云計(jì)算實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的常見(jiàn)問(wèn)題及解決方案

[摘 要] 鑒于云計(jì)算相關(guān)技術(shù)理念在產(chǎn)業(yè)界的持續(xù)發(fā)展，如何快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，為企業(yè)培養(yǎng)與輸送“招之即來(lái)，來(lái)之能戰(zhàn)”的現(xiàn)場(chǎng)工程師，就成為當(dāng)下各大高院所面臨的緊迫問(wèn)題。從近年來(lái)云計(jì)算實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的常見(jiàn)問(wèn)題入手，結(jié)合學(xué)生技術(shù)背景與課程教學(xué)目標(biāo)，提出了一些較有建設(shè)性的解決方案。

[關(guān) 鍵 詞] 云計(jì)算；大數(shù)據(jù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；Hadoop

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2016）18-0084-02

一、引言

2010年伊始，對(duì)云計(jì)算的商業(yè)模式與服務(wù)理念的質(zhì)疑聲已逐漸被形形色色的行業(yè)應(yīng)用所淹沒(méi)，其優(yōu)勢(shì)，如請(qǐng)求即響應(yīng)、動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展等，也正被全球范圍內(nèi)大中小微型企業(yè)所津津樂(lè)道。近三年來(lái)，應(yīng)對(duì)商業(yè)智能（Business Intelligence）的海量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析的需要，云計(jì)算再次成為核心話題。云計(jì)算與大數(shù)據(jù)相結(jié)合的案例數(shù)不勝數(shù)，典型的如基于Twitter的各類(lèi)分析、阿里云、京東營(yíng)銷(xiāo)、百度智能等。

鑒于云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)理念在產(chǎn)業(yè)界的普遍認(rèn)可與密集落地，以及未來(lái)市場(chǎng)擴(kuò)大化的廣闊前景，用人單位也對(duì)大中專(zhuān)院校提出了新的人才需求。如何對(duì)接企業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)與業(yè)務(wù)模式，著眼未來(lái)十到二十年，為行業(yè)發(fā)展精心培養(yǎng)一批“招之即來(lái)，來(lái)之能戰(zhàn)”卓越的畢業(yè)生，成為當(dāng)下各高校需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。

云計(jì)算人才的培育目標(biāo)、培養(yǎng)方案與實(shí)施計(jì)劃的制訂，一般是在行業(yè)專(zhuān)家，特別是企業(yè)一線技術(shù)負(fù)責(zé)人或HR人員的密切跟蹤下完成的。在具體培養(yǎng)實(shí)踐中，各高校需要結(jié)合專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)與培養(yǎng)特色，在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程等原有課程體系的基礎(chǔ)上，持續(xù)夯實(shí)理論基礎(chǔ)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，其中作為專(zhuān)業(yè)課或?qū)I(yè)選修課的云計(jì)算或大數(shù)據(jù)相關(guān)課程的教學(xué)是重中之重。

作為新的理論框架與商業(yè)模式，特別是其中的新技術(shù)，掌握起來(lái)并不容易，因此課程教學(xué)的推進(jìn)也遇到了一些問(wèn)題。其中，有學(xué)生層面的，有教師層面的，更有教學(xué)體系層面的。本文聚焦云計(jì)算課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，以本科教學(xué)過(guò)程普遍存在的一系列問(wèn)題為突破口，做了初步探討，給出了一些較有價(jià)值的解決方案。

二、存在的問(wèn)題及影響

結(jié)合近三年來(lái)云計(jì)算課程（圍繞Hadoop的安裝、配置、應(yīng)用）的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)與兄弟院校比對(duì)和交流，我們發(fā)現(xiàn)，云計(jì)算類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程實(shí)施過(guò)程中普遍存在一些問(wèn)題，集中體現(xiàn)在與課堂同步的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)（16～32課時(shí)），主要有以下三個(gè)方面。

（一）實(shí)踐基礎(chǔ)不扎實(shí)

云計(jì)算這門(mén)課程的學(xué)習(xí)，是建立在先修課程，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、體系結(jié)構(gòu)、分布式計(jì)算、數(shù)據(jù)庫(kù)等基礎(chǔ)上的。因此，云計(jì)算課程的教學(xué)，需要學(xué)生在深入理解相關(guān)概念與理論的前提下，熟練掌握相關(guān)操作技能。教學(xué)實(shí)施中，這樣的情況較普遍，即理論較好而動(dòng)手較差，占相當(dāng)大的比重（個(gè)別班級(jí)超過(guò)50%）。一般來(lái)講，就本專(zhuān)業(yè)課程來(lái)講，需要具備的操作技能如表1所示。

由于學(xué)生的動(dòng)手能力沒(méi)有達(dá)到預(yù)期，為了有效推進(jìn)課程教學(xué)計(jì)劃，任課教師將不得不花費(fèi)較多的時(shí)間來(lái)縮小差距，影響了正常的教學(xué)進(jìn)度，同時(shí)也削減了學(xué)生對(duì)云計(jì)算及大數(shù)據(jù)相關(guān)新技術(shù)的好奇心。

