基于CDIO的云計算與大數據課程教學體系構建

吳婷

摘 要：云計算是建立在海量數據存儲基礎平臺上，依托大數據的分布、分發、共享與使用來實現多種應用目標。文章引入CDIO理念來架構課程教學體系，強調信息產業技術人才培養與行業服務方向、崗位需求的關聯，以提高人才培養質量。

關鍵詞：高職；CDIO；云計算與大數據；課程建設

信息技術的革新與發展，將云計算與大數據喻作“鉆石礦”，可見其學科價值與特點。從技術領域來看，云計算是對分布式處理技術的綜合應用，改變了傳統IT架構獨占使用的模式，特別是在大數據環境下，依托多種類型的海量數據實現分布式存儲與分析，為各個行業提供科學、準確、有價值的決策依據。面對行業人才急需的背景，高職院校在優化學科定位，構建云計算與大數據課程教學體系中，應該走出盲目跟風、課程隨意設置的弊病，關注學科前沿、把握學科教學特色，優化人才培育模式，提升人才綜合職業技能水平，提高市場競爭力。

1 云計算與大數據課程教學現狀

高職院校在學科課程教學體系構建中，要強調理論與實踐的融合，要突出人才的就業導向，強調學生職業能力的提升，打造特色學科。藉由云計算與大數據課程教學現狀，目前開設該類課程的院校較多，很多高職院校在招生計劃中開設云計算與大數據課程。但也有較為有實力的高職院校，并未開設該專業。究其原因，一方面為規避專業風險，另一方面存在觀望。近年來，云計算與大數據人才需求激增，但對于多數高職院校，在學科專業建設，課程體系完善等方面，還有較多不足，特別是學科實訓室、師資人才欠缺，成為云計算與大數據專業特色化發展的主要阻力。一些對外開設云計算與大數據課程的院校，據抽樣調查發現，多數是在計算機相關專業基礎上，增加云計算與大數據相關課程，或者修改課程教學大綱，融入云計算、大數據相關知識，并未真正構建云計算與大數據課程教學學科體系，甚至一些院校，直接引入本科院校云計算大數據專業課程，作為自身專業課程，但其教學成效有待檢驗。從河南信息統計職業學院學科專業建設實際來看，為了減少走彎路，為了避免出現課程設置隨意性、課程結構銜接不暢等問題，引入CDIO教學理念，將“工程教育”模式納入云計算與大數據課程教學體系中，將學生的職業技能、學科知識、團隊協作等素養進行整合，從“構思”（conceive：C）、“設計”（design：D）、“實現”（implement：I）和“運作”（operate：O）4方面來貫穿，優化課程教學模式，提高該課程教學質量，深受社會和企業的認可。

2 基于CDIO理念對云計算與大數據課程的規劃

CDIO理念強調人才培養要滿足行業崗位需求，能夠具備職業勝任力。結合云計算與大數據課程，在深化“厚基礎、寬口徑”過程中，需要從3方面來規劃[1]。

2.1 聯系行業人才需求標準，突出崗位素能培養

從近年來各大型人才招聘網站及大型行業門戶用人需求分析來看，云計算大數據人才需求旺盛。聯系具體崗位要求，在云實施、云應用、云平臺管理、測試及維護等方面，對技能型人才需求超過70%；在云平臺開發與應用、云架構、運規劃及大數據系統分析等領域，對知識性人才、研發類人才、本科以上學歷人才需求超過25%；在智能算法、網絡架構優化等領域專家崗位需求小于5%。可見，高職院校在培養云計算與大數據產業對口人才上，要注重專業崗位技能，特別是高職類應用型人才的培養定位，化解行業人才不足難題。這種“倒三角”人才結構與需求，迫切需要高職院校能夠順應課程改革創新實際，拓展人才培養的渠道和視野。

2.2 依托云計算與大數據專業方向，調整學科定位

從“倒三角”人才崗位需求來看，對云計算技術、大數據系統管理與運維人才的培養，應該作為學科人才的重點素養，并依托校企合作，引領學生參與部署云計算平臺，加強云端網站的開發與管理，協同學生應用云計算軟件，實施云管理。同時，結合云系統應用開發商、云服務提供商對云計算系統測試、管理、運維工作要求，加強畢業生對該崗位相關工作能力的培養，拓展更寬的就業渠道。另外，大數據作為云計算的基礎，還應該立足當前大數據管理實際，能夠搭建數據庫，加強學生日常數據庫維護、管理，能夠勝任不同電商企業、應用服務企業、大數據開發企業及相關IT部門的崗位要求。

