高等學(xué)校計算機公共基礎(chǔ)課的資源共享機制研究

[摘 要]當(dāng)前，高等學(xué)校中各個院系和專業(yè)的學(xué)生都需要修學(xué)一些計算機公共基礎(chǔ)課，尤其是在IT技術(shù)高速發(fā)展的背景下，高級編程C語言程序設(shè)計成為必修課。對于非計算機專業(yè)的學(xué)生來說，雖然課程大綱要求比起計算機專業(yè)的要求已經(jīng)低了很多，但學(xué)生們?nèi)匀粺o法輕松掌握基本知識點。教學(xué)過程中存在著理論和實踐脫節(jié)、課時較少、輔導(dǎo)力不足等現(xiàn)象，導(dǎo)致最終的學(xué)習(xí)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(chǔ)課的資源共享機制，并以C語言程序設(shè)計為例進(jìn)行說明。

[關(guān)鍵詞]計算機公共基礎(chǔ)課 資源共享 粵教云 C語言程序設(shè)計

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

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》重申：要把教育信息化納入國家信息化發(fā)展整體戰(zhàn)略，超前部署教育信息網(wǎng)絡(luò)。要建立開放靈活的教育資源公共服務(wù)平臺，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源普及共享。其中，教育資源公共服務(wù)平臺建設(shè)是教育教學(xué)信息化的重心，滿足廣大師生對優(yōu)質(zhì)教育資源的迫切需求，同時，將名師先進(jìn)的教學(xué)理念和方法進(jìn)行有效傳播，全面提高教學(xué)質(zhì)量，推進(jìn)教育均衡發(fā)展。

一、簡介

目前，高等學(xué)校中公共基礎(chǔ)課如高等數(shù)學(xué)、大學(xué)英語、計算機基礎(chǔ)以及高級語言C程序設(shè)計等并沒有一個系統(tǒng)的管理機制，導(dǎo)致任課老師各行其道，教學(xué)進(jìn)度和具體內(nèi)容偏差頗大。同時，對于一些需要結(jié)合實驗課增進(jìn)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(xué)生無法把實驗和理論知識緊密結(jié)合，出現(xiàn)嚴(yán)重的脫節(jié)現(xiàn)象。而這背后隱藏的問題是缺少優(yōu)質(zhì)資源的統(tǒng)一管理和共享，例如精品課課件、大綱、視頻以及習(xí)題庫等，阻礙了知識跨班、跨院、跨校的傳播與推廣，最終導(dǎo)致教學(xué)水平良莠不齊，教學(xué)效果好壞不一，學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握達(dá)不到預(yù)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(chǔ)課程的教學(xué)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(guān)于加快推進(jìn)我省云計算發(fā)展的意見》（粵府辦[2012]84號）確定的七大重點示范應(yīng)用項目之一，也是《廣東省教育信息化“十二五”發(fā)展規(guī)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(xué)范圍推廣，并未涵蓋高等教育領(lǐng)域。而當(dāng)前教育信息化正面臨從“資源消耗型”建設(shè)方式向“以用戶為中心”的服務(wù)型發(fā)展模式轉(zhuǎn)變，教育云服務(wù)實現(xiàn)了跨地域的海量知識傳播與共享，促進(jìn)教育公平和均衡發(fā)展，這也正是當(dāng)前高校優(yōu)質(zhì)教育資源急需的共享服務(wù)。[1] [2] [3]下面就以計算機公共基礎(chǔ)課C語言程序設(shè)計為例，對教學(xué)中存在的具體問題進(jìn)行分析求解。

二、教育資源共享現(xiàn)狀分析

目前，教育資源已經(jīng)逐漸實現(xiàn)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(xiàn)象嚴(yán)重

各高校已經(jīng)開展了一系列基于云計算技術(shù)的共享平臺建設(shè)，例如：北京工業(yè)大學(xué)采用IBM云計算解決方案，打造“北京工業(yè)大學(xué)云計算實驗平臺”，為校內(nèi)和校外用戶提供高性能計算服務(wù)，同時也為并行計算、虛擬化技術(shù)等課程提供實驗平臺;北京郵電大學(xué)采用開源的Eucalyptus構(gòu)建云計算平臺，提供校園信息門戶、校園移動門戶、通用教學(xué)平臺（如教育視頻分發(fā)）和開放虛擬實驗室等服務(wù);北京科技大學(xué)校園云計算平臺提供了虛擬機自助服務(wù)以及多種科研工具軟件的租賃使用;大連理工大學(xué)、蘭州大學(xué)和中山大學(xué)等也構(gòu)建了整合校園資源的私有云。但是各高校往往根據(jù)自己的需要，遵循著不同的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來開發(fā)、建立資源庫以及應(yīng)用平臺，從而給高校間的教學(xué)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(xué)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(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的互通，“信息孤島”現(xiàn)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(yōu)質(zhì)教學(xué)資源、教學(xué)設(shè)備和師資進(jìn)行非營利性共享。[7] [8]此外，由于各高校學(xué)科專業(yè)不同，對教學(xué)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(xiàn)保障系統(tǒng)（CALIS）的數(shù)字圖書館云平臺為用戶提供文獻(xiàn)資源和應(yīng)用的共享及租用服務(wù)。中國教育網(wǎng)體檢中心為教育網(wǎng)用戶提供了“云安全”服務(wù)，包括木馬檢測、不良信息檢測、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件漏洞檢測等。中國學(xué)術(shù)會議在線云服務(wù)提供了學(xué)術(shù)會議視頻資源的存儲、直播和點播服務(wù)。[9]

