案例教學法在云計算課程中的應用

李秀梅 鄭廣海 聶冰

摘 要 針對云計算課程的特點和學生在云計算學習過程中存在的問題，探索云計算教學方法。引入案例教學模式，根據五年制雙專業培養模式的特點，將雙專業知識點跨接交叉融合的案例引入云計算教學中，引導學生找到兩個專業的交叉點，激發學生學習云計算的興趣，同時培養學生學習兩個專業課程的創新思路和創新能力。充分調動學生學習的積極性和主動性，努力做到理論學習和實踐教學有機融合，有效地提高學生分析和解決實際問題的能力。

關鍵詞 云計算；案例教學；創新能力；實踐教學

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）23-0080-03

Abstract Regarding to the characteristics of cloud computing coursesand students meeting questions， this article tends to introduce the cloud computing teaching method， to introduce case teaching accor-ding to the characteristics of dual-professional training model in the five-year， and to bring cross-convergence cases of the dual majors into cloud computing teaching. Students are guided to find professio-nal intersections， students interest is stimulated during cloud compu-ting learning， and students creative and innovation ability is culti-vated within double courses， finally， the enthusiasm and initiative is fully mobilized. The aim tries to achieve an organic integration of theoretical learning and practical teaching， and to improve students ability to analyze and solve practical problems effectively.

Key words cloud computing； case teaching； innovation ability； prac-tical teaching

1 引言

當前，隨著云計算技術的迅速發展，關于云的應用也越來越多地出現在各行各業。云計算是一種為用戶提供按需使用共享資源的IT服務模式，可共享的IT資源包括計算資源、存儲資源、網絡資源、軟件系統、Web服務等，都被作為一種普通用品租給用戶，用戶也可以按需租用，同時可以按照最小的管理成本或信息交互成本租用，且在使用過程中也可以根據自己的需求快速配置或釋放[1]各種租用的IT資源。例如：各種云存儲使得用戶可以隨時將自己的各種資料上傳到云上，也可以隨時從云端下載；云提供商也外租基礎設施或基于平臺的服務；組織可以通過在租賃來的IT資源上部署或發布各種應用，或搭建公有云平臺或私有云平臺?？傊?，云計算這種模型可以實現隨時隨地、便捷、按需地從可配置計算資源池中獲取所需資源，并可快速供給和釋放，擴展性強，從而提高IT資源的利用率。

最近幾年，各大高校計算機專業人士對云計算也展開了深入研究[2]，而且有的高校包括一些職業學校開設了云計算的相關課程，大連交通大學也在近幾年的教學培養計劃方案中將本課程納入其中。云計算課程的教學目的是使學生學習當前云計算技術的基本概念、基本模型和基本架構，研究如何利用互聯網絡設備實施云架構、推動云計算發展的各種支撐技術、云計算各種機制、云計算基本架構和高級架構、云安全技術以及云交付模型等技術。云計算課程是一門專業性強的實用性課程。

而且云計算課程具有較強的實踐性特點，不但需要多門計算機基礎課程支撐，還要求學生具有一定的計算機動手能力。在以往的教學過程中，常有學生反映說：“云計算不容易理解，云計算課程里面包含的技術較多，不容易掌握?！睘榱私鉀Q這些矛盾，讓學生更好地理解云計算基本概念、理論，并初步掌握云計算的相關技術，本文對云計算課程教學方法進行探索，針對大連交通大學雙專業的學生，在教學課程中引入雙專業知識交叉融合的案例教學法，讓學生以自己熟悉的專業課程作為切入點，引出云計算的相關理論、概念、技術。這樣做更容易調動學生學習的熱情和興趣，讓學生了解云計算的主要研究熱點與應用領域，認清云計算的發展趨勢和前景，也可以根據自身興趣和特長提前規劃自己的就業方向。

2 案例教學的重要性

自從開設云計算課程以來，云計算課程教學經歷了嘗試、摸索、探究的過程[3]，目前大多數課程都是采用傳統的、以教師為主的填鴨式教學方式，理論性和抽象的概念導致學生在學習過程中的興趣不高，積極性不強，而且和實踐教學存在不同程度的脫節。因此，云計算教學已經從最初的理論教學轉變成以案例教學為切入點，實踐教學相輔助，引出新的理論知識的教學模式。通過案例分析可以幫助學生加深印象，并且通過案例介紹，讓學生仿佛身臨其境，置身于項目中體會某些難懂、晦澀、抽象的概念和理論模型在實際中是如何應用的，從而激發學生的學習興趣和學習熱情；最后采用上機實踐操作輔助手段，讓學生將理論和實踐相聯系，在實踐中進一步理解和消化所學理論知識，增強學生的動手能力。如在云計算的具體實踐操作中，通過基于Apache Hadoop等開源工具的相關實驗，讓學生親身體驗云計算各種機制和某些云計算架構的應用及實現，切身體會云計算中所學的相關理論知識。

