面向云計算的應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式探討

王守強

摘要：目前云計算技術(shù)得到了快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)界對云計算人才需求巨大。但高校對于云計算人才的培養(yǎng)仍略顯滯后。針對這個問題，本文對應(yīng)用型本科在開展云計算人才培養(yǎng)方面的課程體系組成、實踐能力培養(yǎng)等方面進行了探討，并且對云計算教學(xué)團隊的構(gòu)建給出了建議。

關(guān)鍵詞：云計算；人才培養(yǎng)；實踐教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）45-0064-03

一、引言

“云計算”概念最早由Google公司提出。自云計算概念提出以來，亞馬遜、谷歌、微軟百度、阿里巴巴、騰訊等國內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)巨頭相繼推出自己的云計算平臺，可為用戶提供方便快捷的服務(wù)和靈活計費方式。2010年10月，國務(wù)院推出了《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，該決定將“云計算”列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點，國家制定了一系列指導(dǎo)及規(guī)劃促進云計算發(fā)展，隨后各省市也發(fā)布了云計算戰(zhàn)略規(guī)劃、行動方案或?qū)嵤┕こ?。因為云計算平臺能為作戶提供無線擴展的在線存儲、數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)計算等服務(wù)，所以受到越來越多的個人用戶和企業(yè)的青睞。近幾年來，云計算技術(shù)及其與云計算相關(guān)的服務(wù)市場呈現(xiàn)高速增長的勢態(tài)。2016年，中國云服務(wù)市場規(guī)模超過500億元，達到516.6億元，預(yù)計2017年中國云計算市場份額將達到690億元以上。面對需求日趨強烈的云計算市場，目前從業(yè)人員的短缺已經(jīng)開始成為阻礙該行業(yè)發(fā)展的一大障礙。截止2015年底，全球?qū)υ朴嬎闳瞬判枨筮_到1400萬。中國對云計算人才需求640萬，需求增長率保持在每年26%以上。這一趨勢預(yù)計在2017年底將達到1000萬以上，2018年達到1300萬以上，未來幾年我國云計算對人才的需求將會更加迫切。高校特別是應(yīng)用型本科高校如何應(yīng)對云計算發(fā)展的時代需求，培養(yǎng)和提升云計算人才的規(guī)模和質(zhì)量，也就成為一個非常緊迫和現(xiàn)實的問題。為適應(yīng)目前云計算行業(yè)的對人才迫切需求，IDC認為可以通過對現(xiàn)有從事IT技術(shù)人員再培訓(xùn)，鼓勵學(xué)生報考云計算相關(guān)專業(yè)或者參加與云計算相關(guān)的資質(zhì)的培訓(xùn)。目前國內(nèi)IT專業(yè)課程體系中與云計算相關(guān)的主要課程包括編程語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫、計算機網(wǎng)絡(luò)等課程。這些課程為云計算領(lǐng)域的人才培養(yǎng)奠定了很好基礎(chǔ)，但為了更好地培養(yǎng)云計算領(lǐng)域的專業(yè)人才，需要討探在這些課程基礎(chǔ)之上設(shè)置面向云計算方向的課程群，同時還需要確定課程與課程之間的關(guān)聯(lián)性、課程之間內(nèi)在聯(lián)系以及開課的順序。

