公有云平台在信息学科教育实践中的应用研究

何辉++龚成莹

摘 要： 本文针对当前信息学科教育教学中存在的问题，阐述共有云计算平台这一新技术在高校信息学科教育实践中的应用，通过调查研究、加工整理、实际测试、总结应用等步骤进行具体研究，最终建立云资源门户，取得阶段性的研究成果，旨在更好地提高高校信息学科的教学水平，使这一学科变单纯的学府式教育为与工程应用实际接轨。

关键词： 信息学科 公有云彩 教育实践 工程应用

信息类学科是目前社会需求量大、适用性强、对实践要求较高的学科，近年来，信息学科在科学研究和工程应用领域得到高速发展，但是在信息学科的教育领域，仍存在教育教学与工程应用脱节的现象，尤其是应用型的高等院校，本应更注重与信息学科的工程应用结合，但由于种种原因，信息学科的高校学生普遍没有达到社会所要求的工程应用水平。云计算借助信息学科的高速发展快速成长[1]，同时也为信息学科的教学实践带来巨大的机遇和变革。基于公有云平台的开放式网络课程（如学堂在线、网易公开课）、开放式开发平台（如新浪SAE）、源代码云平台（如github）、办公云平台（如ZOHO）、物联网云平台（如YeeLink）等创新应用为信息学科的教学提供了极大的方便。借助云计算的强大优势，将传统信息学科的教学实践逐步迁移到云计算平台已成为信息学科教学的方向之一。云计算与信息学科已经形成相辅相成、相互促进的关系，对公有云计算平台在信息学科教育实践中的应用展开研究不仅能够更好地提高该学科的教学实践水平，而且能够为学校节约教育成本。

1.研究内容

云计算给教育领域带来了一缕清风，创新地对云计算这一新技术在高校信息学科教育实践中的应用进行了研究，旨在更好地提高高校信息学科的教学水平，使这一学科从单纯的学府式教育实践向工程应用领域转移，与实际接轨，与先进的技术接轨，真正促进教育的发展。将最新的信息技术引入学科的教育实践活动，蕴涵着丰富的研究内容，主要研究公有云平台在信息学科教育实践中的应用，对云计算的本身技术并不多做讨论[2]：（1）信息学科教育实践现状与问题调研；（2）信息学科教育相关公有云平台的调研；（3）探索云平台在教育实践中的应用；（4）对典型的云平台教育应用进行推广应用；（5）总结公有云平台对信息学科教育实践的促进作用。

在本课题的研究过程中，要科学规划，合体安排研究计划，如图1所示。

图1 研究内容计划

以上课题研究的具体内容中，我们认为该课题选题需要突破的难点有以下两点：（1）总结当前成熟、可以合理运用于信息学科教学实践中的云计算平台；（2）重视教育教学与工程实践的有机结合。

开放、共享是云计算的基本思想，也是信息学科教育教学的发展方向，公有云计算的平台应用范围比较广泛，课题主要关注与高校信息学科教学相关的云计算平台，并对其在教育实践中的应用进行研究。研究公有云计算平台在高等院校信息学科教育实践中的应用，归纳总结出相关的云计算平台，探索这些平台在教育实践中的使用范围和具体用法（主要是一些创新应用），研究公有云计算平台对教育实践的促进作用，最终目的是提高高校信息学科的教学实践水平。

2.研究过程

研究过程共分三个阶段进行：

第一阶段：2013年6月——2014年6月，对信息学科教育实践现状与问题调研，对信息学科教育相关公有云平台的调研；

第二阶段：2014年6月——2015年3月，实施计划内容，课题组成员在前期调研和测试的情况下，根据适用情况，在教育实践活动中将公有云平台等引入理论和实践教学，进行尝试、实践和总结；

第三阶段：2015年3月——2015年12月，加工整理教学实践情况，总结材料，撰写结题报告、成果应用。

根据研究计划，课题组对适用于信息学科教育教学的相关公有云平台开展调研工作，通过申请账号、亲自测试、教学应用方式，对相关平台进行实际测试，主要测试的典型平台包括但不限于下列云平台：（1）网络课程云资源——网易公开课；（2）学堂在线（学堂云）；（3）实验云——实验楼；（4）新浪云平台——SAE；（5）物联网云——Yeelink。

