基于公有云計算技術的中職計算機實訓教學平臺的建設策略與有效應用

潘金雪

[摘? ? ? ? ? ?要]? 基于公有云計算技術的實訓教學平臺以其成本低、安全性高、應用性強等特點，為中職計算機專業學生學習提供了教育性、科學性、知識性的實訓環境。如何建設有“中職”特色的、能充分利用公有云計算技術特點的實訓教學平臺并將其應用于專業教學。圍繞這一主線進行淺顯的嘗試與探索。

[關? ? 鍵? ?詞]? 公有云計算技術;實訓教學平臺;中職計算機

[中圖分類號]? G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號]? 2096-0603（2019）35-0104-02

基于公有云計算的中職計算機教學實訓平臺區別于傳統的只局限內部資源共享教學平臺，它可以快速獲取各方面資源，提供最新的軟、硬件環境，搭建個性化實驗環境，借助有效的教育手段啟發學生思維，培養學生的科學探究與創新能力，保持教育先進性，實現培養學生信息素養的目標。因此，在教育中要發揮研究性學習平臺的教育性與科學性作用，提高教育的趣味性，從而吸引學生的目光，在整合相關素材的基礎上促進學生的學習與發展。

一、中職學校計算機實訓教學中存在的問題

現階段，在中職計算機實訓教學中所使用的教學平臺大多采用一對一的物理計算機操作模式，但是在研究中發現，這種實訓平臺存在許多問題，主要有以下幾種。

1.在教育中為滿足教學要求，需要花費大量的時間安裝、更新相應系統和軟件，維護量大。軟、硬件技術的發展變化快，學校需承擔高昂的維護和升級成本。

2.機器品牌復雜，給管理服務帶來困難，且系統容易中毒，安全性差，實訓數據及文件難以安全長久存儲。

3.受到知識水平與能力等因素影響，學生的個人素質等方面存在較大的差異，傳統的中職學校實訓教學平臺無法根據學生的個性化差異合理地提供教學資源，無法提供真實的實訓操作環境，讓學生真正達到“學中做，做中學”。

4.中職計算機教學中，開展的實訓平臺主要以教師自行維護為主，造成教師不僅要完成教書育人的工作，同時也要做好設備維護與建設。由于一些教師自身專業性不足，難以正確地開展維護工作，最終使一些教學資源難以轉變成為有效的資源，甚至還降低了資源的可擴充性。實用性不夠，計算機專業的學生根本趕不上IT行業一日千里的發展變化腳步，更談不上去操控與駕馭。

二、基于公有云計算技術的中職計算機實訓教學平臺開發的意義

（一）成本低

該平臺可以快速地獲取計算機課程的軟、硬件環境，實現上課的時候創建、下課的時候關閉，極大地節省了資源成本;大大地減少了學校在基礎設施方面的被動重復投資，學校不必購置昂貴的設備來建立數據中心機房，無需承擔頻繁地硬件更換、系統維護與升級的成本費用，提高教學資源利用率。

（二）安全性能高

公有云計算技術在中職計算機實訓教學平臺上的應用，安全性較高。此外，應用該技術在計算機的遠程診斷和維修方面，大大降低無用維修的概率，增強檢測客戶端的問題機率，有效地減少人力、物力的投入，提高系統軟件的安全性。

（三）實用性強

該平臺可以為學生提供在線計算機教學和線下教學配套的實訓操作環境。它作為一個課程及對應實訓環境高度定制化的平臺，不僅為學生提供常規計算機課程所需的軟、硬件環境，同時也可以為學生提供云計算的使用教學。還可以根據每個學生的個性差異及掌握知識的實際情況，定制相應的個性化實訓內容，真正實現個性化教學。

（四）通用性廣

基于公有云計算技術的中職計算機實訓教學平臺的開發，可以應用到其他學科，特別是需要軟、硬件支持的相應實訓教學平臺的課程。

三、關鍵詞界定

（一）云計算

現階段由于受到多種因素影響，不同的人對云計算的認識也是各不相同的，本文的研究重點在互聯中，能夠實現自我維護與管理的虛擬化計算資源，從而實現網絡交付信息服務的系統。在這一軟件中能夠實現自動化管理，所以也就減少了人為參與，加之在IaaS、PaaS、SaaS等模式的使用下，不僅可以為終端用戶提供服務，同時也可以提高工作的便捷性。從云計算的核心理念上來講，通過發揮云處理能力，在減少用戶負擔的基礎上終端轉變成為單純的輸入、輸出設備，個人發揮出云的計算處理功能。

（二）基于公有云計算技術的實訓教學平臺

為學生提供在線計算機教學或者為線下教學提供配套的實訓操作環境，讓其在虛擬環境中進行動手操作，從而達到學生真實環境上機操作的目的，掌握課程學習內容的平臺。

四、基于公有云計算技術的中職計算機實訓教學平臺建設策略

（一）平臺開發前期準備

1.云計算廠家及云產品技術的選擇

基于目前國內云計算的市場占有率情況，選擇一家廣泛被使用的云計算廠家，并選擇主要的云計算產品作為平臺的底層服務。

2.云資源編排技術的熟練掌握

熟練掌握實現云資源的自動創建和軟件環境的快速部署。

（二）平臺的設計原則

1.一體化原則

基于公有云計算平臺的功能，要求集廣播教學、虛擬化實驗、程序調試、高性能計算等多種功能于一體的實訓系統，能對不同層次的學生定制相應的個性化實訓內容。

2.循序漸進的原則

在實訓平臺建設過程中邊應用邊修改，逐步完善，并對平臺的內容不斷地進行充實。在運用平臺進行輔助教學時也遵循這一原則，學生初步接觸平臺時教師要加強指導，在學生掌握一定的知識后，放手讓學生自主地利用平臺學習操作。