二、面向云計算人才培養(yǎng)的基本思路

1.課程體系建設(shè)。傳統(tǒng)的IT課程體系主要側(cè)重于培養(yǎng)基于C/S和B/S模式的軟件開發(fā)人才，它主要是以數(shù)據(jù)庫和軟件開發(fā)為主的人才培養(yǎng)模式。與之相比，基于云平臺的軟件開發(fā)則具有不同的模式和方法，需要設(shè)計新的課程體系。首先需要在本科IT專業(yè)培養(yǎng)中進行定位，現(xiàn)有云計算技術(shù)有三層結(jié)構(gòu)：IaaS（Infrastructure as a service）、PaaS（Platform as a service）、SaaS（software as a service），考慮應(yīng)用型本科IT各專業(yè)學(xué)生所學(xué)知識與能力，面向云計算人才培養(yǎng)主要還是在SaaS和IaaS層上進行應(yīng)用培養(yǎng)。而在云計算的中間層上應(yīng)用，如云操作系統(tǒng)的自適應(yīng)研究和中間件的開發(fā)等則超出本科學(xué)生能力范圍，不適應(yīng)于應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)。所以應(yīng)用型本科云計算人才培養(yǎng)目標設(shè)計為培養(yǎng)掌握云計算平臺構(gòu)建與部署、使用與應(yīng)用服務(wù)開發(fā)、平臺管理等高級技術(shù)人才，具體為：①能夠設(shè)計、構(gòu)建、應(yīng)用、管理和維護私有云。②初步具有基于云平臺開發(fā)工具進行云計算開發(fā)的能力?；谝陨吓囵B(yǎng)目標，按照整體性、層次性和開放性原則，本文梳理了云計算課程理論教學(xué)內(nèi)容體系。具體來說，面向云計算方向培養(yǎng)的課程體系建設(shè)需要分為以下幾個層次：第一層次是方向?qū)д撜n—云計算導(dǎo)論，該課程主要介紹云及其相關(guān)概念和云平臺的應(yīng)用，使學(xué)生對云計算技術(shù)形成一個初步的認識。第二層次是IT基礎(chǔ)核心課程，主要包括程序設(shè)計語言C、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法、數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用、操作系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)，該類課程是IT專業(yè)基礎(chǔ)課，主要目標是培養(yǎng)學(xué)生的軟件設(shè)計及應(yīng)用能力，為其將來從事云計算平臺的設(shè)計、構(gòu)建、開發(fā)、應(yīng)用打下堅實的基礎(chǔ)。第三層次是方向核心課，包括JAVA程序設(shè)計、Linux操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫以及虛擬化技術(shù)等。該類課程主要是讓學(xué)生理解和掌握云的搭建、開發(fā)、管理和維護能力。第四層是實踐課程，包括云計算平臺部署、云平臺的應(yīng)用開發(fā)等。通過實踐課讓學(xué)生掌握和提高云的應(yīng)用開發(fā)和維護能力，具體描述見表1。

2.實踐能力培養(yǎng)。作為實踐性比較強的學(xué)科，云計算教育在培養(yǎng)方案設(shè)置上要求教學(xué)應(yīng)注重強化學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，它主要涉及到云教學(xué)平臺搭建、實驗內(nèi)容構(gòu)建、實踐教學(xué)組織以及實踐教學(xué)評價等內(nèi)容。云教學(xué)平臺搭建可以通過構(gòu)建私有云或租用公有云的形式，在課程設(shè)計和綜合實訓(xùn)階段可借助商用云平臺進行租用或試用，也可選擇開源的云計算平臺，建議選用開源云計算平臺。目前主要的開源平臺有：Openstack、Hadoop、Eucalyptus、AbiCloud等。但由于搭建云平臺成本較高、技術(shù)比復(fù)雜，條件暫時不具備時可以租用，也可以采用校企合作、定向培養(yǎng)形式，借助于企業(yè)在平臺構(gòu)建、配置開發(fā)環(huán)境、部署與發(fā)布等方面進行云層次的教學(xué)實踐。由于云計算關(guān)鍵技術(shù)覆蓋虛擬化、數(shù)據(jù)存儲、資源管理、網(wǎng)絡(luò)管理、云計算編程等內(nèi)容。為提高學(xué)生對云計算的應(yīng)用和開發(fā)能力，在實踐教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)以覆蓋云計算的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)為主，在內(nèi)容選擇上要選擇主流的云平臺應(yīng)用開發(fā)課程，如云計算編程語言、Hadoop或Ceph的云存儲、Hadoop或OpenStack的云平臺搭建、面向云計算的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、基于云平臺的數(shù)據(jù)庫安裝與維護、面向云平臺應(yīng)用開發(fā)及云安全等。具體而言，面向云平臺實驗內(nèi)容包括以下幾個模塊：①虛擬機環(huán)境建設(shè)模塊，通過虛擬機構(gòu)建一個云計算的實驗集群，目標是通過該模塊實驗使學(xué)生掌握LINUX操作技能，理解虛擬化概念。由于虛擬化集群實驗具有快照功能能夠保存實驗狀態(tài)，這樣可使得此后橫跨多學(xué)時綜合實驗的持續(xù)性得到一定的保證。②云存儲系統(tǒng)實踐模塊。本模塊以Hadoop的HDFS或Ceph分布式文件系統(tǒng)為實驗對象，通過構(gòu)建和應(yīng)用實踐體會云存儲的冗余性、可伸縮性以及可靠性等特性，使學(xué)生更好地理解和掌握云存儲的關(guān)鍵技術(shù)。③面向云計算的網(wǎng)絡(luò)實踐模塊。本模塊基于構(gòu)建云計算平臺的網(wǎng)絡(luò)所需交換機與路由器為實驗對象，通過二層交換、三層路由技術(shù)以及SDN技術(shù)實踐與實驗，使學(xué)生更好地理解和掌握云平臺搭建以及數(shù)據(jù)中心概念。④分布式海量數(shù)據(jù)處理實踐模塊。構(gòu)建基于MapReduce的處理環(huán)境，通過分析實例代碼和運行步驟，熟悉MapReduce的容錯方法和內(nèi)部技術(shù)細節(jié)達到理解和海量數(shù)據(jù)處理的基本原理、掌握海量數(shù)據(jù)處理方法的目的。⑤基于云計算編程實踐模塊。本模塊的主要目的在于讓學(xué)生熟悉云計算模式編程框架，學(xué)會利用該編程模型編寫簡單的并行計算程序來實現(xiàn)特定的需求。由于學(xué)生之間能力的差異性，在具體實際實踐教學(xué)過程中可分層次實施教學(xué)，其中的1—3個模塊是必做模塊。針對基礎(chǔ)知識扎實、學(xué)習能力較強的學(xué)生，除完成1—3個模塊外，還可從4、5模塊中選擇一個或二個。由于云計算具有多服務(wù)器組建集群、協(xié)同配合等特點，而單人實驗完成比較困難，因此可組建云計算實踐項目團隊，每個團隊可選擇一個或多個項目，通過搭建云計算平臺，進行項目設(shè)計、開發(fā)、服務(wù)的部署與發(fā)布。為促進學(xué)生所學(xué)知識與企業(yè)崗位需求相結(jié)合，有利于學(xué)生畢業(yè)后就業(yè)，應(yīng)鼓勵學(xué)生參加云計算認證考試。目前最受社會歡迎認證有：VMware虛擬化專家認證；云專家認證Cloudschool.com；IBM Certified Solution Architect 認證；思科（Cisco）設(shè)計專家認證；CompTIA Cloud Essentials 認證；CCSK（云安全聯(lián)盟）等。在對學(xué)生的知識與能力的評價上，要注重考察學(xué)生的云操作及應(yīng)用技能。在教育教學(xué)研究上，要基于云平臺與云資源，開展云的教學(xué)研究，促進云教學(xué)的創(chuàng)新研究。