在前期调研和测试的情况下，根据所选择的公有云计算平台的适用情况，在教育实践中将公有云平台等引入理论和实践教学，进行尝试和实践，在《手机应用开发》课程中利用“实验楼”平台提供的Android云端开发环境，要求学生申请“实验楼”云平台的账号，布置任务，在线编程，在浏览器打开的虚拟环境下进行程序的调试和验证，达到良好的教学效果，也使学生感受到在线实验的魅力。在该《嵌入式操作系统》的授课过程中，我们建议学生利用课余时间参考学习公有云课程中的相关课程，与我校的课程进行对比学习，增长见识。在实践环节，原计划利用实验室的服务器为每个学生建立一个Linux普通权限的账号，但是由于学校实验室的服务器是Windows环境，并且配置较低，没法实现课程的设想。在这种情况下，授课教师经过查询对比，选择在实验楼云平台上让学生进行Linux操作系统的学习。

《Web应用开发》课程是信息学科的专业课程，课程内容包括HTML超文本标识语言、JSP动态网页设计、MySQL或SQL Server数据库设计的内容，这是一门综合性的课程，要求学习者配置好Java环境、Tomcat服务器、数据库服务器和数据库系统的管理工具，这给学习本身带来烦恼，许多时候，学生仅仅是配置环境就花费了大量的精力和时间。

针对课程特点，主讲教师在授课过程中引导学生使用新浪或者阿里的云计算平台，鼓励学生申请云服务器空间，在授课过程中授课教师也采用在云平台上部署程序的方法，引导学生与Web开发工程实践的实际相结合。除了上述课程，课题组还在《嵌入式系统设计》、《物联网导论》等课程中利用到Yee Link云[3-4]，这些都为信息学科的教学实践提供了新的思路和方法。

3.研究成果

根据课题研究方案的任务和要求，课题组在较广泛测试、充分研究的基础上，取得了阶段性的成果。

（1）对当前成熟、可以合理运用于信息学科教学实践中的云平台进行归纳总结。如前文所叙，在所授课程和实践环节充分利用主流云平台的优点，并行之有效地引入授课内容的理论环节或者实践环节，并且专门设计了信息学科云平台教育资源网站，在Web上对各信息学科相关云平台进行了分类和展示，如图2所示，网站对所调研、实践的云平台进行了分类，即课程云、实验云、实践云、物联网云四种，其他的还在陆续的调研实践中[5]。

图2 云资源网站

（2）利用好公有云平台，在学科竞赛上取得了比较好的成绩；在2012年全国信息技术大赛中，所指导的参赛作品“校园一机通”采用新浪SAE作为程序代码和数据的运行平台，在云端存储数据，手机端使用Android进行，最终获得国家二等奖。2014年全国高校移动互联网应用开发创新大赛中，所指导的参赛作品“基于Android的物联网网关”创新的将无线传感网与Yeelink云平台结合起来，最终获得了国家三等奖的成绩。2015年甘肃省首届青年APP大赛中，所指导的参赛作品利用阿里云平台部署数据，所完成作品最终获得了省级三等奖。

（3）努力促进该学科的教育实践向工程应用领域转移，与实际接轨，与先进的技术接轨。

通过研究和教育实践，根据高校信息学科的课程体系和实践要求，对相关云计算平台进行具体实践，鼓励项目组教师与学生使用开放平台，一些课程的实践环节可以转移到公有云计算平台上，如网页设计、Web数据库技术等课程，使学生在接受计算机科学教育的同时与计算机工程应用进行接轨，倡导师生共同参与，倡导开放、共享的教育思想，使学生成为利用云计算进行信息学科教育实践的主体。

借助云计算的强大优势，将传统信息学科的教学实践逐步迁移到云计算平台已成为信息学科教学的方向之一。云计算与信息学科已经形成相辅相成、相互促进的关系，对公有云计算平台在信息学科教育实践中的应用展开研究能够更好地促进该学科的教学实践水平，促进学校教学理念的更新与教学模式的创新，促进全员利用网络信息手段进行教学，深化教学改革，提高学生的工程实践和创新能力。

参考文献：

[1]张婕.基于云计算的教学资源共享体系的研究与实现[D].淮南：安徽理工大学，2012.

[2]陈新，王海芹.基于云计算的学习共同体平台的设计与应用[J].科学大众（科学教育），2015（01）：44-45.

[3]邱春红.基于GAE云计算的教学资源共享平台的构建[J].智能计算机与应用，2014，4（2）：106-108.

[4]李凯.基于Yee Link物联网平台的校园环境监测系统的设计[D].保定：河北大学，2015.

[5]罗桂联.基于云计算的教学资源共享方案[D].广州：广州大学，2013.

基金项目：甘肃省“十二五”教育科学规划课题（GS[2013]GHB 0938）；兰州工业学院教学改革研究项目（2013-17）。