面向云计算的高校《大学计算机基础》课程教学创新.doc

面向云计算的高校大学计算机基础课程教学创新杨 旌（湖南工业大学计算机与通信学院 株洲 412008）摘 要：云计算极强的变革力终将成为高等教育的主流技术，引起教学方式和学习方式的重大变革。高校营建云计算环境，须夯实信息化、网络化基础，推进云计算辅助教学是首当其冲的任务，拓新计算机基础教育至关重要。基于优化的目的研究大学计算机基础课程面对云计算辅助教学的创新，具有前瞻性与实用性。关键词：云计算；高等院校；大学计算机基础；创新研究中图分类号：G427文献标识码： A0、引言知识创新作为经济发展与社会进步的直接动力已经成为21世纪国际竞争的焦点。信息技术体现了新世纪科技发展的主流趋势，知识化、信息化、集成化的知识网络经济初现端倪。现代网络科学是研究人机物三元世界的网络共性规律、表达模型和计算理论的新兴学科，直接涉及人类社会各个方面，由此将产生网络信息理论的新概念并发展新的理论体系，云计算就是实例。分布式处理技术和虚拟化技术的进步是孕育云计算的前提条件，云计算适应用户的需求和软件转向服务的发展，体现了信息系统聚集的集中服务模式。11、云计算赋予高校以无限的发展契机1.1 云计算奠定了高校教育理念创新的思想基础“云计算”的初始含义是将计算能力放在互联网上，2006年之前在英文单词中并不存在，到2007年末才作为IT成就的创新单词逐渐被业内接受并认同，2008年初在我国被翻译为“云计算”。 云计算(Cloud Computing)是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展。作为一种先进的理念和技术，云计算的规模可以动态扩展，处理能力超强，存储空间海量，高度可靠，资源利用率很高，通用性很强而且成本极低。云计算泛指云计算服务、云计算平台、云计算构架技术，作为一种全新的共享基础架构的方法，它既是计算机科学和互联网技术发展的产物，也是引领未来信息产业创新的关键战略性技术和手段。云计算融合计算机科学与网络技术奠定高校教育理念创新的思想基础2云计算是信息时代的社会化服务，是我国信息化建设的必经阶段。我国的国家标准与技术研究院(NIST) 依科学分类原则对云计算给规划出四大配置：公共云（Public cloud）：即面向广泛客户群的互联网接入服务。私有云（Private Cloud）：针对单个机构进行配置。社区云 （Community Cloud）：针对供应链这类有限数量的，彼此相关的组织设计。混合云（Mixed cloud）：是以上三种配置模式的任意组合并。NIST将云计算服务模式称为S-P-I（SaaS-PaaS-IaaS），它是基于计算机文化的技术融合与创新，是信息技术研究与计算服务拓展的革命性更新。3 美国总统奥巴马在2009年9月宣布执行云计算政策，并启动A网站展示得到政府认可的云计算应用，帮助政府与国民更好的接受云计算的理念。同年11月4日IBM提出云计算学院计划，旨在引导教育工作者和学生对云计算倡议的追求，更好地运用云计算协作技术，使信息技术的智能化应用促进高端教育发展。该计划强调大学通过云计算对商业和工业开放其技术基础设施促成研究突破、高效地帮助大学实现不断增长的信息资源需求和能量耗费协调平衡、云计算的延展促进大学以全新的方式教育学生、并提升大学管理研究和有效的校务处理；云计算理念的贯彻与云计算技术教育，有利于学生顺利进入全球劳务市场，适应新技术对人才素质的高要求。41.2 云计算为高校描绘了改革创新的宏伟蓝图云计算是一种新兴的计算模型，表现为利用互联网上的软件和数据的能力。云计算适用性研究与市场推广是从源头开始的技术创新，既拓新了传统的技术路线，并在不断地实践应用中整改优化，又基本上解决了传统软件危机引发的数量无限增长的危机。中国科学院计算技术研究所资深专家刘鹏博士预见云计算终将与网格技术融为一体形成云格Gloud(Cloud grid)，云计算与网格技术结合的基准将是面向服务的体系结构SOA（Service Oriented Architecture），实现的云计算与网格服务的融合远景如图1所示。图1 云计算与网格服务的融合远景云计算的服务触角极其广泛：科研领域的地震监测、海洋信息监控、天文信息计算处理等；医学领域的DNA信息分析、海量病例存储分析利用、医疗影像处理等；网络安全领域的病毒库存储、垃圾邮件屏蔽等；图形与图像处理领域的动画素材存储分析、高仿真动画制作、海量图片检索等；互联网领域的E-mail服务、在线实时翻译、网络检索服务等；其他领域，如网络教育、企业营销、电子商务、银行国际结算与支付等。