面向云计算的应用型本科人才培养模式探讨

王守强

摘要：目前云计算技术得到了快速发展和广泛的应用，产业界对云计算人才需求巨大。但高校对于云计算人才的培养仍略显滞后。针对这个问题，本文对应用型本科在开展云计算人才培养方面的课程体系组成、实践能力培养等方面进行了探讨，并且对云计算教学团队的构建给出了建议。

关键词：云计算；人才培养；实践教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）45-0064-03

一、引言

“云计算”概念最早由Google公司提出。自云计算概念提出以来，亚马逊、谷歌、微软百度、阿里巴巴、腾讯等国内外互联网巨头相继推出自己的云计算平台，可为用户提供方便快捷的服务和灵活计费方式。2010年10月，国务院推出了《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，该决定将“云计算”列为战略性新兴产业重点，国家制定了一系列指导及规划促进云计算发展，随后各省市也发布了云计算战略规划、行动方案或实施工程。因为云计算平台能为作户提供无线扩展的在线存储、数据共享和数据计算等服务，所以受到越来越多的个人用户和企业的青睐。近几年来，云计算技术及其与云计算相关的服务市场呈现高速增长的势态。2016年，中国云服务市场规模超过500亿元，达到516.6亿元，预计2017年中国云计算市场份额将达到690亿元以上。面对需求日趋强烈的云计算市场，目前从业人员的短缺已经开始成为阻碍该行业发展的一大障碍。截止2015年底，全球对云计算人才需求达到1400万。中国对云计算人才需求640万，需求增长率保持在每年26%以上。这一趋势预计在2017年底将达到1000万以上，2018年达到1300万以上，未来几年我国云计算对人才的需求将会更加迫切。高校特别是应用型本科高校如何应对云计算发展的时代需求，培养和提升云计算人才的规模和质量，也就成为一个非常紧迫和现实的问题。为适应目前云计算行业的对人才迫切需求，IDC认为可以通过对现有从事IT技术人员再培训，鼓励学生报考云计算相关专业或者参加与云计算相关的资质的培训。目前国内IT专业课程体系中与云计算相关的主要课程包括编程语言、数据结构、数据库、计算机网络等课程。这些课程为云计算领域的人才培养奠定了很好基础，但为了更好地培养云计算领域的专业人才，需要讨探在这些课程基础之上设置面向云计算方向的课程群，同时还需要确定课程与课程之间的关联性、课程之间内在联系以及开课的顺序。

二、面向云计算人才培养的基本思路

1.课程体系建设。传统的IT课程体系主要侧重于培养基于C/S和B/S模式的软件开发人才，它主要是以数据库和软件开发为主的人才培养模式。与之相比，基于云平台的软件开发则具有不同的模式和方法，需要设计新的课程体系。首先需要在本科IT专业培养中进行定位，现有云计算技术有三层结构：IaaS（Infrastructure as a service）、PaaS（Platform as a service）、SaaS（software as a service），考虑应用型本科IT各专业学生所学知识与能力，面向云计算人才培养主要还是在SaaS和IaaS层上进行应用培养。而在云计算的中间层上应用，如云操作系统的自适应研究和中间件的开发等则超出本科学生能力范围，不适应于应用型本科的人才培养。所以应用型本科云计算人才培养目标设计为培养掌握云计算平台构建与部署、使用与应用服务开发、平台管理等高级技术人才，具体为：①能够设计、构建、应用、管理和维护私有云。②初步具有基于云平台开发工具进行云计算开发的能力。基于以上培养目标，按照整体性、层次性和开放性原则，本文梳理了云计算课程理论教学内容体系。具体来说，面向云计算方向培养的课程体系建设需要分为以下几个层次：第一层次是方向导论课—云计算导论，该课程主要介绍云及其相关概念和云平台的应用，使学生对云计算技术形成一个初步的认识。第二层次是IT基础核心课程，主要包括程序设计语言C、数据结构及算法、数据库原理及应用、操作系统、计算机网络，该类课程是IT专业基础课，主要目标是培养学生的软件设计及应用能力，为其将来从事云计算平台的设计、构建、开发、应用打下坚实的基础。第三层次是方向核心课，包括JAVA程序设计、Linux操作系统、网络工程技术、数据存储技术、数据仓库以及虚拟化技术等。该类课程主要是让学生理解和掌握云的搭建、开发、管理和维护能力。第四层是实践课程，包括云计算平台部署、云平台的应用开发等。通过实践课让学生掌握和提高云的应用开发和维护能力，具体描述见表1。

