基于云平台的高职网络专业实训教学体系研究

詹增荣 陈长辉

高职教育是以就业为导向，以培养技能型人才为目标，注重培养学生实践能力。高职网络专业是一门综合应用学科具有实用性、实践性、工程性等特征。因此实训教学对于网络专业是极其重要的教学模式。近年来，许多教学改革都通过增加实验实训的课堂比例来实现理论与实践的联系，从而提高学生的动手能力和创新能力。然而，在实际教学中，由于实训建设成本高、设备老化快、实训资源不足等原因使得实训教学难以开展，从而直接影响了教学效果。另外，由于时空受限和管理的复杂性所导致实训资源利用率低下和实训教学模式单一问题也直接影响了实训教学质量。

实训教学作为高职教育的一个关键的教学环节，对学生的实践能力、创新能力培养方面起着不可忽视的作用，当前实训教学中，由于各种原因已表现出诸多的不适应与滞后，成为了制约实训教学开展和提高的屏障。为此，迫切需要通过引入新技术和方法来加强实训教学管理、实现实训资源利用最大化、提高人才培养质量，建立符合学科特点和培养要求的实训教学模式。本文提出基于云计算平台的实训教学模式，将先进的云技术引入到实训室建设和实训教学中能有效地降低实训成本、提高实训设备利用率、改进实训教学模式，从而实现实训教学的信息化与网络化，进一步提高教师的教学水平和学校教学质量。

一、国内外相关研究

在云计算技术发展之前，计算机领域为了提高计算效率和降低计算成本，先后提出了网格计算、分布式计算、效能计算等技术来充分利用计算与存储资源。“云计算”技术的提出很快得到了广发的认可和关注。因为它作为是一种有效的、清晰的商业计算模型，使得许多计算任务大的工作可以分布在大量计算机构成的资源池上，从而方便用户能够按需获取计算力、存取空间和信息服务[1]。云计算的基本原理是将用户所要用到的程序和资源存储并运行在大规模服务器集群中，从而简化客户端终端的功能，即将很多复杂的功能都转移到云端上去完成。云计算具有虚拟化、超大规模、高伸缩性、高可靠性、高通用性、按需服务、极其廉价等特征[1]。它利用网络端多个共享的服务器实时的为计算机等设备提供所需资源、软件和数据[2]。云计算的服务模式包括了基础即服务（Infrastructure as a Service，IAAS）、平台即服务（Platform as a Service，PAAS）和软件及服务（Software as a Service，SAAS）等多种模式。IAAS模式以一种外包的形式将资源租赁给用户，使用户不用去购买服务器，只需要根据自己的需求去租用即可。PAAS则为有特定需求的用户提供相应的平台，而SAAS则使得用户在网络上可以使用自己想要的软件功能。亚马逊(Amazon)是最早推出的简单存储服务(Simple Storage Service，S3)和弹性计算云(Elastic Compute Cloud，EC2)的企业，它的商业模式的出现标志着“云计算”进入了一个新阶段。而谷歌(Google)公司一直致力于推广它的核心技术，包括了Google File System（GFS）、MapReduce、BigTable等，这些核心技术是它为用户进行海量数据处理服务所用的基础的应用引擎。IBM则在2007年推出了“蓝云”（Blue Cloud）计算平台，通过采用了xen，Power VM虚拟技术和Hadoop技术来帮助客户构建所需要的云计算环境。微软推出在Windows操作系统上Azure云也具有很好的商业模式。

云计算再教育领域一直以来都受到了产广泛关注。Google在2006启动了云计算学术合作计划，并先后与麻省理工学院、斯坦福大学、卡耐基梅隆大学、清华大学等高校建立合作关系推动云计算的普及和理论研究。通过这项计划来帮助高校的研究者方便的利用Google和IBM的云计算资源，搭建出各种创新性的应用。清华大学参在该项计划中与google合作开设“大规模数据处理”[3]。2009年底， IBM与北京工业大学合作开发了中国首例科教云--北京工业大学云计算实验平台[4]，并做为北京工业大学十一五重点建设项目之一。

随着云计算技术发展，在教育教学中被应用的越来越广泛。2009年，黎加厚教授正式提出了“云计算辅助教学”(Cloud Computing Assisted Instructions， CCAI)概念来提高教学质量[5]。许多学者也纷纷就云计算辅助教育教学上进行了深层次的研究，并开展了相应的项目实践来证实“云计算”可以应用于教学管理、学生交流与管理、实训室建设与管理等方面[6]。张林等认为应用云计算技术可以搭建个性化的学习环境[7]；林瑜华研究了基于云计算的实验教学环境改革模式及协作学习模式[8]；吴彦文则探讨了基于微软云平台的实验学习系统的设计与实现[9]；杨国宾就基于云计算的高职教学模式改革进行了探讨[10]。

二、基于云平台的网络专业实训教学体系

云计算技术的发展和优势给高职教育教学创新带来的新的思路。如图1所示，基于云计算的网络专业实训教学体系包括了实训资源的虚拟化、实训课程的云平台建设、基于云平台的实训教学模式改革、基于云平台实训教学管理等多个方面。

