基于云計(jì)算平臺(tái)的教學(xué)實(shí)踐探索

宋海軍

摘 要：以云技術(shù)為依托來(lái)構(gòu)建完善的云教學(xué)體系，是當(dāng)下各大高校關(guān)注的焦點(diǎn)。文章以全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的二級(jí)考試數(shù)據(jù)庫(kù)科目《MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)》課程為例，提出了基于云計(jì)算技術(shù)的教學(xué)全過(guò)程向云端搬遷的實(shí)施策略，并對(duì)基于云教學(xué)體系的教學(xué)效果進(jìn)行了分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；高校課程；云教學(xué)；教學(xué)實(shí)踐

中圖分類(lèi)號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2018）18-0077-03

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，以云計(jì)算為代表的技術(shù)和產(chǎn)品加速落地，各大互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)巨頭率先建立了完善的云計(jì)算服務(wù)系統(tǒng)。以云技術(shù)為依托來(lái)構(gòu)建完善的云教學(xué)體系，是當(dāng)下各大高校關(guān)注的焦點(diǎn)，各大互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也開(kāi)發(fā)出基于云計(jì)算的教育云產(chǎn)品和云服務(wù)。云計(jì)算技術(shù)產(chǎn)品和服務(wù)的日益成熟，勢(shì)必將改變教育領(lǐng)域的課程教學(xué)模式[1]。可以預(yù)見(jiàn)基于云計(jì)算的教學(xué)體系是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的未來(lái)。

高校在教學(xué)改革以及培養(yǎng)人才方面都肩負(fù)著重大責(zé)任，而計(jì)算機(jī)課程教學(xué)對(duì)于大學(xué)生的基本技能培養(yǎng)起著無(wú)可比擬的作用。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用能力已經(jīng)成為大學(xué)生的基本素質(zhì)之一，也關(guān)系到學(xué)生的擇業(yè)及就業(yè)后對(duì)工作的適應(yīng)能力[2]。李克強(qiáng)總理多次提出以“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的思想來(lái)改革教育領(lǐng)域，然而有部分院校仍沒(méi)有跟上現(xiàn)代化的發(fā)展腳步，適時(shí)更新傳統(tǒng)教學(xué)理念，教學(xué)模式和教學(xué)過(guò)程過(guò)于保守[3]。云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用改變著人們的思維方式和學(xué)習(xí)方式，這是對(duì)教育的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，也為教育的改革和發(fā)展提供了千載難逢的機(jī)遇。

一、教學(xué)全過(guò)程向云端搬遷的教學(xué)方案

生命周期是指從開(kāi)始到結(jié)束的整個(gè)過(guò)程。高校課程的生命周期是從課程開(kāi)始前準(zhǔn)備到課程結(jié)束后的成績(jī)統(tǒng)計(jì)及大數(shù)據(jù)分析后管理決策的整個(gè)過(guò)程[4]，整個(gè)過(guò)程在云計(jì)算技術(shù)下實(shí)施更加方便靈活。課程的生命周期向云端搬遷，教師采用云教學(xué)模式，減輕教學(xué)的壓力，能夠提升教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。學(xué)生采用云學(xué)習(xí)模式，打破了傳統(tǒng)的時(shí)間和空間限制，可隨時(shí)隨地在一個(gè)自由的學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)。教師通過(guò)云測(cè)評(píng)平臺(tái)部署考試、練習(xí)，考試、練習(xí)結(jié)果自動(dòng)上傳到云服務(wù)器，可隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，做出決策[5]。

云計(jì)算技術(shù)使得計(jì)算與存儲(chǔ)向云端搬遷，用戶終端就是顯示器+瘦終端，所有的計(jì)算和存儲(chǔ)都在云端完成，瘦終端只完成顯示功能。教學(xué)全過(guò)程向云端搬遷的教學(xué)云平臺(tái)架構(gòu)，使得“顯示器+瘦終端”如同教室里的桌椅一樣成為必需品，成本大大下降。計(jì)算與存儲(chǔ)向云端搬遷已然成為盛行的趨勢(shì)，能夠節(jié)約學(xué)校的教育經(jīng)費(fèi)支出，減輕設(shè)備維護(hù)的壓力[5]。

因此，通過(guò)合理應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)的功能優(yōu)勢(shì)，整個(gè)教學(xué)過(guò)程能夠在云計(jì)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，能夠共享教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)在線云教學(xué)、云學(xué)習(xí)、云測(cè)試，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力。

