基于云平台的实践教学资源质量监控模型

陈彦萍， 王忠民， 孙韩林， 牛晓晨， 舒新风

(西安邮电大学 计算机学院, 陕西 西安 710121)



基于云平台的实践教学资源质量监控模型

陈彦萍， 王忠民， 孙韩林， 牛晓晨， 舒新风

(西安邮电大学 计算机学院, 陕西 西安 710121)

针对国内高校在实践教学过程中存在的问题,本文提出一种基于云平台的实践教学资源共享管理与质量监控模型, 通过采用云计算技术进行实践教学资源的共享，并利用云平台中搜集的关于实践教学各个环节的数据，在此基础上对教学质量进行监控，从而能够更快地发现问题，解决问题，也为相应的管理机构提供综合的决策依据。

实践教学； 云平台； 质量监控

0 引 言

当前，大部分的实践教学活动在相关的专业实验室完成。传统上，不同学科的实验室分开建设，根据本学科实际需求，实验设备配置有不同的软硬件资源。这种建设模式会导致一系列问题，如种类较多，实施环节复杂，内容涉及广泛，这些特点决定了对其进行质量监控的难度较大，这是一个共性问题[1]。具体来说，我们认为现在的国内高等教育实践教学过程中存在以下一些问题：

(1) 实践资源建设和共享问题。在硬件上，由于实践设备和场地不足，使得实践教学条件难于满足学生的各种实践学习要求；实验室的利用率严重不均匀，且实践教学的展开受到时间、设备的限制；在软件上，各种操作软件只能在实验室提供，各种实验项目的优秀成果没有平台进行展示和交流。

(2) 实践教学和理论联系问题。 由于条件限制，教师的理论授课不能和实践操作同步进行，同时学生的实践学习也往往在时间上滞后于理论教学，影响了实践教学的效果。

(3) 实践教学的组织管理问题。实践教学的资源管理、场地管理、过程管理、档案管理等制度不够完善，信息挖掘力度不够，不能满足教师、教学管理者的综合分析、决策需求。

(4) 实践教学的质量监控问题。没有建立规范的实践教学过程的监控办法，教学质量评价体系不明确，实践教学的质量难以保证。

本文提出基于云平台的实践教学资源共享管理模式与质量监控机制, 针对实践教学的基本状态数据进行监控，并在此基础上进行智能化分析、为学校和上级管理部门提供可靠的决策依据。

1 国内研究现状分析

如何利用云平台在高校教学中发挥更大作用,是现在高校教学改革关注的热点问题之一。一方面,大量文献关注如何在云平台上更好地进行资源共享,例如:文献[2] 利用云计算技术，研究教学资源和网络学习的云服务模式和云支持环境,并构建一种新的云服务架构。文献[3]充分利用世界大学城空间(http://www.worlduc.com/)的实时记录、交互便捷、易学易用等特点，职业院校构建基于云平台的网络管理体系。基于世界大学城空间的现有功能，进行再次开发，实现了教学管理数据的收集、整理与存储。文献[4]在研究云计算技术的基础上提出了实践教学私有云平台构建模型， 并运用开源框架Eucalyptus 和gridsphere 对实践教学私有云平台提出了设计与实现。另一方面, 在如何利用云平台进行质量监控研究方面， 文献[5]从云计算技术及依托世界大学城云计算的职教新干线教育教学质量管理内涵着手，理论与实践相结合，在内涵分析的基础上，从教务管理栏目设置、教学实施栏目设置、教学检查栏目设置原则、教学反馈评价栏目设置、教师管理栏目设置、教学活动栏目设置、教学研讨专区设置等七个方面实践依托世界大学城云计算的职教新干线平台在教学质量管理中的应用。但是文献[5]主要针对教师的教学活动进行管理，未涉及云平台下的实践教学的质量监控机制。此外，还有一些文献[6-9]讨论了如何利用数据挖掘技术对高校教学质量评价数据进行分析、理解。文献[10]给出了学校在实践教学质量监控具体实施过程中，依据学校定位和人才培养目标进行了地方本科高校实践教学质量监控体系的探索与实践，不断完善，构建了适合学校发展的全方位、全过程、全员性实践教学质量监控体系。总的来说，这些前期工作都有借鉴意义，但目前还缺乏如何在云平台下对实践教学质量管理的有效方法。

