高等学校计算机公共基础课的资源共享机制研究

[摘 要]当前，高等学校中各个院系和专业的学生都需要修学一些计算机公共基础课，尤其是在IT技术高速发展的背景下，高级编程C语言程序设计成为必修课。对于非计算机专业的学生来说，虽然课程大纲要求比起计算机专业的要求已经低了很多，但学生们仍然无法轻松掌握基本知识点。教学过程中存在着理论和实践脱节、课时较少、辅导力不足等现象，导致最终的学习效果并不是很理想。针对以上问题，基于“粤教云”工程背景，可以提出一种面向公共基础课的资源共享机制，并以C语言程序设计为例进行说明。

[关键词]计算机公共基础课 资源共享 粤教云 C语言程序设计

[中图分类号] G434[文献标识码] A[文章编号] 2095-3437（2015）06-0093-03

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》重申：要把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略，超前部署教育信息网络。要建立开放灵活的教育资源公共服务平台，促进优质教育资源普及共享。其中，教育资源公共服务平台建设是教育教学信息化的重心，满足广大师生对优质教育资源的迫切需求，同时，将名师先进的教学理念和方法进行有效传播，全面提高教学质量，推进教育均衡发展。

一、简介

目前，高等学校中公共基础课如高等数学、大学英语、计算机基础以及高级语言C程序设计等并没有一个系统的管理机制，导致任课老师各行其道，教学进度和具体内容偏差颇大。同时，对于一些需要结合实验课增进知识掌握的课程，理论和实践相分离，成为两门独立的课程，使学生无法把实验和理论知识紧密结合，出现严重的脱节现象。而这背后隐藏的问题是缺少优质资源的统一管理和共享，例如精品课课件、大纲、视频以及习题库等，阻碍了知识跨班、跨院、跨校的传播与推广，最终导致教学水平良莠不齐，教学效果好坏不一，学生对基础知识的掌握达不到预期的水平。这些问题的存在势必需要从根本上对计算机公共基础课程的教学管理实施改革。

本文提出的资源共享机制依托于“粤教云”工程，“粤教云”计划是广东省人民政府办公厅《关于加快推进我省云计算发展的意见》（粤府办[2012]84号）确定的七大重点示范应用项目之一，也是《广东省教育信息化“十二五”发展规划》（粤教电[2012]1号）确定的五大行动计划之一。目前“粤教云”工程仅在全省中小学范围推广，并未涵盖高等教育领域。而当前教育信息化正面临从“资源消耗型”建设方式向“以用户为中心”的服务型发展模式转变，教育云服务实现了跨地域的海量知识传播与共享，促进教育公平和均衡发展，这也正是当前高校优质教育资源急需的共享服务。[1] [2] [3]下面就以计算机公共基础课C语言程序设计为例，对教学中存在的具体问题进行分析求解。

二、教育资源共享现状分析

目前，教育资源已经逐渐实现局部共享，但是仍未完善，其中存在着明显的弊病，列举一二如下。

（一）“信息孤岛”现象严重

各高校已经开展了一系列基于云计算技术的共享平台建设，例如：北京工业大学采用IBM云计算解决方案，打造“北京工业大学云计算实验平台”，为校内和校外用户提供高性能计算服务，同时也为并行计算、虚拟化技术等课程提供实验平台;北京邮电大学采用开源的Eucalyptus构建云计算平台，提供校园信息门户、校园移动门户、通用教学平台（如教育视频分发）和开放虚拟实验室等服务;北京科技大学校园云计算平台提供了虚拟机自助服务以及多种科研工具软件的租赁使用;大连理工大学、兰州大学和中山大学等也构建了整合校园资源的私有云。但是各高校往往根据自己的需要，遵循着不同的建设标准和规范来开发、建立资源库以及应用平台，从而给高校间的教学资源共享带来障碍。而且部分高校的共享平台通常通过IP地址限制，只对本校学生开放，校际间的资源共享平台还很欠缺。[4] [5] [6]加之，各高校的资源在形式上和逻辑上都比较分散，大大限制了高校间优质教学资源的互通，“信息孤岛”现象依然存在。