二、基于教學(xué)云平臺(tái)的教學(xué)實(shí)踐策略

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的核心技術(shù)和重要基礎(chǔ)。全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的二級(jí)考試科目也隨著社會(huì)需要和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展做出了適時(shí)調(diào)整。已經(jīng)考了近20年的數(shù)據(jù)庫(kù)科目《二級(jí)VFP數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)》從2017年9月開(kāi)始?？?。目前報(bào)考計(jì)算機(jī)二級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)科目，有兩個(gè)選擇：Access數(shù)據(jù)庫(kù)和MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)[6]。由于MySQL是最流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之一，很多大學(xué)也暫停了VFP相關(guān)課程轉(zhuǎn)而開(kāi)設(shè)了《MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)》課程。下面以云計(jì)算技術(shù)在高校數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行實(shí)踐，以期對(duì)現(xiàn)在的高校課程教學(xué)提供參考幫助。

1.課程特征

根據(jù)全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試二級(jí)《MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)》考試大綱要求，本課程主要的內(nèi)容為：數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念和方法、 MySQL 的安裝與配置、 MySQL 平臺(tái)下使用 SQL 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的交互操作、 MySQL 的數(shù)據(jù)庫(kù)編程、利用PHP應(yīng)用開(kāi)發(fā)語(yǔ)言進(jìn)行簡(jiǎn)單應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)的管理與維護(hù)技術(shù)[7]。

本課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)庫(kù)使用的基本技能，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用PHP+MySql進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的能力。教學(xué)內(nèi)容理論較為抽象，實(shí)踐性尤為突出，采用傳統(tǒng)教學(xué)模式已難以滿足社會(huì)對(duì)實(shí)踐能力型人才培養(yǎng)的需要。

2.云教學(xué)

高校的主要職責(zé)是教書(shū)育人，教書(shū)育人最主要的方式就是教學(xué)，而提升教師的教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效率是學(xué)校的核心工作之一。如何基于云計(jì)算平臺(tái)充分與學(xué)校的實(shí)際情況相結(jié)合，研究出一套高效的云教學(xué)模式，是目前很多院校關(guān)注的焦點(diǎn)?；谶@樣的認(rèn)識(shí)，筆者所在教研室對(duì)云教學(xué)模式在《MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)》課程中的應(yīng)用進(jìn)行長(zhǎng)期調(diào)研，形成了一整套高效的實(shí)施方案。

（1）基于云主機(jī)教學(xué)

云主機(jī)是云計(jì)算面向用戶提供公用化的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。采用虛擬軟件VZ或VM在云端虛擬出無(wú)數(shù)個(gè)類(lèi)似獨(dú)立主機(jī)的部分，每個(gè)部分都可以做單獨(dú)的操作系統(tǒng)，管理方法同主機(jī)一樣。根據(jù)云教學(xué)需要，學(xué)生的學(xué)號(hào)即為云教學(xué)系統(tǒng)賬號(hào)，享受云服務(wù)，如云主機(jī)、云學(xué)習(xí)、云測(cè)評(píng)。本課程的教學(xué)過(guò)程能夠以最接近實(shí)際的方式方法展開(kāi)，好比為每位學(xué)生提供一臺(tái)單獨(dú)主機(jī)一樣，任由學(xué)生發(fā)揮。在云主機(jī)系統(tǒng)環(huán)境下，學(xué)生可以進(jìn)行環(huán)境搭建學(xué)習(xí)，如安裝與配置 Apache、MySQL、PHP等服務(wù)。以往的教學(xué)機(jī)房帶還原卡，學(xué)生安裝的MySQL配置、優(yōu)化成果等根本無(wú)法保存，打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。利用云主機(jī)，學(xué)生每次課完成的任務(wù)能夠很好地記錄和保存，配合完善的云測(cè)評(píng)系統(tǒng)，自動(dòng)給出每次任務(wù)成績(jī)，供教師實(shí)時(shí)參考學(xué)生完成情況，調(diào)整教學(xué)策略。

（2）翻轉(zhuǎn)課堂式的在線任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)

