云服务视角“慕课”平台对比分析研究

    程琳等

    

    

    

    【摘 要】以三大教育云平台为例，根据三大MOOCs（Massive Open Online Course，MOOCs，中文简称“慕课”）平台中提供的云服务，运用个案分析、体验式研究、文献分析的方法基于云服务的视角下，以SaaS、PaaS、IaaS为三个维度分析研究“慕课”平台云服务特点。通过比较分析三大平台的服务异同，探讨教育平台的云服务发展的改进方向。

    【关键词】MOOCs；云服务；教育云

    【中图分类号】G434

    【文献标识码】A

    【文章编号】1001-8794（2015）04-0005-05

    【作者简介】程琳（1989—），女，江苏人，硕士，研究方向为数字媒体技术；余武（1957—），男，安徽人，硕士，教授，研究方向为数字媒体技术；朱敏明（1989—），男，江苏人，硕士，研究方向为大数据与云计算技术。

    以云计算为标志的云服务时代的到来推动了在线教育平台的发展，借助云计算技术，国内外迅速开展了大型教育云平台。如国内的网易教育云平台、学堂在线、国外的edX、Udacity、Coursera等，也就是现在广为热议的慕课平台，基于云平台的MOOCs运动掀起教育的热潮，如何利用“云计算、大数据技术”构建MOOCs平台，为学习者提供更好的教育云服务，已成为当下实践发展的热点。

    一、问题的提出

    国内外研究学者与专家对于MOOCs平台进行多角度、新视角、全方位的探索研究。基于西门思的connectivisim（联通主义）李青提出了MOOCs平台的运行模式，分析了MOOCs平台的技术基础与组成，樊文强就MOOCs平台的特点进行了详细的分析。马东明等人为移动学习与MOOCs的结合提供了模型架构，也为文章探讨云服务提供了思路与方法。而马新强等人从技术角度分析了MOOCs的特点与发展现状。其中也重点提及了云计算与大数据技术环境下的平台建设问题。王颖从项目出发重点分析了MOOCs平台的服务范畴。依靠云服务，组织或个人所需的软硬件、资料都放到云中，在任意时间、地点，使用不同的IT终端设备互相连接，实现数据存取等目的。由于云服务主要提供三大服务模式即：SaaS（Software as a Service，软件即服务）、PaaS（Platform as a Service，平台即服务）、IaaS（Infrastructure as a Service，基础设施即服务），MOOCs平台是伴随着MOOCs发展而成为实践热点的教育云平台一类，所以对于在线学习用户而言，所得到的需求服务都是建立在这三类服务的架构上。

    根据知网的统计，国内MOOCs平台的研究大多基于教学视角的分析，却很少从云服务视角去分析，从而忽略MOOCs 平台中“云服务”这一技术服务创新方式对教育所带来的真正影响。笔者从SaaS（软件即服务）、PaaS（平台即服务）、IaaS（基础设施即服务）的这一云服务视角，以“edX、Udacity、Coursera”三大“慕课”云平台为分析对象，分析其所提供的教育云服务现状、特点、异同、问题，并从“云服务”视角提出了我国慕课云平台建设的策略。

    二、教育云服务模式的发展

    云计算是最近出现的新兴技术，可以简称“云”。[1]广义云计算可以理解为服务的交付和使用模式，也就是网络以按需与易扩展的方式获得所需的服务。这类服务包括互联网相关的、计算机相关的、通信相关的软件或硬件，也包括其他类别的服务。[2]主要以SaaS、PaaS、IaaS等架构模式把这种超级计算能力分散给终端用户。云计算用户无须考虑其运行工作的内部构造和服务流程，以此形成的服务被称为云服务。“云”中资源的使用方式类似于生活中的水电使用，按需获取分配网络资源。

