基于行業(yè)的新一代信息技術(shù)職業(yè)技能訓(xùn)練框架構(gòu)建探索
——以云計(jì)算技術(shù)為例

梁 朝

（江西財(cái)經(jīng)職業(yè)學(xué)院，江西 九江 332000)

我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入了以新一代信息技術(shù)為主導(dǎo)的數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代。在各行業(yè)中，新一代信息技術(shù)融入和應(yīng)用越來(lái)越廣泛，作為信息化建設(shè)的重要支撐和基礎(chǔ)，新一代信息技術(shù)人才在培養(yǎng)方面也存在相應(yīng)問(wèn)題，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，傳統(tǒng)的課程體系不能滿足信息化技術(shù)發(fā)展對(duì)人才的需求；第二，在課程內(nèi)容設(shè)計(jì)、實(shí)踐項(xiàng)目開(kāi)發(fā)等方面不能滿足行業(yè)實(shí)際需求；第三，教師隊(duì)伍建設(shè)不能適應(yīng)信息化技術(shù)發(fā)展對(duì)教師素質(zhì)的要求。

因此，需要按照不同行業(yè)特點(diǎn)和崗位需求制定培訓(xùn)內(nèi)容方案。首先，要根據(jù)行業(yè)對(duì)信息技術(shù)人才的專業(yè)知識(shí)與能力要求設(shè)計(jì)培訓(xùn)內(nèi)容。最后，要以信息化發(fā)展趨勢(shì)為背景開(kāi)展學(xué)生培訓(xùn)工作，促進(jìn)學(xué)生隊(duì)伍適應(yīng)信息化技術(shù)發(fā)展的需要。

1 新一代信息技術(shù)需求與背景分析

1.1 新一代信息技術(shù)特點(diǎn)及主要應(yīng)用

新一代信息技術(shù)包括大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等，它是基于傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的重構(gòu)，以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，云計(jì)算為支撐，物聯(lián)網(wǎng)為平臺(tái)，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)信息資源的收集、處理、存儲(chǔ)和分析，對(duì)傳統(tǒng)資源進(jìn)行全面優(yōu)化，提高資源的利用率，創(chuàng)造新的價(jià)值。

其主要特點(diǎn)包括：數(shù)據(jù)來(lái)源更加廣泛；數(shù)據(jù)類型更加豐富；數(shù)據(jù)處理更加復(fù)雜；數(shù)據(jù)處理過(guò)程更加動(dòng)態(tài)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式更加多樣等。新一代信息技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，從金融到醫(yī)療到教育到政府管理再到工業(yè)制造等多個(gè)行業(yè)均涉及其應(yīng)用，并在實(shí)際生產(chǎn)生活中得到廣泛應(yīng)用。

1.2 行業(yè)需求及對(duì)人才能力的要求

信息技術(shù)行業(yè)具有發(fā)展快、應(yīng)用廣、涉及面廣等特點(diǎn)，隨著我國(guó)信息化進(jìn)程的深入，信息技術(shù)行業(yè)對(duì)專業(yè)人才的需求也日趨多樣化，涵蓋了工業(yè)信息化、教育信息化以及其他各領(lǐng)域。當(dāng)前信息技術(shù)行業(yè)的需求和發(fā)展都與以往不同，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1) 行業(yè)間分工細(xì)化，傳統(tǒng)的崗位職責(zé)不斷被打破，同時(shí)對(duì)崗位的要求也越來(lái)越高；2) 新技術(shù)應(yīng)用速度加快，這不僅體現(xiàn)在業(yè)務(wù)領(lǐng)域，而且體現(xiàn)在組織管理領(lǐng)域；3) 產(chǎn)業(yè)融合度加深，產(chǎn)業(yè)鏈不斷向上下游延伸，產(chǎn)業(yè)邊界不斷模糊；4) 信息技術(shù)的應(yīng)用對(duì)安全保障提出了更高要求。 上述新情況新需求對(duì)人才提出了更高的要求。

1.3 高校人才培養(yǎng)現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)