根據(jù)本課程的教學(xué)內(nèi)容和任務(wù)目標(biāo)，把開(kāi)發(fā)一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)項(xiàng)目細(xì)分為多個(gè)任務(wù)，如MySQL環(huán)境配置、建庫(kù)建表、數(shù)據(jù)處理與視圖、數(shù)據(jù)庫(kù)安全與性能優(yōu)化、PHP訪問(wèn)MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)等。這樣根據(jù)課時(shí)安排，每個(gè)任務(wù)由一次或者多次課來(lái)完成。每次下課前，教師會(huì)布置下節(jié)課任務(wù)，基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，學(xué)生在課外完成任務(wù)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，而課堂變成了師生互動(dòng)答疑解惑的場(chǎng)所，從而達(dá)到更好的教學(xué)效果。上課時(shí)，因基于云計(jì)算平臺(tái)教學(xué)，教師的課件、課程內(nèi)容等教學(xué)資源在云端存儲(chǔ)，不用擔(dān)心U盤(pán)損壞和遺失造成教學(xué)問(wèn)題。教師讓學(xué)生登錄云教學(xué)系統(tǒng)考勤，采用廣播式教學(xué)講解本次課任務(wù)目標(biāo)及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。對(duì)不知如何實(shí)現(xiàn)的任務(wù)，由教師引導(dǎo)，利用電子教室演示完成該任務(wù)方法，也可以學(xué)生跟著教師操作，有助于學(xué)生按時(shí)完成任務(wù)。學(xué)生因需要完成本次課任務(wù)，而且每次任務(wù)成績(jī)將記錄下來(lái)作為平時(shí)成績(jī)，這樣每堂課學(xué)習(xí)任務(wù)目標(biāo)明確，能調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性完成任務(wù)。在這一過(guò)程中，最重要的是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、解決問(wèn)題能力。

（3）基于云網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)素質(zhì)教學(xué)

在云環(huán)境下授課的好處在于可以隨時(shí)使用搜索引擎解決疑難問(wèn)題，需要掌握的知識(shí)也可以通過(guò)搜索引擎獲得，這樣可以拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)視野，有助于能力培養(yǎng)。比如學(xué)習(xí)PHP、MySQL可以查看PHP手冊(cè)、MySQL手冊(cè)等網(wǎng)絡(luò)資源，來(lái)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本門(mén)課知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力。

基于本門(mén)課程是實(shí)踐操作性很強(qiáng)的課程，也可提供阿里云等云虛擬主機(jī)或者云服務(wù)器之類(lèi)的網(wǎng)絡(luò)資源，讓學(xué)生嘗試動(dòng)手對(duì)完成的任務(wù)項(xiàng)目進(jìn)行發(fā)布、更新和維護(hù)等操作。

本門(mén)課另外的學(xué)習(xí)目的就是培養(yǎng)計(jì)算機(jī)素質(zhì)。①要學(xué)會(huì)使用搜索引擎解決問(wèn)題。遇到問(wèn)題或者程序出錯(cuò)時(shí)，首先試圖在書(shū)中找到答案；如果書(shū)中沒(méi)有答案，通過(guò)百度搜索引擎找到問(wèn)題所在（意在鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力、自主解決問(wèn)題的能力）； 如果問(wèn)題依舊沒(méi)有解決，首先考慮與其他同學(xué)協(xié)商解決（意在培養(yǎng)協(xié)同能力），直至請(qǐng)教教師，解決該問(wèn)題。②學(xué)會(huì)如何找到知識(shí)比掌握知識(shí)細(xì)節(jié)更重要。③學(xué)會(huì)自學(xué)比學(xué)會(huì)知識(shí)更重要，會(huì)學(xué)知識(shí)比學(xué)會(huì)知識(shí)更重要?！皩W(xué)會(huì)知識(shí)”層次較低，即學(xué)會(huì)了某個(gè)具體的知識(shí)?！皶?huì)學(xué)知識(shí)”層次較高，意在強(qiáng)調(diào)自學(xué)能力。本門(mén)課程全程機(jī)房教學(xué)優(yōu)勢(shì)也在于此，讓學(xué)生通過(guò)搜索引擎等在網(wǎng)絡(luò)的海洋里自由暢游，全面激發(fā)其學(xué)習(xí)潛力[8]。

3.云學(xué)習(xí)