綜觀上述現(xiàn)有相關(guān)項目，其應(yīng)用范圍有限，無法充分顯示和利用云計算為大規(guī)模用戶提供公共服務(wù)的優(yōu)勢，沒有為區(qū)域性各高校的師生教與學(xué)的主流業(yè)務(wù)提供完整的解決方案。尤其對于計算機公共基礎(chǔ)課的教學(xué)來說，更是急需具體改革。

三、計算機公共基礎(chǔ)教學(xué)中出現(xiàn)的問題

首先，公關(guān)基礎(chǔ)課的授課對象是除了計算機專業(yè)以外的各個學(xué)科的廣大學(xué)生，也包括藝術(shù)類等文科生。他們沒有任何相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)，甚至缺乏工程性思維。所以，對于此類學(xué)生，C語言程序設(shè)計幾乎和天書一樣，學(xué)生最多認(rèn)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(dǎo)，然后才是耐心地講解。這就關(guān)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(tǒng)一的調(diào)配和培訓(xùn)。

其次，進(jìn)行非計算機專業(yè)的公共基礎(chǔ)課授課，教學(xué)大綱需要深入淺出，從學(xué)生的基礎(chǔ)出發(fā)制訂。授課所用的課件都需要任課教師自己制作，無法達(dá)到一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，教學(xué)質(zhì)量參差不齊。C語言程序設(shè)計教學(xué)中，傳統(tǒng)的教材大多選用譚浩強老師編制的《C語言程序設(shè)計》一書，但也存在幾個版本。某些院校發(fā)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(zhì)量教學(xué)至關(guān)重要。

再次，還有一個重要的導(dǎo)致教學(xué)效果差的因素是把課堂教授和實驗實訓(xùn)割裂開來，使理論和實踐脫節(jié)。授課教師無法了解學(xué)生掌握理論的程度，學(xué)生也不能及時將課堂知識付諸實驗，再加上非計算機專業(yè)學(xué)生本就感覺計算機程序?qū)W習(xí)猶如隔山一般困難，且學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)搭配松散，更加無法對理論知識加深理解。曾經(jīng)有一個學(xué)生上課認(rèn)真聽講，回答問題積極，是少有的好學(xué)生之一。在講過整除符號/數(shù)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(fù)強調(diào)過的內(nèi)容，但只是板書強調(diào)并不能加深學(xué)生印象，如果講完之后，馬上運行程序查看結(jié)果，那么學(xué)生的印象就會更為深刻。

因此，在實際教學(xué)過程中，急需教學(xué)改革，以將優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源、精品課課件、實驗課指導(dǎo)等集中管理，實現(xiàn)區(qū)域化共享機制，使得教學(xué)方法、內(nèi)容、方式、要求都有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，并將授課與實驗合并為一體，同步前進(jìn)，才能達(dá)到較好的教學(xué)效果。

四、關(guān)鍵解決技術(shù)

本文以“粵教云”工程為背景，依托云計算框架，借鑒其他教學(xué)精品課共享機制的經(jīng)驗[10]，整合高等學(xué)校優(yōu)質(zhì)教育資源，打造高等教育云服務(wù)平臺，為廣大師生提供高效、方便和快捷的學(xué)習(xí)通道。

（一）整合優(yōu)質(zhì)資源，構(gòu)建教育資源超市

“優(yōu)質(zhì)教育資源超市”服務(wù)是適應(yīng)富媒體技術(shù)發(fā)展及教育信息化發(fā)展進(jìn)程中面向區(qū)域高可用性數(shù)字化優(yōu)質(zhì)資源共享和應(yīng)用打造的應(yīng)用服務(wù)，提供網(wǎng)絡(luò)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(qū)域性數(shù)字內(nèi)容聚合和共享服務(wù)中，支撐更為例常化的數(shù)字資源聚合、共享和應(yīng)用。對于高等院校的計算機公共課教學(xué)更需要如此的數(shù)字化聚合平臺，以將教材、課件、習(xí)題等資源共享使用，尤其對于C語言程序設(shè)計課程來說，將精品課教程放到教育資源超市中，面向區(qū)域共享，可以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，通過數(shù)字內(nèi)容管理技術(shù)支撐，實現(xiàn)數(shù)字化資源的可重用性和可擴展性。

