應用型本科“云計算概論”課程混合式教學改革研究

李棟　寧玉富　楊菲菲　孫世文　李震

摘? 要：應用型本科要求培養具有夯實理論基礎的應用型人才。“云計算概論”是計算機相關專業的專業類核心課程，具有較強的理論性和實踐性。傳統單一的教學模式無法有效地利用各種資源培養應用型人才。以“云計算概論”課程為例探索混合教學模式下，如何提升應用型課程教學質量。“云計算概論”課程的混合教學模式分別從理論和實踐兩個方面，按照線上線下兩個維度去實施教學創新。混合模式在“云計算概論”課程教學實踐中取得了良好的教學效果。

關鍵詞：云計算；應用型本科；混合教學；教學實踐

中圖分類號：TP39；G434? 文獻標識碼：A? 文章編號：2096-4706（2023）12-0187-04

Research on the Blending Learning Reform of Applied Undergraduate Course of

“Cloud Computing Introduction”

LI Dong， NING Yufu， YANG Feifei， SUN Shiwen， LI Zhen

（Shandong Youth University Of Political Science， Jinan? 250103， China）

Abstract： The applied undergraduate course requires the cultivation of applied talents with solid theoretical foundation. The “Cloud Computing Introduction” is a professional core course for computer-related majors， which is highly theoretical and practical. The traditional single teaching mode can not effectively use various resources to cultivate applied talents. Taking the course of “Cloud Computing Introduction” as an example， this paper explores how to improve the teaching quality of applied courses under the blending learning mode. The blending learning mode of the “Cloud Computing Introduction” course implements teaching innovation from both theoretical and practical aspects according to the online and offline dimensions. The hybrid mode has achieved good teaching results in the teaching practice of “Cloud Computing Introduction” course.

Keywords： cloud computing; applied undergraduate; blending learning; teaching practice

0? 引? 言

應用型本科教育作為一種新型教育類型，旨在本科教育階段培養出具有扎實理論基礎的應用型人才。課程質量作為應用型本科教育人才培養的關鍵要素，直接影響著人才培養質量的優劣[1]。云計算概論是計算機相關專業的重要課程之一，在當今信息化時代背景下對應用型人才培養十分重要。傳統的單一教學方式并不能滿足應用型人才培養的要求。設計云計算概論課程的線上線下混合式教學模式采用多種教學形式，結合網絡資源、提高課程質量、提升教學質量。彌補傳統單一模式上課的缺點，培養學生自主學習能力、提升學生的理論應用能力。

1? 混合教學模式在教學中的應用

混合式教學源于E-learning教學模式[2]，將基于先進的網絡技術的E-learning教學模式與傳統的教學模式有機地結合，發揮各自的優勢，這是一種開放性、創新性的教育思想和模式，可以有效突破傳統教學模式的局限，提高教學資源利用率，促進教學質量的提升。最近幾年，多種混合式教學模式在計算機教學探究實踐中得到了很好的應用效果。鄔卓恒等[3]在Java程序設計課程教學中運用了混合式教學模式進行了探索并取得了良好的效果。孫梅等[4]的問題驅動的網絡安全線上線下實驗教學探索提出一種問題驅動的網絡安全線上線下實驗教學方法有效提升了學生的自主學習能力。王哲等[5]在高校課程的教學中利用混合式教學模式，既發揮教師的主導作用，也能體現學生的主體性，從而達成更好的教學效果。本文以云計算概論課程為例探索混合教學模式下，如何提升應用型課程學習質量。基于課程的理論和實踐兩個方面，按照線上線下兩個維度去實施教學創新，進而提升學生的學習效果。

2? 云計算概論課程教學現狀

云計算概論是計算機相關專業的專業類核心課程，這門課程在理解云計算概念的基礎之上，更強調對于云計算作為整體的系統性、相關技能的實踐性和可操作性的掌握。學生學習這門課程一般會比較吃力，甚至是困難。因此如何提升學生的學習效果，讓學生可以較好地理解和掌握云計算相關知識技能，對于本門課程的教學來說是個挑戰。本文根據以往的教學經驗，總結出目前在該門課程教學過程中出現的幾類突出問題：1）云計算概念及理論知識不易掌握。云計算作為近些年發展比較迅速的IT技術，代表了IT領域的最新技術發展趨勢，因此比較新，很多學生之前沒有接觸過，對該概念完全陌生，且云計算系統相對復雜，知識體系龐大，學生在學習起來非常吃力；2）云計算實踐動手能力不易培養。云計算具有復雜的系統性，且內部組件十分豐富，不同組件具有不同的作用且相互之間緊密聯系。想要搭建一個云計算環境不是件很容易的事，如何搭建一個云環境并讓學生在上面進行學習實踐，提升動手能力是個教學難點重點。以上問題在傳統的教學模式下尤為突出，因此本文以云計算概論課程為例探索混合教學模式，充分的利用網絡資源并結合傳統的教學模式，基于課程的理論和實踐兩個方面進行“線上”+“線下”混合式教學，進而提升教學質量。