（二）共享积极性缺失

高校往往自给自足，无法对优质教学资源、教学设备和师资进行非营利性共享。[7] [8]此外，由于各高校学科专业不同，对教学资源共享的需求及利益诉求各不相同，影响了一部分高校参与的积极性。中国高等教育文献保障系统（CALIS）的数字图书馆云平台为用户提供文献资源和应用的共享及租用服务。中国教育网体检中心为教育网用户提供了“云安全”服务，包括木马检测、不良信息检测、系统软件和应用软件漏洞检测等。中国学术会议在线云服务提供了学术会议视频资源的存储、直播和点播服务。[9]

综观上述现有相关项目，其应用范围有限，无法充分显示和利用云计算为大规模用户提供公共服务的优势，没有为区域性各高校的师生教与学的主流业务提供完整的解决方案。尤其对于计算机公共基础课的教学来说，更是急需具体改革。

三、计算机公共基础教学中出现的问题

首先，公关基础课的授课对象是除了计算机专业以外的各个学科的广大学生，也包括艺术类等文科生。他们没有任何相关的专业基础，甚至缺乏工程性思维。所以，对于此类学生，C语言程序设计几乎和天书一样，学生最多认识其中的几个英文单词，却无法理解为何几个简单的语句就能够指挥计算机完成一系列的工作。教师们则需要花更多的心思去启蒙、引导，然后才是耐心地讲解。这就关系到一个授课模式的问题，而高校的教师资源无法形成一个统一的调配和培训。

其次，进行非计算机专业的公共基础课授课，教学大纲需要深入浅出，从学生的基础出发制订。授课所用的课件都需要任课教师自己制作，无法达到一个统一的标准，教学质量参差不齐。C语言程序设计教学中，传统的教材大多选用谭浩强老师编制的《C语言程序设计》一书，但也存在几个版本。某些院校发动本校教师自行编纂教材，但多为相互借鉴之作，而各个班级订书又都是独立的，因此教材的选用对于高质量教学至关重要。

再次，还有一个重要的导致教学效果差的因素是把课堂教授和实验实训割裂开来，使理论和实践脱节。授课教师无法了解学生掌握理论的程度，学生也不能及时将课堂知识付诸实验，再加上非计算机专业学生本就感觉计算机程序学习犹如隔山一般困难，且学习环节搭配松散，更加无法对理论知识加深理解。曾经有一个学生上课认真听讲，回答问题积极，是少有的好学生之一。在讲过整除符号/数周之后，仍然拿着实验册来问：“老师，b=1.0 / a;为什么这里要加1.0，而不是1呢？”这是我课上反复强调过的内容，但只是板书强调并不能加深学生印象，如果讲完之后，马上运行程序查看结果，那么学生的印象就会更为深刻。

因此，在实际教学过程中，急需教学改革，以将优质教学资源、精品课课件、实验课指导等集中管理，实现区域化共享机制，使得教学方法、内容、方式、要求都有统一的标准，并将授课与实验合并为一体，同步前进，才能达到较好的教学效果。

四、关键解决技术

本文以“粤教云”工程为背景，依托云计算框架，借鉴其他教学精品课共享机制的经验[10]，整合高等学校优质教育资源，打造高等教育云服务平台，为广大师生提供高效、方便和快捷的学习通道。

（一）整合优质资源，构建教育资源超市

“优质教育资源超市”服务是适应富媒体技术发展及教育信息化发展进程中面向区域高可用性数字化优质资源共享和应用打造的应用服务，提供网络教材与电子书的上传、下载、使用和演变扩展功能，并将这些功能覆盖到区域性数字内容聚合和共享服务中，支撑更为例常化的数字资源聚合、共享和应用。对于高等院校的计算机公共课教学更需要如此的数字化聚合平台，以将教材、课件、习题等资源共享使用，尤其对于C语言程序设计课程来说，将精品课教程放到教育资源超市中，面向区域共享，可以统一标准，通过数字内容管理技术支撑，实现数字化资源的可重用性和可扩展性。

首先，架构“超市”，将精品课、电子教材、试题库等上传至后台数据库。用户可根据各自的账号和密码登录到超市平台，按需选取，下载相关的教学资料，同区域的标准可通过权限设置来控制从而进行统一化。教师用户也可以开辟考试专区和习题专区，用于小范围教学单位进行统一的测试，测试区具备上传和评估功能，能够实时做批改，输出成绩。

