高等學校計算機公共基礎課的資源共享機制研究

[摘 要]當前，高等學校中各個院系和專業的學生都需要修學一些計算機公共基礎課，尤其是在IT技術高速發展的背景下，高級編程C語言程序設計成為必修課。對于非計算機專業的學生來說，雖然課程大綱要求比起計算機專業的要求已經低了很多，但學生們仍然無法輕松掌握基本知識點。教學過程中存在著理論和實踐脫節、課時較少、輔導力不足等現象，導致最終的學習效果并不是很理想。針對以上問題，基于“粵教云”工程背景，可以提出一種面向公共基礎課的資源共享機制，并以C語言程序設計為例進行說明。

[關鍵詞]計算機公共基礎課 資源共享 粵教云 C語言程序設計

[中圖分類號] G434[文獻標識碼] A[文章編號] 2095-3437（2015）06-0093-03

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020）》重申：要把教育信息化納入國家信息化發展整體戰略，超前部署教育信息網絡。要建立開放靈活的教育資源公共服務平臺，促進優質教育資源普及共享。其中，教育資源公共服務平臺建設是教育教學信息化的重心，滿足廣大師生對優質教育資源的迫切需求，同時，將名師先進的教學理念和方法進行有效傳播，全面提高教學質量，推進教育均衡發展。

一、簡介

目前，高等學校中公共基礎課如高等數學、大學英語、計算機基礎以及高級語言C程序設計等并沒有一個系統的管理機制，導致任課老師各行其道，教學進度和具體內容偏差頗大。同時，對于一些需要結合實驗課增進知識掌握的課程，理論和實踐相分離，成為兩門獨立的課程，使學生無法把實驗和理論知識緊密結合，出現嚴重的脫節現象。而這背后隱藏的問題是缺少優質資源的統一管理和共享，例如精品課課件、大綱、視頻以及習題庫等，阻礙了知識跨班、跨院、跨校的傳播與推廣，最終導致教學水平良莠不齊，教學效果好壞不一，學生對基礎知識的掌握達不到預期的水平。這些問題的存在勢必需要從根本上對計算機公共基礎課程的教學管理實施改革。

本文提出的資源共享機制依托于“粵教云”工程，“粵教云”計劃是廣東省人民政府辦公廳《關于加快推進我省云計算發展的意見》（粵府辦[2012]84號）確定的七大重點示范應用項目之一，也是《廣東省教育信息化“十二五”發展規劃》（粵教電[2012]1號）確定的五大行動計劃之一。目前“粵教云”工程僅在全省中小學范圍推廣，并未涵蓋高等教育領域。而當前教育信息化正面臨從“資源消耗型”建設方式向“以用戶為中心”的服務型發展模式轉變，教育云服務實現了跨地域的海量知識傳播與共享，促進教育公平和均衡發展，這也正是當前高校優質教育資源急需的共享服務。[1] [2] [3]下面就以計算機公共基礎課C語言程序設計為例，對教學中存在的具體問題進行分析求解。

二、教育資源共享現狀分析

目前，教育資源已經逐漸實現局部共享，但是仍未完善，其中存在著明顯的弊病，列舉一二如下。

（一）“信息孤島”現象嚴重

各高校已經開展了一系列基于云計算技術的共享平臺建設，例如：北京工業大學采用IBM云計算解決方案，打造“北京工業大學云計算實驗平臺”，為校內和校外用戶提供高性能計算服務，同時也為并行計算、虛擬化技術等課程提供實驗平臺;北京郵電大學采用開源的Eucalyptus構建云計算平臺，提供校園信息門戶、校園移動門戶、通用教學平臺（如教育視頻分發）和開放虛擬實驗室等服務;北京科技大學校園云計算平臺提供了虛擬機自助服務以及多種科研工具軟件的租賃使用;大連理工大學、蘭州大學和中山大學等也構建了整合校園資源的私有云。但是各高校往往根據自己的需要，遵循著不同的建設標準和規范來開發、建立資源庫以及應用平臺，從而給高校間的教學資源共享帶來障礙。而且部分高校的共享平臺通常通過IP地址限制，只對本校學生開放，校際間的資源共享平臺還很欠缺。[4] [5] [6]加之，各高校的資源在形式上和邏輯上都比較分散，大大限制了高校間優質教學資源的互通，“信息孤島”現象依然存在。

