基于云桌面技術的商務大數據實驗室建設與教學實踐

摘 要：結合中南民族大學商務大數據實驗室的建設實踐，提出了實驗室建設的舉措。確立商務大數據實驗室建設的目標和思路，利用主流云桌面技術選擇實驗室建設方案和架構。介紹了實驗室教學改革方案：組建大數據實驗班；重組以實驗課程體系、就業為導向的實訓課。分析了實驗室的應用優勢，為高校經管類商務大數據實驗室建設管理和實驗教學改革提供借鑒。

關鍵詞：云技術；虛擬桌面架構；商務大數據實驗室；實驗教學改革

中圖分類號：F724.6;TP311.13

文獻標識碼：A

doi：10.3969/j.issn.1672-2272.202209052

Construction of Business Big" Data Laboratory" and

Teaching" Practice" by Using Cloud" Computing Virtual Desktop

Zhang Yan¹， Yang Dan²， Ling Chaofeng²

（1. Center of Experiment Teaching and Engineering Training，College of Innovation and

Entrepreneurship，South-central" MINZU University， Wuhan 430074，China；2. College of Management， South-central MINZU University， Wuhan 430074，China）

Abstract：Based on the construction and practice of the laboratory for Business big data lab at South-central MINZU University， this paper puts forward measure of lab construction. Established construction goal and construction content of the laboratory . Use mainstream cloud computing virtual desktop， selection of laboratory" construction method" and" structure. It is also introduced experimental teaching reformation， the creation of a big data experiment class， the recombination of experimental curriculum system， employment-oriented training courses. The paper analyzes the application advantages of the laboratory， provides a reference for the construction management and experimental teaching reform on the big data laboratory of economic management majors in colleges and universities.

Key Words：Cloud Computing; Virtual Desktop; Business Big Data Laboratory; Experimental Teaching Reformation

大數據的應用正逐步從互聯網、金融領域擴展到教育、政務、交通物流、醫療健康等各個領域，必將深刻影響我國社會和經濟的發展進程^[1] 。據數聯尋英發布的《大數據人才報告》顯示，截至 2018 年，全國的大數據人才僅 46 萬人，未來 3～5 年內大數據人才的缺口將高達 150 萬人^[2]。當前大數據人才培養迫在眉睫，教育部從2016年新增“數據科學與大數據技術”本科專業。建設大數據實驗、實訓、實習、實踐的教學環境，科學構建大數據實驗課程體系，開發實驗項目，成為開設大數據專業的高校亟待解決的問題。

云桌面技術是云計算的典型應用，可通過客戶端或其他任何與網絡相連的設備訪問跨平臺的應用程序及整個客戶桌面^[3]。云桌面技術具有高性價比、彈性擴展、高穩定性、高可靠性、低維護量、靈活多變、極大簡化管理的特點，應用云計算實現教學、科研和社會服務成為高校實驗室建設的發展方向。本文介紹了我校利用云桌面技術建設商務大數據實驗室，進行實驗教學改革的實踐。

1 基于云桌面技術的商務大數據實驗室建設目標和思路

1.1 建設目標

根據我校“面向少數民族和少數民族地區，為少數民族和民族地區的經濟與社會發展服務”的辦學宗旨，商務大數據實驗室以“技術先進、多元協同、資源共享、開放創新”為建設理念，實驗室建設目標是：在新一代信息技術下，搭建云桌面技術的實驗教學環境，滿足經管專業云計算、大數據領域核心課程需求，支持學生創新實踐平臺、教師學術研究平臺和社會服務平臺建設，助力商務大數據人才培養、科研創新、企事業社會化服務，全面提升學生實踐能力和教師科研創新能力，提高人才培養質量。通過實驗室建設，實踐教學與理論教學統籌、協調規劃，能力培養與知識傳授、素質提高并重，實現資源共享、學科融合、數據互通、教學創新、人才培養等目的，使有限的教學科研資源發揮最大效益。實驗室功能定位于滿足本科生和研究生的實驗教學需求，滿足學生和教師的創新實踐需求，為政府、企事業單位提供社會服務的對外開放需求。

1.2 建設思路

根據經管實驗室建設的總體規劃，結合同類院校調研和可行性論證報告，商務大數據實驗室建設應堅持以下三方面原則和思路。

1.2.1 堅持交叉融合

商務大數據實驗室建設要突破傳統學科的限制和知識邊界，緊密結合行業發展對人才培養的新需求，融入以云計算、人工智能、區塊鏈等為代表的新興技術，堅持產教科教雙融合，將科研轉化為教學資源、科研轉化實驗項目、科研轉化實驗課程，跨專業、跨學科、跨行業、跨國界地教學，培養文理兼通跨學科交叉復合型人才，提升學生的跨專業知識融通能力、跨學科應用能力和實踐創新能力。