2.3 創新課程教學模式，提高學科競爭力

在云計算與大數據課程教學模式上，結合當前云計算平臺，能夠開展模塊化教學，注重學科崗位實踐技能的學習，突出工科教學特點。同時，圍繞云計算與大數據學科，能夠整合多種教學方法。如角色分配、分層教學、案例教學等。讓學生能夠從具體、真實的實戰學習中，挖掘學生動手潛能，提升學科知識應用能力。如引入在線課程資源庫建設，整合多種教學資源，搭建基于程序員的崗位技能教學體系，開展線上、線下學習，提高學科教學的先進性、互動性、高效性和前瞻性。建立規范的云共享資源庫，包括數據標準、使用模式、數據安全等；搭建基于云平臺的虛擬實驗系統，引入數據篩選分析、挖掘課程，提煉精品案例，提高資源利用率和教學效益。

3 基于CDIO理念構設云計算與大數據課程結構體系

遵循CDIO理念，彰顯學科能力本位，注重職業技能、職業素養和團隊意識的協同發展。為此，在云計算與大數據課程結構設置上，以3年6個學期劃分為4個階段。第一階段為第一、第二學期，強調基本素質教育，即平臺階段；第三、第四學期，突出專業素養教育，即模塊階段；第五學期為專業綜合素養教育，即綜合模塊階段；第六學期為專業實習階段，即實踐階段。同時，為了強調學生在每個階段開展相應的動手實踐操作，在每一學期都要設置實踐周，突出學科技能的熟練度[2]。遵照教育部相關專業課程設置要求，云計算與大數據學科課程結構內容如下。

云計算專業課程體系，在第一學期，以初級程序設計能力為目標，包含云計算與大數據專業英語、Java程序設計與實踐課程。第二學期，以初級系統服務器管理能力為目標，包括云計算網絡基礎、云計算與大數據導論、Windows服務器管理、Linux服務器管理及實踐課程。第三學期，以初級云平臺管理能力為目標，包括數據庫計算、Hadoop管理與應用、交換機與路由器配置、開源云平臺部署與管理等課程。第四學期以2級云平臺管理與應用能力為目標，包括云計算組網、Web應用設計、云存儲系統管理、云部署與應用等實踐課程；第五學期，以3級云應用開發能力為目標，包括虛擬化平臺應用、云平臺測試技術、企業云部署及應用課程。另外，在第五學期還要設置強化實訓月，注重學生云部署應用、云平臺測試、虛擬平臺的綜合實踐等課程。第六學期為畢業實習。

大數據課程體系，也遵循6個學期，第一學期為初級程序設計，課程包括Java程序設計、云計算與大數據專業英語以及程序實踐。第二學期為初級系統服務器管理，課程包括“云計算網絡”“云計算與大數據導論”“Windows服務器管理”“Linux服務器管理”。第三學期，為初級大數據平臺管理，課程包括“并行計算”“分布式數據庫技術”“云存儲技術”“Hadoop管理與應用”等。第四學期為2級大數據管理應用，課程包括“數據中心構建”“分布式Web系統開發”“數據挖掘”“分布式流數據計算及實踐”。第五學期為3級大數據應用能力，課程包括“虛擬化平臺應用”“大數據分析語言”，以及“大數據綜合應用”等課程。另外，增加實訓周教學，主要對學生大數據綜合應用及虛擬化平臺、數據庫分析等進行實踐教學。第六學期為畢業實習。

從課程結構設置上，云計算與大數據課程都強調3種能力的培養，即基本能力、2級應用開發能力、3級應用開發能力。在課程類型上分為公共基礎課、專業基礎課、專業拓展課和專業核心課，課程實操與實踐貫穿整個教學體系。各個課程在知識構成、學分、學時分配上，要結合學生、實訓、校企合作、師資力量等進行合理優化，確保各項課程扎實、有序、高效落實。

4 結語

CDIO理念在云計算與大數據課程體系中的運用，順應信息化產業發展需求，強調“做中學、學中做、做中會”職業教學特色。結合上述課程結構設置，可以看到一些課程會在不同學期進行“重復”設置，體現了“1+3≥1”的螺旋上升教學模式，更好地化解學生認知、學科邏輯間的碎片化問題。所謂“1”，就是公共課平臺，由教務處進行統一規劃，涵蓋學科公開課程、人文課程、自然科學等課程。所謂“3”，就是專業課程組模式，將專業基礎課、核心課程，以低、中、高三階段向上推進，體現課程知識的螺旋上升特點。最后的“1”，歸結為人才出口，體現在高素質、強專業、熟技能人才目標上，最大化勝任行業崗位需求。總之，依托CDIO理念，來優化云計算與大數據課程結構體系，更有助于凸顯學科特色，規避人才同質化問題。

[參考文獻]

[1]彭穎，梁俊斌.以CDIO教育理念為引導的程序設計基礎教學改革研究[J].大學教育，2016（1）：27-28.

[2]曾文英，曾俊威，李斌寧，等.基于云計算與大數據的高職教育資源共享研究[J].計算機教育，2018（4）：148-150，155.