面向卓越工程師的云計(jì)算課程體系建設(shè)

張政

摘要：針對(duì)新時(shí)代下云計(jì)算課程體系建設(shè)的問題和卓越工程師人才培養(yǎng)計(jì)劃的特點(diǎn)，提出了應(yīng)用型本科中云計(jì)算課程體系建設(shè)和教學(xué)方法的改進(jìn)，實(shí)踐中取得了不錯(cuò)的成績。

關(guān)鍵詞：卓越工程師；云計(jì)算；課程系統(tǒng)；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）05-0151-02

1 引言

南陽理工學(xué)院在2011年10月19日被教育部正式批準(zhǔn)為第二批“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”高校，軟件工程專業(yè)被列為南陽理工學(xué)院卓越工程師實(shí)施專業(yè)之一。我校以“社會(huì)需求為導(dǎo)向”，以“改革模式、鼓勵(lì)創(chuàng)新、回歸工程、追求卓越”為指導(dǎo)思想，充分落實(shí)教育部卓越工程師計(jì)劃的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)與要求[1]。

云計(jì)算是軟件學(xué)院卓越工程師計(jì)劃中新加入的核心課程，理論結(jié)合實(shí)踐系統(tǒng)化的介紹云計(jì)算的最新技術(shù)，是卓越工程師計(jì)劃中與企業(yè)需求最為契合的課程。因此，改進(jìn)教學(xué)方法和手段，針對(duì)課程特點(diǎn)制定全面的教學(xué)系統(tǒng)將直接影響最終的教學(xué)質(zhì)量。

2 卓越工程師人才特點(diǎn)和云計(jì)算學(xué)科特點(diǎn)

2.1 卓越工程師人才特點(diǎn)

卓越工程師計(jì)劃在培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力的基礎(chǔ)之上更注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，所以基于上述培養(yǎng)目標(biāo)，南陽理工學(xué)院軟件軟件在選拔卓越班學(xué)生的時(shí)候設(shè)定了嚴(yán)格的考查標(biāo)準(zhǔn)，首要是筆試考試，考試內(nèi)容主要是英語和高等數(shù)學(xué)，因?yàn)閷?duì)于程序員來說，閱讀國外技術(shù)文檔的能力和扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是十分重要的。筆試通過后進(jìn)入面試的學(xué)生要通過專業(yè)能力和綜合素質(zhì)的考核，達(dá)到預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)入卓越班。卓越班的學(xué)生具有扎實(shí)的外語和專業(yè)基礎(chǔ)、較強(qiáng)的自學(xué)能力、良好的溝通交流能力以及持續(xù)學(xué)習(xí)的韌勁，所以老師在教授卓越班學(xué)生時(shí)，會(huì)有意識(shí)的加入課程的拓展內(nèi)容，同時(shí)引導(dǎo)卓越班學(xué)生去主動(dòng)思考課堂內(nèi)容，課堂上互動(dòng)頻繁，學(xué)生積極性較高，教學(xué)效果顯著。

2.2 云計(jì)算學(xué)科特點(diǎn)

2.2.1 學(xué)科內(nèi)容整體性

云計(jì)算是隨著互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展而產(chǎn)生的新型商業(yè)計(jì)算模式，融合了分布式計(jì)算、并行計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算等多種傳統(tǒng)計(jì)算模式的優(yōu)勢(shì)，涉及較多的理論知識(shí)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)細(xì)節(jié)。因此在設(shè)立云計(jì)算學(xué)科時(shí)，不僅要將傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)學(xué)科的內(nèi)容納入其中，而且還要加入云計(jì)算所特有的概念和內(nèi)容，同時(shí)要確定云計(jì)算學(xué)科的授課目標(biāo)，構(gòu)建課程的授課內(nèi)容，針對(duì)云計(jì)算學(xué)科的特點(diǎn)，將課程重點(diǎn)放到云計(jì)算相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)上去。例如，云計(jì)算課程中的企業(yè)級(jí)開源云平臺(tái)部分除了要求學(xué)生去剖析主流云平臺(tái)OpenStack的實(shí)現(xiàn)之外，還要在此基礎(chǔ)上定制開發(fā)特有的功能。通過這種實(shí)踐，學(xué)生可以很好地把握課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，培養(yǎng)云計(jì)算相關(guān)技術(shù)的動(dòng)手實(shí)踐能力，為以后的就業(yè)和發(fā)展打下扎實(shí)的基礎(chǔ)[2]。

