“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下大學計算機類課程實驗教學模式改革

李慧君

摘?要：?“互聯(lián)網(wǎng)+”是隨著計算機技術發(fā)展應用而生的一個新概念，為高校的計算機實驗室建設與管理以及高效計算機類課程實驗教學的模式創(chuàng)新帶來新啟發(fā)。基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的實驗教學模式，可以構(gòu)建一種更開放性的交互式虛擬實驗平臺，這個平臺集成各種實驗教學應用軟件和實驗操作系統(tǒng)，為教師和學生按需提供各種實驗資源服務，將“胖客戶端”變成“瘦客戶端”，使用者可以隨時隨地接入云中獲取服務，更有效地提高實驗教學的效果。本文簡單介紹“互聯(lián)網(wǎng)+”基本概念，分析現(xiàn)有大學計算機類課程實驗教學模式的特點及缺陷，并提出“搭建基于‘互聯(lián)網(wǎng)+的虛擬教學架構(gòu)”和“建立‘互聯(lián)網(wǎng)+多元化評分考核體系”的模式改革建議，希望為高校計算機類課程實驗教學模式改革提供參考。

關鍵詞：?互聯(lián)網(wǎng)+;計算機類課程;實驗教學模式改革

一、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學計算機類課程實驗教學模式概述

（一）“互聯(lián)網(wǎng)+”的基本概念

“互聯(lián)網(wǎng)+”是隨著計算機技術發(fā)展應運而生的一個新概念，這個概念于2012年11月在“第五屆移動互聯(lián)網(wǎng)博覽會”上被首次提出，具體而言，是指信息通信技術與各種傳統(tǒng)的行業(yè)的融合，如移動互聯(lián)技術、云計算、大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)等，并為各個行業(yè)的深化改革以及創(chuàng)新和發(fā)展提供了技術支持和廣闊的網(wǎng)絡交互平臺。“互聯(lián)網(wǎng)+”也為高校計算機實驗室的建設帶來新機遇，它通過“互聯(lián)網(wǎng)平臺”和“多種新興技術”的融合應用，為高校的計算機實驗室建設與管理以及高校計算機類課程實驗教學的模式創(chuàng)新帶來新啟發(fā)。因此，研究怎樣將“互聯(lián)網(wǎng)+”與高校計算機類課程實驗室建設有效相結(jié)合，解決相關問題，有效促進高校計算機類課程實驗室的建設與發(fā)展，是當前高校實驗室建設研究領域中的一項重要課題。

（二）大學計算機類課程實驗教學

在計算機技術飛速發(fā)展的時代背景下，計算機高等教育正在向復合型人才轉(zhuǎn)變。在大學的計算機類課程中，實驗教學是一個重要環(huán)節(jié)，一方面通過實驗可以輔助計算機理論課程學習，一方面能夠有效培養(yǎng)學生的計算思維，提升解決實際問題的能力。計算機實驗教學以虛擬實驗室為基本環(huán)境，通過虛擬現(xiàn)實技術生成實驗系統(tǒng)。與傳統(tǒng)實驗室相比，計算機虛擬實驗室更經(jīng)濟、更開放、更有針對性，實驗數(shù)據(jù)也可按照需求快速反饋給操作者。

二、大學計算機類課程實驗教學模式的特點及缺陷

在高等教育系統(tǒng)中，計算機類課程實驗教學離不開實驗室，而實驗教學實踐性強，需要學生花費大量時間和精力進行反復試驗對比，是學生掌握相關技術的關鍵所在，因此在計算機高等教育體系中占比非常大。高校在計算機類課程實驗教學上的投入相對也比較大，要建設大量計算機機房和相關實驗室。

（一）“電腦教師機”與“電腦學生機”采購量大

早期計算機實驗室的建設主要采取的是“教師機”和“學生機”搭配的模式。在計算機類實驗課上，教師首先通過視頻教學軟件對課程內(nèi)容進行實時演示，在實踐操作中，針對性地對學生進行指導。因此，在建設實驗室時，需要考慮到學生人手一機的課程實驗需求，這就需要購買大量學生機。