52009年云计算开始走进教育，并将在未来1-2年左右成为学校的主流技术，它将影响教师的教学方式和学生学习的方式。IDC公司大中华区总裁郭昕认为：在云计算的时代，给人们带来的是思维的转变，核心竞争力是整合资源的能力，谁能够通过自己的平台去整合资源，去提供系统服务，谁就能把握未来的先进。云计算在教育教学中的应用带来了“云计算辅助教学”的新概念，其应用的研发与服务拓展与高校有着千丝万缕的联系，高校的改革与创新已经被云计算推到了新时代发展前列，它作为网络科学的先导将为高校开展云计算辅助教学与管理提供改革与创新的发展契机。62、营建高校云计算环境的思考2.1 稳妥推进高校信息化建设的思考随着社会信息化、网络化的日益普及，与时俱进地开展教育信息化建设成为了高校迫在眉睫的重要任务。高校教育信息化建设是一项系统工程，教育信息化程度是评价一所高校的综合办学实力和教育现代化水平的重要标准之一。实施高校营建云计算环境（教学环境与管理环境）以稳妥推进高等教育信息化建设刻不容缓。综合分析高校信息化建设的现状不难发现，摆在我们面前需要解决的问题主要在于：一是要认真研究高校教育信息化建设中存在的问题和解决对策：认识应全面提高-改变重管理轻教学、重硬件轻软件、重建设轻维护、重速度轻规划的观念。建立教育信息化的领导决策机构，科学制定教育信息化的总体规划；建设需整体规划-改变教育信息化建设规划缺乏全局的战略性思考的现状，就是建设条件不足，也不可生搬硬套外校的经验，从本校实情研究出发，才能应对施行过程中的这样或那样的问题。经费使用防浪费-拓宽信息建设融资渠道，拒绝到位资金不当使用，把关设备的合理配置，促进硬件环境与软件开发得到充分的利用，最大限度减少财物的隐性浪费。信息素养待提升-教师的信息素养亟待完善，其着力点在于：更新教学观念把握自身定位、优化知识结构充实信息技能、加强学术研究促进成果交流、跟进科学前沿传递发展动态、治学讲严谨导教在科学。管理维护当规范-妥当设置管理机构，明确管理权限；合理配备管理人员，严明岗位职责；建立健全管理制度，实施依法管理；适时更新应用系统，确保高效运行。二是要构建一个切实可行的教育资源共享解决方案是高校成功实施教育资源共享的前提。在参考刘平博士的文献后整理出高校信息化教育资源建设步骤、技术服务平台、可用实现工具的概要信息（见表1）。表1 高校信息化教育资源建设信息概要总之，教育信息化工作涉及的内容十分广泛，高校云计算环境建设不仅需要先进技术的支持、高校领导的扶持，更需要资金的保障、网络管理的完善。构建数字化校园是营建云计算环境的基础，为高校的信息资源的建设、信息流通、信息共享提供可靠的平台，为全校教学、科研、管理和高素质人才的培养提供先进的工具和手段，对于转变教育思想和观念、深化教育改革、提高教育质量和效益、培养创新人才具有深远意义，是实现教育跨越式发展的必然选择。72.2 拓新大学计算机基础教学研究从人才市场反馈的信息表明，计算机文化是大学生进入现代社会的必备手段与技能，计算机应用能力与良好的信息素养是当代学生可持续发展的重要基础平台。为此国家教育部理工科和文科计算机基础教学指导委员会相继出台了“计算机基础教学若干意见”( 白皮书) 和“高等学校文科类专业大学计算机教学基本要求( 2003 年版) ”( 蓝皮书) ，阐述了新形势下大学生的计算机知识结构和应用计算机的能力要求，强调大学计算机基础教育应该由操作技能转向信息技术的基本理论知识以及运用信息技术处理实际问题的基本思维和规律，使高校的计算机基础教学更加科学合理、充分体现高校人才培养目标的新要求, 更具有大学教育特征和专业应用特征。大学计算机基础课程建设不仅是知识深度与广度的加强， 更是课程体系结构、教学重点拓新、教学方法改善、考评机制改革研究与探索，主旨在于切实推进大学教育与社会需求有效衔接。完善大学计算机基础课程建设责无旁贷地成为营建云计算环境的突破点。8对云计算的适用，需要科学建构大学计算机基础课程体系、拓新基本教学内容。如何有效地在云计算环境中为大学生普及计算机基础知识，首要研究的是课程体系与教学内容要主动适应计算机科学发展趋势，强调的改革思路是：全方位提升理论教学的质效、加强实践环节的基础实训，为培养祖国需要的高素质合格人才奠定坚实的计算机网络信息技术基础，以应对未来国家战略发展中云计算推广的需要。