3.高密度原則

在開發計算機平臺時就要利用高密度服務器的優勢，借助硬件集群等來展現相應的功能。也就是說不僅要鼓勵學生具體運用，同時也要發揮其實訓功能，在保證系統擴展功能的基礎上滿足教學需求。

（三）平臺的設計策略

1.注意“中職計算機”這一專題知識的提取，并加強知識間的有機結合，同時也體現中職計算機的新穎性、獨特性與趣味性。

2.注意課程學習內容的整合與知識意義的擴展。

3.提供豐富的教學資源，創設有意義的學習情境。

4.完善線下實訓操作內容，營造良好的實訓環境，鍛煉學生的實踐能力。

（四）平臺的功能模塊

平臺以公有云SaaS的方式對外提供服務，主要分為用戶系統和后臺管理系統，主要功能模塊如下：

1.賬號管理模塊：賬號創建、修改、刪除、啟用、禁用、登陸和注銷。

2.權限管理模塊：角色定義、角色權限設置、賬號角色選擇。

3.云資源管理模塊：云資源池管理、云賬號管理、云資源編排腳本管理、云資源自動創建和釋放。

4.課程管理模塊：課程內容創建、發布、審批、上下架。上課老師綁定。

5.實驗管理模塊：實驗內容創建、發布、審批，實驗步驟定義、實驗得分設置、實驗與課程關聯。

6.競賽管理模塊：競賽創建、發布、審批、上下架、分享和展示。

7.主題管理模塊：主題創建、發布、審批、上下架、分享和展示、主題與實驗關聯。

五、基于公有云計算技術的實訓教學平臺在中職計算機教學中的應用

利用公有云計算技術實訓平臺優勢，為學生營造出個性化的學習空間，打造出濃郁的互動課程，確保學生能夠在實訓中實現相互合作、分層教學、任務驅動，打破傳統局限于中職計算機教學基于實驗室的模式，構建基于公有云計算技術的實訓教學模式改革，充分發揮公有云計算環境在教學中應用的優勢，培養學生的合作、創新、自我展示、閱納他人的人格及實踐能力。

（一）個性化實驗課教學

中職計算機專業很多課程都涉及上機實驗操作，但由于實驗硬件環境受限制，且同一專業不同課程對實驗所需的軟件環境差異較大。在個性化實驗開設前，教師難以對學生具體學習情況進行跟蹤，難以全面掌握學生學習進程，無法保證教學的可持續性。

通過開展個性化開放式實驗教學，教師只需在課前上架課程和實驗內容，課堂上通過該平臺先對學生進行知識點的教學，后進入配套個性化的實驗環節。每個實驗的創建都需要定義云環境的資源信息，它包含了所使用的云資源池、云資源類型、云資源數量、軟件鏡像等。當教師點擊“實驗開始”按鈕，平臺自動為每個學生配備相互隔離的實驗環境。當實驗規定的時間到了或者教師點擊“實驗結束”按鈕，學生的實驗環境被自動釋放回收，同時得出學生的實驗完成比例和得分。教師可以查看學生實驗結果，隨時了解每個學生知識掌握的程度。

通過開展個性化在線實驗，學生可隨時使用智能設備訪問賬戶下的實驗教學桌面，并按照課程進度在線進行仿真實驗，無須再為電腦沒安裝軟件而煩惱。當學生點擊"開始實驗”，系統在2分鐘內通過云計算創建實驗環境。在線實驗的內容可以在被定義時進行階段的拆分，每個階段可以添加智能提示和階段得分，即把一個大實驗拆解成幾個小實驗，每個小實驗可以定義順序依賴關系，學生在完成前面的小實驗后，所獲得的結果會作為接下來小實驗的前提和輸入，每個小實驗開始的時候都會有系統提示，而每個小實驗結束時會有階段性評分，學生不必一次完成整個實驗，階段性完成的進度也會被系統記錄下來，下次可以繼續進行。實驗的階段性設定功能大大降低實驗難度，極大地提升了學生實驗的積極性。

（二）進階式系列課程資源教學

中職學生普遍存在學校所學的技能與職場所需脫節，學校已有的教學環境無法滿足學生掌握最新技術的需求。在進階式系列課程教學開展之前，學生通過校園網等資源庫獲取信息，但存在教學案例或課程資源陳舊等問題。

六、結語

在如今信息技術與教學深度融合的背景下，搭建基于公有云計算的實訓教學平臺，推廣應用平臺輔助中職學校計算機專業教學，可以靈活響應教學實踐需求，滿足學生在線學習和自主學習需求，有助于培養學生良好的計算素養和創新與實踐能力，對中職學校實訓課程教學模式改革具有重要的意義。

參考文獻：

[1]楊焱超，熊盛武.基于云計算的計算機類實驗教學平臺搭建與應用[J].實驗技術與管理，2016（10）：147-151.

◎編輯 王海文