（二）一個機房難以滿足多門課程需求

在許多高等院校，計算機機房要同時滿足多門計算機實驗類課程的開展，一臺計算機需要安裝多個操作系統(tǒng)和應用程序，才能夠基本滿足實驗需求。而這類學生機的配置普遍比較低，各類軟件會占用大量空間，課程實施過程中，電腦配置較低的學生機往往會因為安裝的實驗軟件過多而導致計算機存儲資源耗盡，加載速度極慢甚至系統(tǒng)崩潰，在很大程度上影響計算機類課程實驗教學的正常開展。

（三）網(wǎng)絡運維成本相對更高

教師機與學生機分散部署，在很大程度上增加了運維成本，網(wǎng)絡管理員工作量極大。首先，每臺PC機都是獨立運行狀態(tài)，要搭建實驗室教育平臺，實現(xiàn)同步教學與實現(xiàn)，就需要成批量地安裝操作系統(tǒng)及應用程序，滿足課程實驗需求。其次，安全保障工作量巨大，PC機在使用過程中如果出現(xiàn)系統(tǒng)損壞，系統(tǒng)重裝工作量極大。而基于安全保護需要，要對所有電腦進行殺毒、升級、打補丁等安全性操作，管理成本極高。另外，為防止學生在上課過程中安裝其他軟件，破壞了已經(jīng)搭建好的實驗環(huán)境，所有PC機都需要使用系統(tǒng)保護卡，這也會在很大程度上影響計算機的使用體驗感。

（四）教學資源難以實時更新與共享

計算機類課程實驗需要大量教學資源，包括操作系統(tǒng)及配套軟件，教學軟件比主流軟件落后，有可能出現(xiàn)不能使用的情況。而重新采購周期比較長，這會在很大程度上影響正常教學。

三、基于“互聯(lián)網(wǎng)+”背景的實驗教學模式改革策略

鑒于傳統(tǒng)實驗室教學模式的種種弊端，對高校計算機類課程實驗室進行“互聯(lián)網(wǎng)+”的改革勢在必行，能將實驗室里教師機和學生機從繁重的操作環(huán)境中瘦身，通過互聯(lián)網(wǎng)對各種教學資源進行有效整合，通過一個虛擬化的實驗環(huán)境，PC機從互聯(lián)網(wǎng)平臺獲取相關資源，高效完成相關實驗。

（一）搭建基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的虛擬教學架構(gòu)

在基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的教育云平臺虛擬實驗教學模式中，教師和學生可以通過多種方式進入該平臺，教師機、學生機或者移動端均可，在空間上也不受限制，計算機機房、教學實驗室、教師辦公室或?qū)W生宿舍均可實現(xiàn)。這種實驗室教學模式可以最大程度上滿足實驗需求，它提供了一種可以將計算機類課程實驗所需要的多樣化資源整合到實驗云平臺，對高校實驗教學來說是一種新的嘗試。但就實際操作來說，這種模式具備很多優(yōu)點：第一，它可以為教師和學生提供一個開放式的信息化教學實驗新平臺，使用者通過終端設備向云平臺發(fā)出相關請求，實驗云平臺根據(jù)實際需求提供服務，那么使用者之間就不會有相互影響。登錄環(huán)境也不受影響，終端通過賬號就可以調(diào)用屬于個人的操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)。第二，這個模式也提供了一個維護更簡單的共享平臺，管理者可以將所有實驗PC機統(tǒng)一管理，各種教學資源也可定制，即使個別使用者的系統(tǒng)發(fā)生故障，也可以針對性快速修復，不影響其他使用者，在更大程度上減輕運維成本。第三，這種模式可以建立一個以實際實驗室數(shù)據(jù)為依托的多樣化教育信息分析平臺和教學管理督導平臺。“互聯(lián)網(wǎng)+”教育云平臺實現(xiàn)“學校——學院——實驗室”各個層級的逐層管理，每個實驗室就相當于一個管理層級的基本單位，可以快速實現(xiàn)查看、統(tǒng)計以及效果評估，管理更便捷。第四，“互聯(lián)網(wǎng)+”實驗云平臺還可以整合其他云應用，豐富教學內(nèi)容及形式，提高實驗成效。實驗課程上，可通過電子書包進行系統(tǒng)學習，下課后可以通過網(wǎng)絡完成相關作業(yè)，并上傳專區(qū)，老師批改方便。從使用成效來說，電子書包能夠記錄所有學習成果、作業(yè)以及成績，幫助老師、學生及家長全面掌握學生學習情況。