué)開展以來，全世界一些知名高校紛紛參與，開放課程得以蓬勃開展。隨著學(xué)習(xí)資源的種類和數(shù)量快速增長，以及效勞的推廣，受惠人群普及各行各業(yè)。2003年我國“國家精品課程正式啟動，旨在實現(xiàn)國內(nèi)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享。目前國內(nèi)規(guī)模較大、用戶較多的開放課程的應(yīng)用主要有網(wǎng)易公開課、搜狐公開課、新浪公開課等，學(xué)習(xí)資源來源于國內(nèi)外各大著名大學(xué)和機構(gòu)，內(nèi)容幾乎涵蓋所有學(xué)科。隨著信息技術(shù)和通信技術(shù)的開展，教學(xué)形式逐漸多樣化，由傳統(tǒng)的課堂面對面講授轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)遠程教育以及挪動學(xué)習(xí)等新型教學(xué)形式?！敖K身學(xué)習(xí)理念的提出以及群眾對知識和技能的渴求也使得課堂之外的學(xué)習(xí)在社會教育中占有的比例逐漸增大。

3、開放性、擴展性、經(jīng)濟性、穩(wěn)定性的云計算技術(shù)的成熟和開展，為開放課程的開展提供了新的支撐平臺和技術(shù)保障。挪動學(xué)習(xí)、遠程教育、實時互動等教學(xué)形式，以及視頻、講義、課件、作業(yè)等教學(xué)資源均可以交融到開放課程應(yīng)用中，保證學(xué)習(xí)者不管在何時何地通過何種終端介質(zhì)，只要可以連接網(wǎng)絡(luò)就可以靈敏、自主地承受優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的教育。但是，當(dāng)前的開放課程尚有教學(xué)之間互動缺乏、學(xué)習(xí)者之間缺乏協(xié)作、學(xué)習(xí)方案缺乏個性化、缺乏對學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)者隱私信息保護等問題。這些問題使得學(xué)習(xí)者只能簡單利用開放課程，而不能系統(tǒng)深度學(xué)習(xí)，造成了大量優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源的閑置和浪費。云計算技術(shù)的成熟，為大規(guī)模開放課程應(yīng)用的構(gòu)建提供了技術(shù)支持。云計算的經(jīng)濟性

4、使得僅需很低的本錢即可存儲和管理大量異構(gòu)的教學(xué)資源，可擴展性允許各種終端介質(zhì)PC、Pad、智能、網(wǎng)絡(luò)TV等靈敏接入，開放性可以快速響應(yīng)大量用戶的高并發(fā)訪問，穩(wěn)定性保證開放課程應(yīng)用具有較高的效勞質(zhì)量。平安和隱私那么需要針對云平臺本身和開放課程應(yīng)用綜合考慮，既利用云平臺本身的容錯性，還要參加新的平安措施，如數(shù)據(jù)加密、數(shù)字水印、訪問控制等。一、開放課程和云計算開放課程資源主要來源于三方面：一是各高校提供的教學(xué)資源，由專業(yè)的教師或團隊自愿參與，資源類型為視頻、課件、講義等；二是國際性或地區(qū)性的開放課程組織提供的資源，如國際開放課件聯(lián)盟；三是翻譯后的開放課程，旨在打破語言障礙和地區(qū)性的教育資源的差異，使

5、世界各地學(xué)習(xí)者都可以享受免費的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。開放課程的開展劃分為三個階段：1開放課件階段，資源提供方通過網(wǎng)絡(luò)公開發(fā)布其教學(xué)資料，如教學(xué)大綱、課程錄像、教學(xué)書目等；2虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)階段，如英國的Open Learn，學(xué)習(xí)者可與教學(xué)者以多種形式進展交互，而且教學(xué)資源得到細化，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自身情況選擇相應(yīng)課程；3大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)開放課程階段，如斯坦福大學(xué)的MOOCMassive Open Online Course，任何Internet用戶均可通過網(wǎng)絡(luò)進展在線學(xué)習(xí)，與學(xué)校的教學(xué)方案同步，甚至可以進展資質(zhì)或?qū)W位的認證。詳見表1。開展相對成熟開放課程，處于實際應(yīng)用階段的開放課程工程大多處于論證和實驗階段，尚未