（二）共享積極性缺失

高校往往自給自足，無法對優質教學資源、教學設備和師資進行非營利性共享。[7] [8]此外，由于各高校學科專業不同，對教學資源共享的需求及利益訴求各不相同，影響了一部分高校參與的積極性。中國高等教育文獻保障系統（CALIS）的數字圖書館云平臺為用戶提供文獻資源和應用的共享及租用服務。中國教育網體檢中心為教育網用戶提供了“云安全”服務，包括木馬檢測、不良信息檢測、系統軟件和應用軟件漏洞檢測等。中國學術會議在線云服務提供了學術會議視頻資源的存儲、直播和點播服務。[9]

綜觀上述現有相關項目，其應用范圍有限，無法充分顯示和利用云計算為大規模用戶提供公共服務的優勢，沒有為區域性各高校的師生教與學的主流業務提供完整的解決方案。尤其對于計算機公共基礎課的教學來說，更是急需具體改革。

三、計算機公共基礎教學中出現的問題

首先，公關基礎課的授課對象是除了計算機專業以外的各個學科的廣大學生，也包括藝術類等文科生。他們沒有任何相關的專業基礎，甚至缺乏工程性思維。所以，對于此類學生，C語言程序設計幾乎和天書一樣，學生最多認識其中的幾個英文單詞，卻無法理解為何幾個簡單的語句就能夠指揮計算機完成一系列的工作。教師們則需要花更多的心思去啟蒙、引導，然后才是耐心地講解。這就關系到一個授課模式的問題，而高校的教師資源無法形成一個統一的調配和培訓。

其次，進行非計算機專業的公共基礎課授課，教學大綱需要深入淺出，從學生的基礎出發制訂。授課所用的課件都需要任課教師自己制作，無法達到一個統一的標準，教學質量參差不齊。C語言程序設計教學中，傳統的教材大多選用譚浩強老師編制的《C語言程序設計》一書，但也存在幾個版本。某些院校發動本校教師自行編纂教材，但多為相互借鑒之作，而各個班級訂書又都是獨立的，因此教材的選用對于高質量教學至關重要。

再次，還有一個重要的導致教學效果差的因素是把課堂教授和實驗實訓割裂開來，使理論和實踐脫節。授課教師無法了解學生掌握理論的程度，學生也不能及時將課堂知識付諸實驗，再加上非計算機專業學生本就感覺計算機程序學習猶如隔山一般困難，且學習環節搭配松散，更加無法對理論知識加深理解。曾經有一個學生上課認真聽講，回答問題積極，是少有的好學生之一。在講過整除符號/數周之后，仍然拿著實驗冊來問：“老師，b=1.0 / a;為什么這里要加1.0，而不是1呢？”這是我課上反復強調過的內容，但只是板書強調并不能加深學生印象，如果講完之后，馬上運行程序查看結果，那么學生的印象就會更為深刻。

因此，在實際教學過程中，急需教學改革，以將優質教學資源、精品課課件、實驗課指導等集中管理，實現區域化共享機制，使得教學方法、內容、方式、要求都有統一的標準，并將授課與實驗合并為一體，同步前進，才能達到較好的教學效果。

四、關鍵解決技術

本文以“粵教云”工程為背景，依托云計算框架，借鑒其他教學精品課共享機制的經驗[10]，整合高等學校優質教育資源，打造高等教育云服務平臺，為廣大師生提供高效、方便和快捷的學習通道。

（一）整合優質資源，構建教育資源超市

“優質教育資源超市”服務是適應富媒體技術發展及教育信息化發展進程中面向區域高可用性數字化優質資源共享和應用打造的應用服務，提供網絡教材與電子書的上傳、下載、使用和演變擴展功能，并將這些功能覆蓋到區域性數字內容聚合和共享服務中，支撐更為例?；臄底仲Y源聚合、共享和應用。對于高等院校的計算機公共課教學更需要如此的數字化聚合平臺，以將教材、課件、習題等資源共享使用，尤其對于C語言程序設計課程來說，將精品課教程放到教育資源超市中，面向區域共享，可以統一標準，通過數字內容管理技術支撐，實現數字化資源的可重用性和可擴展性。

首先，架構“超市”，將精品課、電子教材、試題庫等上傳至后臺數據庫。用戶可根據各自的賬號和密碼登錄到超市平臺，按需選取，下載相關的教學資料，同區域的標準可通過權限設置來控制從而進行統一化。教師用戶也可以開辟考試專區和習題專區，用于小范圍教學單位進行統一的測試，測試區具備上傳和評估功能，能夠實時做批改，輸出成績。