2 资源共享管理模式及监控平台设计思路

云计算是一种新型的IT资源交付方式，其核心特点在于资源的池化以及按需提供，即将各种IT资源(CPU、存储、网络等)纳入统一的资源池中进行集中管理，并按照需求提供给用户使用；用户则用云终端(如浏览器)通过网络接入云，获得并使用任意所需的计算、存储等资源。虚拟化是云计算中的一个关键技术，它在硬件资源池的基础上，通过虚拟化软件，给用户隔离出一个独立的虚拟环境空间。云计算的特点和优势主要表现在：

(1) 以用户为中心。用户可以在任何时间、任何地点以某种便捷的方式安全地获得云服务；

(2) 以任务为中心。合理配置资源，为用户提供强大的运算、存储等能力，完成各种业务需求；同时，用户可以方便地与合作者共同规划、执行任务，并随时随地进行有效的交流；

(3) 性价比高。云中的资源高度共享，并按需提供给用户使用，有效降低了使用成本；

(4) 智能化。通过分析、挖掘存储在云中的数据(包括用户数据和云平台运行的相关数据)，可为用户业务和云平台优化等的决策提供智能化的支持。

本文拟采用云计算技术进行实践教学资源的共享，并利用云平台中搜集的关于实践教学各个环节的数据，在此基础上对教学质量进行监控，从而能够更快的发现问题，解决问题，也为相应的管理机构提供综合的决策依据。

2.1 基于云平台的实践教学资源共享管理

(1) 云平台中可以共建共享除实验、实训外，还包括课程设计、课程论文、专业综合能力实践(含毕业论文、毕业设计)等实践性教学环节的各种优质教学资源。如何在云平台中,围绕着提高实践教学质量这个目标,选择哪些资源进行共享及管理,这是本课题的基本研究内容。

(2) 通过云计算技术提供个性化的实践教学平台使得教师和学生可以更方便的利用实践资源，随时随地的进行操作和共享。同时，解决对实验室的人和设备进行统一管理，避免重复建设，保证实践质量等。

(3) 提供对实验数据、实验结果、实训项目、毕业设计等实践教学成果进行共享和管理的安全、可行方案。各种数据存放在云中，使用的应用软件也在云中，云会对数据进行自动备份，降低因实验室计算机瘫痪带给资源共享的影响。

2.2 基于云平台的实践教学质量监控机制

(1)从实践教学的整个周期(申请、批准、实施、考核、撤销)入手，形成有效的实践教学的实施模式。针对各个环节的档案进行有效分类和管理，为质量监控提供可靠的依据。

(2)教学管理者(教学督导组，教务部门，上级主管部门)可以查看实践教学课题能否培养学生动手能力；看教师能否做到每次课都有目的、有要求，检查是否指导到位；检查通过实验、实训教学，学生能否掌握一种实践操作技能。通过查计划，查课题，查实践教学中的指导过程，来评价实践教学质量。

(3)通过云平台对课堂互动各环节中出现的关注度较高的话题，自动形成“热点”及时反馈给教师；实现自动评分和抄袭检测，通过实时反馈及时“点拨”学生学习；可实现将学生的上课、学习掌握等情况向任课教师、教学管理者和家长等即时反馈。

(4)采集反映实践教学状态的基本数据，建立教学基本状态数据库。及时分析实践教学状况，建立教学基本状态数据库，充分发挥状态数据在监控教育质量和本科教学评估工作中的重要作用，并为学校的高层决策提供重要依据。

3 基于云平台的实践教学管理系统模型

该模型的设计考虑到多个角色的需要：

(1) 对于学生来说，庞大的实践课程题目、老师点评以及同学共享，让学生完全自主掌控学习节奏，有针对性地“查漏补缺”，尤其是云平台的及时性特点，不仅能让学生自己及时对自己的问题进行修正，还能快捷地获得同学、老师的点评和提醒。此外，无论学生身在何处，同时使用实验设备的学生可以通过云进行交流合作，共同完成实验任务。

