基于公有云計(jì)算技術(shù)的中職計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)策略與有效應(yīng)用

潘金雪

[摘? ? ? ? ? ?要]? 基于公有云計(jì)算技術(shù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)以其成本低、安全性高、應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，為中職計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)提供了教育性、科學(xué)性、知識(shí)性的實(shí)訓(xùn)環(huán)境。如何建設(shè)有“中職”特色的、能充分利用公有云計(jì)算技術(shù)特點(diǎn)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)并將其應(yīng)用于專業(yè)教學(xué)。圍繞這一主線進(jìn)行淺顯的嘗試與探索。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 公有云計(jì)算技術(shù);實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái);中職計(jì)算機(jī)

[中圖分類號(hào)]? G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號(hào)]? 2096-0603（2019）35-0104-02

基于公有云計(jì)算的中職計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)區(qū)別于傳統(tǒng)的只局限內(nèi)部資源共享教學(xué)平臺(tái)，它可以快速獲取各方面資源，提供最新的軟、硬件環(huán)境，搭建個(gè)性化實(shí)驗(yàn)環(huán)境，借助有效的教育手段啟發(fā)學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新能力，保持教育先進(jìn)性，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)的目標(biāo)。因此，在教育中要發(fā)揮研究性學(xué)習(xí)平臺(tái)的教育性與科學(xué)性作用，提高教育的趣味性，從而吸引學(xué)生的目光，在整合相關(guān)素材的基礎(chǔ)上促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展。

一、中職學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

現(xiàn)階段，在中職計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中所使用的教學(xué)平臺(tái)大多采用一對(duì)一的物理計(jì)算機(jī)操作模式，但是在研究中發(fā)現(xiàn)，這種實(shí)訓(xùn)平臺(tái)存在許多問(wèn)題，主要有以下幾種。

1.在教育中為滿足教學(xué)要求，需要花費(fèi)大量的時(shí)間安裝、更新相應(yīng)系統(tǒng)和軟件，維護(hù)量大。軟、硬件技術(shù)的發(fā)展變化快，學(xué)校需承擔(dān)高昂的維護(hù)和升級(jí)成本。

2.機(jī)器品牌復(fù)雜，給管理服務(wù)帶來(lái)困難，且系統(tǒng)容易中毒，安全性差，實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)及文件難以安全長(zhǎng)久存儲(chǔ)。

3.受到知識(shí)水平與能力等因素影響，學(xué)生的個(gè)人素質(zhì)等方面存在較大的差異，傳統(tǒng)的中職學(xué)校實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)無(wú)法根據(jù)學(xué)生的個(gè)性化差異合理地提供教學(xué)資源，無(wú)法提供真實(shí)的實(shí)訓(xùn)操作環(huán)境，讓學(xué)生真正達(dá)到“學(xué)中做，做中學(xué)”。

4.中職計(jì)算機(jī)教學(xué)中，開展的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)主要以教師自行維護(hù)為主，造成教師不僅要完成教書育人的工作，同時(shí)也要做好設(shè)備維護(hù)與建設(shè)。由于一些教師自身專業(yè)性不足，難以正確地開展維護(hù)工作，最終使一些教學(xué)資源難以轉(zhuǎn)變成為有效的資源，甚至還降低了資源的可擴(kuò)充性。實(shí)用性不夠，計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生根本趕不上IT行業(yè)一日千里的發(fā)展變化腳步，更談不上去操控與駕馭。

二、基于公有云計(jì)算技術(shù)的中職計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)開發(fā)的意義

（一）成本低

該平臺(tái)可以快速地獲取計(jì)算機(jī)課程的軟、硬件環(huán)境，實(shí)現(xiàn)上課的時(shí)候創(chuàng)建、下課的時(shí)候關(guān)閉，極大地節(jié)省了資源成本;大大地減少了學(xué)校在基礎(chǔ)設(shè)施方面的被動(dòng)重復(fù)投資，學(xué)校不必購(gòu)置昂貴的設(shè)備來(lái)建立數(shù)據(jù)中心機(jī)房，無(wú)需承擔(dān)頻繁地硬件更換、系統(tǒng)維護(hù)與升級(jí)的成本費(fèi)用，提高教學(xué)資源利用率。

