基于行業(yè)的新一代信息技術職業(yè)技能訓練框架構(gòu)建探索
——以云計算技術為例

梁 朝

（江西財經(jīng)職業(yè)學院，江西 九江 332000)

我國已經(jīng)進入了以新一代信息技術為主導的數(shù)字經(jīng)濟時代。在各行業(yè)中，新一代信息技術融入和應用越來越廣泛，作為信息化建設的重要支撐和基礎，新一代信息技術人才在培養(yǎng)方面也存在相應問題，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，傳統(tǒng)的課程體系不能滿足信息化技術發(fā)展對人才的需求；第二，在課程內(nèi)容設計、實踐項目開發(fā)等方面不能滿足行業(yè)實際需求；第三，教師隊伍建設不能適應信息化技術發(fā)展對教師素質(zhì)的要求。

因此，需要按照不同行業(yè)特點和崗位需求制定培訓內(nèi)容方案。首先，要根據(jù)行業(yè)對信息技術人才的專業(yè)知識與能力要求設計培訓內(nèi)容。最后，要以信息化發(fā)展趨勢為背景開展學生培訓工作，促進學生隊伍適應信息化技術發(fā)展的需要。

1 新一代信息技術需求與背景分析

1.1 新一代信息技術特點及主要應用

新一代信息技術包括大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等，它是基于傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)技術和數(shù)字技術的重構(gòu)，以大數(shù)據(jù)為基礎，云計算為支撐，物聯(lián)網(wǎng)為平臺，通過對傳統(tǒng)信息資源的收集、處理、存儲和分析，對傳統(tǒng)資源進行全面優(yōu)化，提高資源的利用率，創(chuàng)造新的價值。

其主要特點包括：數(shù)據(jù)來源更加廣泛；數(shù)據(jù)類型更加豐富；數(shù)據(jù)處理更加復雜；數(shù)據(jù)處理過程更加動態(tài)；數(shù)據(jù)存儲方式更加多樣等。新一代信息技術應用非常廣泛，從金融到醫(yī)療到教育到政府管理再到工業(yè)制造等多個行業(yè)均涉及其應用，并在實際生產(chǎn)生活中得到廣泛應用。

1.2 行業(yè)需求及對人才能力的要求

信息技術行業(yè)具有發(fā)展快、應用廣、涉及面廣等特點，隨著我國信息化進程的深入，信息技術行業(yè)對專業(yè)人才的需求也日趨多樣化，涵蓋了工業(yè)信息化、教育信息化以及其他各領域。當前信息技術行業(yè)的需求和發(fā)展都與以往不同，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1) 行業(yè)間分工細化，傳統(tǒng)的崗位職責不斷被打破，同時對崗位的要求也越來越高；2) 新技術應用速度加快，這不僅體現(xiàn)在業(yè)務領域，而且體現(xiàn)在組織管理領域；3) 產(chǎn)業(yè)融合度加深，產(chǎn)業(yè)鏈不斷向上下游延伸，產(chǎn)業(yè)邊界不斷模糊；4) 信息技術的應用對安全保障提出了更高要求。 上述新情況新需求對人才提出了更高的要求。

1.3 高校人才培養(yǎng)現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)

近年來，隨著科技的迅猛發(fā)展，信息技術正向著多元化、融合化、智能化發(fā)展。從行業(yè)層面看，信息技術產(chǎn)業(yè)涵蓋了軟件、硬件、集成電路、網(wǎng)絡通信等多個領域，是推動社會進步的核心引擎之一。在信息技術產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的大背景下，高校作為人才培養(yǎng)的主陣地，如何從行業(yè)層面出發(fā)優(yōu)化學科專業(yè)體系成為亟待解決的問題。 隨著人工智能、大數(shù)據(jù)和云計算等新一代信息技術的蓬勃發(fā)展，“人工智能+”“5G+”“物聯(lián)網(wǎng)+”等新模式層出不窮，給高校人才培養(yǎng)帶來了新挑戰(zhàn)。高校傳統(tǒng)人才培養(yǎng)體系存在課程體系滯后于行業(yè)發(fā)展、知識結(jié)構(gòu)單一、學習內(nèi)容單調(diào)等問題。為了更好地培養(yǎng)新一代信息技術行業(yè)高素質(zhì)技能人才，以本校現(xiàn)有的新一代信息技術——云計算為例，探索相關的技能訓練框架，讓學生更好地適應行業(yè)需求。

