基于云計算與大數據的高職院校計算機教學探索與實踐*

王楚陽

（江蘇財會職業學院 江蘇連云港 222000）

引言

高職院校是為國家培養專業技能人才的重點學校，專業教育的影響力正日益加深。隨著“互聯網+”為代表的新技術的逐步成熟，大數據、云計算技術與高職院校傳統教育產業相結合，給高職院校計算機專業教育注入了新的活力。云計算與大數據技術在教育領域的深入探索，推動了高職院校專業教育的現代化進程，也使職業教育發展達到了新的高度。利用云計算與大數據技術的優勢，對高職院校計算機專業進行“互聯網+”教育模式的融合構建。通過構建云課堂、大數據處理平臺，創建公開教學實訓室，結合計算機專業教學內容對教學流程進行優化形式，提高云計算與大數據技術在高職院校計算機專業教學的應用深度與廣度，實現以“互聯網+”為導向的新技術與高職院校計算機專業教育教學工作的緊密融合，推動現代化職業教育發展，切實地解決傳統教學模式的弊端。

一、大數據及云計算技術概述

1.云計算技術

云計算技術是基于網絡化技術計算的一種互動方式。由應用層、平臺層、資源層、用戶訪問層和管理層五個部分組成。云計算作為一項關鍵技術支撐起整個互聯網環境，具有無威脅、便捷、數據的共享、可以按需要展開的優點。通過云計算技術，能夠影像化網絡中的虛擬情況，通過動態影像呈現給廣大用戶。與傳統的互聯網技術相比，云計算技術還具有服務能力較強，可以為不同的用戶提供不同的服務，避免服務資源的浪費，實時共享資源，拓展資源存儲空間，降低使用成本，優化資金使用模式等優點。云計算在計算機專業教學中的應用，帶來的好處也不容小覷。隨著云計算技術的逐漸成熟，其在教育領域的應用也被重視起來。特別是在高職院校計算機專業教育中，云計算實用性強，保障了教育教學的靈活性，突破了時間、空間的限制。教師可以打破傳統軟硬件設備所帶來的資源傳遞的限制，在云平臺上，實時上傳重要的教學信息和資源。同時，借助云平臺，也能夠在需要相關資源時，實時地獲取相關信息[1]。

2.大數據技術

大數據是指使用常規軟件工具難以在一定的時間內進行抓取、處理和管理的數據集。大數據具有涉及的數據資料量規模巨大，數據類型多種多樣，數據處理速度快、數據價值密度低的特點。大數據技術則是指從繁雜的數據中，快速獲取有價值的數據信息的能力。在數據的處理上，其突出了數據的復雜性，數量巨大。通過對大量數據進行一系列的專業化處理，包括數據的抓取，分析等，獲取對有價值的用戶所需要的數據信息。隨著“會聯網+”代表的新技術的逐步成熟，大數據作為一項科學研究，在各個領域都有廣泛的應用，特別是在教育、企業、政府以及科研領域。隨著大數據技術越來越受重視，大數據往往與超級計算、移動網絡等技術交叉研究，高職院校與大數據相關的交叉學科，新興學科也是層出不窮。與云計算技術不一樣，大數據技術主要偏重于對海量數據的存儲、分析、數據統計，而云計算技術則偏重對數據信息的測算，因此，在高職院校的基本應用中，兩者都是相輔相成二者協同應用，共同為高校教育教學提供有力的幫助。