近年來(lái)，隨著科技的迅猛發(fā)展，信息技術(shù)正向著多元化、融合化、智能化發(fā)展。從行業(yè)層面看，信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)涵蓋了軟件、硬件、集成電路、網(wǎng)絡(luò)通信等多個(gè)領(lǐng)域，是推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的核心引擎之一。在信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的大背景下，高校作為人才培養(yǎng)的主陣地，如何從行業(yè)層面出發(fā)優(yōu)化學(xué)科專業(yè)體系成為亟待解決的問(wèn)題。 隨著人工智能、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等新一代信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，“人工智能+”“5G+”“物聯(lián)網(wǎng)+”等新模式層出不窮，給高校人才培養(yǎng)帶來(lái)了新挑戰(zhàn)。高校傳統(tǒng)人才培養(yǎng)體系存在課程體系滯后于行業(yè)發(fā)展、知識(shí)結(jié)構(gòu)單一、學(xué)習(xí)內(nèi)容單調(diào)等問(wèn)題。為了更好地培養(yǎng)新一代信息技術(shù)行業(yè)高素質(zhì)技能人才，以本校現(xiàn)有的新一代信息技術(shù)——云計(jì)算為例，探索相關(guān)的技能訓(xùn)練框架，讓學(xué)生更好地適應(yīng)行業(yè)需求。

2 云計(jì)算技術(shù)簡(jiǎn)介

云計(jì)算的概念是由谷歌公司于2006年提出的，它是由分布式計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、并行計(jì)算等技術(shù)融合與發(fā)展而來(lái)的一種新的計(jì)算模型，它將計(jì)算任務(wù)分布在由大量計(jì)算機(jī)組成的資源池中，使用戶能夠按需獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和信息服務(wù)。云計(jì)算被稱為繼PC、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次革新浪潮。從本質(zhì)上講，云計(jì)算通過(guò)對(duì)計(jì)算資源的虛擬化、組織、分配和使用，實(shí)現(xiàn)了池化資源的合理配置，避免了計(jì)算過(guò)程的資源重復(fù)和浪費(fèi)，從而提高計(jì)算資源的利用率[2]。

它在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，一方面是計(jì)算機(jī)技術(shù)的革新，市場(chǎng)規(guī)律的要求，數(shù)據(jù)密集型計(jì)算技術(shù)的擴(kuò)展，另一方面也是網(wǎng)絡(luò)功能不斷豐富的必然趨勢(shì)。它作為一種新的運(yùn)行模式，或者說(shuō)是一種新的信息服務(wù)概念，它的發(fā)展正逐步走向成熟。

3 云計(jì)算技能訓(xùn)練框架

3.1 云計(jì)算技能知識(shí)體系

隨著云計(jì)算逐漸從IaaS 向PaaS 和SaaS 轉(zhuǎn)換，云計(jì)算的技術(shù)生態(tài)也在不斷發(fā)展和完善，云計(jì)算自身的功能邊界也在不斷得到拓展，相信在產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)階段，云計(jì)算將進(jìn)一步深入到產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，打造出更多基于行業(yè)的“全棧云”。將云計(jì)算環(huán)境下應(yīng)用型人才培養(yǎng)中所涉及的專業(yè)知識(shí)體系進(jìn)行總結(jié)，如圖1所示：

圖1 云計(jì)算專業(yè)知識(shí)體系框架

從技術(shù)體系結(jié)構(gòu)上來(lái)看，云計(jì)算涉及虛擬化技術(shù)(KVM、Xen) 、分布式文件系統(tǒng)、信息安全、資源管理等諸多部分。

虛擬化技術(shù)：虛擬化是一種資源管理技術(shù)，它將計(jì)算機(jī)的各種實(shí)體資源(CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等）予以抽象和轉(zhuǎn)化出來(lái)，并提供分割、重新組合，以達(dá)到最大化利用物理資源的目的。這里以服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)為例。傳統(tǒng)物理機(jī)模式，服務(wù)器資源利用率普遍較低，且無(wú)法共享，由此衍生出各種問(wèn)題，而虛擬化技術(shù)解決了服務(wù)器硬件與操作系統(tǒng)之間緊耦合關(guān)系，從而能夠進(jìn)行禮物資源共享，復(fù)用等操作。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在物理服務(wù)器計(jì)算模式場(chǎng)景中，服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸需要依賴于物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備而在虛擬化場(chǎng)景中，云主機(jī)之間數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)虛擬化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，更靈活，效率更高。

