高等學(xué)校計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課的資源共享機(jī)制研究

[摘 要]當(dāng)前，高等學(xué)校中各個(gè)院系和專業(yè)的學(xué)生都需要修學(xué)一些計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課，尤其是在IT技術(shù)高速發(fā)展的背景下，高級編程C語言程序設(shè)計(jì)成為必修課。對于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說，雖然課程大綱要求比起計(jì)算機(jī)專業(yè)的要求已經(jīng)低了很多，但學(xué)生們?nèi)匀粺o法輕松掌握基本知識點(diǎn)。教學(xué)過程中存在著理論和實(shí)踐脫節(jié)、課時(shí)較少、輔導(dǎo)力不足等現(xiàn)象，導(dǎo)致最終的學(xué)習(xí)效果并不是很理想。針對以上問題，基于“粵教云”工程背景，可以提出一種面向公共基礎(chǔ)課的資源共享機(jī)制，并以C語言程序設(shè)計(jì)為例進(jìn)行說明。

[關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課 資源共享 粵教云 C語言程序設(shè)計(jì)

[中圖分類號] G434[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A[文章編號] 2095-3437（2015）06-0093-03

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》重申：要把教育信息化納入國家信息化發(fā)展整體戰(zhàn)略，超前部署教育信息網(wǎng)絡(luò)。要建立開放靈活的教育資源公共服務(wù)平臺，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源普及共享。其中，教育資源公共服務(wù)平臺建設(shè)是教育教學(xué)信息化的重心，滿足廣大師生對優(yōu)質(zhì)教育資源的迫切需求，同時(shí)，將名師先進(jìn)的教學(xué)理念和方法進(jìn)行有效傳播，全面提高教學(xué)質(zhì)量，推進(jìn)教育均衡發(fā)展。

一、簡介

目前，高等學(xué)校中公共基礎(chǔ)課如高等數(shù)學(xué)、大學(xué)英語、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)以及高級語言C程序設(shè)計(jì)等并沒有一個(gè)系統(tǒng)的管理機(jī)制，導(dǎo)致任課老師各行其道，教學(xué)進(jìn)度和具體內(nèi)容偏差頗大。同時(shí)，對于一些需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)課增進(jìn)知識掌握的課程，理論和實(shí)踐相分離，成為兩門獨(dú)立的課程，使學(xué)生無法把實(shí)驗(yàn)和理論知識緊密結(jié)合，出現(xiàn)嚴(yán)重的脫節(jié)現(xiàn)象。而這背后隱藏的問題是缺少優(yōu)質(zhì)資源的統(tǒng)一管理和共享，例如精品課課件、大綱、視頻以及習(xí)題庫等，阻礙了知識跨班、跨院、跨校的傳播與推廣，最終導(dǎo)致教學(xué)水平良莠不齊，教學(xué)效果好壞不一，學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握達(dá)不到預(yù)期的水平。這些問題的存在勢必需要從根本上對計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課程的教學(xué)管理實(shí)施改革。

本文提出的資源共享機(jī)制依托于“粵教云”工程，“粵教云”計(jì)劃是廣東省人民政府辦公廳《關(guān)于加快推進(jìn)我省云計(jì)算發(fā)展的意見》（粵府辦[2012]84號）確定的七大重點(diǎn)示范應(yīng)用項(xiàng)目之一，也是《廣東省教育信息化“十二五”發(fā)展規(guī)劃》（粵教電[2012]1號）確定的五大行動(dòng)計(jì)劃之一。目前“粵教云”工程僅在全省中小學(xué)范圍推廣，并未涵蓋高等教育領(lǐng)域。而當(dāng)前教育信息化正面臨從“資源消耗型”建設(shè)方式向“以用戶為中心”的服務(wù)型發(fā)展模式轉(zhuǎn)變，教育云服務(wù)實(shí)現(xiàn)了跨地域的海量知識傳播與共享，促進(jìn)教育公平和均衡發(fā)展，這也正是當(dāng)前高校優(yōu)質(zhì)教育資源急需的共享服務(wù)。[1] [2] [3]下面就以計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課C語言程序設(shè)計(jì)為例，對教學(xué)中存在的具體問題進(jìn)行分析求解。

二、教育資源共享現(xiàn)狀分析

目前，教育資源已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)局部共享，但是仍未完善，其中存在著明顯的弊病，列舉一二如下。