    把云计算应用到教育领域中称之为“教育云”。[3]云中供给教育建设所需要的全部软件资源与硬件资源，以虚拟化的方式，为用户提供高性能通用操作平台，此平台的作用就是为教育提供云服务。[4]张进宝等人指出建立一个智慧型统一联合的开放架构云计算平台，满足教育用户通过各种数字终端完成教学、学习、科研、管理、社会交往等方面的需求，完成发布教育信息、获取学习资源、进行教学互动、统计分析教育信息与数据、得到科学决策、开展教育评价、创办协同科研等系列活动。[5]在获取使用教育云服务过程中，只要拥有网络和终端设备，就可以随时、随地、按需地利用教育资源，至于硬件性能、软件版本、数据同步、信息安全、存储备份、带宽问题等各种问题无需考虑，因此教育云服务依然属于云服务的范畴，可以被划分为IaaS、PaaS和SaaS三类。[6]归结起来，教育云平台以云计算技术为依托，借助于SaaS、PaaS、IaaS结构服务模式，将强大的云教育资源分布到用户手中，服务于教育。因此，伴随云服务发展而来的大规模在线教育平台也受到普遍关注。

    三、三大“慕课”平台中的SaaS、PaaS、IaaS服务特点

    张宝进等人将教育云SaaS具体归类到Web应用中，例如一系列的教务管理系统、在线学习平台、智慧校园系统、视频会议系统等通用工具软件、虚拟模拟系统、在线实训系统等专用SaaS软件。此外，众多web 2.0工具也被归类于SaaS的范畴，一批协同概念图、学习管理系统（LMS）、教育资源制作工具等也是被看好的SaaS产品，[7]卢蓓蓉等人构建的软件及服务的架构模型分为两层，分别面向组织与个人。MOOCs平台中部分软件即服务如表1所示：

    （一）“慕课”平台中的SaaS（软件及服务）特点

    1面向组织的软件及服务

    面向组织服务，一般采用预订的销售方式，为各种具有相当规模的组织和学校提供大型商务解决方案。通过SaaS供给商，组织需求的全部网络基础设施及软硬件运行平台能够轻易获取，另外，利用云环境提供的API（Application Programming Interface，应用程序接口），将组织自行开发的教育应用程序接入平台，为他人或自己服务。服务软件大致为教学工具系统、教学课件、教务管理系统、教学游戏等范畴。用户节省下载、安装、维护、升级等步骤，只需一个账号按需在线使用到众多的教育应用软件，共享海量的教育资源，与全国领域的用户在线交互。[9]李青描述的MOOCs技术平台就是典型的软件及服务。如平台中的wiki、blog、论坛、twitter、微博工具、自建平台、虚拟教室工具、课程资源分享工具、课程中心网站等，这些工具基本能满足在线学习需要，通过这些，加盟组织能进行在线教学，实现在线评价、在线研讨、在线互动。[10]

    Coursera为9个不同国家和地区的30多所不同的大学、院校和学校提供在线课堂平台系统，edX平台为加盟的学校提供课程检索、可视化公式编辑、编程作业在线评分、视频播放器等特色功能软件。[11]未来平台将侧重于个性化服务、大数据学习分析、社交网络的交互交流机制、智慧问答系统、自动评分系统、虚拟学习中心和移动客户端等方向的探索与开发。这些平台加盟学校只需一个浏览器就可以登录到平台进行在线教学活动，而且云教育平台负责软件开发前后期的实施和维护工作，这样享受服务的组织不仅节省了购买软硬件，搭建机房的资金，而且也不需要招聘IT工作人员。

    2面向个体的软件及服务

    面向个人的消费服务，现在SaaS一般是将软件服务免费面向个人用户。Udacity是私立教育组织，主要面向个人用户服务，Udacity的平台拥有视频、个性化学习管理系统，内置编程接口、论坛和等交互社区，Udacity通过推荐工作获取收入。有了SaaS，学习者不必花费金钱来购买学习软件，就可以轻松开展在线学习、在线测试、在线评价的活动。

    清华大学副校长袁驷表示：“仅仅依靠大学自身的投入难以支撑长久运营，在线教育作为一种新兴的互联网技术应用，成本较贵，且不确定性很大”，因此MOOCs平台的SaaS服务解决了在线课程的技术与投入问题。

    （二）“慕课”平台中的PaaS（平台及服务）特点

    PaaS主要以中介角色提供服务，重点为各级应用单位提供集成化运行环境，例如：操作系统、数据库等。这些云服务平台具有开源的模块化设计，支持教育用户的二次开发。云计算下的平台即服务可以理解为面向互联网应用的开发者的软件即服务，开发者在环境搭配，框架设计方面得到解放。主攻系统设计与代码编写，从而提高了软件的开发质量和效率。[12]因此，有了PaaS，“慕课”平台的开发变得快速便捷。同样三大平台提供的平台服务如表2所示，能够使组织在原先平台的基础上快速开发符合需求的MOOCs平台，或直接运营平台。