图1 ：基于云计算的实训教学体系

（一）实训资源虚拟化

虚拟化技术是云计算的基础，在实训教学中，实训资源的虚拟化可以通过分析与研究当前已有的实训资源的情况，结合主流的云平台软件如VMWARE、OPENSTACK、CloudStack来选择制定服务器、存储设备资源的虚拟平台。针对网络专业实训相关的交换机、路由器、防火墙等设备，可以结合思科和锐捷等品牌厂家的连接器设备及平台实现网络设备的虚拟化，并制定设备虚拟化相关的接口标准。

软件及文档资料等资源则可以通过云存储、云备份与分发的技术来实现资源快速获取，同时又保障资源的安全性等，从而为后续实训教学的云平台提供服务。

（二）实训课程云平台建设

不同的专业课程具有各自的特点，仔细研究与分析当前网络专业课程体系所涉到的实训任务后，整合课程已有的资源如网络课程资源、精品共享课程资源，针对不同的课程建立相应实训云平台。以“WEB开发”课程为例，在教学过程中，通过云存储技术备份已经部署和配置好的开发环境，不仅可以节省课堂教学的时间，也方便学生在课后继续进行相关的实训练习。

（三）基于云平台实训教学模式改革

云计算的出现使得传统的局限在实训室内的教学方式发生了较大的变化，通过整合已有的实训资源并部署到云端已经可以让学生脱离教室进行在线的、移动的学习。为此，在新的云实训环境中，应该有效利用云计算的优势来实训教学的改革与创新，从而更好的提高实训质量。

首先，云计算让自主学习模式变得更加可行和灵活。在欧美等国家，如英国，学生课程学习的时间是有严格的规定的，并且作为考核的标准之一。很多课程在课后自主学习的时间要求甚至远远超过了课堂。而在国内的实训教学里，由于实训条件等原因很难要求学生在课后进行自主学习，但是云计算使得很多资源、设备都可以通过云平台自动获得从而为这种教学模式提供了一个可行思路。因此，利用云平台的优势可以为网络专业课程提供自主学习的教学资源和设备资源，使得学生可以进行自主学习，教师可以实施在线评价等。自主学习的模式的内容主要包括了：（1）自主学习目标与内容制定。（2）自主学习的方法的制定。（3）自主学习评价标准的制定。

其次，基于云计算实训教学平台可以有效发挥协作互动实训教学模式。如同传统的实训教学中学生分组，基于云计算的协作实训教学模式指的是教师根据学生的特色灵活的组建不同的学习共同体。并且由于云计算的跨区域特性，教师可以根据实训任务的需求，将企业工程师一同纳入到这个共同体来进行实训，从而形成学生、教师、企业工程师的三方协作的实训过程。为此基于云平台的协作实训教学包括了教学的过程的设计、教学互动的方案设计，以及在这种实训云平台下，基于教学过程的教学评价的设计。

最后，云实训平台使得工学结合教学模式成为可能。借助于云实训平台，高职院校可以与行业企业进行深度合作，达到“校中厂，厂中校”的效果。这种教学模式的改革可从从校企合作课程出发，通过研究与分析企业的项目内容，有效的将企业的实战项目引入到云平台作为实训项目，以及为企业提供云平台入口，通过借助云平台让学生参与到企业的实际项目中。

（四）基于云平台的实训教学管理

基于云计算的实训教学方法将大大提高教学的灵活性和学生培养的质量，但由于实训平台对外开发，也给实训资源管理提供的新的挑战。其包括了实训计划的制定，实训教学的安排，以及实训教学质量的管理与控制等。因此，需要通过对实训资源进行量化，并制定实训过程的管理办法，来保障实训资源的有效、安全的为实训教学服务。

四、结论

本文提出的基于云计算的网络专业实训教学体系为高职院校网络专业实训教学提供一个基于云平台的可行的方案。该方法不仅能很好的整合实训资源为专业学生提供了灵活的自主学习实训环境，也为实训教学提供了更多创新的教学模式，从而提高了专业人才培养质量。基于云计算的实训平台解决了时间和地点管理等方面的限制，大大提高实训资源的利用率。通过搭建云计算实训平台将有效解决当前实训建设存在着建设成本高、周期长甚至重复建设等问题。

[1]刘鹏.云计算(第二版)[M].北京：电子工业出版社，2012：1-6.

[2]D. Krissi， “Distinguishing cloud computing from utility computing.” [Online].Available： http：//www.ebizq.net/.

[3]王萍，张际平.云计算与网络学习[J].现代教育技术，2008(11).

[4]程鸿.科教云落户北工大“计算”以服务为目标[EB/0L].2009(12).http：//www.eioage.eom/art/200912/87541.htm.

[5]黎加厚.云计算辅助教学[M].上海：上海教育出版社，2010：11-14.

[6]张向阳.基于“云计算”的教学资源平台构架与应用功能研究[J].煤炭技术，2012，31(1)： 39-41.

[7]张林.从教学平台到学习平台：以软件工程平台为例[J].现代 教育技术， 2011，21(2)：103-107.

[8]林瑜华.云计算环境下高校实验教学模式的创新与实践[J]. 实验室研究与探索，2011，30(8)：271-273.

[9]吴彦文. 基于微软云平台的实验学习系统的设计与实现[J]. 计算机工程与设计，2013-04：1297-1301.

[10]杨国宾.基于云计算的高职教学模式改革初探.北京 电子世界.2013(11).