6、大規(guī)模應(yīng)用。我國開放課程主要分為精品課程、精品視頻公開課以及精品資源共享課三類。1其中存在一些非理性問題，在新一輪開放課程建立中應(yīng)予以解決，或理性規(guī)劃，或平衡利益關(guān)系，或完善評價機制等，以保證學(xué)習(xí)者可以享受到優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源。云計算的本質(zhì)是一種基于規(guī)模效應(yīng)的計算形式，其初衷是將大量現(xiàn)有的硬件資源以一定的方式組織起來以到達高性能效勞器的效果，從而節(jié)約本錢。云存儲、多線程并發(fā)訪問、遠程控制、云平安、隱私保護等是基于云平安云效勞的開放課程建立中必須重點關(guān)注的技術(shù)問題。云存儲和云平安主要應(yīng)對海量教學(xué)資源的平安存儲和平安訪問問題。多線程并發(fā)訪問和遠程控制是系統(tǒng)大規(guī)模部署和應(yīng)用的保障。隱私保護學(xué)習(xí)者的個人隱

7、私信息免于泄露。目前基于云效勞的開放課程應(yīng)用重點關(guān)注可行性問題，即如何將云計算應(yīng)用到開放課程建立中。因此，云存儲、多線程并發(fā)訪問和遠程控制等技術(shù)受到關(guān)注較多，而對于云平安和隱私保護等為開放課程應(yīng)用提供更深層次的平安性保障的技術(shù)那么關(guān)注較少。云計算技術(shù)給開放課程的應(yīng)用帶來了新的開展機遇，得以向更多用戶更便捷地提供更多的學(xué)習(xí)資源。但是，目前的云計算技術(shù)尚存在一些問題，尤以平安性最為嚴(yán)峻，包括云平臺自身的平安問題以及大量數(shù)據(jù)存儲和管理的平安問題。如用戶隱私保護、數(shù)據(jù)可信度和數(shù)據(jù)訪問控制問題。在開放課程的應(yīng)用中必需要保證資源的平安性、系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及用戶的隱私性，否那么開放課程難以得到深度推廣和應(yīng)用。

8、2“七位一體的設(shè)計形式在保證教學(xué)資源的平安管理、用戶信息的隱私保護的根底上，可向?qū)W習(xí)者提供挪動學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)功能，精細化評價學(xué)習(xí)資源、綜合評估學(xué)習(xí)效果，以及根據(jù)學(xué)習(xí)者自身情況定制個性化學(xué)習(xí)。二、基于平安云效勞的開放課程應(yīng)用構(gòu)建形式現(xiàn)有的開放課程應(yīng)用中存在的問題限制其大規(guī)模推廣和深度應(yīng)用?！捌呶灰惑w的開放課程應(yīng)用構(gòu)建形式，利用云效勞開放性、擴展性、經(jīng)濟性、平安性等特征，推進了開放課程應(yīng)用的廣度和深度，實現(xiàn)了在任何時間、任何地點、以任何方式、與任何人進展交互式學(xué)習(xí)?！捌呶灰惑w的構(gòu)建形式如圖1所示，從挪動學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)資源評價等7方面進展基于平安云效勞的開放課程應(yīng)用的設(shè)計，旨在通過全方位、系統(tǒng)

9、性的方式為用戶提供一個平安、穩(wěn)定、便捷、高效的學(xué)習(xí)環(huán)境。 一挪動學(xué)習(xí)傳統(tǒng)的開放課程應(yīng)用中，學(xué)習(xí)者擁有固定的終端學(xué)習(xí)介質(zhì)，即連接Internet的計算機。這種學(xué)習(xí)方式一般要求學(xué)習(xí)者擁有安靜的學(xué)習(xí)環(huán)境和較長的學(xué)習(xí)時間，適宜學(xué)校和其他教育或培訓(xùn)機構(gòu)的教學(xué)，但是缺乏經(jīng)濟性和靈敏性。鑒于挪動設(shè)備如Pad，智能等的低本錢和高普及率及微型化和智能化程度的進步，幾乎所有人都可便捷地利用挪動設(shè)備隨時隨地訪問網(wǎng)絡(luò)資源，而不必局限于室內(nèi)的計算機。挪動學(xué)習(xí)mobile learning，m-learning可以借助挪動設(shè)備的幫助，使學(xué)習(xí)者在任何時間任何地點都可以學(xué)習(xí)。挪動設(shè)備已成為人們必備的隨身攜帶物，且使用時間越來