    1商业运行模式下的合作平台服务及面向学校的平台及服务

    Coursera全球最大的MOOCs平台，目前，Coursera的课程大部分都是公开和免费，盈利方式分为：收费证书、学生推荐和教材宣传。Coursera与中国地区建立了合作关系，目前上海交通大学、复旦大学已经与Coursera建立了合作关系。北京大学与清华大学也与edX成为伙伴，在edX平台上发布了它们的MOOCs，并使用平台相应的服务。edX除提供平台服务外，还负责课程制作，收取制作费用。edX平台上的课程有两个属性：edX域课程（课程认证过关）或Edge域课程（尚未通过课程认证），分别对应各自独立的平台服务资源（服务器，数据库）。edX域课程享有平台课程导航服务。与此相反，Edge域相当于试运行，用户免费在该域下建设自己的课程，平台不负责技术支持，也不进行课程推广工作。Udacity课程采用了简短的手写视频片断，平台主要展现教师边书写边授课的过程，强调学习过程的亲身经历性，与传统教育有机结合，与其他两个平台相比，Udacity在课程制作和合作方面要稍逊色一些。通过提供平台及服务，大量在线课程可以轻松发布，大量学习资源将源源不断汇集云中。

    2技术开发与支持下的平台搭建服务

    Coursera开放自己的技术手段，并且提供技术支持服务，义务为学校、教师开放在线网络课程。为全球范围的学生义务提供学习服务和技术支持。edX是非盈利性组织。是目前开放程度最高的平台，已经完全开放了平台的源代码，成立开源社区。高俊虹等人指出edX允许参与院校免费使用平台和改良原有编码，例如学堂在线就是中国版的edX。edX的开源结构为参与机构提供了进一步发掘在线教育的空间。[13]edX以平台服务商角色负责上线并运营所有大学所独立开发的课程。

    （三）“慕课”平台中的IaaS（基础设施及服务）特点

    关于 IaaS，教育云重点以教育资源存储、数据中心需求、汇聚大规模计算资源、多媒体通讯等方面的供给为主。其中，可能会用到的核心技术是虚拟化技术，包括表示层虚拟化、应用虚拟化、桌面虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化等。云计算下的基础设施即服务，它为用户提供所要求的各类硬件设施，[14]例如：计算机、存储、网络设备、服务器和通信设备等相关设备。用户通过网络，按照实际需求向IaaS云服务提供商租赁IT设施资源服务，在云端开展业务。这里的用户分为两类：SaaS服务提供商或PaaS服务提供商。在虚拟化技术的帮助下，SaaS服务提供商将底层硬件设施搭建成服务器集群与运行环境，这些基础服务集群与运行环境实现对计算资源和存储资源等设备资源的管理。[15]三大平台提供的IaaS如表3所示。

    1面向个体与组织的云存储服务

    MOOCs正处于大数据的海洋中，而“云”具有相当的规模，能够满足大数据的存储要求。教师、个人只需一点就可以轻松将教学视频导入云中，则无需随身携带硬盘或其他存储设备。如图1所示：庞大的服务器群支持下，用户只需一个浏览器，就可以拥有智能化的虚拟在线学习空间，实现个人学生中心学习。最省心的一点是，降低了平台的维护成本。三大云平台主要负责超大规模视频文件、文本数据存储服务。

    2面向个人与组织的大规模数据计算

    平台为大规模在线用户并行计算提供数据安全与容灾备份服务、24小时不间断数据接入服务、远程数据加工与计算服务如图1所示。MOOCs平台的超大规模在线用户必然要求超大规模的计算量。每时每刻全球数以万计的在线用户同时登陆，而云计算下有成千上万台服务器，不管如何终止服务，当重启服务器时，分布式文件系统会并行读取服务器上的备份数据，所以服务器在几秒钟内恢复状态和运行。与此同时借助于大型的服务器计算，可以迅速检索所需的学习资源，得到学习数据，为学习分析提供了保障。这对于小型计算机是无法实现的。

    四、三大云平台服务特征

    （一）高扩展性服务

    “云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要，可以支持无限的学习人数。任何人、从任何地方都可以登录学习，不受网络环境平台的限制。MOOCs平台具有大规模的注册用户量，项目成立的一年中，130万名学生已注册成为用户，注册课程多达124门。截至2014年7月，Coursera的学生人数超过800万。Udacity的注册人数高于100万，edX的注册人数也突破90万。三大平台的用户量仍在暴增。