经过查阅全国各高校计算机基础教育精品课程的资料。本人归纳出大学计算机基础课程体系结构简表（见表2）。表2大学计算机基础课程教学体系结构简表2.3 高校研用云计算辅助教学的构想2009年Google与IBM合作已把全球多所大学纳入“云计算”中。“云计算”不仅改变着全球IT领域发展的格局，也将规范着中国教育信息化发展的格局。“云计算辅助教学”（Clouds Computing Assisted Instruction，CCAI）属于计算机科学和教育科学的交叉领域，是研究云计算提供的服务在教育教学中的应用规律，其核心是云计算服务支持的高校信息化教学设计，将成为21世纪高校教学模式的新发展。以大学计算机基础课程建设为切入点营建高校云计算环境是十分现实而重要的研究课题。据不完全统计，信息化、网络化改变了我们的生活，也改变了计算机基础教学的教学环境（见图2）图2 计算机基础教学环境简图身为高校计算机基础课程的一线教师，在课程教学中所要面对的基本问题和解决的基本思路为：由于生源地高中计算机信息教育发展的不平衡，导致新生计算机知识基础的明显差异，把控教学进度应随时追踪教学信息反馈，建立学生信息员辅助教学评价机制；各专业对计算机知识需求不同，需要与授课专业资深专家调研该专业与计算机基础教学的有机结合点，准确把握教学针对性；人才选用对大学生的计算机应用能力要求日益提高，考察学生是否拥有全国计算机等级证书，提升过级率的关键须有针对性的精炼教学内容、强化实践教学；改善传统的课堂教学模式，摸索一种学为主体、导为主线的启发式教学方案，注重课堂、实验、网络三位一体的教学研究，全面培养学生的上机动手能力、独立和解决问题能力、知识综合运用能力。数字技术与网络时代催生了云计算，利用现代教育技术孕酿大学计算机基础课程实现云计算辅助教学 93、结束语F5中国区技术总监吴静涛描述了云计算环境构建步：高校的云计算环境的主要任务由组织可虚拟化的数字信息资源，构建动态数据中心模型与实施，把数字信息资源切换在动态数据中心的环境中，高校组织结构的变化，云管理技术与外部云的导入计划的落实；这5个步骤可以非常完善地让高校从容地面对云计算的未来。让我们蓄势待发10参考文献：1 李国杰.信息科学技术的长期发展趋势和我国的战略取向J.中国科学. 2010（40）,128 -138.2 IT168网站原创.云计算起源探析与演化过DB/OL. .2009-11-30.3 和讯.NIST定义云标准:三大模式和四大配置DB/OL..2010-03-04.4 IBM提出云计算学院计划EB/OL.网易科技报道.2009-11-05 .5 刘鹏.云格(Gloud)-云计算的未来DB/OL..2010-01-04.6 郭昕. 诠释云计算的未来趋势EB/OL. . 2010-07-207 刘平，倪明.高等教育资源共享的关键技术及其解决方案J.江西社会科学. 2008（12）.220-2248 陈丹等.结合不同专业培养方向，深化高校计算机基础教育改革J.教育与教学研究.2009（13）.44-45.9 黎加厚.低碳型教育与云计算辅助教学J.中国信息技术教育.2010.1,75-79. 10 吴静涛. 云计算如何构建IT的共产主义EB/OL /content. 2010-05-13作者简介：杨旌（1981-），女，湖南省株洲市茶陵县人，讲师，中南大学信息科学与工程学院在读研究生，主要研究领域为大学计算机基础教学、计算机应用技术。E-mail：yangjing_The teaching Innovation of the College Course College Computer Foundation Facing Cloud ComputingYang Jing(College of Computer and Communication, Hunan Polytechnical University, Hunan Zhuzhou, 412008 China)Abstract：With extremely strong changing force, the cloud computing will at last become the mainstream technology in higher education