在云計(jì)算環(huán)境中，圍繞學(xué)習(xí)服務(wù)，建立云知識(shí)、云任務(wù)、云資源、云網(wǎng)站等關(guān)鍵模型，利用軟件架構(gòu)和Web互動(dòng)技術(shù)開(kāi)發(fā)開(kāi)放式的學(xué)習(xí)系統(tǒng)。學(xué)生在任何時(shí)間，只要有網(wǎng)絡(luò)即可登錄Web平臺(tái)或者手機(jī)App進(jìn)行學(xué)習(xí)。

利用云平臺(tái)來(lái)有效整合教學(xué)資源，能夠充分利用教學(xué)資源進(jìn)行統(tǒng)一教學(xué)。在云中儲(chǔ)存以及發(fā)布教學(xué)資源，能夠使學(xué)習(xí)者充分獲取學(xué)習(xí)資源，隨時(shí)隨地開(kāi)展課程學(xué)習(xí)活動(dòng)，根據(jù)自己的需求來(lái)獲取學(xué)習(xí)資源，并及時(shí)和教師展開(kāi)互動(dòng)交流， 從而達(dá)到虛擬化教學(xué)目的。

4.云測(cè)評(píng)

傳統(tǒng)的考試系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)或者B/S架構(gòu)，服務(wù)器端配置比較復(fù)雜，升級(jí)維護(hù)工作量比較大，對(duì)硬件、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)要求都比較高?；谠朴?jì)算的考試系統(tǒng)，所有資源都存儲(chǔ)在云端，數(shù)據(jù)處理在云端運(yùn)行，不需要購(gòu)置昂貴的考試服務(wù)器軟硬件系統(tǒng)，大幅度節(jié)省開(kāi)支。傳統(tǒng)考試系統(tǒng)硬件、軟件產(chǎn)品正在向云端轉(zhuǎn)移，教師只需要通過(guò)云端部署各類(lèi)考試、練習(xí)，學(xué)生可以在PC、手機(jī)、平板上安裝云客戶端，實(shí)現(xiàn)隨處考試、隨處練習(xí)?？荚?、練習(xí)結(jié)果自動(dòng)上傳到云服務(wù)器，管理人員可隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。

針對(duì)《MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)》課程，云考試系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)上機(jī)操作考試以及編程題的動(dòng)態(tài)評(píng)分。學(xué)生輸入學(xué)號(hào)即可進(jìn)行考試或者練習(xí)，試題數(shù)據(jù)加密傳輸，確?？荚嚢踩??？荚嚱Y(jié)果自動(dòng)上傳存檔，確保評(píng)分規(guī)范透明。教師可對(duì)考試和練習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、查詢(xún)、導(dǎo)出。云服務(wù)器保存的學(xué)生練習(xí)、考試數(shù)據(jù)十分豐富，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘和分析，教研室、教務(wù)處等部門(mén)可以對(duì)學(xué)生答題情況進(jìn)行對(duì)比，為決策提供幫助。

本門(mén)課以云測(cè)評(píng)平臺(tái)系統(tǒng)記錄和考評(píng)整個(gè)教學(xué)過(guò)程，達(dá)到平時(shí)、實(shí)驗(yàn)、期末考試都由系統(tǒng)考評(píng)，從系統(tǒng)中導(dǎo)出學(xué)生成績(jī)直接提交教務(wù)處的教學(xué)管理系統(tǒng)，整個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化、無(wú)紙化、規(guī)范化和陽(yáng)光化。使用云測(cè)試可以按照自身需求自由組織考試，即時(shí)得到測(cè)評(píng)結(jié)果，不只是可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)化考試，而且能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的計(jì)算機(jī)能力的自動(dòng)測(cè)評(píng)。

三、基于教學(xué)云平臺(tái)的教學(xué)應(yīng)用情況分析

中國(guó)民航飛行學(xué)院計(jì)算機(jī)工程教研室經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐，自2016年采用云教學(xué)整體方案貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程。在云教學(xué)、云學(xué)習(xí)、云測(cè)試基礎(chǔ)上，徹底對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革，實(shí)現(xiàn)了本教研室所帶的全部課程全程網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)化考試，經(jīng)過(guò)兩年實(shí)踐教學(xué)，教學(xué)效果明顯改善。學(xué)生平均分?jǐn)?shù)對(duì)比，不及格率大大下降。云計(jì)算輔助教學(xué)是一個(gè)十分重要的教學(xué)模式，因此教師們必須要加強(qiáng)這方面的探索和應(yīng)用。

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（編輯：魯利瑞）