10、越長，通過挪動設(shè)備進展短暫的學(xué)習(xí)是多數(shù)學(xué)習(xí)者的需求。挪動學(xué)習(xí)的短時間、小片段和高自由度等特征是當(dāng)前開放課程應(yīng)用的趨勢。因此，基于云效勞的開放課程應(yīng)用必須有支持挪動學(xué)習(xí)的功能，保證挪動設(shè)備的隨時隨地接入，并提供高質(zhì)量的效勞。二協(xié)作學(xué)習(xí)在課堂教學(xué)中，教學(xué)者與學(xué)習(xí)者以及學(xué)習(xí)者之間均可直接進展面對面的交流，可快速解決學(xué)習(xí)者的疑問，學(xué)習(xí)效果較好。然而在現(xiàn)有的開放課程應(yīng)用中，學(xué)習(xí)者與教學(xué)者之間的交流一般通過郵件、 、社交軟件等形式，但是學(xué)習(xí)者之間缺乏有效的溝通途徑。協(xié)作學(xué)習(xí)collaborative learning，c-learning是通過多個學(xué)習(xí)者以小組或團隊形式協(xié)同完成同一學(xué)習(xí)任務(wù)。云計算的高處理

11、才能使協(xié)作學(xué)習(xí)在開放課程應(yīng)用中施行。因此，基于平安云效勞的開放課程應(yīng)用中必須實現(xiàn)協(xié)同學(xué)習(xí)的功能，保證具有一樣學(xué)習(xí)目的的學(xué)習(xí)者之間可進展知識共享，以協(xié)同方式完成學(xué)習(xí)任務(wù)，進步教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果。三學(xué)習(xí)資源精細化評價由于開放課程的教學(xué)資源大部分由重點大學(xué)的知名教授提供，因此多數(shù)的教學(xué)資源都是優(yōu)質(zhì)的，不能簡單地以好壞或等級來區(qū)分。隨著開放課程的大規(guī)模應(yīng)用，學(xué)習(xí)者身份已不再局限于學(xué)生或科研人員，大量社會人員的涌入使得學(xué)習(xí)者對教學(xué)資源的需求存在較大的差異性?；谄桨苍菩诘拈_放課程應(yīng)用需要以學(xué)習(xí)者為中心對教學(xué)資源進展精細化評價，即根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)目的、承受才能等從難易程度、教學(xué)進度、課時長度、語言明晰度

12、、承受難度、學(xué)習(xí)者參與度等標(biāo)準(zhǔn)對教學(xué)資源進展評價和分類。四學(xué)習(xí)效果綜合評估目前的國內(nèi)開放課程多數(shù)情況下只作為正式教育的一種輔助形式，對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果尚未有很好的跟蹤和評估方法。基于平安云效勞的開放課程在大規(guī)模應(yīng)用之后，必然帶來學(xué)分學(xué)位和資質(zhì)認證的社會認可度的進步，因此必須合理評價學(xué)習(xí)者對開放課程的學(xué)習(xí)效果，教學(xué)者才可以理解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)狀態(tài)并以此判斷是否達標(biāo)。開放課程學(xué)習(xí)效果的評估不能局限于作業(yè)的完成度，應(yīng)監(jiān)控和跟蹤學(xué)習(xí)者在整個學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)狀態(tài)，運用集測試、評價、反響、調(diào)節(jié)為一體的完好的評估機制。五學(xué)習(xí)方案個性化定制現(xiàn)有的開放課程主要關(guān)注教學(xué)資源的共享，而學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方案完全由個