2.实践能力培养。作为实践性比较强的学科，云计算教育在培养方案设置上要求教学应注重强化学生实践能力的培养，它主要涉及到云教学平台搭建、实验内容构建、实践教学组织以及实践教学评价等内容。云教学平台搭建可以通过构建私有云或租用公有云的形式，在课程设计和综合实训阶段可借助商用云平台进行租用或试用，也可选择开源的云计算平台，建议选用开源云计算平台。目前主要的开源平台有：Openstack、Hadoop、Eucalyptus、AbiCloud等。但由于搭建云平臺成本较高、技术比复杂，条件暂时不具备时可以租用，也可以采用校企合作、定向培养形式，借助于企业在平台构建、配置开发环境、部署与发布等方面进行云层次的教学实践。由于云计算关键技术覆盖虚拟化、数据存储、资源管理、网络管理、云计算编程等内容。为提高学生对云计算的应用和开发能力，在实践教学内容上应以覆盖云计算的关键应用技术为主，在内容选择上要选择主流的云平台应用开发课程，如云计算编程语言、Hadoop或Ceph的云存储、Hadoop或OpenStack的云平台搭建、面向云计算的网络构建、基于云平台的数据库安装与维护、面向云平台应用开发及云安全等。具体而言，面向云平台实验内容包括以下几个模块：①虚拟机环境建设模块，通过虚拟机构建一个云计算的实验集群，目标是通过该模块实验使学生掌握LINUX操作技能，理解虚拟化概念。由于虚拟化集群实验具有快照功能能够保存实验状态，这样可使得此后横跨多学时综合实验的持续性得到一定的保证。②云存储系统实践模块。本模块以Hadoop的HDFS或Ceph分布式文件系统为实验对象，通过构建和应用实践体会云存储的冗余性、可伸缩性以及可靠性等特性，使学生更好地理解和掌握云存储的关键技术。③面向云计算的网络实践模块。本模块基于构建云计算平台的网络所需交换机与路由器为实验对象，通过二层交换、三层路由技术以及SDN技术实践与实验，使学生更好地理解和掌握云平台搭建以及数据中心概念。④分布式海量数据处理实践模块。构建基于MapReduce的处理环境，通过分析实例代码和运行步骤，熟悉MapReduce的容错方法和内部技术细节达到理解和海量数据处理的基本原理、掌握海量数据处理方法的目的。⑤基于云计算编程实践模块。本模块的主要目的在于让学生熟悉云计算模式编程框架，学会利用该编程模型编写简单的并行计算程序来实现特定的需求。由于学生之间能力的差异性，在具体实际实践教学过程中可分层次实施教学，其中的1—3个模块是必做模块。针对基础知识扎实、学习能力较强的学生，除完成1—3个模块外，还可从4、5模块中选择一个或二个。由于云计算具有多服务器组建集群、协同配合等特点，而单人实验完成比较困难，因此可组建云计算实践项目团队，每个团队可选择一个或多个项目，通过搭建云计算平台，进行项目设计、开发、服务的部署与发布。为促进学生所学知识与企业岗位需求相结合，有利于学生毕业后就业，应鼓励学生参加云计算认证考试。目前最受社会欢迎认证有：VMware虚拟化专家认证；云专家认证Cloudschool.com；IBM Certified Solution Architect 认证；思科（Cisco）设计专家认证；CompTIA Cloud Essentials 认证；CCSK（云安全联盟）等。在对学生的知识与能力的评价上，要注重考察学生的云操作及应用技能。在教育教学研究上，要基于云平台与云资源，开展云的教学研究，促进云教学的创新研究。

3.师资队伍建设。云计算作为一门新兴的专业学科，对教师知识结构、知识能力以及技术技能都提出了新的要求，教师需要具有较高知识技能和较强的云平台应用与开发能力。为更好地培养云计算的专业人才，必须构建一个适应当前云计算技术需求的教学团队，但目前大部分高校在云计算方面普遍存在师资不足现象。为解决此问题，一方面将企业工程师引进课堂，把企业工程师的市场联系的紧密性和实践技能的应用性与课堂教学相结合，使学生在较短时间掌握云平台相关知识与技能，从而提高其培养效果；另一方面也要鼓励教师利用假期和业余时间积极充电学习，参加企业和社会组织的培训，条件许可的话可安排教师到云计算企业参与实践锻炼，将教师学习列入考核指标。另外，还需推动建立校企合作的云计算人才培养机制，构建具有较齐全的专业领域和层次结构优化的教学与科研团队。

三、结语

作为一种新兴技术，云计算为IT行业开辟了一种新的服务与计算模式，它也为高等教育提出了新的挑战和提供了新的机遇。应用型高校IT专业如何改革来满足云计算快速发展需求，培养面向云计算的应用、管理、开发与维护人才，是值得我们探讨的一个问题。笔者对基于云计算人才培养的课程体系、实践内容和师资建设进行了探讨，提出了一些设想。当然，云计算人才培养实践活动要与国家产业政策、经济发展导向和行业对人才需求相结合，积极进行云计算人才培养探讨，提高教学质量，培养和造就具有较高素质和全新技能的云平台服务人才。

参考文献：

[1]喻晓，胡成松.面向云计算人才培养的应用技术型计算机专业课程群建设[J].信息技术与信息化，2015，（3）：25-27.

[2]黄少荣.云计算时代技能型IT人才培养模式研究[J].计算机教育，2015，（6）：12-15.

[3]鲍爱华，陈卫卫，等.云计算课程内容体系的建设与实践[J].计算机工程与科学，2014，36（A2）：42-45.

[4]梁爽.基于云计算的校企协同人才培养创新平台的构建[J].中国教育信息化，2013，（21）：82-85.