分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)：通過(guò)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的物理設(shè)備中， 能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡、故障節(jié)點(diǎn)自動(dòng)接管、具有高可靠性，高可用性、高可擴(kuò)展、無(wú)單點(diǎn)故障問(wèn)題。

資源管理技術(shù)：云計(jì)算需要對(duì)分布的、海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，因此，資源管理技術(shù)必須能夠高效地管理大量的數(shù)據(jù)[3]。

云計(jì)算環(huán)境下，學(xué)生需要具備以下能力：

1) 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)能力，包括數(shù)據(jù)的傳輸、存儲(chǔ)等基本網(wǎng)絡(luò)功能，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全進(jìn)行管理。學(xué)生需要具備根據(jù)需求構(gòu)建簡(jiǎn)單、易部署的云服務(wù)器并管理云服務(wù)器的能力。同時(shí)，學(xué)生還需要具備在設(shè)備、系統(tǒng)層面上構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)认嚓P(guān)流程并對(duì)相關(guān)流程進(jìn)行控制的能力。

2) 數(shù)據(jù)處理能力，包括對(duì)海量數(shù)據(jù)的處理和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，并利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行決策。學(xué)生需要具備對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理、存儲(chǔ)的能力，以及在分析結(jié)果中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出改進(jìn)方案并執(zhí)行的能力。

3) 系統(tǒng)規(guī)劃能力，包括根據(jù)應(yīng)用需求以及計(jì)算資源所能承載的任務(wù)量規(guī)劃計(jì)算資源并進(jìn)行管理。學(xué)生需要具備對(duì)計(jì)算資源及管理任務(wù)進(jìn)行規(guī)劃并實(shí)現(xiàn)的能力，以有效應(yīng)對(duì)移動(dòng)云計(jì)算環(huán)境下任務(wù)量增多導(dǎo)致的計(jì)算需求增大現(xiàn)象。

4) 智能處理能力，包括根據(jù)不同需求和用戶習(xí)慣構(gòu)建不同類型云服務(wù)器，通過(guò)對(duì)計(jì)算任務(wù)進(jìn)行調(diào)度以及實(shí)現(xiàn)各種用戶界面和應(yīng)用，以應(yīng)對(duì)用戶使用云服務(wù)器的習(xí)慣。同時(shí)，學(xué)生還需要具備根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求靈活分配計(jì)算任務(wù)資源，以有效應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)需求變化導(dǎo)致的計(jì)算任務(wù)變化現(xiàn)象。

5) 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用能力，包括如何應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)處理大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行管理。學(xué)生需要具備將物聯(lián)網(wǎng)中收集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、加工并展示給用戶的能力。

如果要想形成一個(gè)相對(duì)比較完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)，除了上述技能之外，還需要掌握操作系統(tǒng)(Linux) 體系結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)服務(wù)搭建、系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)庫(kù)、運(yùn)維監(jiān)控、腳本編程，以及分布式網(wǎng)絡(luò)等知識(shí)。所以云計(jì)算技術(shù)的學(xué)習(xí)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。學(xué)習(xí)云計(jì)算技術(shù)，除了要具備一定的技術(shù)基礎(chǔ)之外，還需要對(duì)云計(jì)算技術(shù)體系結(jié)構(gòu)有一個(gè)整體上的認(rèn)知能力，而且要緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和行業(yè)應(yīng)用需求來(lái)調(diào)整自己的研究方向，比如當(dāng)前最火熱的軟件Chatgpt、Notion等。未來(lái)，云計(jì)算作為人工智能技術(shù)的重要支撐平臺(tái)，必然會(huì)發(fā)揮出越來(lái)越大的作用。