13、人制定，應(yīng)用本身由于處理才能的限制而無法為學(xué)習(xí)者提供決策幫助。學(xué)習(xí)者需要自行搜索相關(guān)教學(xué)資源，并自行制定學(xué)習(xí)方案，往往缺乏科學(xué)性和系統(tǒng)性。云計算的經(jīng)濟性使開放課程應(yīng)用中不再缺乏處理才能，因此基于平安云效勞的開放課程應(yīng)用中需要有可以幫助學(xué)習(xí)者制定符合自身情況的個性化的學(xué)習(xí)方案。每個學(xué)習(xí)者有自身的學(xué)習(xí)偏好、學(xué)習(xí)目的、時間安排、硬件根底等，個性化的學(xué)習(xí)方案的制定必須綜合考慮這些因素并可以根據(jù)學(xué)習(xí)進度的變更進展自動調(diào)整。六云平安云平安是基于云效勞的開放課程應(yīng)用可以大規(guī)模部署和推廣的核心技術(shù)和原那么。在大規(guī)模部署的情況下，教學(xué)資源豐富、用戶數(shù)量劇增、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜，各種內(nèi)部和外部的攻擊將會造成教學(xué)資源被竊

14、取、篡改和惡意刪除，用戶將無法完成既定的學(xué)習(xí)方案。云計算技術(shù)本身雖然在逐漸成熟，但其自身仍然存在很多平安問題。所有的開源云平臺如Hadoop等均存在大量的平安破綻。因此，基于平安云效勞的開放課程應(yīng)用必需要盡可能完善云平臺本身的平安破綻，并保證教學(xué)資源在云平臺上存儲和管理的平安性，從而為開放課程應(yīng)用提供平安的云效勞。七隱私保護平安云效勞的另一個表達形式是對用戶信息的隱私保護。目前的開放課程應(yīng)用僅作為一個教學(xué)資源共享平臺，學(xué)習(xí)者僅需隨意注冊賬號即可使用，有些應(yīng)用甚至不需注冊，并不包含學(xué)習(xí)者的真實身份信息，因此不需要考慮隱私保護問題。但是在更深層次的開放課程應(yīng)用中，學(xué)分學(xué)位和資質(zhì)認證是必然的開展趨勢

15、，因此提交用戶的真實身份信息將成為根底功能。用戶隱私信息能否得到保護會極大影響開放課程的深度應(yīng)用和大規(guī)模推廣。三、基于平安云效勞的開放課程應(yīng)用設(shè)計在“七位一體構(gòu)建形式的根底上，基于平安云效勞的開放課程應(yīng)用可分為兩個模塊，如圖2所示：一是云效勞平臺及教學(xué)資源平安保障模塊，包括資源池、資源統(tǒng)一層、云平臺層、云平臺及教學(xué)資源平安保障等四個子模塊；二是開放課程應(yīng)用及用戶信息隱私保護模塊，包括運維管理層、系統(tǒng)功能層、終端接入層、用戶信息隱私保護等四個子模塊。二開放課程應(yīng)用及用戶信息隱私保護模塊開放課程應(yīng)用及隱私保護模塊中的運維管理模塊主要實現(xiàn)系統(tǒng)的用戶管理、教學(xué)資源的管理以及交互學(xué)習(xí)社區(qū)的管理等功能，這

16、些系統(tǒng)管理功能面向系統(tǒng)運維人員的后臺管理。終端接入模塊主要負責(zé)將系統(tǒng)功能通過不同的終端介質(zhì)包括計算機、Pad、網(wǎng)絡(luò)電視等呈現(xiàn)給用戶，以便用戶可以便捷的使用開放課程。系統(tǒng)功能層主要提供直接面向?qū)W習(xí)者的效勞功能，包括學(xué)習(xí)者對教學(xué)資源的精細化評價、對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的綜合評估、為學(xué)習(xí)者定制個性化的學(xué)習(xí)方案以及表達協(xié)作學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)社區(qū)等。學(xué)習(xí)者在完成某課程的學(xué)習(xí)后，主要從學(xué)習(xí)效率、學(xué)習(xí)態(tài)度、創(chuàng)新思維、協(xié)作交互、時間管理等方面對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果進展綜合評估。學(xué)習(xí)效率主要從課程測試成績、學(xué)習(xí)頁面停留時間、每個章節(jié)學(xué)習(xí)時間以及整個課程的學(xué)習(xí)時間等方面進展評價。學(xué)習(xí)態(tài)度主要受系統(tǒng)登錄時間長短、作業(yè)完成率、相關(guān)教學(xué)