（二）安全性能高

公有云計(jì)算技術(shù)在中職計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)上的應(yīng)用，安全性較高。此外，應(yīng)用該技術(shù)在計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程診斷和維修方面，大大降低無(wú)用維修的概率，增強(qiáng)檢測(cè)客戶端的問(wèn)題機(jī)率，有效地減少人力、物力的投入，提高系統(tǒng)軟件的安全性。

（三）實(shí)用性強(qiáng)

該平臺(tái)可以為學(xué)生提供在線計(jì)算機(jī)教學(xué)和線下教學(xué)配套的實(shí)訓(xùn)操作環(huán)境。它作為一個(gè)課程及對(duì)應(yīng)實(shí)訓(xùn)環(huán)境高度定制化的平臺(tái)，不僅為學(xué)生提供常規(guī)計(jì)算機(jī)課程所需的軟、硬件環(huán)境，同時(shí)也可以為學(xué)生提供云計(jì)算的使用教學(xué)。還可以根據(jù)每個(gè)學(xué)生的個(gè)性差異及掌握知識(shí)的實(shí)際情況，定制相應(yīng)的個(gè)性化實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，真正實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)。

（四）通用性廣

基于公有云計(jì)算技術(shù)的中職計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)的開發(fā)，可以應(yīng)用到其他學(xué)科，特別是需要軟、硬件支持的相應(yīng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)的課程。

三、關(guān)鍵詞界定

（一）云計(jì)算

現(xiàn)階段由于受到多種因素影響，不同的人對(duì)云計(jì)算的認(rèn)識(shí)也是各不相同的，本文的研究重點(diǎn)在互聯(lián)中，能夠?qū)崿F(xiàn)自我維護(hù)與管理的虛擬化計(jì)算資源，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交付信息服務(wù)的系統(tǒng)。在這一軟件中能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化管理，所以也就減少了人為參與，加之在IaaS、PaaS、SaaS等模式的使用下，不僅可以為終端用戶提供服務(wù)，同時(shí)也可以提高工作的便捷性。從云計(jì)算的核心理念上來(lái)講，通過(guò)發(fā)揮云處理能力，在減少用戶負(fù)擔(dān)的基礎(chǔ)上終端轉(zhuǎn)變成為單純的輸入、輸出設(shè)備，個(gè)人發(fā)揮出云的計(jì)算處理功能。

（二）基于公有云計(jì)算技術(shù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)

為學(xué)生提供在線計(jì)算機(jī)教學(xué)或者為線下教學(xué)提供配套的實(shí)訓(xùn)操作環(huán)境，讓其在虛擬環(huán)境中進(jìn)行動(dòng)手操作，從而達(dá)到學(xué)生真實(shí)環(huán)境上機(jī)操作的目的，掌握課程學(xué)習(xí)內(nèi)容的平臺(tái)。

四、基于公有云計(jì)算技術(shù)的中職計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)策略

（一）平臺(tái)開發(fā)前期準(zhǔn)備

1.云計(jì)算廠家及云產(chǎn)品技術(shù)的選擇

基于目前國(guó)內(nèi)云計(jì)算的市場(chǎng)占有率情況，選擇一家廣泛被使用的云計(jì)算廠家，并選擇主要的云計(jì)算產(chǎn)品作為平臺(tái)的底層服務(wù)。

2.云資源編排技術(shù)的熟練掌握

熟練掌握實(shí)現(xiàn)云資源的自動(dòng)創(chuàng)建和軟件環(huán)境的快速部署。

（二）平臺(tái)的設(shè)計(jì)原則

1.一體化原則

基于公有云計(jì)算平臺(tái)的功能，要求集廣播教學(xué)、虛擬化實(shí)驗(yàn)、程序調(diào)試、高性能計(jì)算等多種功能于一體的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，能對(duì)不同層次的學(xué)生定制相應(yīng)的個(gè)性化實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。