1.2.2 堅持守正創新

實驗室建設既要根植于傳統學科優勢，保留基礎和經典的知識，又要站在新一代信息技術的高度做好頂層規劃設計，在繼承中創新。要在“新文科”背景下，以學生為中心，符合人才成長和培養規律，在教學理念、教學內容和教學方法上創新，聚焦新專業（新方向）開設、新課程建設，開展小班教學、實行校企合作、校內外雙導師等實現“以學生為中心”的人才培養模式創新改革。

1.2.3 堅持協同共享

堅持學校、企業、行業、科研院所多元協同培養的新路徑，通過建立校外實踐基地、校企產學研合作中心，共同制定人才培養方案、共同開發特色實驗課程、共同建設實訓基地、共同指導學科競賽、共同組建教師隊伍、共同開展應用研究與技術服務、共同培養商務大數據人才。加強國際化人才培養，開設國際化課程、利用國際教學資源平臺和教育成果、開展國際化教學活動、中外合作辦學，與國際先進的大數據人才培養模式接軌，通過校內與校外、國內與國外“雙協同”，借助多方協同來豐富人才培養模式，造就一批厚基礎、寬口徑，具備國際視野、能參與國際化競爭的復合型、創新型、開放型商務大數據人才。

2 基于云桌面技術的商務大數據實驗室建設方案和架構

2.1 實驗室建設方案

主流云桌面技術主要分為虛擬操作系統VOI和虛擬桌面VDI，結合我校經管專業實驗教學、學生大數據創新實踐和教師科研需求，提出商務大數據實驗室建設的超融合虛擬桌面方案。

虛擬桌面基礎架構（virtual desktop infrastructure，VDI）也稱集中運算式架構，是目前應用較多的主流云桌面虛擬化技術^[4] 。所有的計算和存儲都在服務器端進行，客戶端僅僅是顯示和交互^[5] 。它需要高性能服務器和萬兆網絡環境支持，一體機、筆記本電腦、PAD、手機等都可作為終端使用，能夠提供專業類、編程類、工具類軟件的實驗環境，因沒有獨立顯卡，不能提供3D建模、人工智能和虛擬仿真的實驗環境。通過虛擬顯卡 v GPU VDI，相當于為每臺虛擬機安裝了獨立顯卡，虛擬機達到甚至超過臺式電腦的性能，能夠提供高端圖像和仿真實驗教學環境^[6]。因此，在VDI基礎上的顯卡虛擬化形式，能夠滿足高層次的實驗教學對海量真實數據、高性能計算資源以及交叉學科實驗環境的需求^[7]。

該方案基于超融合技術的新型IT基礎設施平臺，將計算、存儲、網絡、安全等虛擬資源融合到一臺X86服務器中，形成統一的資源池。通過云平臺管理軟件，完成云桌面環境的搭建，建設一個開放的資源共享的云桌面實驗室，開展實驗教學、企業真實案例實訓、科研創新實踐、學科競賽等活動，支持商務大數據人才的多層次培養。

2.2 實驗室建設架構

基于云桌面技術的商務大數據實驗室建設，立足系統設計、詳細規劃和分步實施的建設原則，采用3層架構，如圖1所示。

2.2.1 物理層

主要從搭建實驗室教學環境設備、網絡環境和計算存儲資源等方面來配備底層硬件設施，主要包括：高性能大數據服務器、存儲器、網絡交換機及實驗室千兆網絡等基礎設備，為學生進行大數據實驗和教師教學科研資源重組提供良好的支撐環境。

2.2.2 虛擬層

通過計算虛擬化、存儲虛擬化、桌面虛擬化等技術，將服務器集群、網絡設施和高性能存儲集群等設備虛擬為一個大型資源池，提供本地IaaS云基礎設施服務，實現超大規模計算和海量存儲，同時對上層提供統一的服務接口^[8] 。

2.2.3 應用層

主要由商務大數據實驗教學平臺、科研實驗平臺、創新實踐平臺和社會服務平臺組成，用戶通過云桌面接口進行登錄，就可以實現對云端所有各類資源的訪問。云端服務器上教學平臺的軟件包括：實踐教學管理平臺、大數據技術原理與應用教學實踐資源，Python數據分析教學實踐資源、基于數據挖掘工作流的分析與預測教學實踐資源、大數據可視化分析教學實踐資源、大數據行業應用教學實踐綜合案例資源等。教學資源包括：課程資源、數據資源、運算資源、應用系統、多種決策模型和決策工具、民族地區上市公司和大數據企業的教學案例數據庫、虛擬仿真實驗、企業在線實驗等資源和素材，實現了教學、企業、案例、技術等教學資源的重構。云桌面技術搭建的實驗教學環境，為實驗教學資源共建共享提供了開放的、可擴展的支撐環境和安全可靠的技術保障。

