基于大數據云平臺實踐教學系統開發與研究

江萍 趙晶

摘要：基于大數據云平臺實踐教學系統開發與應用是一種新的教學模式嘗試。在2020年上半年的新冠病毒防疫期間，這種新的網絡實踐教學模式，發揮了巨大的作用。在平臺上，利用功能模塊化平臺與培養方案的對接，減小了傳統培養模式與新模式的沖擊性。在新模式中植入了工程教育理念，強化了以學生為中心的教學管理方式。

關鍵詞：大數據云平臺;實踐教學;功能模塊

中圖分類號：G712.0? 文獻標識碼：A

實踐教學在國家高等教育中，扮演著舉足輕重的地位。基于大數據云平臺電氣類實踐教學系統開發研究項目是依托國家政策鼓勵，吉林建筑大學積極發揮自身在教育領域的技術優勢，與吉林育信科技有限公司共同研究開發了具有創新性的“理實一體化”的實踐教學理念，優化教學質量的實踐教學綜合服務云平臺。

一、平臺模塊化功能基本構架

大數據云平臺實踐教學系統，以云平臺框架結合實踐教學課程資源為我校電氣類實踐教學提供基于互聯網的教學服務。通過教學服務平臺，實現實踐教學環節的網絡信息化全過程全交互。數據匯源成大數據源，通過數據分析提取評測點做到系統自動評測。

在2020年新冠病毒防疫期間，所研究開發的實踐教學綜合服務平臺，能夠順利完成電氣工程及其自動化專業和建筑電氣與智能化專業所有的實踐教學任務。該平臺的開發建設，將電氣類專業多年在實踐教學環節積累的寶貴經驗，研究開發基于大數據云平臺實踐教學系統。在平臺上開發了綜合實踐平臺、畢業設計平臺、聯合畢業設計平臺等教學模塊。如圖1所示為平臺系統模塊功能構基本架示意。

大數據云平臺實踐教學系統以新專業建設為目標，工程教育為標準，圍繞新理念、新結構、新模式、新質量、新體系，能夠開展具有專業特色的實踐教學內容。綜合實習平臺模塊，能夠開展專業認識實習、生產實習、畢業實習等教學活動。畢業設計平臺能夠本專業大四學生的工程設計和工程研究等方面的教學活動。聯合畢業設計平臺能夠實現多專業、多高校之間的畢業設計教學活動。

圖1平臺系統模塊功能構架示意? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖2學生“個人中心”界面

二、平臺中基本組成

硬件主要由云服務主控設備、云組件支撐設備、資源存儲設備、云終端等組成，提供整個平臺系統和環境運行的硬件支撐。

軟件部分包含基礎模塊、教學模塊、服務模塊。基礎模塊是架設云平臺架構底層的模塊，負責整體云平臺的正常運行。教學模塊提供綜合實習平臺、畢業設計平臺、聯合畢業設計平臺。服務模塊提供課程編輯系統、大數據質量評價分析系統。

基礎模塊是云平臺的“大腦”，它提供統一的圖形界面管理，可以在一個地點完成所有平臺的日常管理工作，負責統一調度資源、存儲管理云主機鏡像、部署定制網絡環境、提供存儲管理，同時支持對高校的基礎設施進行統一調度管理，并形成統一的資源池;提供實現基于Web的實驗管理功能，對所有實驗用戶進行統一的認證管理，提供賬號與權限管。

教學模塊提供平臺角色分為學生用戶角色和教師用戶角色，各類實踐教學的題目設定、提交成果、虛擬環境設定、教師指導、實習評價等。

三、平臺界面簡介

平臺有多種界面，其中進入主頁面中“個人中心”，記錄不同角色在教學平臺中的學習情況及學習足跡，個人中心分為學生和教師角色。

界面中的學生“個人中心”包含我的課程、學習足跡、成績查詢、課程表、預約管理、修改信息、修改密碼等功能，如圖2所示。

我的課程，顯示當前學生預知平臺及演練平臺所學習的課程，包含關注、在學、學完三個模塊，關注為學生關注的課程，在學為學生正在學習的課程，學完為學生已經學習完畢的課程。成績查詢，可查詢當前學生的課程分數，包含實習報告分數、實踐操作分數、以及所得總分。

四、大數據質量評價分析系統

在平臺中，建立學校基本狀態數據庫，設計了大數據質量評價分析系統，用于對教學、學習全過程全記錄，進行整體統計分析，對專業、教師、學生的整體使用數據進行自動、綜合分析，對教學基本狀態數據進行常態檢測。為學校工程教育專業認證和自我評估提供數據支撐和評價分析。

大數據質量評價分析系統包含數據填報、校級分析、工程教育專業認證、院系評估、專業評估、課程評估、評估站點、分析報告、系統管理等部分。

五、實際應用中的幾點體會

目前，能夠在網絡實現實踐型教學活動的軟件不多，尤其是與培養方案緊密結合，具有遠程多點操作性，實際應用性強的實踐教學平臺，尚處于研究開發試用階段。

吉林建筑大學與吉林育信科技有限公司共同研究開發的這套平臺，在吉林建筑大學網站上的校內VPN網開通，能夠滿足所個專業的師生同時展開網絡教學活動。經過一學期的實際應用，有幾點體會如下。

1.學習軌跡跟蹤管理，強化了學生主動學習的積極性。在各類實踐教學的各個階段，學生十分關注應該完成的教學任務、訓練要求、成果物的提交等要素。

2.教學管理權限設定與教學進度匹配，專業負責人分配給指導老師教學任務，指導老師按要求設定教學內容。這樣做能夠使線下的教學活動與線上的教學活動步調一致，避免兩種教學模式轉化之間的沖擊性。

通過研究開發與大數據云平臺實踐教學系統，已經將實踐教學的傳統模式，和轉化為網絡數據化的教學模式。在轉化過程中，植入了新的教學理念和管理方法，帶給師生耳目一新的新生力量。雖然在實際應用中遇到了網速快慢、數據提取等許多新問題，但是它在推進教學模式改革方面，適應了新時代的信息化、共享化和國際化的發展要求。

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作者簡介：江萍（1964—），女，漢族，吉林省臨江市人，副教授，理學學士，單位：吉林建筑大學電氣與計算機學院電氣工程及其自動化專業，研究方向：建筑電氣工程理論與實踐。

研究項目：吉林省教育廳科學科學研究規劃項目《基于大數據云平臺建設項目開發建設雙創項目訓練模式》;項目編號：JJKH20200277KJ。

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