3.師資隊伍建設(shè)。云計算作為一門新興的專業(yè)學(xué)科，對教師知識結(jié)構(gòu)、知識能力以及技術(shù)技能都提出了新的要求，教師需要具有較高知識技能和較強的云平臺應(yīng)用與開發(fā)能力。為更好地培養(yǎng)云計算的專業(yè)人才，必須構(gòu)建一個適應(yīng)當前云計算技術(shù)需求的教學(xué)團隊，但目前大部分高校在云計算方面普遍存在師資不足現(xiàn)象。為解決此問題，一方面將企業(yè)工程師引進課堂，把企業(yè)工程師的市場聯(lián)系的緊密性和實踐技能的應(yīng)用性與課堂教學(xué)相結(jié)合，使學(xué)生在較短時間掌握云平臺相關(guān)知識與技能，從而提高其培養(yǎng)效果；另一方面也要鼓勵教師利用假期和業(yè)余時間積極充電學(xué)習，參加企業(yè)和社會組織的培訓(xùn)，條件許可的話可安排教師到云計算企業(yè)參與實踐鍛煉，將教師學(xué)習列入考核指標。另外，還需推動建立校企合作的云計算人才培養(yǎng)機制，構(gòu)建具有較齊全的專業(yè)領(lǐng)域和層次結(jié)構(gòu)優(yōu)化的教學(xué)與科研團隊。

三、結(jié)語

作為一種新興技術(shù)，云計算為IT行業(yè)開辟了一種新的服務(wù)與計算模式，它也為高等教育提出了新的挑戰(zhàn)和提供了新的機遇。應(yīng)用型高校IT專業(yè)如何改革來滿足云計算快速發(fā)展需求，培養(yǎng)面向云計算的應(yīng)用、管理、開發(fā)與維護人才，是值得我們探討的一個問題。筆者對基于云計算人才培養(yǎng)的課程體系、實踐內(nèi)容和師資建設(shè)進行了探討，提出了一些設(shè)想。當然，云計算人才培養(yǎng)實踐活動要與國家產(chǎn)業(yè)政策、經(jīng)濟發(fā)展導(dǎo)向和行業(yè)對人才需求相結(jié)合，積極進行云計算人才培養(yǎng)探討，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)和造就具有較高素質(zhì)和全新技能的云平臺服務(wù)人才。

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