3 商務大數據實驗室的教學改革舉措

3.1 組建大數據實驗班

為了培養具有良好數據科學和信息管理理論素養，具備商務大數據分析能力和應用技能，適應大數據時代社會對商務大數據分析高素質人才的迫切需求， 2017年9月我們組建了“商務大數據分析與應用實驗班（以下簡稱大數據實驗班）”。大數據實驗班人才培養目標是：具備現代管理理論基礎、計算機科學技術知識及應用能力，掌握大數據科學的基本理論和方法、系統思想和信息系統分析與設計方法、信息管理的基本知識，能在國家各級管理部門、工商企業、金融機構、科研單位等部門從事信息管理以及商務大數據分析和應用工作的高級管理人才。大數據實驗班面向管理學院所有專業，選拔35人，小班教學。重點將市場營銷、電子商務、工商管理等專業領域作為數據科學與大數據技術的應用場景，培養具有商務大數據分析能力的應用型、復合型、創新型人才。

3.2 重組實驗課程體系

課程體系教學內容決定著人才培養對象所具有的知識、能力和素質的結構和內涵 ^[9]。在大數據實驗班人才培養方案中，要求學生除了具備信管專業應具備的管理信息系統的基本理論、基礎知識、分析方法、設計方法和實現技術以外，還要求學生掌握大數據分析和挖掘的基本理論、基本知識、基本方法和計算機操作技能，具有大數據采集、大數據存儲、分析數據和處理數據的基本能力。根據人才培養目標，構建了多學科交叉融合的課程體系，重組為四大模塊：學科基礎模塊、計算機模塊、商務大數據分析模塊和創新實踐模塊，如圖2所示。這四大模塊交叉滲透，形成“基礎—提高—綜合—創新”4個層層遞進式的課程體系，滿足商務大數據人才知識復合、學科融合、強化實踐、注重創新的新需求，培養學生運用大數據技術分析實際問題的實踐創新能力和科學思維。

3.3 產教融合，構建以就業為導向的實訓課

3.3.1 實訓目標

為了響應國家推動校企合作快速成長的總體發展目標，整合政產學研用力量，綜合開展深度探索與實踐，我校聯合MTC麥匯信息科技公司（以下簡稱MTC公司）顧問學院開展了第一期為期2個月的SAP ERP實施顧問實訓。

我校與MTC顧問學院的合作實訓項目是針對面臨就業的畢業生顧問培養特別計劃，目標是建立互惠互利的人才培養和人才輸送生態圈，搭建以就業為導向的校企合作橋梁，為學生在結業前構建職業化發展平臺以及快捷的職業發展通道，讓學生真正地學習到如何成為一名合格的顧問，作為一名顧問所需要具備的專業技能和業務能力。

3.3.2 實訓內容

此次SAP ERP實施顧問的信息系統項目實施全流程實訓，由業務能力培訓、專業技能培訓與案例實習三部分組成。

（1）業務能力培訓。顧問業務能力培訓由集團CEO及上海、北京、武漢、廣州分公司總經理進行，內容涵蓋客戶培訓方法、調研能力培養、項目測試方案的制定、客戶引導、項目實施中的領導力培養等內容。

（2）專業技能培訓。是基于全球SAP PA認證官方課程而設置，具有唯一不可替代性，同時也可作為未來全球SAP PA認證考試的學習資料。主要針對SAP Business One軟件的系統主數據、采購、銷售、生產、財務、客戶關系管理的等核心模塊內容進行講解并對系統的實施與支持相關知識技能進行培訓。課程導師為集團的精英實施顧問，培訓形式為課堂教學與實操演練相結合模式。培訓期間MTC配備1名班主任和1名項目實訓指導老師全程參與實訓，實訓課程由被動填鴨式轉變為互動參與式，充分調動了學生學習的積極性。

（3）案例實習。能力課程完成后，學生在MTC全球共享交付中心進行為期20天的現場項目實訓。該實訓以小組為單位，以真實項目案例為基礎，案例均源于實際問題，且具有一定的挑戰性和創新性。學生模擬仿真了制造業的數字化管理軟件的實施平臺搭建，完成項目藍圖并分組進行答辯演示。答辯優秀的學生直接簽署就業協議，畢業后將正式成為MTC公司的SAP ERP實施顧問。

