云計(jì)算實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理研究

延安大學(xué)物理與電子信息學(xué)院 高 瑞 楊延寧 張 雄

1 引言

目前，高校對(duì)于學(xué)生的培養(yǎng)模式日漸改革，更加注重學(xué)生的實(shí)踐能力的培養(yǎng)，挖掘其潛在的創(chuàng)新意識(shí)，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)和綜合素質(zhì)的主要途徑和有效手段[1]。云計(jì)算技術(shù)是衍生于互聯(lián)網(wǎng)的虛擬化資源，該實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了電子、通信等專業(yè)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，提供基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，成立了以基礎(chǔ)-應(yīng)用-創(chuàng)新逐步遞進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)課程，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，使學(xué)生在未來(lái)的就業(yè)市場(chǎng)和深層次的學(xué)習(xí)中更具有競(jìng)爭(zhēng)力。

2 云計(jì)算實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

云計(jì)算實(shí)驗(yàn)環(huán)境以云計(jì)算實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為核心，用云模式集中部署，提供虛擬化資源池，以及多種層次的實(shí)驗(yàn)資源支撐[2]。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)器虛擬化整合計(jì)算資源，提供多層次，多種類的實(shí)驗(yàn)資源支持，使用戶可以隨時(shí)隨地在云端獲取和定制自己所需的應(yīng)用環(huán)境[3]。與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室相比，云計(jì)算實(shí)驗(yàn)室擁有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境平臺(tái)，一個(gè)是通過(guò)交換機(jī)連接到機(jī)房實(shí)驗(yàn)環(huán)境，另一個(gè)是通過(guò)路由器連接到校園網(wǎng)或廣域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。云計(jì)算實(shí)驗(yàn)環(huán)境總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 云計(jì)算實(shí)驗(yàn)環(huán)境總體結(jié)構(gòu)

3 云計(jì)算實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)踐與管理探索

云計(jì)算實(shí)驗(yàn)室目前承擔(dān)了電子、通信等專業(yè)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，提供多種課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和競(jìng)賽平臺(tái)實(shí)踐環(huán)境。如基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)，成立以基礎(chǔ)-應(yīng)用-創(chuàng)新逐步遞進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)課程，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要是通過(guò)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)踐認(rèn)知；專業(yè)實(shí)驗(yàn)主要是以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和初步科研能力的目的；綜合設(shè)計(jì)主要是支持學(xué)生開(kāi)展自主創(chuàng)新，著重培養(yǎng)創(chuàng)新素質(zhì)和學(xué)術(shù)品質(zhì)。

3.1 探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式

所謂的“新模式”是打破傳統(tǒng)的教學(xué)觀念與形式，開(kāi)發(fā)具有創(chuàng)造性的教學(xué)觀念與意識(shí)，同時(shí)也符合現(xiàn)代高校教育中的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的理念，為培養(yǎng)創(chuàng)新型、全能型人才提供基礎(chǔ)條件。我們主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行探討。

3.1.1 多層次遞推實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃

根據(jù)不同年級(jí)課程的特點(diǎn)，制定多層次的遞推實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)的積極性與潛力。對(duì)于一二年級(jí)的學(xué)生主要是針對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的扎實(shí)性學(xué)習(xí)實(shí)踐，設(shè)置拆裝收音機(jī)課程，了解基本的電子器件與組件，同時(shí)，也可以根據(jù)所學(xué)自己動(dòng)手制作一些小發(fā)明，如音樂(lè)盒、流水燈、交通燈等，扎實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)。對(duì)于三四學(xué)生鼓勵(lì)參加教師團(tuán)隊(duì)的科研項(xiàng)目或者比較相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽，以競(jìng)賽和科研助教的活動(dòng)來(lái)激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培育在校學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

3.1.2 多樣化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

在實(shí)驗(yàn)課程前，利用云環(huán)境實(shí)現(xiàn)在線課堂建設(shè)，整合包含視頻、PPT、文字等多種媒體形式的實(shí)驗(yàn)素材，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享，上課前，挑選1-2名學(xué)生簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)用領(lǐng)域，鍛煉學(xué)生的應(yīng)變與表達(dá)能力；實(shí)驗(yàn)中由教師引導(dǎo)，以小組形式開(kāi)展協(xié)同學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)完成要進(jìn)行驗(yàn)收，每組派代表講解相應(yīng)操作內(nèi)容，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)并提問(wèn)其他相關(guān)成員，參與討論；實(shí)驗(yàn)課程后，延深學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)制，可以通過(guò)“云平臺(tái)”這種網(wǎng)絡(luò)方式討論學(xué)習(xí)，由指導(dǎo)老師在線答疑解惑，實(shí)現(xiàn)學(xué)生互動(dòng)師生互動(dòng)的學(xué)習(xí)機(jī)制，提供給學(xué)生充分的思考反饋時(shí)間，鍛煉學(xué)生的思辨能力。