（一）“信息孤島”現(xiàn)象嚴(yán)重

各高校已經(jīng)開展了一系列基于云計(jì)算技術(shù)的共享平臺建設(shè)，例如：北京工業(yè)大學(xué)采用IBM云計(jì)算解決方案，打造“北京工業(yè)大學(xué)云計(jì)算實(shí)驗(yàn)平臺”，為校內(nèi)和校外用戶提供高性能計(jì)算服務(wù)，同時(shí)也為并行計(jì)算、虛擬化技術(shù)等課程提供實(shí)驗(yàn)平臺;北京郵電大學(xué)采用開源的Eucalyptus構(gòu)建云計(jì)算平臺，提供校園信息門戶、校園移動(dòng)門戶、通用教學(xué)平臺（如教育視頻分發(fā)）和開放虛擬實(shí)驗(yàn)室等服務(wù);北京科技大學(xué)校園云計(jì)算平臺提供了虛擬機(jī)自助服務(wù)以及多種科研工具軟件的租賃使用;大連理工大學(xué)、蘭州大學(xué)和中山大學(xué)等也構(gòu)建了整合校園資源的私有云。但是各高校往往根據(jù)自己的需要，遵循著不同的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來開發(fā)、建立資源庫以及應(yīng)用平臺，從而給高校間的教學(xué)資源共享帶來障礙。而且部分高校的共享平臺通常通過IP地址限制，只對本校學(xué)生開放，校際間的資源共享平臺還很欠缺。[4] [5] [6]加之，各高校的資源在形式上和邏輯上都比較分散，大大限制了高校間優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的互通，“信息孤島”現(xiàn)象依然存在。

（二）共享積極性缺失

高校往往自給自足，無法對優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源、教學(xué)設(shè)備和師資進(jìn)行非營利性共享。[7] [8]此外，由于各高校學(xué)科專業(yè)不同，對教學(xué)資源共享的需求及利益訴求各不相同，影響了一部分高校參與的積極性。中國高等教育文獻(xiàn)保障系統(tǒng)（CALIS）的數(shù)字圖書館云平臺為用戶提供文獻(xiàn)資源和應(yīng)用的共享及租用服務(wù)。中國教育網(wǎng)體檢中心為教育網(wǎng)用戶提供了“云安全”服務(wù)，包括木馬檢測、不良信息檢測、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件漏洞檢測等。中國學(xué)術(shù)會議在線云服務(wù)提供了學(xué)術(shù)會議視頻資源的存儲、直播和點(diǎn)播服務(wù)。[9]

綜觀上述現(xiàn)有相關(guān)項(xiàng)目，其應(yīng)用范圍有限，無法充分顯示和利用云計(jì)算為大規(guī)模用戶提供公共服務(wù)的優(yōu)勢，沒有為區(qū)域性各高校的師生教與學(xué)的主流業(yè)務(wù)提供完整的解決方案。尤其對于計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課的教學(xué)來說，更是急需具體改革。

三、計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)教學(xué)中出現(xiàn)的問題

首先，公關(guān)基礎(chǔ)課的授課對象是除了計(jì)算機(jī)專業(yè)以外的各個(gè)學(xué)科的廣大學(xué)生，也包括藝術(shù)類等文科生。他們沒有任何相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)，甚至缺乏工程性思維。所以，對于此類學(xué)生，C語言程序設(shè)計(jì)幾乎和天書一樣，學(xué)生最多認(rèn)識其中的幾個(gè)英文單詞，卻無法理解為何幾個(gè)簡單的語句就能夠指揮計(jì)算機(jī)完成一系列的工作。教師們則需要花更多的心思去啟蒙、引導(dǎo)，然后才是耐心地講解。這就關(guān)系到一個(gè)授課模式的問題，而高校的教師資源無法形成一個(gè)統(tǒng)一的調(diào)配和培訓(xùn)。

其次，進(jìn)行非計(jì)算機(jī)專業(yè)的公共基礎(chǔ)課授課，教學(xué)大綱需要深入淺出，從學(xué)生的基礎(chǔ)出發(fā)制訂。授課所用的課件都需要任課教師自己制作，無法達(dá)到一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，教學(xué)質(zhì)量參差不齊。C語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)中，傳統(tǒng)的教材大多選用譚浩強(qiáng)老師編制的《C語言程序設(shè)計(jì)》一書，但也存在幾個(gè)版本。某些院校發(fā)動(dòng)本校教師自行編纂教材，但多為相互借鑒之作，而各個(gè)班級訂書又都是獨(dú)立的，因此教材的選用對于高質(zhì)量教學(xué)至關(guān)重要。