2 云計算技術簡介

云計算的概念是由谷歌公司于2006年提出的，它是由分布式計算、網(wǎng)格計算、并行計算等技術融合與發(fā)展而來的一種新的計算模型，它將計算任務分布在由大量計算機組成的資源池中，使用戶能夠按需獲取計算力、存儲空間和信息服務。云計算被稱為繼PC、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次革新浪潮。從本質(zhì)上講，云計算通過對計算資源的虛擬化、組織、分配和使用，實現(xiàn)了池化資源的合理配置，避免了計算過程的資源重復和浪費，從而提高計算資源的利用率[2]。

它在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應用，一方面是計算機技術的革新，市場規(guī)律的要求，數(shù)據(jù)密集型計算技術的擴展，另一方面也是網(wǎng)絡功能不斷豐富的必然趨勢。它作為一種新的運行模式，或者說是一種新的信息服務概念，它的發(fā)展正逐步走向成熟。

3 云計算技能訓練框架

3.1 云計算技能知識體系

隨著云計算逐漸從IaaS 向PaaS 和SaaS 轉(zhuǎn)換，云計算的技術生態(tài)也在不斷發(fā)展和完善，云計算自身的功能邊界也在不斷得到拓展，相信在產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)階段，云計算將進一步深入到產(chǎn)業(yè)領域，打造出更多基于行業(yè)的“全棧云”。將云計算環(huán)境下應用型人才培養(yǎng)中所涉及的專業(yè)知識體系進行總結(jié)，如圖1所示：

圖1 云計算專業(yè)知識體系框架

從技術體系結(jié)構(gòu)上來看，云計算涉及虛擬化技術(KVM、Xen) 、分布式文件系統(tǒng)、信息安全、資源管理等諸多部分。

虛擬化技術：虛擬化是一種資源管理技術，它將計算機的各種實體資源(CPU、內(nèi)存、存儲、網(wǎng)絡等）予以抽象和轉(zhuǎn)化出來，并提供分割、重新組合，以達到最大化利用物理資源的目的。這里以服務器和網(wǎng)絡為例。傳統(tǒng)物理機模式，服務器資源利用率普遍較低，且無法共享，由此衍生出各種問題，而虛擬化技術解決了服務器硬件與操作系統(tǒng)之間緊耦合關系，從而能夠進行禮物資源共享，復用等操作。傳統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)在物理服務器計算模式場景中，服務器之間的數(shù)據(jù)傳輸需要依賴于物理網(wǎng)絡設備而在虛擬化場景中，云主機之間數(shù)據(jù)傳輸通過虛擬化網(wǎng)絡設備進行實現(xiàn)，更靈活，效率更高。

分布式數(shù)據(jù)存儲技術：通過將數(shù)據(jù)存儲在不同的物理設備中， 能實現(xiàn)動態(tài)負載均衡、故障節(jié)點自動接管、具有高可靠性，高可用性、高可擴展、無單點故障問題。

資源管理技術：云計算需要對分布的、海量的數(shù)據(jù)進行分析和處理，因此，資源管理技術必須能夠高效地管理大量的數(shù)據(jù)[3]。

云計算環(huán)境下，學生需要具備以下能力：

1) 網(wǎng)絡架構(gòu)設計能力，包括數(shù)據(jù)的傳輸、存儲等基本網(wǎng)絡功能，并對網(wǎng)絡的安全進行管理。學生需要具備根據(jù)需求構(gòu)建簡單、易部署的云服務器并管理云服務器的能力。同時，學生還需要具備在設備、系統(tǒng)層面上構(gòu)建網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)傳輸?shù)认嚓P流程并對相關流程進行控制的能力。

2) 數(shù)據(jù)處理能力，包括對海量數(shù)據(jù)的處理和對數(shù)據(jù)進行分析整理，并利用這些數(shù)據(jù)進行決策。學生需要具備對海量數(shù)據(jù)進行分析、整理、存儲的能力，以及在分析結(jié)果中發(fā)現(xiàn)問題和提出改進方案并執(zhí)行的能力。