2.2.2 授課方式開放性

云計(jì)算行業(yè)飛速發(fā)展，技術(shù)更新日新月異，為了適應(yīng)這種特點(diǎn)，云計(jì)算教研室全體授課教師需要秉承授課方式開放性的原則，改革云計(jì)算課程的授課方式。按照“基礎(chǔ)內(nèi)容+進(jìn)階拓展”將課程內(nèi)容劃分為基礎(chǔ)內(nèi)容和拓展內(nèi)容，基礎(chǔ)內(nèi)容主要包括云計(jì)算中成熟的、主流的實(shí)現(xiàn)技術(shù)點(diǎn)所歸納總結(jié)的相關(guān)課程內(nèi)容，目的是幫助學(xué)生掌握最基本的理論知識(shí)和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)技術(shù)，保證教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)穩(wěn)定；而拓展內(nèi)容則主要研究云計(jì)算行業(yè)的最新發(fā)展方向，加入了前沿的技術(shù)熱點(diǎn)和實(shí)用案例，這一部分體現(xiàn)了課程的前沿性，為學(xué)生未來的就業(yè)提供最新的科研、技術(shù)支持[3]。

2.2.3 教學(xué)目標(biāo)差異化

高校的培養(yǎng)對(duì)象是有差異性的，學(xué)生的入學(xué)基礎(chǔ)和課程接受能力參差不齊。因此為了滿足不同層次的教學(xué)內(nèi)容，在云計(jì)算課程建設(shè)過程中需要將這種差異性納入建設(shè)目標(biāo)中，針對(duì)不同專業(yè)、不同層次的培養(yǎng)對(duì)象，制定分層次、漸進(jìn)式的立體化云計(jì)算課程內(nèi)容，包括針對(duì)不同層次不同專業(yè)學(xué)生的教學(xué)計(jì)劃和培養(yǎng)目標(biāo)。具體實(shí)施來說，對(duì)于非卓越班學(xué)生而言，云計(jì)算課程的主要培養(yǎng)目標(biāo)是掌握云計(jì)算的基礎(chǔ)概念和理論，熟悉主流的云計(jì)算應(yīng)用平臺(tái)和應(yīng)用案例，在此知識(shí)之上學(xué)習(xí)云計(jì)算核心技術(shù)的特征和發(fā)展現(xiàn)狀，并且剖析和使用一到幾種云計(jì)算領(lǐng)域的技術(shù)方向，有一定的動(dòng)手實(shí)踐能力。針對(duì)此類學(xué)生，課程的教授內(nèi)容主要集中在基礎(chǔ)理論和概念上，配套簡單的實(shí)驗(yàn)案例。對(duì)于卓越班的學(xué)生而言，云計(jì)算課程的主要培訓(xùn)目標(biāo)是深刻理解云計(jì)算的基礎(chǔ)理論和概念、熟練掌握核心實(shí)現(xiàn)技術(shù)，并且針對(duì)開源云平臺(tái)做定制開發(fā)，促使這類學(xué)生提高自己運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)原理解決實(shí)際問題的能力。所以對(duì)應(yīng)的課程應(yīng)該涵蓋基礎(chǔ)理論層和技術(shù)實(shí)踐層，配套的案例實(shí)驗(yàn)也是綜合性比較強(qiáng)的大型開源項(xiàng)目，具有很好的拓展價(jià)值[4]。

3 云計(jì)算課程體系建設(shè)

3.1 構(gòu)建模塊化、梯度化的教學(xué)內(nèi)容

云計(jì)算課程涵蓋的理論知識(shí)點(diǎn)較多，同時(shí)需要配合不同的項(xiàng)目案例來支撐理論課程的教學(xué)，因此在整個(gè)教學(xué)過程中，除了要建設(shè)一整套系統(tǒng)化的理論教學(xué)內(nèi)容之外，還要設(shè)計(jì)一套模塊化、難度遞增的實(shí)驗(yàn)課程，輔助理論教學(xué)，這樣理論結(jié)合實(shí)踐可以很好幫助學(xué)生掌握云計(jì)算技術(shù)原理，提高動(dòng)手實(shí)踐的能力。