(2) 对任课教师而言，无论其身在何处可以通过云平台提供的实践教学平台，看到学生使用实验设备进行实验的情况，还可以对学生的实验进行实时指导。同时，教师也可以发现学生的兴趣和需求，并对这些兴趣和需求给予及时的引导和促进，这样，云平台不仅在师生之间架起了沟通交流的桥梁，还为学生提供一个良好开放的创新平台。

(3) 对于教学管理者(教学督导组，教务部门)来说，利用云平台可以实时组织人员不间断对实践教学进行巡视督察，注重收集学生的反馈意见，发现不良现象和存在的问题，及时调整解决。

(4) 对于学生家长来说，可以通过多实践题目及其完成情况的信息共享，追踪学生在校的学习情况，和老师就学生的学习需求即时交流。

基于这种考虑, 本文提出的基于云平台的实践教学质量管理系统模型如图1所示。

图1 基于云计算的实践教学质量管理系统模型

本系统主要包含4个模块：

• 教学资源共享模块。实现优质教学资源的共建共享管理，包括课件，视频，公开课，优秀项目展示等功能。

• 质量监控模块。搜集实践教学过程中的各种质量数据，在此基础上进行综合分析，找出教学环境中存在的主要问题并及时整改，进而达到对教学过程进行质量监控的目的。

• 个性化实践教学平台提供模块。针对学生的专业和年级，提供个性化的实践教学平台；针对教师的讲课内容，提供个性化的实践授课平台。使得学生和教师的实践需求不受时间和地点的限制。更好地保证教师的教学效果，提高学生的实践操作水平。

• 信息交流模块。为学生、教师、教学管理者、家长提供一个课堂外的信息共享和交流的平台。学生之间进行学习心得互相讨论，学生和教师之间也可以就学习难点进行互动，此外教师和教学管理部门负责人也可以针对实践教学中的问题进行讨论，最后，家长也可以和教师进行关于学生培养相关的讨论。

系统的4个模块以按需提供的松耦合方式使用，根据登录系统角色的不同实时整合资源，提供相应的服务。这种方式也极大地提高了各种资源的利用率。

4 结 语

目前，计算机实践教学平台的相关研究已经是高校教学改革的一个重点方向[11-15]。本文研究基于云平台的、以实践教学为管理内容、以教学资源共享为基础、以多角色交流为手段、以整个教学运行过程监控为核心的实践教学管理模式。下一步我们主要围绕下面的要点展开相关工作:①建立基于综合实践教学的优质教学资源共建共享平台；②建立有效的云平台实践教学管理模式；③基于云平台的实践教学过程中多角色的质量监控机制。并在此基础上开展有针对性的基于云平台的实践教学实验(基于云计算技术对我校软件类课程的实践教学环节进行改革)实现基于云平台的软件类课程实践环节的全过程监控与管理。

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On Practical Teaching Resource Quality Monitoring Model

CHENYan-ping,WANGZhong-min,SUNHan-lin,NIUXiao-chen,SHUXin-feng

(School of Computer Science, Xi’an University of Posts and Telecommunications, Xi’an 710121, China)

In order to solve the problem of practice teaching in domestic universities, this paper proposes a practical teaching resource sharing management mode and quality monitoring mechanism based on cloud platform. Through the adoption of cloud computing technology, the practice teaching resources will be shared. By the use of the data about practice teaching which is collected by the cloud platform, we can monitor the quality of teaching and find and solve the problem quickly. It can also provide comprehensive decision-making basis for the corresponding management institutions.

practical teaching; cloud platform; quality monitoring

2015-08-20

陕西公办普通本科高等学校教学改革研究项目(13BY68)

陈彦萍(1979-)，女，陕西铜川人，博士，教授，系主任，研究方向：网络管理、服务计算。E-mail：chenyanping@xupt.edu.cn

G 642.0

A

1006-7167(2016)01-0102-04