3) 系統(tǒng)規(guī)劃能力，包括根據(jù)應用需求以及計算資源所能承載的任務量規(guī)劃計算資源并進行管理。學生需要具備對計算資源及管理任務進行規(guī)劃并實現(xiàn)的能力，以有效應對移動云計算環(huán)境下任務量增多導致的計算需求增大現(xiàn)象。

4) 智能處理能力，包括根據(jù)不同需求和用戶習慣構(gòu)建不同類型云服務器，通過對計算任務進行調(diào)度以及實現(xiàn)各種用戶界面和應用，以應對用戶使用云服務器的習慣。同時，學生還需要具備根據(jù)不同業(yè)務需求靈活分配計算任務資源，以有效應對業(yè)務需求變化導致的計算任務變化現(xiàn)象。

5) 物聯(lián)網(wǎng)應用能力，包括如何應用云計算技術處理大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)設備所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并對物聯(lián)網(wǎng)設備進行管理。學生需要具備將物聯(lián)網(wǎng)中收集到的數(shù)據(jù)信息進行分析、加工并展示給用戶的能力。

如果要想形成一個相對比較完整的知識結(jié)構(gòu)，除了上述技能之外，還需要掌握操作系統(tǒng)(Linux) 體系結(jié)構(gòu)、基礎服務搭建、系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)庫、運維監(jiān)控、腳本編程，以及分布式網(wǎng)絡等知識。所以云計算技術的學習是一個漫長的過程。學習云計算技術，除了要具備一定的技術基礎之外，還需要對云計算技術體系結(jié)構(gòu)有一個整體上的認知能力，而且要緊跟技術發(fā)展趨勢和行業(yè)應用需求來調(diào)整自己的研究方向，比如當前最火熱的軟件Chatgpt、Notion等。未來，云計算作為人工智能技術的重要支撐平臺，必然會發(fā)揮出越來越大的作用。

3.2 技能訓練方案

本平臺采用了“任務驅(qū)動”設計思路，結(jié)合云計算技術，為用戶設計了一整套較為完整的技能訓練方案。該方案使用戶可以按照實際操作任務要求進行學習，從而獲得更好的技能訓練效果。該方案中采用了多種輔助資源，如視頻、音頻、圖片等各種類型的資源以及練習題、試題、進度條等各種類型的數(shù)據(jù)，并由系統(tǒng)自動對任務和目標進行計算后返回給用戶。

例如：某企業(yè)計劃搭建私有云平臺，以實現(xiàn)資源的池化彈性管理、企業(yè)應用的集中管理、統(tǒng)一安全認證和授權(quán)管理。按照給出的云平臺架構(gòu)進行IaaS、PaaS、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)部署及運維管理，并進行云存儲開發(fā)、大數(shù)據(jù)分析應用開發(fā)和微信小程序開發(fā)，請設計相關布局。

以IaaS云計算基礎架構(gòu)平臺為例，通過分析繪制該項目的流程圖，如圖2所示。

圖2 項目實施的流程圖

根據(jù)需求分析我們可以按照以下幾個步驟來進行：

1) 基礎配置

關閉防火墻和安全內(nèi)核(SElinux) ，使得2 臺服務器之間能夠順利通信；注：在云主機中默認SElinux和防火墻都是關閉的，如果使用虛擬機，就需要完成該步驟。

根據(jù)需求進行前期準備與節(jié)點規(guī)劃，這里可以采用雙節(jié)點搭建，一個節(jié)點為controller 控制節(jié)點，另一個為computer計算節(jié)點，并規(guī)劃好對應的IP地址。此平臺搭建所需要的環(huán)境和軟件如下所示：

使用鏡像文件CentOS-7-x86_64-DVD-1908.iso進行操作系統(tǒng)安裝。安裝前需要對虛擬機 VMware Workstation Pro 15 進行環(huán)境配置，例如：開啟VT 虛擬化，配置相應網(wǎng)卡信息等。

使用搭建的遠程連接工具：finalshell

搭建方式：采用雙節(jié)點搭建，一個節(jié)點為controller 控制節(jié)點，另一個為computer 計算節(jié)點，Controller節(jié)點運行在服務端，Computer節(jié)點運行在客戶端。