二、高職計算機教育現狀以及問題

1.計算機專業學習內容較多且更新較快

隨著信息技術在各個領域的廣泛應用，新技術的探究日益加深，計算機專業人才成為各個領域創新發展的重要因素。同時，對于計算機專業學生專業技能的要求也越來越高，這就要求高職院校在培養計算機專業學生是，既要培養學生的專業知識，還要培養學生擁有豐富的計算機處理實踐經驗以及較高的職業素養。因此，高職院校計算機專業的學生要學習的課程也越來越多，內容越來越復雜。然而，學生每天在學校上課的時間是固定的，每一門專業課程的授課課時也是規定好的，因此，為了完成授課計劃，專業教師在課堂上授課時通常只能教授基礎知識。而學生想要進一步學習，只能自行去網上查找資源，這就需要學生花費大量時間去查詢，篩選。而找到的資源也常常存在著時間久，內容雜亂以及準確性不足等問題。這種現象嚴重影響了在校大學生學習的主動性，降低了學生學習的興趣，浪費了學生大量的時間，從而導致學生學習效率低，學習主觀能動性變差。因此，各大高職院校計算機專業都在紛紛尋求突破和改革，希望能通過利用以云計算與大數據為首的新興技術，打破教育時間以及空間上的壁壘，有效的延長學生在校期間學習的時間和空間。不僅如此，伴隨著計算機技術高速的革新，高職院校計算機專業授課計劃也要隨著同步更新，伴隨而來的是教學內容上發生的天翻地覆的變化。然而由于教材出版與技術的發展存在著一定的時間差，可能會導致教學內容相比于當下技術發展上存在著嚴重的落后現象。而部分教師為了省事，往往長時間不更改教材，這些陳舊的教材不僅無法跟隨技術發展，個是無法匹配企業的技術要求。因此在高職院校計算機專業教育中保持教材與技術同步發展是告知圓角計算機教學事件中要思考的首要問題[2]。

2.教學觀念老舊

部分高職院計算機專業的教師仍然習慣于使用傳統的授課方式，對于新興教學理念，以云計算與大數據技術為基礎的先進的教學手段認知不高，這是新技術高職院校教育教學應用最大的障礙之一。隨著現代化教育手段在高職院校的普遍應用，如果計算機專業教育依然拘泥于教材本身，而不是積極有效的采用技術手段整合教學資源，那么計算機專業教育依然會受到時間和空間的限制。僅靠課堂教育，對于計算機專業的學生來說，不利于發展其專業能力和素質發展。而利用云計算與大數據技術進行理論知識和實踐能力的結合培養能夠達到課內外相結合，知行統一的效果。與此同時，老師與學生的交流溝通較少。一些學校雖然采用了云計算與大數據技術，但是僅僅提高了教學資源的便捷性，完全沒有在師生溝通中起到有效作用，當完成課堂授課后，學生就很難聯系到專業教師，對于課后針對性的學業指導，缺乏一定的規范性。

3.個性化教學難以開展

隨著高職院校擴招、擴建，以及計算機成為招聘市場的熱門專業，高職院校計算機專業的學生逐年增加。擴招為學院帶來了很多的新生，在注入了新鮮的活力的同時，也呈現出許多的問題，其中，最為突出的就是人力資源的匱乏。學生的擴招并沒有及時配備上足夠的專業教師，教師在原有的課程基礎上，增加了教學壓力，再加上擴招的學生在學習能力、興趣基礎方面也是各不相同，專任教師卻無法分出足夠的精力制定個性化教學方案，只能為了滿足大部分的學生需求進行授課內容的選擇。這就導致現有的學習內容以及資源無法滿足個別學生的學習需求。而隨著時間的推移，專業課程的培養下，學生之間的差距越來越大，更加加深了教師授課內容與學生需求之間的矛盾。這對學生個性化的培養、專業能力的培養有著深刻的影。

4.傳統模式的機房建設隱患

高職院校計算機專業基本上還是使用傳統的機房建設模式，存在著建設周期長，機房獨立性，專用性強的特點。計算機學院按照自己的需求建設獨有的計算機類實訓室，各自需要配備相應的運維人員進行管理，使得整體的建設成本、運維成本都比較高。同時，相關專業管理人員極度匱乏，無形中加劇了現有管理人員的工作難度和工作壓力。除此之外，在實訓中，計算機設備由于建設的時間久容易導致硬件或是應用軟件的損壞，這種情況下很有可能使系統的文件遭到不可逆轉的毀壞。有些老師為了方便學生可以實時上傳實訓成果或是保存實訓資料，通常會選擇刪除設備中的一些系統保護，同時，學生們帶來的存儲設備由于連接的電腦設備過多往往攜帶著一些電腦病毒。在這種情況下，實訓室的計算機設備經常會出現病毒入侵的情況。這種突發狀況，不僅給實訓室的工作人員帶來了極大的工作壓力，還有可能造成實訓課程的中斷，以及重要數據資料的丟失或者損壞。而隨著高職院校計算機專業的在校生越來越多，實訓室的搭建要求也是迫在眉睫。同時，為了跟上信息技術的發展腳步，實訓室對于設備的要求也越來越高。學校要不停地更新現有設備，這在一定程度上增加了學校對于實訓室人力資源以及物理資源的大量投資。每一次的設備更換，都需要專業的人員進行資源拷貝，特別是一些重要的資料、軟件，維護人員需要多次確定，小心轉移防，止出現不可逆轉的損失。這在一定程度上再一次加大了管理人員的工作壓力。而高職院校由于其教學活動的特殊性，學生不僅僅需要學習專業的理論知識，每學期還有相當一部分的實訓課程需要完成，特別是計算機基礎課程以及計算機類專業課程，他們的實訓環境需要依托于計算機來完成，但是傳統的機房無法滿足線上使用的條件，導致在突發衛生事件的緊張期間實訓課程無法正常開展，造成校內傳統機房內大批量計算機資源閑置。另外，機房的建設存在著一定的周期性，因此學校機房配置的設備存在和較大的差異，在進行實訓室的分配時，就存在著各種因為電腦型號不匹配等問題。