首先，架構(gòu)“超市”，將精品課、電子教材、試題庫等上傳至后臺數(shù)據(jù)庫。用戶可根據(jù)各自的賬號和密碼登錄到超市平臺，按需選取，下載相關(guān)的教學(xué)資料，同區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)可通過權(quán)限設(shè)置來控制從而進(jìn)行統(tǒng)一化。教師用戶也可以開辟考試專區(qū)和習(xí)題專區(qū)，用于小范圍教學(xué)單位進(jìn)行統(tǒng)一的測試，測試區(qū)具備上傳和評估功能，能夠?qū)崟r做批改，輸出成績。

基本的網(wǎng)絡(luò)化教材閱讀功能包括：翻頁、目錄導(dǎo)航、頁面縮放、筆記及筆記分享、閱讀標(biāo)簽、資源檢索、資源瀏覽、資源下載、資源上傳。提供“在線批注”、“協(xié)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(xué)習(xí)功能，以互動智能方式支持多樣化教學(xué)活動。

（二）基于云計算技術(shù)，打造實驗平臺，適應(yīng)高等院校實際問題

1.海量數(shù)據(jù)云存儲技術(shù)

改造現(xiàn)有的存儲體系，適應(yīng)按需存儲服務(wù)需求，要研究支持異構(gòu)和并發(fā)服務(wù)的大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲體系結(jié)構(gòu)和核心技術(shù)。通過云存儲服務(wù)實現(xiàn)本地數(shù)據(jù)與云中數(shù)據(jù)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(xué)生賬號分別訪問C語言實驗系統(tǒng)，學(xué)生完成的習(xí)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(dá)到立竿見影的效果。

2.智能人機交互技術(shù)研究

增強多模態(tài)人機交互能力，實現(xiàn)“識聽、善寫、會看”，在聽覺通道上，內(nèi)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(shù)，可以讓學(xué)生在眾多的音視頻教育資源中簡便、準(zhǔn)確地定位到目標(biāo)，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(fā)揮優(yōu)質(zhì)資源的使用價值。可以實現(xiàn)邊聽課、邊提問、邊編程的理想教學(xué)狀態(tài)，對于C語言教學(xué)更為重要。

五、結(jié)論

在傳統(tǒng)的計算機公共基礎(chǔ)課教學(xué)中存在很多現(xiàn)實問題，以C語言程序設(shè)計為例就會出現(xiàn)理論與實驗脫節(jié)、教學(xué)效果不佳的現(xiàn)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(guān)技術(shù)和應(yīng)用推廣至大專院校，以解決“信息孤島”問題和優(yōu)質(zhì)資源無法共享的問題。當(dāng)然，在云服務(wù)模式下，還有更多的功能有待開發(fā)和實踐，不單單針對C語言程序設(shè)計和計算機公共基礎(chǔ)課，此共享模式可以推廣至其他學(xué)科教育領(lǐng)域，甚至普及。

[ 注 釋 ]

[1] 柳軍，李彥武.高校數(shù)字化教學(xué)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(xué)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源省域云共享機制研究[J].湖南科技大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2013（16）：102-104.

[3] 柯和平，李春林.基于網(wǎng)格技術(shù)的區(qū)域性教育資源庫共建共享機制研究[J].資源開發(fā)與應(yīng)用，2008（1）：63-68.

[4] 莊科君.基于云存儲技術(shù)的高校優(yōu)質(zhì)教育資源共享探析[J].科教導(dǎo)刊，2013（8）：32-35.

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

[6] 安軍科.云計算對高校教育信息化建設(shè)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(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].繼續(xù)教育研究，2011（7）：64-66.

[8] 張懷南，楊成.基于云計算的區(qū)域性高校數(shù)字教學(xué)資源建設(shè)研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2012（6）：45-50.

[9] 任友群，徐光濤，王美.信息化促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源共享——系統(tǒng)科學(xué)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(shù)字信號處理精品課程資源共享平臺建設(shè)[J].信息技術(shù)，2014（3）：51-52.

[責(zé)任編輯：覃侶冰]

[收稿時間]2014-12-25

[基金項目]2014年度華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教育教學(xué)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(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)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(yīng)用專業(yè)博士，教育信息技術(shù)學(xué)博士后，講師，研究方向：機器學(xué)習(xí)、教育信息技術(shù)、云計算。