基于云計算平臺的高校教學改革研究

（河北建筑工程學院 河北·張家口 075000）

0 緒論

（1）問題提出。經過改革開放40多年，我國的高等教育取得了世界矚目的成就，但是隨著進十幾年的高校擴招，我國的高等教育正在從精英化教育逐漸發展為普及化教育。伴隨著這種改變和發展，我國很多高校的教學質量有所下降。部分高校對于社會需求不夠明確，培養的大學生不能很好地適應當前的社會、企業需求。學生在校學習期間，學習和實踐能力難以得到充分培養。大部分學生的自主學習能力、探索能力、實踐能力都有欠缺。近些年來很大一部分學生只注重期末考試成績而忽略了學習的過程。數據表明，當前的企業在招聘過程中，更希望應聘者具有一定的工作經驗，而這又與應屆生的身份不吻合，本文希望探索利用云計算提高學生實踐、探索、自主學習能力的方法，讓在校生也具有一定的工作經驗，提高課程的教學質量的同時，提高學生能力與企業需求的契合度。

（2）云計算技術。云計算是計算機網絡發展成熟的新產品，能夠把巨大的數據處理交由云服務中心計算，節省了本地計算的開支。更多的服務和應用可以交由云中心來進行，本地只需要網絡就可以得到相應的服務。因此用戶需求不斷提高，而用戶本身的設備不需要立即提升，只需要通過云的服務，用戶就可以達到自己的需求，減少了設備投入和更新，服務也可以不斷提升。云計算技術伴隨著計算機技術的不斷發展，各方面的應用已經比較成熟。當前各行各業都與云計算技術密不可分，尤其是近些年來，伴隨著人工智能技術的發展，云計算技術已經成為人工智能技術發展的重要組成部分。云計算技術在高校教育中的應用，主要體現在云計算平臺技術、高性能計算技術、并行計算以及云應用等方面，利用云計算技術可以實現實踐平臺的搭建、學生學習過程的管理、學生學習方法的多元化等，節省學校資金的投入，提高了學生實踐的能力并能夠智能化監控學生的學習過程，保證學生的學習質量。

1 問題分析

當前的高校在實踐性課程或者偏重于實踐的課程中存在以下幾個方面的問題。

第一，實踐的過程過于機械化。以計算機學科為例，很多上機過程、課程設計過程或者實驗過程都是根據實驗指導書、上機指導書等進行按部就班的實踐試驗。一般來講，學生通過實驗指導書等說明書，按照合理的步驟，一步一步就可以得到需要的結果。學生在實踐過程中，自己的想法和思路難以添加到相應的實踐過程里，這樣的實踐缺乏對學生發散性思維、創新性思維的訓練，很多學生在完成實踐后，依然不能夠對整體的實驗過程和實踐原理進行深入的了解，更不能創新性地開展其他研究。這就造成了大部分學生只能完成書本上的實驗，而不能自創一些其他的實驗，今后學生走到社會中去，就難以將自己的思路與社會需求相融合，造成即使有創新思路也不能付諸實踐的尷尬局面。

第二，以計算機學科為例，當前很多實踐過程是單一性的事件而不是多學科融合的綜合性實驗。學生對某一門課程掌握比較好，就可以完成與該課程相關的實踐過程，但現實是很多實踐需要多學科融合，比如我們需要做一個與實際相關的管理系統，那么就需要編程語言、數據結構、算法設計、軟件設計、數據庫設計等多學科的融合。在這種融合度較高的實踐過程中，任何一門課程學得不夠扎實，都難以完成最后的實驗。而現實生活中，我們需要的大部分系統都是多學科融合的，都是依靠計算機學科對多門技術融合才能夠完成。很多學生在畢業時依然缺乏多學科融合的相關思路，不能夠有效的與社會企業需求相對接，難以完成相關的真實項目。

第三，很多實踐過程所列出的項目都是虛擬的實驗性項目，而不是實際項目或則接近實際項目的實踐過程。虛擬的很多實驗項目，忽略了一些重要的影響因素，只是將課程的理論與項目結合，是理想化的項目。雖然項目主體是對某一門或多門課程的具體實踐，但它往往忽略了重要的社會因素。這就造成了學生對項目的理解深度不夠，把項目想象的過于簡單，沒有綜合考慮多方因素的影響，不能深入理解項目復雜的程度。在今后的真實情況下項目實踐過程中，會造成考慮問題不周全，項目實施過程不順利的情況發生。隨著社會的不斷進步，尤其是近些年來，互聯網、人工智能技術的不斷推進，社會上的需求日新月異，計算機類學科在培養人的過程中，需要與時俱進，不斷創新。項目內容需要與當前社會的需求要高度吻合，這樣才能夠培養學生對社會需求的適應力，使其畢業后快速找到適合自己的工作。

第四，對于實踐項目的題目和內容，沒有因學生的能力而劃分等次。一般情況下，現行的大部分高校所進行的實踐項目都是同樣難度的，對學習較好、實踐能力強的人來說比較簡單，對于學習較差的學生來說，題目又比較難。總體來說就是題目統一化不能夠有效的因材施教，這樣的結果就是能力強的同學能力提升較慢，能力弱的同學能力提升更慢，只有能力處于中間的同學可能達到的能力提升的目的。即使當前的項目實踐內容劃分了難、較難、中等、容易等程度，但是學生在選題目的過程中，往往不能夠體現出學生能力與項目的高度吻合，也就是教師對學生能力了解不充分，學生對自己對能力理解也不夠充分，題目不能夠因人而異地進行針對性訓練。強化型訓練和提高型訓練對目前對學生來說沒有體現。