三、云計算與大數據背景下，高職院校計算機教學應用策略

隨著云計算與大數據時代的到來，基于云計算與大數據技術的教育教學資源共建共享服務平臺，能夠將學校的軟硬件、教育教學資源等封裝成為一個資源庫。通過云平臺作為媒介，可以對教育教學資源進行統一調用、管理以及維護。云計算與大數據技術的支撐下，高職院校計算機專業教育迎來了改革新機遇，解決了傳統計算機專業教育中專業課程內容較多且更新較快，教學觀念老舊，個性化教學難以落實以及傳統模式的實訓機房建設隱患突出的歷史難題。在云計算與大數據時代計算機專業教育改革策略有以下幾點。

1.計算機專業課程教學內容的改革

高職院校計算機專業主要是培養面向社會需求的實踐性、應用型人才。基于計算機技術高速發展的特性，高職院校計算機專業的課程，不僅需要緊密貼合新興技術的發展，同時還需要時刻關注市場的動向。企業的需求，隨時根據社會實踐情況修改完善專業培養計劃內容，而不是一味地把新的理論知識毫無目標地傳授給學生。因此，在計算機實踐教學中，授課教師不僅要有來自學校內部的專業老師教授學生計算機教材中的知識，更需要多請一些來自企業的外聘教師，培養學生掌握目前企業中最適用的技術已經實際的案例。通過企業導師的授課，打開學生的思維，提高學生對于企業生活的適應度，幫助學生了解企業需求的人才類型以及需要掌握的專業技能。真正做到培養社會、企業所需要的實踐性、應用型人才[3]。

2.計算機課程教學模式的改革

高職院校計算機專業課堂教育包含理論知識和實訓兩個模塊.理論知識比較抽象枯燥，學生學習動力不足，積極性不高，然而沒有理論知識作為基礎，實訓課程沒有辦法進行。傳統的高職院校計算機專業的教學模式很難調動學生學習的積極性，無法激發學生的學習興趣，因此，計算機專業課程教學模式的改革勢在必行。教育教學改革，離不開云計算與大數據技術的應用，通過云計算與大數據技術背景，可以充分地了解學生的學習習慣、能力、興趣以及基礎，結合大數據分析情況，制定個性化學習方案，通過云計算服務平臺，發送相關學習資源，并制定階段性的學習情況分析表，根據表格實時分析學生學習計劃，真正做到因材施教。使得高職院校計算機專業教育更具有針對性、實時性以及專業性。為了提升教學效率，還需要積極轉換教學模式。如今炙手可熱的翻轉課堂教學模式，將專業課堂基礎教育擴展到課前、課后。在課前，教師可以把專業基礎資料，課前任務上傳到云課堂中，讓學生通過自主學習的形式完成基礎理論知識的學習。根據課前基礎知識測試結果，利用云計算與大數據平臺，通過數據分析，了解學生課前學習情況，根據學生的學習能力以及實況，設計教學流程以及教學內容。課堂上組織學生分組進行實訓內容，并對學生實訓中存在的問題給予針對性講解和指導。課后發布相關的任務小測驗，通過學生完成情況進行數據分析，了解學生的薄弱點，并進行教學反思。通過階段性的數據分析，學生評價，教師需要快速地調整教學設計，為學生帶來多元化的課堂[4]。