再次，還有一個(gè)重要的導(dǎo)致教學(xué)效果差的因素是把課堂教授和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)割裂開來，使理論和實(shí)踐脫節(jié)。授課教師無法了解學(xué)生掌握理論的程度，學(xué)生也不能及時(shí)將課堂知識付諸實(shí)驗(yàn)，再加上非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生本就感覺計(jì)算機(jī)程序?qū)W習(xí)猶如隔山一般困難，且學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)搭配松散，更加無法對理論知識加深理解。曾經(jīng)有一個(gè)學(xué)生上課認(rèn)真聽講，回答問題積極，是少有的好學(xué)生之一。在講過整除符號/數(shù)周之后，仍然拿著實(shí)驗(yàn)冊來問：“老師，b=1.0 / a;為什么這里要加1.0，而不是1呢？”這是我課上反復(fù)強(qiáng)調(diào)過的內(nèi)容，但只是板書強(qiáng)調(diào)并不能加深學(xué)生印象，如果講完之后，馬上運(yùn)行程序查看結(jié)果，那么學(xué)生的印象就會更為深刻。

因此，在實(shí)際教學(xué)過程中，急需教學(xué)改革，以將優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源、精品課課件、實(shí)驗(yàn)課指導(dǎo)等集中管理，實(shí)現(xiàn)區(qū)域化共享機(jī)制，使得教學(xué)方法、內(nèi)容、方式、要求都有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，并將授課與實(shí)驗(yàn)合并為一體，同步前進(jìn)，才能達(dá)到較好的教學(xué)效果。

四、關(guān)鍵解決技術(shù)

本文以“粵教云”工程為背景，依托云計(jì)算框架，借鑒其他教學(xué)精品課共享機(jī)制的經(jīng)驗(yàn)[10]，整合高等學(xué)校優(yōu)質(zhì)教育資源，打造高等教育云服務(wù)平臺，為廣大師生提供高效、方便和快捷的學(xué)習(xí)通道。

（一）整合優(yōu)質(zhì)資源，構(gòu)建教育資源超市

“優(yōu)質(zhì)教育資源超市”服務(wù)是適應(yīng)富媒體技術(shù)發(fā)展及教育信息化發(fā)展進(jìn)程中面向區(qū)域高可用性數(shù)字化優(yōu)質(zhì)資源共享和應(yīng)用打造的應(yīng)用服務(wù)，提供網(wǎng)絡(luò)教材與電子書的上傳、下載、使用和演變擴(kuò)展功能，并將這些功能覆蓋到區(qū)域性數(shù)字內(nèi)容聚合和共享服務(wù)中，支撐更為例常化的數(shù)字資源聚合、共享和應(yīng)用。對于高等院校的計(jì)算機(jī)公共課教學(xué)更需要如此的數(shù)字化聚合平臺，以將教材、課件、習(xí)題等資源共享使用，尤其對于C語言程序設(shè)計(jì)課程來說，將精品課教程放到教育資源超市中，面向區(qū)域共享，可以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，通過數(shù)字內(nèi)容管理技術(shù)支撐，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化資源的可重用性和可擴(kuò)展性。

首先，架構(gòu)“超市”，將精品課、電子教材、試題庫等上傳至后臺數(shù)據(jù)庫。用戶可根據(jù)各自的賬號和密碼登錄到超市平臺，按需選取，下載相關(guān)的教學(xué)資料，同區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)可通過權(quán)限設(shè)置來控制從而進(jìn)行統(tǒng)一化。教師用戶也可以開辟考試專區(qū)和習(xí)題專區(qū)，用于小范圍教學(xué)單位進(jìn)行統(tǒng)一的測試，測試區(qū)具備上傳和評估功能，能夠?qū)崟r(shí)做批改，輸出成績。

基本的網(wǎng)絡(luò)化教材閱讀功能包括：翻頁、目錄導(dǎo)航、頁面縮放、筆記及筆記分享、閱讀標(biāo)簽、資源檢索、資源瀏覽、資源下載、資源上傳。提供“在線批注”、“協(xié)同閱讀”、“概念圖”、“語音聽讀”、“角色扮演”、“背誦輔助”、“智能問答”、“在線語法”、“浮動(dòng)詞典”、“電子檔案袋”、“詞語助記”等便捷、高效的交互式學(xué)習(xí)功能，以互動(dòng)智能方式支持多樣化教學(xué)活動(dòng)。

（二）基于云計(jì)算技術(shù)，打造實(shí)驗(yàn)平臺，適應(yīng)高等院校實(shí)際問題

1.海量數(shù)據(jù)云存儲技術(shù)