3.3.3 實訓課評價體系

實訓采用三段式評價體系，根據實訓的不同階段進行不同方式的評價和篩選，以保障實訓質量。①第一階段。在實訓正式開始前，根據專家對實施顧問的用人經驗，通過結構化面試和無領導小組討論進行學生初篩，篩選出適合從事該行業學生進入實訓環節。②第二階段。培訓課程結束后，根據能力培訓與技能培訓的收獲進行總結答辯，MTC集團總裁與MTC全球交付中心總經理組成評委團對答辯進行評分，并對每個學生進行了就業指導和技術點評。③第三階段。在實訓最后的案例實習階段，學生以實施顧問的身份，以小組為單位進行案例實習，并根據真實項目的答辯場景進行現場技術答辯。實訓課考核做到了指導過程規范化、答辯環節社會化和評價體系制度化，提高了實訓課程質量。

經過為期2個月的SAP實訓，學生通過“培訓+SAP ERP平臺+真實項目案例實習”的實訓，不僅對顧問知識能力進行了學習和操作練習，同時對企業采購、銷售、生產、財務、客戶關系管理有了系統理解，深化了專業知識能力，拓寬了社會視野，打通了學生學習與就業“最后一公里”。實訓為即將踏入社會的學生走上工作崗位提供了強有力的支持，同時也為企業培養了優秀的人才。真正實現了校企互利互惠的雙贏結果。

4 基于云桌面技術的商務大數據實驗室建設應用優勢

4.1 簡化實驗室運維管理

商務大數據實驗室采用“云端集中化”模式，通過云桌面技術將所有計算和存儲資源集中在服務器上。高性能的虛擬機用于科研和大數據處理，提高機房資源的利用率，滿足不同終端不同環境下的遠程接入，實現教學資源集中化、系統部署智能化、更新維護自動化、運維管理簡單化和教學體驗便捷化，構建了一個高效、安全、統一的教學實驗管控平臺。從根本上降低管理難度和維護工作量，減少運維成本和風險，全面提升管理效率和服務質量，為實驗教學、科學研究和人才培養提供有力的技術保障。

4.2 創新實驗教學模式

云桌面實驗室可精準檢測實驗平臺故障信息，完成所有服務器、虛擬機的生命周期管理，實現負載均衡、動態遷移、系統備份和數據恢復，做到資源合理配置，保證教學、科研、創新實踐與社會服務的流暢對接，助推商務大數據實驗室教學的延續性和實驗室的可持續發展。云桌面技術環境下的教學模式，使學生成為真正的學習主體，構建了新型的師生相互促進的教學關系和共同成長的學習共同體。不僅有效地解決了知識的組織者與構建者、知識的引領者與參與者、知識的傳授與知識的挖掘、教學中的時間與空間有機結合的問題，還解決了實驗教學中教學過程的參與度不高、師生互動不足、學生個性化自主學習不夠的問題，全面提升了實驗教學質量。

4.3 契合人才培養需求

基于云桌面技術的商務大數據實驗室建設，組建實驗班、重組實驗課程、校企合作的實訓、實驗教學模式的創新改革，不僅契合社會對大數據人才的巨大需求，還吸引國內外企業優秀的商務大數據技術師資人才加入實驗平臺。運用國內外大數據技術、云計算技術、先進的實驗室管理方案和教學內容，實現商務大數據人才培養與企業的人才需求相結合，校內校外雙向互補，輸送大數據核心人才^[10]。

4.4 提供數據決策服務

通過商務大數據實驗室建設，實驗平臺提供了大量教學數據和學生實驗行為數據，整理、分析、挖掘有效信息，為專業建設科學化、實驗教學可視化、教學評價過程化、學生管理規范化提供了數據決策服務。通過分析日志數據、學生實驗數據、考試信息，追蹤學生學習軌跡，量化大數據課程知識點的難度和知識關聯性等，這些真實的數據信息可用于學生學習習慣、學風成因和學生管理，又可用于大數據實驗班人才培養方案中優化實驗教學體系，在課程設置、改革教學方法、師資隊伍建設、教學模式等方面，開展對教育教學活動和學生行為的收集、分析和反饋，推動個性化學習和針對性教學提供支持^[11]。

5 結語

商務大數據實驗室建設聚焦“新文科”背景下商務大數據人才培養的實踐，應用新興技術，搭建了一個基于云桌面的安全、可靠、創新的實驗教學環境，進行了一系列實驗教學改革。今后要在完善課程體系、校企合作開發實驗項目、提高云桌面實驗室教學資源的使用效率等方面積極探索，為高校經管類商務大數據實驗室建設管理和實驗教學改革提供新路徑。

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（責任編輯：宋勇剛）