3? 云計算概論課程的混合式教學設計

以云計算概論課程為例探索應用型本科高校中如何使用混合教學模式，提升學生專業知識應用能力、提升學生自主學習能力、提升教學質量。云計算概論課程的混合式教學模式基于傳統教學模式，并在此基礎上充分利用網絡資源，針對理論和實踐兩個方面的各自教學特點，實施“線上”+“線下”混合式教學，以下將從理論和實踐兩方面進行詳細講解。

3.1? 理論教學實施

云計算作為近些年的新興技術，本身內涵十分豐富，涉及虛擬化、分布式計算，分布式存儲、網絡、多租戶等概念。這些理論知識如何讓學生接受起來更容易，單靠以往傳統的教學模式往往效果不好，因此我們采用“線下為主”+“線上為輔”的混合式的教學模式教授理論知識。

3.1.1? 注重線下教學

由于云計算概念豐富且復雜，因此我們要求云計算的學習不在于一時，由淺入深，慢慢培養學生的學習興趣，這塊就要以線下教學為主，充分發揮教師的主導作用以及課堂師生互動便捷的優勢。以云計算概論第一堂課為例，由于學生初次接觸云計算概念，因此首要考慮的是怎么能通俗易懂的將云計算的概念介紹給大家，那么以往照本宣科的介紹其概念以及相關知識點顯然對于初學者來說就枯燥乏味，起不到很好的授課效果，此時就要發揮教師的主觀能動性，因此在講授該部分知識時采取類比法，通過將云計算相關概念與學生日常生活中經常接觸到的東西做個類比，從而以一種通俗易懂的方式將云計算概念介紹給學生們，起到入門的作用。如介紹云計算概念的時候，可以將其看作是一種云資源管理平臺，OpenStack可以看作是它的一種具體實現方案，而OpenStack本身又包含一些組件，這些組件又具有不同的作用。此時通過介紹云計算概念引入了OpenStack的概念，雖然對OpenStack組件做了說明，但是學生仍然對其組件作用不是很理解，因此以學生日常接觸的電腦作類比，將其與OpenStack各個組件對應起來，幫助學生理解其含義，比如OpenStack組件nova作用類似于電腦的CPU+內存等，如圖1所示。那么采取這種方式，學生對云計算理論知識點的學習會更容易些。另外，在課堂授課過程中，教師可通過觀察學生的整體學習狀態、課堂提問及隨堂小測試等及時掌握學生學習效果，以便適時調整教學內容及授課方式。

3.1.2? 利用好線上教學資源

課下的學習可加深對云計算知識點的理解和擴展云計算的知識面，這塊可通過線上學習完成。學生要學習云計算知識時，要充分發揮線上網絡資源豐富的優勢，云計算的所有知識都能在網上找到，且包含課本上欠缺的最新前沿知識，比如有關云計算的微信公眾號、OpenStack官方網站及MOOC學習資源等。學生在學習云計算時，應該好好利用這些網絡資源，提升學習質量。

3.1.3? 任務驅動

無論是線下課堂教授知識點，還是線上利用網絡資源學習，都需要通過布置任務來保持學生學習的積極性、主動性，且還可以檢查學生的學習效果。比如課堂上，可以采取雨課堂這種線上方式進行隨堂測試檢驗當堂的教課效果，課下通過布置作業，讓學生自覺去復習所學知識，又或者通過布置相關任務來讓學生課下通過網絡完成相關知識點的學習等。

3.2? 實踐教學實施

云計算對于實踐能力要求也比較高，且要對其理論知識有較深的理解，離不開實踐鍛煉。云計算本身系統非常豐富且組件眾多，因此其實驗實踐課一直也是云計算概論教學過程中的一個難點。為此我們同樣采用“線上”+“線下”混合式的教學模式進行實驗課的教授。