3.1.3 產(chǎn)教融合教學(xué)模式

在這個(gè)智能化的時(shí)代，對(duì)人才的培養(yǎng)要求越來(lái)越高，尤其是作為教育基地的學(xué)校，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的腦、手結(jié)合，增強(qiáng)實(shí)踐能力；而傳統(tǒng)的的實(shí)踐方法，是去相關(guān)企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)學(xué)習(xí)，往往在企業(yè)中的實(shí)習(xí)由于時(shí)間短，融入難的問(wèn)題，對(duì)于學(xué)生的培養(yǎng)并不是很樂(lè)觀，學(xué)?；蛘咴合狄鸩脚c相關(guān)企業(yè)進(jìn)行合作，共建實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)教融合培養(yǎng)模式。結(jié)合企業(yè)發(fā)展技術(shù)需求與難題，通過(guò)設(shè)計(jì)和發(fā)布具有企業(yè)工程背景的項(xiàng)目，以教師申請(qǐng)立項(xiàng)為主，學(xué)生申請(qǐng)立項(xiàng)為輔的形式，支持學(xué)生進(jìn)行開(kāi)放式實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練，進(jìn)而也可填補(bǔ)現(xiàn)在教學(xué)中要求的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練學(xué)習(xí)學(xué)分，進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的工程實(shí)踐能力，為走向工作崗位或者進(jìn)一步的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

3.2 探索實(shí)驗(yàn)管理新模式

3.2.1 開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，建立新型的管理制度

開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)即打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方式下“老師怎么講學(xué)生怎么做”的學(xué)習(xí)弊端，充分發(fā)揮學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。新興的實(shí)驗(yàn)室管理制度預(yù)模擬企業(yè)單位相關(guān)制度，實(shí)行學(xué)生的自主管理，教師間接管理制度。在完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生在每年的開(kāi)學(xué)時(shí)期進(jìn)行創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的人員納新，對(duì)新成員不分專業(yè)，但是加入之后，對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，管理教師會(huì)定期進(jìn)行一定的基礎(chǔ)知識(shí)考核，考核通過(guò)，方可納入開(kāi)放實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。實(shí)驗(yàn)室的管理一般會(huì)涉及教師或?qū)嶒?yàn)師的上班時(shí)間、開(kāi)放費(fèi)用、管理人員和師資配置等方面問(wèn)題，采用仿照公司模式管理制度，設(shè)置班長(zhǎng)和部長(zhǎng)職位，日常管理由班長(zhǎng)全權(quán)負(fù)責(zé)，一般不需要教師參與，有問(wèn)題與相關(guān)教師進(jìn)行聯(lián)系，尋求幫助解決問(wèn)題。學(xué)生團(tuán)隊(duì)設(shè)置不同部門，每個(gè)部門下設(shè)一個(gè)部長(zhǎng)，負(fù)責(zé)各部門工作，各部長(zhǎng)定期及時(shí)匯總各自工作。學(xué)習(xí)上采用“師徒制”模式，根據(jù)自己的興趣和方向自主選擇“師傅”與“徒弟”，核心主要是高年級(jí)學(xué)生帶低年級(jí)，一對(duì)一或者一對(duì)多，四年級(jí)學(xué)生由教師輔導(dǎo)。這樣的管理體制不僅可以鍛煉學(xué)生的管理能力，進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合分析能力，不僅僅是單純的學(xué)習(xí)能力的提高，也提高了學(xué)生的管理能力，而“師徒制”的學(xué)習(xí)形式不僅能夠加深學(xué)生們之間的感情，在傳承技術(shù)的同時(shí)也提高了團(tuán)隊(duì)的意識(shí)，形成了許多小的團(tuán)隊(duì)，為競(jìng)賽和今后創(chuàng)業(yè)打下了基礎(chǔ)。

3.2.2 專業(yè)型實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍建設(shè)

對(duì)于工科類的學(xué)生來(lái)說(shuō)，實(shí)踐能力是尤為重要的，學(xué)生實(shí)踐能力的提高，一方面是靠學(xué)生自主能力，另一方面也需要有相對(duì)比較專業(yè)的師資隊(duì)伍進(jìn)行指導(dǎo)，以激發(fā)其創(chuàng)新意識(shí)。專業(yè)師資隊(duì)伍建設(shè)，要重點(diǎn)培養(yǎng)年輕教師與專業(yè)的實(shí)驗(yàn)老師，通過(guò)了解最新的研究成果、教育教學(xué)成果等，并將其應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)而提高指導(dǎo)性、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的能力，在授課與指導(dǎo)中，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，開(kāi)發(fā)學(xué)生潛在的創(chuàng)新意識(shí)。

4 結(jié)論

依托云計(jì)算實(shí)驗(yàn)室，探討了該實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理新模式，以后的授課與競(jìng)賽訓(xùn)練將充分利用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)環(huán)境，展示云計(jì)算實(shí)驗(yàn)室的資源共享優(yōu)勢(shì)，為打造良好的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育環(huán)境提供一定條件，也為構(gòu)建完整的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系奠定基礎(chǔ)。