在課程建設(shè)過程中，首先構(gòu)建理論授課內(nèi)容，將云計(jì)算知識(shí)劃分不同模塊，按照由基礎(chǔ)概念、核心技術(shù)、完整開源項(xiàng)目這三個(gè)層面去設(shè)計(jì)課程拓?fù)洌诒ＷC學(xué)生理解基礎(chǔ)理論知識(shí)的基礎(chǔ)之上，深入的去掌握相關(guān)云計(jì)算核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并配套若干開源項(xiàng)目來提升動(dòng)手實(shí)踐的能力。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的建設(shè)中，結(jié)合課程中的理論授課部分，遵循實(shí)驗(yàn)內(nèi)容模塊化、實(shí)驗(yàn)難度梯度化的思路，層次化地構(gòu)建適用于不同授課對(duì)象的實(shí)驗(yàn)課程體系。圍繞云計(jì)算中的企業(yè)級(jí)開源云平臺(tái)為實(shí)驗(yàn)主線，延伸、提煉出實(shí)驗(yàn)案例供學(xué)生操作，鞏固學(xué)生掌握的理論知識(shí)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涵蓋了云計(jì)算基礎(chǔ)環(huán)境搭建、分布式存儲(chǔ)與計(jì)算和云計(jì)算應(yīng)用開發(fā)，這些內(nèi)容之間的耦合度較低，授課老師可以根據(jù)學(xué)生層次自由組合相關(guān)內(nèi)容，靈活制定課程大綱，具有較好的靈活性和針對(duì)性，最終確定了云計(jì)算課程拓?fù)鋱D。

3.2 云計(jì)算課程授課方式

云計(jì)算是一種新型商業(yè)計(jì)算模型，涵蓋了分布式計(jì)算、虛擬化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算等概念。因此云計(jì)算課程是一門綜合性強(qiáng)、技術(shù)點(diǎn)多的計(jì)算機(jī)前言課程，緊跟當(dāng)今最新的行業(yè)動(dòng)態(tài)和技術(shù)發(fā)展方向，對(duì)理論授課的要求很高，同時(shí)要想深入理解和掌握這些內(nèi)容，必須理論結(jié)合實(shí)踐，配套相關(guān)案例，才能促使學(xué)生更好的理解其理論和概念。

因此，在課堂理論教學(xué)之外，云計(jì)算課程應(yīng)將重點(diǎn)放到實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上去，設(shè)計(jì)的主要思路是借鑒當(dāng)前主流云平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)要點(diǎn)，將其拆分成與理論課程對(duì)應(yīng)的模塊化實(shí)驗(yàn)案例，這樣就可以由點(diǎn)及面、由淺入深、循序漸進(jìn)的將云計(jì)算的完整知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來，學(xué)生通過這一系列的實(shí)踐動(dòng)手操作，對(duì)于更加深入的理解技術(shù)原理和實(shí)現(xiàn)方法有著很大的幫助，通過實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以快速適應(yīng)企業(yè)應(yīng)用實(shí)踐的要求[5]。

在具體的云計(jì)算課程實(shí)驗(yàn)過程中，以項(xiàng)目組為單位將學(xué)生劃分成若干小組，對(duì)應(yīng)到項(xiàng)目中的不同功能模塊和子任務(wù)，由于劃分的功能模塊耦合度相對(duì)較低，只需要設(shè)計(jì)好模塊間的接口后，每個(gè)小組就可以并發(fā)、獨(dú)立完成開發(fā)，在這個(gè)實(shí)現(xiàn)過程中，既可以鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考的能力，又能培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的精神。最后，再將這些小組完成的功能模塊統(tǒng)一集成到一起，形成一個(gè)協(xié)同工作的有機(jī)整體，這種模式的特點(diǎn)是以項(xiàng)目組為單位來完成案例實(shí)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)之間協(xié)作創(chuàng)新，有效的加快開發(fā)的進(jìn)度，提高實(shí)踐教學(xué)的效果。

4 結(jié)論

云計(jì)算作為新興的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，有著極大的發(fā)展前景和空間，現(xiàn)如今已成為IT產(chǎn)業(yè)重要的技術(shù)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)。為滿足企業(yè)對(duì)于云計(jì)算人才的需求，有針對(duì)性地開展校企合作，助力高校云計(jì)算課程體系建設(shè)。本文結(jié)合云計(jì)算技術(shù)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套適用于高校云計(jì)算課程的教學(xué)方案，構(gòu)建了模塊化、梯度化的理論授課內(nèi)容，配套細(xì)粒度的實(shí)驗(yàn)案例，在實(shí)際的教學(xué)中有著良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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[5] 推動(dòng)云計(jì)算教學(xué)激發(fā)人才創(chuàng)新活力[EB/OL].http：//www.cnetnews.com.cn/2014/0422/3018185.shtml， 2014-4.