節(jié)點網(wǎng)絡規(guī)劃如表1所示：

表1 節(jié)點網(wǎng)絡規(guī)劃

通過finalshell 遠程連接工具連接controller 節(jié)點和computer 節(jié)點，即控制節(jié)點和計算節(jié)點，并分別配置2 臺主機的IP 地址和主機名。將網(wǎng)絡獲取方式改為static 模式，并重啟網(wǎng)絡服務器(systemctl restart ens**) ，檢查網(wǎng)絡是否暢通。

2) 配置yum源

通過finalshell 軟件上傳鏡像文件，并配置相應的Yum 源。Controller 節(jié)點的本地yum 源文件為local_cont.repo，配置ftp相關服務，使配置根目錄指向存放local_cont.repo的路徑；Computer節(jié)點的yum源文件為local_com.repo，此時使用Controller 節(jié)點ftp 服務作為本地yum源。

yum源的配置過程如下圖3所示：

圖3 yum源的配置過程

配置ftp服務，并設置為開機啟動。

3) 在節(jié)點上創(chuàng)建一個空分區(qū)

在compute 節(jié)點上進行空白分區(qū)的劃分cinder 存儲和swift存儲。

4) 安裝iaas-xiandian(conputer、controller)

當2 臺服務器都配置完畢以后，通過本地鏡像文件來安裝私有云服務，安裝命令如下：yum install -y iaas-xiandian，并修改相應的配置文件。

5) 腳本安裝

通過腳本安裝各個組件服務（數(shù)據(jù)庫服務、keystone服務、glance服務、nova服務等）。

3.3 評價機制與管理

在應用型人才培養(yǎng)中，對學生學習效果的評價也是人才培養(yǎng)目標能否實現(xiàn)的關鍵。為了提高應用型人才培養(yǎng)質(zhì)量，需要建立起一套完善的評價機制和管理機制。

目前，云計算環(huán)境下的教學模式改革取得了一定成效，但也面臨一些問題。例如：如何提升教師水平是問題之一。雖然在云計算環(huán)境下，教師可以利用云平臺建立自己的教學空間，但是由于時間、空間等方面因素限制，教師在云平臺上開展教學活動很難達到實時互動、遠程監(jiān)控、移動學習等效果。同時，學生由于缺乏專業(yè)老師的指導，很難針對云平臺開展相關課程[4]。另外，由于目前我國尚未出臺針對云計算環(huán)境下應用型人才培養(yǎng)方案及教學模式改革的相關政策和標準，因此缺乏具體指導意見和評價標準，這也給教師開展相關工作帶來了一定的難度。針對這些問題，可以通過以下措施進行解決：

1) 加強校企合作。校企合作是高校推進應用型人才培養(yǎng)改革的有效途徑。通過校企合作實現(xiàn)專業(yè)共建、課程共通、教材共編、實踐基地共享、教學資源共用等資源建設方式，建立校企合作育人平臺，以校企雙方優(yōu)勢互補、互惠互利為原則，在教育教學中培養(yǎng)企業(yè)需要的人才。

2) 改革教學方式方法。云計算環(huán)境下的應用型人才培養(yǎng)模式改革不是一種簡單的教學手段改變和教學方式升級，而是一個綜合性、系統(tǒng)性、創(chuàng)新性工程，是一個系統(tǒng)工程。因此，必須建立起一套完整的評價體系和管理機制來進行監(jiān)督管理。

4 結(jié)束語

云計算環(huán)境下，利用現(xiàn)有的教學資源，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，結(jié)合移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術[5]，采用靈活有效的教學方法和手段，建立基于移動云計算環(huán)境的應用型人才培養(yǎng)方案及教學模式改革方案，創(chuàng)新了云計算環(huán)境下的應用型人才培養(yǎng)模式。以云平臺為基礎的技術應用型人才培養(yǎng)新模式能夠較好地滿足學生多元化學習需求，具有較強的實用性。為了更好地解決在云計算環(huán)境下教學效果評估、教學反饋和教學質(zhì)量控制等問題，提出了相應的解決方案。雖然基于云計算的人才培養(yǎng)模式與傳統(tǒng)的應用型人才培養(yǎng)模式存在一定的差異，但本研究提出的方案能夠較好地解決高校在云計算環(huán)境下應用型人才培養(yǎng)所面臨的問題。在未來，將進一步研究如何利用現(xiàn)代信息技術與教育深度融合進行應用型人才培養(yǎng)改革。