基于云计算平台的高校教学改革研究

（河北建筑工程学院 河北·张家口 075000）

0 绪论

（1）问题提出。经过改革开放40多年，我国的高等教育取得了世界瞩目的成就，但是随着进十几年的高校扩招，我国的高等教育正在从精英化教育逐渐发展为普及化教育。伴随着这种改变和发展，我国很多高校的教学质量有所下降。部分高校对于社会需求不够明确，培养的大学生不能很好地适应当前的社会、企业需求。学生在校学习期间，学习和实践能力难以得到充分培养。大部分学生的自主学习能力、探索能力、实践能力都有欠缺。近些年来很大一部分学生只注重期末考试成绩而忽略了学习的过程。数据表明，当前的企业在招聘过程中，更希望应聘者具有一定的工作经验，而这又与应届生的身份不吻合，本文希望探索利用云计算提高学生实践、探索、自主学习能力的方法，让在校生也具有一定的工作经验，提高课程的教学质量的同时，提高学生能力与企业需求的契合度。

（2）云计算技术。云计算是计算机网络发展成熟的新产品，能够把巨大的数据处理交由云服务中心计算，节省了本地计算的开支。更多的服务和应用可以交由云中心来进行，本地只需要网络就可以得到相应的服务。因此用户需求不断提高，而用户本身的设备不需要立即提升，只需要通过云的服务，用户就可以达到自己的需求，减少了设备投入和更新，服务也可以不断提升。云计算技术伴随着计算机技术的不断发展，各方面的应用已经比较成熟。当前各行各业都与云计算技术密不可分，尤其是近些年来，伴随着人工智能技术的发展，云计算技术已经成为人工智能技术发展的重要组成部分。云计算技术在高校教育中的应用，主要体现在云计算平台技术、高性能计算技术、并行计算以及云应用等方面，利用云计算技术可以实现实践平台的搭建、学生学习过程的管理、学生学习方法的多元化等，节省学校资金的投入，提高了学生实践的能力并能够智能化监控学生的学习过程，保证学生的学习质量。

1 问题分析

当前的高校在实践性课程或者偏重于实践的课程中存在以下几个方面的问题。

第一，实践的过程过于机械化。以计算机学科为例，很多上机过程、课程设计过程或者实验过程都是根据实验指导书、上机指导书等进行按部就班的实践试验。一般来讲，学生通过实验指导书等说明书，按照合理的步骤，一步一步就可以得到需要的结果。学生在实践过程中，自己的想法和思路难以添加到相应的实践过程里，这样的实践缺乏对学生发散性思维、创新性思维的训练，很多学生在完成实践后，依然不能够对整体的实验过程和实践原理进行深入的了解，更不能创新性地开展其他研究。这就造成了大部分学生只能完成书本上的实验，而不能自创一些其他的实验，今后学生走到社会中去，就难以将自己的思路与社会需求相融合，造成即使有创新思路也不能付诸实践的尴尬局面。

第二，以计算机学科为例，当前很多实践过程是单一性的事件而不是多学科融合的综合性实验。学生对某一门课程掌握比较好，就可以完成与该课程相关的实践过程，但现实是很多实践需要多学科融合，比如我们需要做一个与实际相关的管理系统，那么就需要编程语言、数据结构、算法设计、软件设计、数据库设计等多学科的融合。在这种融合度较高的实践过程中，任何一门课程学得不够扎实，都难以完成最后的实验。而现实生活中，我们需要的大部分系统都是多学科融合的，都是依靠计算机学科对多门技术融合才能够完成。很多学生在毕业时依然缺乏多学科融合的相关思路，不能够有效的与社会企业需求相对接，难以完成相关的真实项目。