改造現(xiàn)有的存儲體系，適應(yīng)按需存儲服務(wù)需求，要研究支持異構(gòu)和并發(fā)服務(wù)的大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲體系結(jié)構(gòu)和核心技術(shù)。通過云存儲服務(wù)實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)與云中數(shù)據(jù)的安全同步、備份和對外共享。伴隨課堂的理論講解，可以同時(shí)登錄云平臺，通過教師賬號和學(xué)生賬號分別訪問C語言實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，學(xué)生完成的習(xí)題或測試可以實(shí)時(shí)上傳到云端，教師可以利用云端及時(shí)地做出評判和糾正錯(cuò)誤，達(dá)到立竿見影的效果。

2.智能人機(jī)交互技術(shù)研究

增強(qiáng)多模態(tài)人機(jī)交互能力，實(shí)現(xiàn)“識聽、善寫、會看”，在聽覺通道上，內(nèi)置語音合成和語音識別引擎，方便程序和用戶之間的交流;通過智能人機(jī)界面和智能語音控制技術(shù)，可以讓學(xué)生在眾多的音視頻教育資源中簡便、準(zhǔn)確地定位到目標(biāo)，在海量教育資源中快速找到自己所需的教育資源，更有效地發(fā)揮優(yōu)質(zhì)資源的使用價(jià)值?？梢詫?shí)現(xiàn)邊聽課、邊提問、邊編程的理想教學(xué)狀態(tài)，對于C語言教學(xué)更為重要。

五、結(jié)論

在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課教學(xué)中存在很多現(xiàn)實(shí)問題，以C語言程序設(shè)計(jì)為例就會出現(xiàn)理論與實(shí)驗(yàn)脫節(jié)、教學(xué)效果不佳的現(xiàn)象。針對此問題，本文提出了一種基于云計(jì)算框架的資源共享機(jī)制，以“粵教云”工程為背景，將相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用推廣至大專院校，以解決“信息孤島”問題和優(yōu)質(zhì)資源無法共享的問題。當(dāng)然，在云服務(wù)模式下，還有更多的功能有待開發(fā)和實(shí)踐，不單單針對C語言程序設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課，此共享模式可以推廣至其他學(xué)科教育領(lǐng)域，甚至普及。

[ 注 釋 ]

[1] 柳軍，李彥武.高校數(shù)字化教學(xué)資源的校際間共建共享機(jī)制研究[J].中國教育信息化，2009（5）：54-56.

[2] 楊旌.大學(xué)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源省域云共享機(jī)制研究[J].湖南科技大學(xué)學(xué)報(bào)（社會科學(xué)版），2013（16）：102-104.

[3] 柯和平，李春林.基于網(wǎng)格技術(shù)的區(qū)域性教育資源庫共建共享機(jī)制研究[J].資源開發(fā)與應(yīng)用，2008（1）：63-68.

[4] 莊科君.基于云存儲技術(shù)的高校優(yōu)質(zhì)教育資源共享探析[J].科教導(dǎo)刊，2013（8）：32-35.

[5] 于海霞，王鳳領(lǐng)，丁康健.基于云計(jì)算的高校數(shù)字化教育資源共享機(jī)制研究[J].高師理科學(xué)刊，2013（11）：39-42.

[6] 安軍科.云計(jì)算對高校教育信息化建設(shè)的影響[J].信息與電腦（理論版），2011（3）：173-175.

[7] 張濤，王磊.基于云計(jì)算的高校遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].繼續(xù)教育研究，2011（7）：64-66.

[8] 張懷南，楊成.基于云計(jì)算的區(qū)域性高校數(shù)字教學(xué)資源建設(shè)研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2012（6）：45-50.

[9] 任友群，徐光濤，王美.信息化促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源共享——系統(tǒng)科學(xué)的視角[J].開放教育研究，2013（10）：104-111.

[10] ?王桐，陳立偉.基于云計(jì)算的數(shù)字信號處理精品課程資源共享平臺建設(shè)[J].信息技術(shù)，2014（3）：51-52.

[責(zé)任編輯：覃侶冰]

[收稿時(shí)間]2014-12-25

[基金項(xiàng)目]2014年度華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革與研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：JG14104）;2012年度廣東省重大科技專項(xiàng)計(jì)劃項(xiàng)目：云計(jì)算若干關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化與“粵教云”工程（項(xiàng)目編號：2012A080104021）。

[作者簡介]王金鳳（1978-），女，河北滄州人，計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)博士，教育信息技術(shù)學(xué)博士后，講師，研究方向：機(jī)器學(xué)習(xí)、教育信息技術(shù)、云計(jì)算。