3.2.1? 實驗環境采取線上線下相結合的方式

云計算實驗環境對于電腦的配置要求比較高，一般要求在Linux環境下去部署OpenStack環境。往年在教課過程中，讓學生去搭建云計算環境往往問題較多，嚴重打擊學生學習云計算的積極性，原因是往年都是讓學生在自己的筆記本上去搭建云計算環境，這樣由于硬件、軟件等各種問題，會導致一部分學生搭建環境不成功，這樣會影響學生學習積極性。因此現在在進行云計算實驗教學時，采取線上線下相結合的方式，即給出云計算實驗環境線上平臺，如圖2所示。允許學生按照自己的情況，去選擇用自己的筆記本搭建環境還是使用云計算實驗環境線上平臺。這種線上線下相結合的方式，可以滿足不能學生的差異化學習要求，實踐能力強的學生可以自己用筆記本電腦搭建環境，實踐能力稍弱的學生可以通過線上平臺進行實踐練習。

線上平臺通過統一整合資源，固化系統配置，使得學生可以更加專心的實踐云計算專業知識，提升專業技能。如學生在搭建OpenStack的一體機環境時，可以直接從搭建devstack開始，而無須對其前置配置進行相關設置，如圖3所示，而這卻是使用自己筆記本搭建一體機環境所需要做的事情。進入操作界面后，學生可在平臺提供的虛擬機環境下進行實踐練習，其操作步驟在操作界面右側有詳細介紹，學生可按照說明去操作練習，如圖4所示。在平臺練習完后，學生可自行下載實驗報告去完成實驗報告，并上傳至平臺，交由老師進行評閱，如圖5所示。學生通過線上平臺進行實踐練習，達到了很好的學習效果。

3.2.2? 實驗內容分層次進行練習

每次實驗內容分為三個層次：基礎、進階、高階，因材施教、滿足不同學生的學習需求，示例如表1所示。其中基礎部分為所有學生均需完成的實踐練習內容，這部分是對云計算理論基礎知識的掌握，也是教學大綱規定學生必須掌握的基礎知識；進階為在從基礎部分之上對實驗實踐內容進行了拔高，這部分是對云計算相關概念的深入理解；高階部分又在進階部分對相關云計算實驗實踐內容進行了拔高和擴展，有時需要結合網絡資源去完成對云計算實驗內容的操作。實驗進階、高階部分的練習可由學生按照自身情況選擇是否完成。在教學實踐中，結合一定的獎勵措施，要求大家在完成基礎部分的實踐練習后，盡量完成進階和高階實踐內容的練習。如在平時考核時，對完成進階、高階部分練習的同學進行一定程度的獎勵，比如考核分數高出只做基礎部分練習的同學考核分數20～30分，以激勵大家盡可能地完成進階和高階練習內容。

4? 結? 論

實踐結果顯示，運用應用型本科云計算課程混合式教學模式后取得了很好的教學效果。1）學生學習積極性更高，通過將云計算與實際生活進行類比的方式，讓學生接受云計算概念更容易，也更方便后續的學習。2）在實驗實踐課上，在滿足教學大綱教學的基礎上，通過對實驗內容進行劃分層次，滿足不同學生的學習要求，整體提升了學生的實踐能力。3）通過“線上”+“線下”混合式的教學模式，整合了線上線下教學模式的優勢，又進行了互補，學生對于知識的掌握更加牢固，實踐動手能力得到提升，達到了理論與實踐相結合的效果。

參考文獻：

[1] 林傳偉.應用型本科教育課程改革路徑選擇 [J].中國成人教育，2022（9）：44-47.

[2] 魏紹蓉，王曉英，劉志強，等.基于E-learning的混合式教學模式研究 [J].實驗技術與管理，2014，31（12）：20-22.

[3] 鄔卓恒，姜全坤.應用型本科Java課程混合式教學創新研究 [J].現代信息科技，2022，6（14）：173-176.

[4] 孫梅，肖建于，沈龍鳳，等.問題驅動的網絡安全線上線下實驗教學探索 [J].淮北師范大學學報：自然科學版，2022，43（3）：85-91.

[5] 王哲，王昂，徐燕文.混合式教學模式在高校課程教學中的實踐研究 [J].現代信息科技，2022，6（22）：193-195.

作者簡介：李棟（1986—），男，漢族，山東濟南人，助教，碩士，主要研究方向：云計算、數據挖掘、大數據；寧玉富（1967—），

男，漢族，山東商河人，教授，博士，主要研究方向：大數據分析、不確定決策、智能算法；楊菲菲（1982—），女，漢族，山東高唐人，副教授，碩士，研究方向：數據分析與數據挖掘。