3.2 技能訓(xùn)練方案

本平臺(tái)采用了“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”設(shè)計(jì)思路，結(jié)合云計(jì)算技術(shù)，為用戶設(shè)計(jì)了一整套較為完整的技能訓(xùn)練方案。該方案使用戶可以按照實(shí)際操作任務(wù)要求進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而獲得更好的技能訓(xùn)練效果。該方案中采用了多種輔助資源，如視頻、音頻、圖片等各種類型的資源以及練習(xí)題、試題、進(jìn)度條等各種類型的數(shù)據(jù)，并由系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)任務(wù)和目標(biāo)進(jìn)行計(jì)算后返回給用戶。

例如：某企業(yè)計(jì)劃搭建私有云平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)資源的池化彈性管理、企業(yè)應(yīng)用的集中管理、統(tǒng)一安全認(rèn)證和授權(quán)管理。按照給出的云平臺(tái)架構(gòu)進(jìn)行IaaS、PaaS、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)部署及運(yùn)維管理，并進(jìn)行云存儲(chǔ)開(kāi)發(fā)、大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用開(kāi)發(fā)和微信小程序開(kāi)發(fā)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)相關(guān)布局。

以IaaS云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)為例，通過(guò)分析繪制該項(xiàng)目的流程圖，如圖2所示。

圖2 項(xiàng)目實(shí)施的流程圖

根據(jù)需求分析我們可以按照以下幾個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行：

1) 基礎(chǔ)配置

關(guān)閉防火墻和安全內(nèi)核(SElinux) ，使得2 臺(tái)服務(wù)器之間能夠順利通信；注：在云主機(jī)中默認(rèn)SElinux和防火墻都是關(guān)閉的，如果使用虛擬機(jī)，就需要完成該步驟。

根據(jù)需求進(jìn)行前期準(zhǔn)備與節(jié)點(diǎn)規(guī)劃，這里可以采用雙節(jié)點(diǎn)搭建，一個(gè)節(jié)點(diǎn)為controller 控制節(jié)點(diǎn)，另一個(gè)為computer計(jì)算節(jié)點(diǎn)，并規(guī)劃好對(duì)應(yīng)的IP地址。此平臺(tái)搭建所需要的環(huán)境和軟件如下所示：

使用鏡像文件CentOS-7-x86_64-DVD-1908.iso進(jìn)行操作系統(tǒng)安裝。安裝前需要對(duì)虛擬機(jī) VMware Workstation Pro 15 進(jìn)行環(huán)境配置，例如：開(kāi)啟VT 虛擬化，配置相應(yīng)網(wǎng)卡信息等。

使用搭建的遠(yuǎn)程連接工具：finalshell

搭建方式：采用雙節(jié)點(diǎn)搭建，一個(gè)節(jié)點(diǎn)為controller 控制節(jié)點(diǎn)，另一個(gè)為computer 計(jì)算節(jié)點(diǎn)，Controller節(jié)點(diǎn)運(yùn)行在服務(wù)端，Computer節(jié)點(diǎn)運(yùn)行在客戶端。

節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃如表1所示：

表1 節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

通過(guò)finalshell 遠(yuǎn)程連接工具連接controller 節(jié)點(diǎn)和computer 節(jié)點(diǎn)，即控制節(jié)點(diǎn)和計(jì)算節(jié)點(diǎn)，并分別配置2 臺(tái)主機(jī)的IP 地址和主機(jī)名。將網(wǎng)絡(luò)獲取方式改為static 模式，并重啟網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(systemctl restart ens**) ，檢查網(wǎng)絡(luò)是否暢通。

2) 配置yum源

通過(guò)finalshell 軟件上傳鏡像文件，并配置相應(yīng)的Yum 源。Controller 節(jié)點(diǎn)的本地yum 源文件為local_cont.repo，配置ftp相關(guān)服務(wù)，使配置根目錄指向存放local_cont.repo的路徑；Computer節(jié)點(diǎn)的yum源文件為local_com.repo，此時(shí)使用Controller 節(jié)點(diǎn)ftp 服務(wù)作為本地yum源。

yum源的配置過(guò)程如下圖3所示：

圖3 yum源的配置過(guò)程

配置ftp服務(wù)，并設(shè)置為開(kāi)機(jī)啟動(dòng)。

3) 在節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建一個(gè)空分區(qū)