2.循序漸進(jìn)的原則

在實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中邊應(yīng)用邊修改，逐步完善，并對(duì)平臺(tái)的內(nèi)容不斷地進(jìn)行充實(shí)。在運(yùn)用平臺(tái)進(jìn)行輔助教學(xué)時(shí)也遵循這一原則，學(xué)生初步接觸平臺(tái)時(shí)教師要加強(qiáng)指導(dǎo)，在學(xué)生掌握一定的知識(shí)后，放手讓學(xué)生自主地利用平臺(tái)學(xué)習(xí)操作。

3.高密度原則

在開發(fā)計(jì)算機(jī)平臺(tái)時(shí)就要利用高密度服務(wù)器的優(yōu)勢(shì)，借助硬件集群等來(lái)展現(xiàn)相應(yīng)的功能。也就是說(shuō)不僅要鼓勵(lì)學(xué)生具體運(yùn)用，同時(shí)也要發(fā)揮其實(shí)訓(xùn)功能，在保證系統(tǒng)擴(kuò)展功能的基礎(chǔ)上滿足教學(xué)需求。

（三）平臺(tái)的設(shè)計(jì)策略

1.注意“中職計(jì)算機(jī)”這一專題知識(shí)的提取，并加強(qiáng)知識(shí)間的有機(jī)結(jié)合，同時(shí)也體現(xiàn)中職計(jì)算機(jī)的新穎性、獨(dú)特性與趣味性。

2.注意課程學(xué)習(xí)內(nèi)容的整合與知識(shí)意義的擴(kuò)展。

3.提供豐富的教學(xué)資源，創(chuàng)設(shè)有意義的學(xué)習(xí)情境。

4.完善線下實(shí)訓(xùn)操作內(nèi)容，營(yíng)造良好的實(shí)訓(xùn)環(huán)境，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力。

（四）平臺(tái)的功能模塊

平臺(tái)以公有云SaaS的方式對(duì)外提供服務(wù)，主要分為用戶系統(tǒng)和后臺(tái)管理系統(tǒng)，主要功能模塊如下：

1.賬號(hào)管理模塊：賬號(hào)創(chuàng)建、修改、刪除、啟用、禁用、登陸和注銷。

2.權(quán)限管理模塊：角色定義、角色權(quán)限設(shè)置、賬號(hào)角色選擇。

3.云資源管理模塊：云資源池管理、云賬號(hào)管理、云資源編排腳本管理、云資源自動(dòng)創(chuàng)建和釋放。

4.課程管理模塊：課程內(nèi)容創(chuàng)建、發(fā)布、審批、上下架。上課老師綁定。

5.實(shí)驗(yàn)管理模塊：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容創(chuàng)建、發(fā)布、審批，實(shí)驗(yàn)步驟定義、實(shí)驗(yàn)得分設(shè)置、實(shí)驗(yàn)與課程關(guān)聯(lián)。

6.競(jìng)賽管理模塊：競(jìng)賽創(chuàng)建、發(fā)布、審批、上下架、分享和展示。

7.主題管理模塊：主題創(chuàng)建、發(fā)布、審批、上下架、分享和展示、主題與實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)。

五、基于公有云計(jì)算技術(shù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)在中職計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用

利用公有云計(jì)算技術(shù)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生營(yíng)造出個(gè)性化的學(xué)習(xí)空間，打造出濃郁的互動(dòng)課程，確保學(xué)生能夠在實(shí)訓(xùn)中實(shí)現(xiàn)相互合作、分層教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)，打破傳統(tǒng)局限于中職計(jì)算機(jī)教學(xué)基于實(shí)驗(yàn)室的模式，構(gòu)建基于公有云計(jì)算技術(shù)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式改革，充分發(fā)揮公有云計(jì)算環(huán)境在教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生的合作、創(chuàng)新、自我展示、閱納他人的人格及實(shí)踐能力。

（一）個(gè)性化實(shí)驗(yàn)課教學(xué)