基本的網絡化教材閱讀功能包括：翻頁、目錄導航、頁面縮放、筆記及筆記分享、閱讀標簽、資源檢索、資源瀏覽、資源下載、資源上傳。提供“在線批注”、“協同閱讀”、“概念圖”、“語音聽讀”、“角色扮演”、“背誦輔助”、“智能問答”、“在線語法”、“浮動詞典”、“電子檔案袋”、“詞語助記”等便捷、高效的交互式學習功能，以互動智能方式支持多樣化教學活動。

（二）基于云計算技術，打造實驗平臺，適應高等院校實際問題

1.海量數據云存儲技術

改造現有的存儲體系，適應按需存儲服務需求，要研究支持異構和并發服務的大規模數據存儲體系結構和核心技術。通過云存儲服務實現本地數據與云中數據的安全同步、備份和對外共享。伴隨課堂的理論講解，可以同時登錄云平臺，通過教師賬號和學生賬號分別訪問C語言實驗系統，學生完成的習題或測試可以實時上傳到云端，教師可以利用云端及時地做出評判和糾正錯誤，達到立竿見影的效果。

2.智能人機交互技術研究

增強多模態人機交互能力，實現“識聽、善寫、會看”，在聽覺通道上，內置語音合成和語音識別引擎，方便程序和用戶之間的交流;通過智能人機界面和智能語音控制技術，可以讓學生在眾多的音視頻教育資源中簡便、準確地定位到目標，在海量教育資源中快速找到自己所需的教育資源，更有效地發揮優質資源的使用價值?？梢詫崿F邊聽課、邊提問、邊編程的理想教學狀態，對于C語言教學更為重要。

五、結論

在傳統的計算機公共基礎課教學中存在很多現實問題，以C語言程序設計為例就會出現理論與實驗脫節、教學效果不佳的現象。針對此問題，本文提出了一種基于云計算框架的資源共享機制，以“粵教云”工程為背景，將相關技術和應用推廣至大專院校，以解決“信息孤島”問題和優質資源無法共享的問題。當然，在云服務模式下，還有更多的功能有待開發和實踐，不單單針對C語言程序設計和計算機公共基礎課，此共享模式可以推廣至其他學科教育領域，甚至普及。

[ 注 釋 ]

[1] 柳軍，李彥武.高校數字化教學資源的校際間共建共享機制研究[J].中國教育信息化，2009（5）：54-56.

[2] 楊旌.大學優質教學資源省域云共享機制研究[J].湖南科技大學學報（社會科學版），2013（16）：102-104.

[3] 柯和平，李春林.基于網格技術的區域性教育資源庫共建共享機制研究[J].資源開發與應用，2008（1）：63-68.

[4] 莊科君.基于云存儲技術的高校優質教育資源共享探析[J].科教導刊，2013（8）：32-35.

[5] 于海霞，王鳳領，丁康健.基于云計算的高校數字化教育資源共享機制研究[J].高師理科學刊，2013（11）：39-42.

[6] 安軍科.云計算對高校教育信息化建設的影響[J].信息與電腦（理論版），2011（3）：173-175.

[7] 張濤，王磊.基于云計算的高校遠程教學系統的設計與實現[J].繼續教育研究，2011（7）：64-66.

[8] 張懷南，楊成.基于云計算的區域性高校數字教學資源建設研究[J].現代教育技術，2012（6）：45-50.

[9] 任友群，徐光濤，王美.信息化促進優質教育資源共享——系統科學的視角[J].開放教育研究，2013（10）：104-111.

[10] ?王桐，陳立偉.基于云計算的數字信號處理精品課程資源共享平臺建設[J].信息技術，2014（3）：51-52.

[責任編輯：覃侶冰]

[收稿時間]2014-12-25

[基金項目]2014年度華南農業大學教育教學改革與研究項目（項目編號：JG14104）;2012年度廣東省重大科技專項計劃項目：云計算若干關鍵技術及產業化與“粵教云”工程（項目編號：2012A080104021）。

[作者簡介]王金鳳（1978-），女，河北滄州人，計算機應用專業博士，教育信息技術學博士后，講師，研究方向：機器學習、教育信息技術、云計算。