本文所謂的案例教學，就是在教學過程中結合云計算應用案例，從案例的系統設計、實現、應用幾個方面按照軟件體系架構的思路為學生介紹，讓學生從設計者和使用者的角度去理解涉及的云計算相關技術，隨后在案例分析的基礎上引入云計算基本理論概念和基礎知識，讓學生形象地理解云計算的相關概念和模型?；诎咐慕虒W，以學生為主體，通過問號式、小組討論式的教學代替傳統的填鴨式教學，有助于提高學生對于實際項目的分析能力和團隊合作溝通能力，對培養學生分析、解決問題的能力大有助益。案例教學具體環節如圖1所示。

3 案例教學的步驟

如何選擇案例 在案例教學中，對不同雙專業的學生，選擇什么樣的案例合適，這是任課教師值得思考的問題，也是一個很關鍵的問題。首先要難度適中，其次是所選案例和授課班級學生的專業要相關，最后要考慮所選案例針對的云計算理論知識點。所以，案例的篩選對任課教師的業務能力也是一個考驗，任課教師不僅要具備一定的云計算理論知識，還要具備一定的計算機實踐經驗。只有這樣，任課教師才能在云計算應用的不同領域篩選學生比較熟悉的案例，取得案例教學實施的目的；否則，學生需要花費大量的時間和精力去了解這些晦澀抽象的基本的理論概念，也不一定能取得好的學習效果。因此，探索案例教學，不但要幫助學生加深理解，而且要減輕學生學習負擔。

為了發揮辦學優勢，有些學院實行“傳統專業+軟件工程”的五年制雙專業復合型人才培養模式的探索和實踐，如日語專業+軟件工程、機械專業+軟件工程等。那么當給這種具有雙專業的學生授課時，案例選擇可以更多地考慮學生已經熟悉的另一個專業，盡量做到選擇傳統專業和軟件專業知識點跨接交叉融合的案例，使得學生從已經熟悉的領域出發，引入新領域的知識，使得新領域的知識更容易理解和掌握，同時培養學生學習兩個專業課程的創新思路和創新能力。例如：對于交通專業+軟件專業，可以選擇“基于云計算的高速公路建設信息化平臺構建與研究”；對于會計專業+軟件專業，可以選擇“基于云計算的企業會計信息化應用”；對于其他相關專業，也可以選擇云計算在物流配送上的應用或云計算在學生管理系統上的應用。

實施步驟 案例選擇好后，在具體教學過程中，授課教師采用問號式、討論式的方式引導學生熟悉案例[4]，從而拋出云計算中新的理論知識點，收到最佳的教學效果。

首先，在新的知識點授課開始，就按照軟件工程的思路介紹案例的應用背景、案例構成的全貌，讓學生從他們熟悉的專業領域中窺探到云計算應用情況、傳統專業和云計算的融合交叉點，激起學生的學習興趣和熱情，使得云計算的某些抽象、晦澀的概念和理論知識通過學生熟悉的專業領域切入。

第二步，通過教師介紹，小組討論方式熟悉案例后，教師再有步驟地引出和本案例相關的某些云計算理論知識。在這個過程中，學生從熟悉的傳統專業和云計算的融合交叉點理解云計算的概念和理論模型，使得某些抽象的概念更容易理解。

第三步，云計算的相關理論知識課堂教學之后，相應的上機實踐課要緊跟著，讓學生以小組的形式分配到基本的云架構或云機制相關的任務，引導學生從軟件工程的邏輯出發，通過分析任務，能夠理解軟件系統的設計思路和基本原理，并能夠運用相應原理采用科學方法解決具體問題，然后上機動手實現。在這個過程中，以學生為主體，訓練學生分析解決問題的思維能力和小組成員之間分工協作溝通能力，同時鍛煉動手實踐能力。

此外，學生在這個過程中可以進一步加深對理論知識的理解。這是一個從傳統的理論填鴨式的教學活動到以學生為主體的互動式教學的轉變。這種互動式教學法中，不但教師重視學生的動手實踐能力，有機會深入了解學生對所學知識的實施能力和團隊合作能力，而且學生學習積極性從以考試成績為動力轉變成以興趣為動力。所以案例教學法是從學生視角看問題，以學生為主體，教學的目標是聚焦學生的能力培養和學習所得。

第四步，在云計算課程理論知識教學完畢后，安排一次綜合性的實訓。在實施過程中，學生可以分組完成一個自選案例，整個項目實現過程中需要能夠根據復雜軟件工程問題的需求確定基本思路和方案，能夠通過系統綜合評價得到合理有效的開發方案，包括從系統開發中呈現資料、解釋資料或結果，并總結結論及給予建議，形成報告。學生在實訓過程中必然會經過互相探究、交流討論、摸索實現的歷程，從而鍛煉團隊合作能力、思維訓練能力、動手實踐能力、創新能力，所以說實踐教學是培養學生綜合能力的重要途徑。此外，通過這次實訓活動，不但可以考查學生是否具備解決問題的綜合能力，而且是對師資與教育資源是否滿足學生學習效果的一種檢驗，以此作為后續課程教學的改進依據。