（二）創(chuàng)新空間不足

就近年來(lái)的授課情況來(lái)看，由于課時(shí)有限、學(xué)生實(shí)踐基礎(chǔ)薄弱，故實(shí)踐環(huán)節(jié)以驗(yàn)證式為主，即動(dòng)手配置Hadoop相關(guān)框架，并通過(guò)現(xiàn)有樣例來(lái)感受云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)。也就是說(shuō)，當(dāng)前的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編制較死板，主要完成了鞏固課堂理論知識(shí)這一目的，并不能很好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如表2所示。

（三）團(tuán)隊(duì)合作不到位

實(shí)驗(yàn)類(lèi)、實(shí)踐類(lèi)課程普遍采取團(tuán)隊(duì)合作、組內(nèi)分工完成的模式，我們亦不例外。實(shí)際中，最常見(jiàn)的分工是按照虛擬機(jī)來(lái)劃分，即每個(gè)虛擬機(jī)由一位學(xué)生來(lái)操控，協(xié)同完成實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。在此過(guò)程中，他們的工作一般來(lái)說(shuō)是分散的，即主抓各自環(huán)境的配置，只有接口部分才涉及交流；同時(shí)，由于沒(méi)有設(shè)計(jì)層面的內(nèi)容，因此交流的目的也只是如何再現(xiàn)，無(wú)關(guān)設(shè)計(jì)與創(chuàng)造。

三、形成原因

云計(jì)算實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的這些問(wèn)題與多方面因素有關(guān)，如學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與接受能力、教師的個(gè)人能力與教學(xué)方式等，但更多的是人才培養(yǎng)理念與模式上的問(wèn)題。

（一）動(dòng)手能力重視不夠

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中表現(xiàn)出實(shí)踐能力不足的問(wèn)題，主要是前期的培養(yǎng)過(guò)程中，對(duì)上機(jī)動(dòng)手能力的塑造不足。當(dāng)前，各大高校在教學(xué)設(shè)置中，普遍將實(shí)踐能力提上高位，那為什么尚未達(dá)到預(yù)期呢？其原因有課時(shí)受限、實(shí)踐考核落地不徹底、課外實(shí)踐少等。

（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編制不合理

在理論講授與實(shí)驗(yàn)同步的過(guò)程中，由于圍繞Hadoop展開(kāi)，因此教學(xué)實(shí)施很自然地按照其子框架來(lái)推進(jìn)。然而，這一設(shè)置會(huì)造成創(chuàng)新不足、合作不利的局面。同時(shí)，僅僅讓學(xué)生體驗(yàn)Hadoop而不是理解與應(yīng)用的設(shè)定也顯不夠，應(yīng)當(dāng)激發(fā)學(xué)生熱情，力求往設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)方向上引導(dǎo)，從而發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，在解決問(wèn)題中提高。

四、建議方案

為了有效地實(shí)施云計(jì)算課程的教學(xué)計(jì)劃，我們擬對(duì)以上三個(gè)問(wèn)題，試著從以下三個(gè)方面來(lái)解決。

（一）夯實(shí)操作技能

云計(jì)算相關(guān)課程的學(xué)習(xí)需要學(xué)生具備相應(yīng)的動(dòng)手能力，這是個(gè)硬性約束。如果學(xué)生沒(méi)有達(dá)到，那么我們需要正面應(yīng)對(duì)。具體可以從如下方案中選擇：（1）設(shè)置課程準(zhǔn)入制，方便遴選。（2）利用課余，遠(yuǎn)程接入持續(xù)實(shí)驗(yàn)。（3）擴(kuò)充或調(diào)整實(shí)驗(yàn)課時(shí)，查漏補(bǔ)缺。

（二）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

針對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容偏重驗(yàn)證的問(wèn)題，我們需要面向設(shè)計(jì)進(jìn)行豐富。同時(shí)，對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，突出重點(diǎn)，聚焦創(chuàng)新能力，強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)操作。在團(tuán)隊(duì)合作方面，可以采用連續(xù)式，即學(xué)生以小組為單位，對(duì)應(yīng)固定的虛擬機(jī)小組，并利用課下時(shí)間持續(xù)實(shí)驗(yàn)，包括從Linux安裝到最后的鎖機(jī)制等。課上，只對(duì)實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或如何啟動(dòng)下項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行部署（一個(gè)可以參考的實(shí)驗(yàn)安排見(jiàn)表3）。同時(shí)，還可以通過(guò)大作業(yè)、課外實(shí)踐等方式，來(lái)強(qiáng)化學(xué)生的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)能力。

（三）創(chuàng)新考核機(jī)制

部分學(xué)生動(dòng)手能力未達(dá)預(yù)期的一個(gè)可能的客觀因素是，課程考核體系中對(duì)操作技能的考評(píng)尚不夠深入。因此，為了提高學(xué)生設(shè)計(jì)、應(yīng)用云計(jì)算相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)能力，云計(jì)算實(shí)驗(yàn)課程需要加大對(duì)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)手能力的考評(píng)。具體形式，可參考以下方案：（1）據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合分析。（2）現(xiàn)場(chǎng)出題，學(xué)生在虛擬機(jī)上操作。（3）根據(jù)課外大作業(yè)完成情況及組內(nèi)成員的答辯情況。

本文從云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的產(chǎn)業(yè)需求出發(fā)，以近年來(lái)在云計(jì)算教學(xué)第一線的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，探討了高校云計(jì)算實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中的常見(jiàn)問(wèn)題，分析了其成因，并提出了一些較有建設(shè)性的解決方案。

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