云平臺下計算機實驗教學改革的新路徑

孫靜 張琳琳 黃赫

結合當前我國各高校計算機課程教學改革的目標，提出云平臺下計算機實驗教學改革和創新路徑與新方案。該方案通過構建云平臺的實驗教學環境，學員不僅在實際云架構中實現相互溝通、交流的協作環境，且助于降低實驗教學的辦學成本，提高硬件系統的利用效率。

2012年教育部頒布并實施的《教育信息化十年發展規劃（2011-2020）》明確指出“未來教育的技術支撐，應放在信息技術和云技術上”。把握云時代所帶來的發展契機，探索云平臺下計算機實驗教學的改革與創新途徑，充分發揮云平臺為實驗教學提供的資源共享、存儲空間無限的便利條件，進而構建出更富有個性化的教學信息化環境。

一、云平臺在計算機實驗教學中的應用

（一）云平臺在實驗教學中應用的意義

1.有利于降低辦學成本，實現節能減排

目前各高校計算機課程配置中普遍存在資源重復建設、硬件利用率不平衡、軟件購置成本偏高等問題。通過教育云平臺的建設，有效整合計算機課程的軟、硬件資源，實現資源的優勢集中與按需分配，明顯減少軟硬件的購置與維護成本，實現教學的低碳與環保。

2.有利于深化教學改革，實現教學模式創新

云平臺在計算機實驗教學中的應用不僅是簡單的教學方式改變，而是對原有教學模式、教學理念的創新。云平臺以其良好的系統架構與設計促進在線學習、遠程學習發展形成對課堂教學的有力補充。為計算機實驗教學提供更加靈活、開放的教學環境，提供更加多樣化教學資源，改變當前實驗教學中以教員為主導的教學現狀，真正實現以學員為中心。

3.有利于教學評價分析，促進教學質量提升

云平臺與計算機實驗教學的深度融合可實現對學員學習過程的有效評估。通過云技術可監控學員實驗學習流程，發現學員操作狀態通過對數據的變動分析，教員能觀察到實驗教學方式、教學流程改變的效果，促進教員在實驗課后反思。

（二）云平臺在實驗教學中的技術架構

近年來各高校都圍繞教學大綱、課程實踐的需求以及學校的資金預算等進行綜合考慮，分階段的搭建云平臺實驗教學環境。在云平臺建設初期，共包括“云服務”與“云架構”這兩個部分。云平臺在實驗教學中的技術架構，是云計算技術的基礎上所構建的一個分布式體系，其技術架構在縱向共可分為SaaS層、PaaS層、IaaS層這三層體系。

二、云平臺下計算機實驗教學改革的新路徑

（一）教學環境的創新

良好的計算機實驗教學環境與條件是提高云平臺輔助教學質量的基礎。積極整合現有的計算機實驗資源與教學系統，構建創新實用的基于云平臺的實驗教學環境，更好的挖掘云平臺的資源和服務為實驗教學所服務。圖2中，即云平臺下的計算機實驗教學的環境架構圖。通過云平臺教學環境的創新，一是可以支持教員的實驗教學與學員的自主學習、遠程網絡學習，可以通過創建學習網站，為學員創造虛擬課堂及互動的在線實驗課程，實現實驗教學中的在線協作功能，并為保存實驗作業提供存儲空間；二是能夠為學員提供虛擬學習社區、資源共享平臺、數據存儲中心等多項應用服務，從而真正構建校園網絡、云平臺以及計算機實驗教學相結合的教學環境。

（二）教學方法的創新

將云技術與實驗教育深度融合可使實驗教學轉變更加開放性、互動性的教學方式。計算機實驗教學應與時俱進，積極探索出傳統實驗教學與網絡實驗教學互補的教學模式，并通過打破傳統教學模式的局限性，進一步推動高校計算機課程建設與教學改革步伐。

云平臺下的計算機實驗教學方式，能很好發揮云技術在計算機實驗教學中的應用優勢。

1.協作式學習。該教學方法非常易于實踐，學員只需要一個注冊賬戶即可登錄在線協作學習，整個教學環節、實踐活動都可以通過云平臺來實現。該模式倡導學員在計算機學習過程中自主探究、交流協作，以充分發揮云平臺支持的協作學習優勢，提高學員的學習效率。

2.探究式學習。該教學方法是在云平臺基礎上，架設學員接受性學習向自主學習過渡的橋梁。通過探究式學習，利于學員實現學習方式的轉變以及對知識進一步深入分析、綜合與評價。

3.遠程學習。該教學方法主要是在云平臺上不斷豐富與補充優秀的學習資源，如精品課程、共享課程、微視頻等，使學員通過網絡即可實現遠程學習。

（三）教學模式的創新

云平臺下計算機實驗教學模式的創新，根據計算機課程的教學計劃、培養目標以及社會需求，給予學員充分、自主的選擇學習的權利，學員在實驗時間安排、項目、內容等方面擁有較大自由度，實現實驗教學內容層次化、教學考核體系多元化、教學管理信息化、教學實施自主化的教學目標。云平臺下計算機實驗教學模式架構，通過虛擬化技術、自動化技術和數據庫技術等云技術，計算機實驗教學資源都得以進一步集中與優化，建立面向學員、部隊和其他兄弟院校，構架服務器、存儲器等網絡硬件資源和數據庫等軟件資源之上高性能綜合管理系統。

基于校園云平臺的計算機實驗教學改革可為實驗教學提供交互、開放與可伸縮的教學環境，能大幅度減少辦學成本，提高教學質量。把握云時代帶來的發展機遇，探索出云平臺下計算機實驗教學的改革與創新途徑，構建出更富有個性化的教學信息化環境，更好的促進學員創新性思維與實踐應用能力的發展，實現計算機實驗教學質量與教學效果的全面提升。

（作者單位：空軍大連通信士官學校基礎部）