    （二）并发共享性服务

    大量用户同时在线学习，MOOCs拥有大规模网络课程，截止2014年7月，Coursera全球最大规模的网络课程联盟共享发布了704门课程，科勒在接受“沃顿在线”的访谈时表示，“在未来五年里，我们将会有3 000门课程”。[16]edX顶尖名校联合教育共享平台，目前也拥有60门在线课程。可汗学院在Youtube至少拥有3 600段教学影片与视频。这些课程为大量在线用户共享，平台的并发处理机制要求高。

    （三）强交互性服务

    平台提供的web 2.0技术，例如维基，进行知识点的扩展学习。在线论坛能够在线分享，讨论或者通过邮件探讨学习内容。微博也可以帮助学习者迅速交换信息资源和想法。通过社会化书签学习者可以在网页上分享资源。虚拟教室能进行同步学习，学习者可以与更多人直接互动。在线工具，例如：在线office，帮助用户实时巩固学习的知识，记录随堂笔记。

    五、MOOCs平台的云服务拓展展望

    以云计算为核心的技术应用，解决了课程相关资源的存储与共享问题。利用云计算中的虚拟化技术，随时随地都可以进行多用户多任务的在线评价及交互式练习，即时反馈。交互式练习含有测验、作业、考试等内容。交互式练习克服传统在线教育模式中单向灌输内容的局限，注重创新思维的培养，支持和引导学生主动积极地学习与思考，提高学习效率。[17]但云服务的发展远不止这些需要。

    （一）基于移动学习MOOCs平台APP开发

    由于移动网络时代的来临，知识不再是任何人的特权，在信息快速膨胀的时代，透过移动APP应用促进知识的分享与利用，[18]也就是说透过移动学习APP软件，增强平台可移植性，支持多种终端（ 尤其移动终端） ，任何浏览器等。需要登录平台的人能够不受地域限制，通过无处不在的网络，参与现场互动学习，如同身临其境。平台如能支持不同类型的终端设备通过标准协议对网络进行访问，那么知识的传递变得简单快捷迅速。

    （二）MOOCs平台非在线服务建设

    对于网络条件较差的学习情况，脱机工作成为迫切要实现的服务。在线下所完成的学习工作在软件支持下能够暂时记录学习记录，在线时学习记录能够与非在线同步，实现学习过程完整性。这样学习将打破网络的限制，对于SPOC（small private online course）来说，非在线服务更加重要。

    （三）MOOCs平台与其他在线平台的无缝对接

    将MOOCs平台与多平台之间进行链接，目前与edX 链接的社交平台有Google、YouTube、Twitter、Facebook、linkedIn、Meetup等，学生可以在各空间内建立相关主题的小组论坛，同时进行线下面对面交流。[19]此外，平台还有新闻中心和专属博客空间，随时发布与平台相关的新闻资讯和动态评论。但是仅有这些还是不够的，MOOCs平台自身软件尚不能流畅地应用于其他平台，需考虑与多平台间的对接。

    六、结束语

    MOOCs平台是目前最受关注的在线学习平台，它具有安全、可靠、高效、节能、海量等特点。平台提供的服务符合教育信息化的要求，是技术服务于教育的良好体现。我国的MOOCs平台正在兴起中，应根据云服务视角，致力于建设符合我国本土化需求的平台。例如，我国的学堂在线，在云服务的理念下，正在致力于开发虚拟实验室服务。未来云平台的服务必将向着更加多样化、智慧化、便捷化的方向发展。

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    [19]Fox A. From MOOCs to SPOCs[J].Communications of The ACM，2013，（12）：38—40.

    【Abstract】This paper takes three educational cloud platforms as examples. Three MOOCs（Massive Open Online Course， referred as “Mu Class” in Chinese） platforms provide cloud services. Based on the case studies， experiential research methods， and literature analysis on platform features， this paper analyzed the features of cloud services platforms from the three dimensions of SaaS， PaaS， IaaS. By comparing the similarities and differences of these three service platforms， this paper explores the reform direction of educational cloud services platforms.

    【Key words】MOOCs； cloud services； educational cloud service

    （编辑/赵晓东）