17、資源下載量、參與授課時長以及課程學(xué)習(xí)時長等因素的影響。學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新思維主要表達在學(xué)習(xí)過程中的提問次數(shù)、答復(fù)別人疑問的質(zhì)量和次數(shù)以及個人學(xué)習(xí)體會和成果等方面。協(xié)作交互才能那么表如今參與協(xié)作交互的次數(shù)和交互時間長短，以及發(fā)起或組織協(xié)作交互的次數(shù)。時間管理才能和學(xué)習(xí)者課程的平均學(xué)習(xí)時間、課程章節(jié)的平均學(xué)習(xí)時間、課程學(xué)習(xí)是否按進度完成以及學(xué)習(xí)時間與協(xié)作交流時間的比例等因素有關(guān)。 當(dāng)學(xué)習(xí)者指定學(xué)習(xí)目的后，系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)學(xué)習(xí)者自身情況制定個性化的學(xué)習(xí)方案，處理流程如圖3所示。個性化學(xué)習(xí)方案的制定可使學(xué)習(xí)者通過在最短時間內(nèi)學(xué)習(xí)最適宜自己的教學(xué)資源，從而進步學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率。學(xué)習(xí)社區(qū)主要具有促進學(xué)習(xí)者之間的協(xié)作學(xué)

18、習(xí)功能。它將每門課程的學(xué)習(xí)者組織成一個或多個交互小組用以實時交流，其中有教學(xué)者的參與。學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中有疑問時可向教學(xué)者提問，教學(xué)者負責(zé)解答學(xué)習(xí)者的疑問。學(xué)習(xí)者可在交互小組內(nèi)發(fā)起有關(guān)課程相關(guān)問題的討論，假設(shè)對其他學(xué)習(xí)者的答復(fù)滿意那么可采納該答復(fù)。當(dāng)學(xué)習(xí)者發(fā)起討論時，系統(tǒng)判斷該討論是否與該課程學(xué)習(xí)相關(guān)，假設(shè)不相關(guān)那么屏蔽該討論。學(xué)習(xí)者還可參與別人發(fā)出的討論，以及發(fā)布個人對該課程學(xué)習(xí)中的心得和成果。用戶信息隱私保護功能主要是對個人身份信息和學(xué)習(xí)信息進展保護，防止信息泄露給用戶生活和工作帶來費事。用戶信息隱私保護主要通過數(shù)據(jù)加密、訪問控制和數(shù)據(jù)發(fā)布等技術(shù)實現(xiàn)。當(dāng)對用戶的身份信息進展加密存儲時，云平臺的資源可支持大部分不可逆的加密方法，對用戶身份核實時直接對密文信息進展操作而不需解密，以保證身份信息的平安。由于數(shù)據(jù)量較大且訪問和更新頻率較高，用戶學(xué)習(xí)信息不適宜加密處理。應(yīng)使用基于角色的細粒度的訪問控制，保證只有用戶本身才能對數(shù)據(jù)進展查詢和更新。對于用戶信息中與公共數(shù)據(jù)相關(guān)的部分，可使用匿名、擾亂等數(shù)據(jù)發(fā)布技術(shù)隱藏用戶的真實身份信息。三云平臺及教學(xué)資源平安保障模塊在云平臺及教學(xué)資源平安保障模塊中，資源池、資源統(tǒng)一層及云平臺層在一般的開源云平臺中都有成熟完善的實現(xiàn)方式，只要修改相應(yīng)的配置信息即可快速部署。對于云平臺上部署的開放課程應(yīng)用而言，底層的資源和效勞是完全透明的。上層開發(fā)者不需要