在compute 節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行空白分區(qū)的劃分cinder 存儲(chǔ)和swift存儲(chǔ)。

4) 安裝iaas-xiandian(conputer、controller)

當(dāng)2 臺(tái)服務(wù)器都配置完畢以后，通過(guò)本地鏡像文件來(lái)安裝私有云服務(wù)，安裝命令如下：yum install -y iaas-xiandian，并修改相應(yīng)的配置文件。

5) 腳本安裝

通過(guò)腳本安裝各個(gè)組件服務(wù)（數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)、keystone服務(wù)、glance服務(wù)、nova服務(wù)等）。

3.3 評(píng)價(jià)機(jī)制與管理

在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)也是人才培養(yǎng)目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。為了提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量，需要建立起一套完善的評(píng)價(jià)機(jī)制和管理機(jī)制。

目前，云計(jì)算環(huán)境下的教學(xué)模式改革取得了一定成效，但也面臨一些問(wèn)題。例如：如何提升教師水平是問(wèn)題之一。雖然在云計(jì)算環(huán)境下，教師可以利用云平臺(tái)建立自己的教學(xué)空間，但是由于時(shí)間、空間等方面因素限制，教師在云平臺(tái)上開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)很難達(dá)到實(shí)時(shí)互動(dòng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、移動(dòng)學(xué)習(xí)等效果。同時(shí)，學(xué)生由于缺乏專業(yè)老師的指導(dǎo)，很難針對(duì)云平臺(tái)開(kāi)展相關(guān)課程[4]。另外，由于目前我國(guó)尚未出臺(tái)針對(duì)云計(jì)算環(huán)境下應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案及教學(xué)模式改革的相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)，因此缺乏具體指導(dǎo)意見(jiàn)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，這也給教師開(kāi)展相關(guān)工作帶來(lái)了一定的難度。針對(duì)這些問(wèn)題，可以通過(guò)以下措施進(jìn)行解決：

1) 加強(qiáng)校企合作。校企合作是高校推進(jìn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)改革的有效途徑。通過(guò)校企合作實(shí)現(xiàn)專業(yè)共建、課程共通、教材共編、實(shí)踐基地共享、教學(xué)資源共用等資源建設(shè)方式，建立校企合作育人平臺(tái)，以校企雙方優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、互惠互利為原則，在教育教學(xué)中培養(yǎng)企業(yè)需要的人才。

2) 改革教學(xué)方式方法。云計(jì)算環(huán)境下的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革不是一種簡(jiǎn)單的教學(xué)手段改變和教學(xué)方式升級(jí)，而是一個(gè)綜合性、系統(tǒng)性、創(chuàng)新性工程，是一個(gè)系統(tǒng)工程。因此，必須建立起一套完整的評(píng)價(jià)體系和管理機(jī)制來(lái)進(jìn)行監(jiān)督管理。

4 結(jié)束語(yǔ)

云計(jì)算環(huán)境下，利用現(xiàn)有的教學(xué)資源，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，結(jié)合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)[5]，采用靈活有效的教學(xué)方法和手段，建立基于移動(dòng)云計(jì)算環(huán)境的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案及教學(xué)模式改革方案，創(chuàng)新了云計(jì)算環(huán)境下的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。以云平臺(tái)為基礎(chǔ)的技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)新模式能夠較好地滿足學(xué)生多元化學(xué)習(xí)需求，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。為了更好地解決在云計(jì)算環(huán)境下教學(xué)效果評(píng)估、教學(xué)反饋和教學(xué)質(zhì)量控制等問(wèn)題，提出了相應(yīng)的解決方案。雖然基于云計(jì)算的人才培養(yǎng)模式與傳統(tǒng)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式存在一定的差異，但本研究提出的方案能夠較好地解決高校在云計(jì)算環(huán)境下應(yīng)用型人才培養(yǎng)所面臨的問(wèn)題。在未來(lái)，將進(jìn)一步研究如何利用現(xiàn)代信息技術(shù)與教育深度融合進(jìn)行應(yīng)用型人才培養(yǎng)改革。