基本的网络化教材阅读功能包括：翻页、目录导航、页面缩放、笔记及笔记分享、阅读标签、资源检索、资源浏览、资源下载、资源上传。提供“在线批注”、“协同阅读”、“概念图”、“语音听读”、“角色扮演”、“背诵辅助”、“智能问答”、“在线语法”、“浮动词典”、“电子档案袋”、“词语助记”等便捷、高效的交互式学习功能，以互动智能方式支持多样化教学活动。

（二）基于云计算技术，打造实验平台，适应高等院校实际问题

1.海量数据云存储技术

改造现有的存储体系，适应按需存储服务需求，要研究支持异构和并发服务的大规模数据存储体系结构和核心技术。通过云存储服务实现本地数据与云中数据的安全同步、备份和对外共享。伴随课堂的理论讲解，可以同时登录云平台，通过教师账号和学生账号分别访问C语言实验系统，学生完成的习题或测试可以实时上传到云端，教师可以利用云端及时地做出评判和纠正错误，达到立竿见影的效果。

2.智能人机交互技术研究

增强多模态人机交互能力，实现“识听、善写、会看”，在听觉通道上，内置语音合成和语音识别引擎，方便程序和用户之间的交流;通过智能人机界面和智能语音控制技术，可以让学生在众多的音视频教育资源中简便、准确地定位到目标，在海量教育资源中快速找到自己所需的教育资源，更有效地发挥优质资源的使用价值。可以实现边听课、边提问、边编程的理想教学状态，对于C语言教学更为重要。

五、结论

在传统的计算机公共基础课教学中存在很多现实问题，以C语言程序设计为例就会出现理论与实验脱节、教学效果不佳的现象。针对此问题，本文提出了一种基于云计算框架的资源共享机制，以“粤教云”工程为背景，将相关技术和应用推广至大专院校，以解决“信息孤岛”问题和优质资源无法共享的问题。当然，在云服务模式下，还有更多的功能有待开发和实践，不单单针对C语言程序设计和计算机公共基础课，此共享模式可以推广至其他学科教育领域，甚至普及。

[ 注 释 ]

[1] 柳军，李彦武.高校数字化教学资源的校际间共建共享机制研究[J].中国教育信息化，2009（5）：54-56.

[2] 杨旌.大学优质教学资源省域云共享机制研究[J].湖南科技大学学报（社会科学版），2013（16）：102-104.

[3] 柯和平，李春林.基于网格技术的区域性教育资源库共建共享机制研究[J].资源开发与应用，2008（1）：63-68.

[4] 庄科君.基于云存储技术的高校优质教育资源共享探析[J].科教导刊，2013（8）：32-35.

[5] 于海霞，王凤领，丁康健.基于云计算的高校数字化教育资源共享机制研究[J].高师理科学刊，2013（11）：39-42.

[6] 安军科.云计算对高校教育信息化建设的影响[J].信息与电脑（理论版），2011（3）：173-175.

[7] 张涛，王磊.基于云计算的高校远程教学系统的设计与实现[J].继续教育研究，2011（7）：64-66.

[8] 张怀南，杨成.基于云计算的区域性高校数字教学资源建设研究[J].现代教育技术，2012（6）：45-50.

[9] 任友群，徐光涛，王美.信息化促进优质教育资源共享——系统科学的视角[J].开放教育研究，2013（10）：104-111.

[10]  王桐，陈立伟.基于云计算的数字信号处理精品课程资源共享平台建设[J].信息技术，2014（3）：51-52.

[责任编辑：覃侣冰]

[收稿时间]2014-12-25

[基金项目]2014年度华南农业大学教育教学改革与研究项目（项目编号：JG14104）;2012年度广东省重大科技专项计划项目：云计算若干关键技术及产业化与“粤教云”工程（项目编号：2012A080104021）。

[作者简介]王金凤（1978-），女，河北沧州人，计算机应用专业博士，教育信息技术学博士后，讲师，研究方向：机器学习、教育信息技术、云计算。