3.建設教育資源的共享

計算機類專業課教學不能僅僅依靠教材，而是要實現各類高質量教學資源的開發與整合，為學生提供更具個性化和人性化的服務。隨著云計算與大數據技術在高職院校的有效應用，學生逐漸擺脫了傳統教學的束縛。高職院校紛紛加快構建大數據網絡教學平臺。在網絡教學平臺上，學生和教師可以共享大量優秀的教學資源，學生可以隨時隨地上網學習，根據云平臺上的教學資源自主學習感興趣的課程，合理分配自己的時間，不用再像以前一樣只能通過在固定的時間去上課獲取知識。通過云計算與大數據技術，將網絡連接的各種教育資源有效地整合在一起。基于云計算與大數據技術的教育教學資源共建共享服務平臺，該平臺能夠將學校的軟硬件，教育教學資源等封裝成為一個資源庫。通過云平臺作為媒介，可以對教育教學資源并對其進行統一的調用、管理以及維護。通過云計算服務的共享機制以及按需分配的特點，有效地緩解了資源重復建設、資源分布不均等問題，合理的資源分配減少了大量人力、物力的浪費。在云計算與大數據環境下，學校通過有償的形式獲取相應的云計算與大數據技術服務，進行教育資源的統一管理存放。各個高職院校不再需要進行外部設備的采購，也避免了系統維護。通過云服務提供方統一進行管理的形式，減少了高職院校計算機專業教育資源的成本投入，學生可以充分地自主學習，大大緩解了高職院校教師的授課壓力。基于云計算與大數據技術下的資源共享，該計算機群具有運算能力強、數據存儲能力大的特點，其通過冗余存儲方式將海量的數據存放在云端服務器群中，這種環境下該資源共享平臺就具備了使其具有了吞吐率巨大、分布式和傳輸速率高的特點。在大數據與云計算模式下，使用者的終端連接到網絡當中，通過向云平臺提出需求的方式獲取資源。這種通過網絡獲得服務的模式擁有多重的安全機制和保護措施，可以確保使用者數據和操作的安全性。這種模式使得終端的功能變得簡單化，將許多復雜的處理和計算過程轉移到“云端”上去完成。信息中心的技術人員保障數據中心內服務器正常運轉的管理與維護工作，為學生和教師提供云計算服務，保證用戶能夠使用到強大的計算力和充足的存儲空間，完全突破傳統高職院校計算機專業教學模式的時間空間壁壘，實現了只要用戶連接上互聯網，就能夠隨需隨用[5]。

4.建設云計算與大數據實訓室

隨著云計算與大數據技術的高速發展，運用云服務與大數據技術，可以將實訓室舊的終端計算機連接校園網或互聯網，原先學生機所需承擔的因開啟教學實訓應用軟件產生的計算壓力將轉移到云服務平臺，且相關的設備維護工作由提供云服務的信息中心負責，因此可以解決實訓室計算機老化，操作系統版本且配置低的問題，節省了設備投入資金及管理與運維的人力。同時，云計算以及大數據實訓室可以將教學軟件、工具等安裝到云數據中心的服務器上。通過創建足夠數量的虛擬機，將這些教學軟件、工具下發到師生終端。這樣就實現了僅采購一定數量設備和一臺交換機即可實現新專業實訓室的構建，大大降低了采購成本和建設時間[6]。除此之外，該實訓室不會通過師生端感染計算機病毒，機房運維非常簡單，只要云數據中心運行穩定，所有基于云數據中心的機房開機即可使用。借助云計算與大數據技術建設的實訓室，能夠為學生和教師提供充足的、安全的存儲空間，實訓所產生的實驗數據可以上傳至云存儲。這種方式既保障了數據的安全性，又可以為用戶提供充足的存儲空間，避免了由于使用U盤轉移數據的過程中，使計算機終端感染病毒，從而造成實驗數據的損壞的情況發生。這種基于云服務建設的實訓室帶有資源信息服務平臺，把學生實訓過程中需要的各種軟件、資源進行共享，可以實現在線共同工作機制，讓學生在進行實訓時能夠多人共同完成[7]。

結語

基于云計算與大數據技術在高職院校的有效應用，高職院校計算機專業教育迎來了改革新機遇，解決了傳統計算機專業教育中專業課程內容較多且更新較快，教學觀念老舊，個性化教學難以落實，以及傳統模式的實訓機房建設隱患突出的歷史難題。當然，該技術也存在著一些問題，如信息安全問題、資源版權問題等。隨著信息時代的高速發展，這類問題也日益受到重視，計算機專業人士也在不斷研究，相信在不久的將來可以解決這些隱患。