中職計(jì)算機(jī)專業(yè)很多課程都涉及上機(jī)實(shí)驗(yàn)操作，但由于實(shí)驗(yàn)硬件環(huán)境受限制，且同一專業(yè)不同課程對(duì)實(shí)驗(yàn)所需的軟件環(huán)境差異較大。在個(gè)性化實(shí)驗(yàn)開設(shè)前，教師難以對(duì)學(xué)生具體學(xué)習(xí)情況進(jìn)行跟蹤，難以全面掌握學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)程，無(wú)法保證教學(xué)的可持續(xù)性。

通過(guò)開展個(gè)性化開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師只需在課前上架課程和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，課堂上通過(guò)該平臺(tái)先對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)，后進(jìn)入配套個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)建都需要定義云環(huán)境的資源信息，它包含了所使用的云資源池、云資源類型、云資源數(shù)量、軟件鏡像等。當(dāng)教師點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)開始”按鈕，平臺(tái)自動(dòng)為每個(gè)學(xué)生配備相互隔離的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。當(dāng)實(shí)驗(yàn)規(guī)定的時(shí)間到了或者教師點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)結(jié)束”按鈕，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)環(huán)境被自動(dòng)釋放回收，同時(shí)得出學(xué)生的實(shí)驗(yàn)完成比例和得分。教師可以查看學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果，隨時(shí)了解每個(gè)學(xué)生知識(shí)掌握的程度。

通過(guò)開展個(gè)性化在線實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可隨時(shí)使用智能設(shè)備訪問(wèn)賬戶下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)桌面，并按照課程進(jìn)度在線進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，無(wú)須再為電腦沒(méi)安裝軟件而煩惱。當(dāng)學(xué)生點(diǎn)擊"開始實(shí)驗(yàn)”，系統(tǒng)在2分鐘內(nèi)通過(guò)云計(jì)算創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)環(huán)境。在線實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容可以在被定義時(shí)進(jìn)行階段的拆分，每個(gè)階段可以添加智能提示和階段得分，即把一個(gè)大實(shí)驗(yàn)拆解成幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)，每個(gè)小實(shí)驗(yàn)可以定義順序依賴關(guān)系，學(xué)生在完成前面的小實(shí)驗(yàn)后，所獲得的結(jié)果會(huì)作為接下來(lái)小實(shí)驗(yàn)的前提和輸入，每個(gè)小實(shí)驗(yàn)開始的時(shí)候都會(huì)有系統(tǒng)提示，而每個(gè)小實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)會(huì)有階段性評(píng)分，學(xué)生不必一次完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，階段性完成的進(jìn)度也會(huì)被系統(tǒng)記錄下來(lái)，下次可以繼續(xù)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)的階段性設(shè)定功能大大降低實(shí)驗(yàn)難度，極大地提升了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性。

（二）進(jìn)階式系列課程資源教學(xué)

中職學(xué)生普遍存在學(xué)校所學(xué)的技能與職場(chǎng)所需脫節(jié)，學(xué)校已有的教學(xué)環(huán)境無(wú)法滿足學(xué)生掌握最新技術(shù)的需求。在進(jìn)階式系列課程教學(xué)開展之前，學(xué)生通過(guò)校園網(wǎng)等資源庫(kù)獲取信息，但存在教學(xué)案例或課程資源陳舊等問(wèn)題。

六、結(jié)語(yǔ)

在如今信息技術(shù)與教學(xué)深度融合的背景下，搭建基于公有云計(jì)算的實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)，推廣應(yīng)用平臺(tái)輔助中職學(xué)校計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)，可以靈活響應(yīng)教學(xué)實(shí)踐需求，滿足學(xué)生在線學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)需求，有助于培養(yǎng)學(xué)生良好的計(jì)算素養(yǎng)和創(chuàng)新與實(shí)踐能力，對(duì)中職學(xué)校實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)模式改革具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊焱超，熊盛武.基于云計(jì)算的計(jì)算機(jī)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)搭建與應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2016（10）：147-151.

◎編輯 王海文