2 教學改革思路

第一，利用云計算平臺，結合學生能力和社會實際需要，開展具有發散性、實踐性、創新性的實踐項目。分析當前社會需要和需求，開拓學生眼界和創新思路，在原有的按部就班的實踐過程中，融入發散思維和創新思維，讓學生充分發揮各自所長，讓每個學生做出不同的項目，提高學生的創新實踐能力和團隊協作熱情。在題目安排過程中鼓勵學生頭腦風暴，最大程度地提高學生對創新熱情。

第二，逐步開展學科融合性的實踐，對于低年級學生來說，要開展以基礎性、實踐性為主，結合多學科融合性的實踐；對于中高年級學生來講，要突出學科融合性，在融會貫通各門學科過程中，提高學生的實踐能力和學習能力，利用云平臺實現各學科虛擬化融合，為學生的實踐提供物理保障。在學生利用云平臺進行實踐對過程中，記錄學生實踐的過程和困難，分析每個學生對實踐能力以及理論能力對水平，為今后制定因人而異對實踐策略做數據分析基礎。

第三，在云平臺中不斷添加與時俱進的真實性項目，讓學生了解當前真正的社會需求，避免紙上談、兵閉門造車的現象發生。也可以與一些公司合作，與其共同制定一些合理真實的項目計劃，達到產學研合作，促進學生的創新能力的提升，讓學生在較為真實對實踐過程中深入體會項目研發的特點和過程，為今后學生步入社會打下良好對基礎。

第四，在云平臺中利用大數據分析技術，結合學生的歷次實踐表現與課業成績，制定與學生能力相吻合的實踐方案。提高學生的實踐能力，做到因材施教，因人而異，利用云計算平臺實現對每一個學生的能力提高。還需要利用大數據分析平臺和云計算平臺相結合，制定強化型訓練和提高型訓練。強化型訓練指的是學生基本已經掌握該技術，讓其更加熟悉地掌握相關的一系列技術；提高型訓練指的是學生對該技術體系還不能完全掌握的情況下，通過項目對實施，使其對該技術體系進一步理解和學習，達到掌握該技術體系對目的。

第五，充分利用云計算技術平臺積累的學生學習過程數據，完成學生課程的考核，這種考核要注重過程的考核，而不是根據最終的考試成績來決定他的成績。利用云平臺記錄的過程數據能夠比較真實的反映學生在學習過程中的一系列過程，能夠讓學生從課程開始到課程結束的過程中保持對該程的一直學習狀態，避免了學生最后突擊學習的情況發生，有效的夯實了學生的學習基礎。

3 教學改革實施過程

首先，構建功能完備的云計算中心，并以虛擬化技術為基礎，構建可供學生實習、上機、項目開發、課程設計等多位一體的實踐平臺。課題研究組在學校計算機信息中心基礎上，開展了云技術實施方案研究，最終實現了能同時為600余人提供云計算高性能服務的平臺，為云計算促進高校教學改革，提供了物理基礎。

其次，在云計算中心上部署和實施計算機相關課程的設計，引進國內知名高校的實踐平臺，統一化管理，為學生實踐練習提供軟件配套服務。經過課題組及相關老師的認真研究和分析，構建了一套從基礎到進階最終到項目實施的計算機課程體系。低年級的課程以程序設計為主，并引入一些前沿科學和項目實踐；中高年級課程在設計中，注重具體的項目實踐以及當前較新的實用技術。

再次，以具體項目為基礎，分解和分析項目實施的具體過程，將復雜的具體項目分解為較為簡單、中等、較難的幾個部分，并依據學生的學習能力和數據分析得到的結果，讓學生逐步完成具體的項目。項目的完成并不是在某一個學期，而是整體延伸到四年的本科學習過程中。根據學生的能力以及其就業的意向和興趣，每個學生參與具體項目的數量不得少于三個，通過該長期計劃的訓練，學生能夠熟練掌握計算機學科項目開發的全部過程，為今后學生進入計算機開發領域的具體工作奠定了堅實的基礎。

最后，項目組設計基于云計算平臺的學生學習實踐考核體系。該考核體系分為學習過程管理以及實踐效果評價兩大方面。學習過程管理具體包括日常練習、學習頻率、學習難度進階快慢、期中考核和期末考核等幾個方面，從學生的開始學習到考核結束，全過程跟蹤學生的學習狀態，有效的促進學生的自主學習以及實踐鍛煉，提高了學生的學習熱情。實踐效果考核主要包括實踐任務完成情況，任務從易到難的進階情況，他人對實踐任務評價情況等幾個方面，讓學生在實踐的過程中，由淺入深，由易到難，逐步提高自己的實踐能力。

4 結論

通過云計算平臺促進教學改革的研究，對學生利用云計算平臺參與實際項目起到了積極作用。該方式能夠理論聯合實際，提高學生的自學能力，促進了高校理論教學向實踐化應用轉變，能夠很大程度上適應社會的需求。結合大數據分析技術的云計算平臺，制定因人而異的學生培養方案，依據學生能力和培養方案分解真實的企業項目，教學計劃中部署長期的項目計劃，項目難度由易到難，學生能力由弱到強，項目的實施過程科學合理，學生能力的提高比較明顯。學習實踐過程考核計劃分布在學習的全過程中，考核方案科學，考核結果較之前更加合理。總體來講，云計算在高校教學改革中是非常值得推廣的。