第五步，考核方式以作業、文獻綜述、隨堂測試、上機實踐、期末考試等相結合，各項占比如表1所示。將這幾部分考核結果匯總為一個學生對云計算知識的掌握程度的考核成績，從不同的側面考查學生對這門課的學習效果和學習所得。

4 案例教學的主體

教師角色 在傳統教學過程中，知識的傳播是單向的，以教師為主體，而不是以學生為主體。教師在課堂上是“獨唱”，采用灌輸式或填鴨式的教學方式，只是單純地完成知識的搬運、傳輸和轉移的過程。而學生的學習方式也是為了應付考試，單純地死記硬背現成結論，甚至有些學生直接記誦習題的標準答案。這種學習活動導致學生難以感受學習的快樂與興趣，學習成為一種味同嚼蠟的索然無味的被迫活動。

案例教學法起源于1920年代[5]，采用問號式、討論式教學環節，教師不僅是單純傳授理論知識，還是整個教學活動的引導者，掌握教學進度，啟發學生思考，發展他們的交往和表達能力，開展討論和交流，培養他們的團隊合作能力，鼓勵他們自己動手，隨時進行必要的指導、歸納、總結，并在實訓環節進行必要的指導。

通過基于案例教學法過程中采用問號式、討論式教學手段和多種課堂教學環節相結合，調動學生學習的興趣和積極性，實現從被動學習到主動學習的轉變。這是因為在案例教學中，通過問號式和討論式教學，使得學生的注意力跟隨討論熱點不斷轉移，始終維持在課堂活動中。

在教學過程中，教師不是主體，而圍繞學生主體的領航者，因為教師需要從眾多領域應用案例中篩選出合適的案例，掌控課堂知識的講授安排和學生案例分析過程。這個過程也對相關授課教師的業務能力和實踐經驗提出一定的要求。

在案例選擇階段，由于要為不同雙專業的學生篩選案例，因此，授課教師盡可能地選擇融合軟件專業和傳統專業兩個交叉學科的案例。這么做會使得學生以熟悉的專業知識作為切入點，然后教師引出云計算領域中新的理論知識概念和架構，使得學生更容易上手，不至于望而生畏，能促進學生對云計算課程中晦澀概念和理論的理解。因為所選案例都來自社會上各個企業的實際應用項目，所以案例教學的最大特點是它的真實性，且跟學生所學的第一專業課程密切相關，利用已經熟悉的領域切入新的理論知識領域，給人以毫無違和感，更有助于學生對新理論知識的學習和理解。

學生角色 由于案例教學具有實踐性特征，強調以學生為主體地位，表現形式是以學生所得為聚焦點，而不是以教學活動、教學措施和教學方法為中心，因此，案例教學法需要為學生自主性的發揮創造合適的學習情境。在案例呈現和分析討論中，學生自主拓展原有的知識經驗，在新舊知識的融合交叉點處學習新領域的理論概念和基礎知識。教師能夠以案例中呈現出的新領域知識點作為切入點，拋磚引玉，從而引導學生自主從原有知識遷移到新領域的理論知識，最終達到吸收新領域知識的目標。

在具體實訓環境中，學生以小組形式，通過團隊合作、協調分工、溝通交流的環節，明確需要完成的任務。在任務的驅動下，促使學生能夠基于已學的相關背景知識進行合理分析，包括利用原理性知識進行自主分析、自主設計、自主測試分析；能夠使用恰當的工具和技術對軟件體系架構和設計模式進行選擇，并完成軟件設計，在這個過程中鍛煉學生綜合應用理論知識到實踐的能力。

5 結語

將案例教學法應用到云計算課程教學中，學生的學習興趣和積極性普遍提高，不但了解到云計算在傳統專業中的應用現狀和前景，而且對課本上理論知識的理解更加透徹，通過實訓環節的訓練，懂得如何將理論知識和實踐相結合。以學生所得為考核聚焦點，以學生為完成主體的教學方式，是案例教學法的目標。

參考文獻

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[2]Patil P， Kulkarni G， Dongare A. CLOUD COMPUTING ANOVERVIEW[J].International Journal of Modem Enginee-ring Research，2012，2（2）：380-382.

[3]張家貴，羅龍濤.基于云計算理念構建數字化教學資源平臺[J].現代教育技術，2011（3）：100-102.

[4]牛一捷，楊鑫華，李雪梅，等.案例教學法在五年制雙專業數據庫課程的應用[J].中國電力教育，2012（22）：54-55.

[5]梁淑紅，荀振芳.基于項目的學習在大學教學中的應用優勢及策略[J].中國電力教育，2012（35）：25-26.