第三，很多实践过程所列出的项目都是虚拟的实验性项目，而不是实际项目或则接近实际项目的实践过程。虚拟的很多实验项目，忽略了一些重要的影响因素，只是将课程的理论与项目结合，是理想化的项目。虽然项目主体是对某一门或多门课程的具体实践，但它往往忽略了重要的社会因素。这就造成了学生对项目的理解深度不够，把项目想象的过于简单，没有综合考虑多方因素的影响，不能深入理解项目复杂的程度。在今后的真实情况下项目实践过程中，会造成考虑问题不周全，项目实施过程不顺利的情况发生。随着社会的不断进步，尤其是近些年来，互联网、人工智能技术的不断推进，社会上的需求日新月异，计算机类学科在培养人的过程中，需要与时俱进，不断创新。项目内容需要与当前社会的需求要高度吻合，这样才能够培养学生对社会需求的适应力，使其毕业后快速找到适合自己的工作。

第四，对于实践项目的题目和内容，没有因学生的能力而划分等次。一般情况下，现行的大部分高校所进行的实践项目都是同样难度的，对学习较好、实践能力强的人来说比较简单，对于学习较差的学生来说，题目又比较难。总体来说就是题目统一化不能够有效的因材施教，这样的结果就是能力强的同学能力提升较慢，能力弱的同学能力提升更慢，只有能力处于中间的同学可能达到的能力提升的目的。即使当前的项目实践内容划分了难、较难、中等、容易等程度，但是学生在选题目的过程中，往往不能够体现出学生能力与项目的高度吻合，也就是教师对学生能力了解不充分，学生对自己对能力理解也不够充分，题目不能够因人而异地进行针对性训练。强化型训练和提高型训练对目前对学生来说没有体现。

2 教学改革思路

第一，利用云计算平台，结合学生能力和社会实际需要，开展具有发散性、实践性、创新性的实践项目。分析当前社会需要和需求，开拓学生眼界和创新思路，在原有的按部就班的实践过程中，融入发散思维和创新思维，让学生充分发挥各自所长，让每个学生做出不同的项目，提高学生的创新实践能力和团队协作热情。在题目安排过程中鼓励学生头脑风暴，最大程度地提高学生对创新热情。

第二，逐步开展学科融合性的实践，对于低年级学生来说，要开展以基础性、实践性为主，结合多学科融合性的实践；对于中高年级学生来讲，要突出学科融合性，在融会贯通各门学科过程中，提高学生的实践能力和学习能力，利用云平台实现各学科虚拟化融合，为学生的实践提供物理保障。在学生利用云平台进行实践对过程中，记录学生实践的过程和困难，分析每个学生对实践能力以及理论能力对水平，为今后制定因人而异对实践策略做数据分析基础。

第三，在云平台中不断添加与时俱进的真实性项目，让学生了解当前真正的社会需求，避免纸上谈、兵闭门造车的现象发生。也可以与一些公司合作，与其共同制定一些合理真实的项目计划，达到产学研合作，促进学生的创新能力的提升，让学生在较为真实对实践过程中深入体会项目研发的特点和过程，为今后学生步入社会打下良好对基础。

第四，在云平台中利用大数据分析技术，结合学生的历次实践表现与课业成绩，制定与学生能力相吻合的实践方案。提高学生的实践能力，做到因材施教，因人而异，利用云计算平台实现对每一个学生的能力提高。还需要利用大数据分析平台和云计算平台相结合，制定强化型训练和提高型训练。强化型训练指的是学生基本已经掌握该技术，让其更加熟悉地掌握相关的一系列技术；提高型训练指的是学生对该技术体系还不能完全掌握的情况下，通过项目对实施，使其对该技术体系进一步理解和学习，达到掌握该技术体系对目的。

第五，充分利用云计算技术平台积累的学生学习过程数据，完成学生课程的考核，这种考核要注重过程的考核，而不是根据最终的考试成绩来决定他的成绩。利用云平台记录的过程数据能够比较真实的反映学生在学习过程中的一系列过程，能够让学生从课程开始到课程结束的过程中保持对该程的一直学习状态，避免了学生最后突击学习的情况发生，有效的夯实了学生的学习基础。

3 教学改革实施过程

首先，构建功能完备的云计算中心，并以虚拟化技术为基础，构建可供学生实习、上机、项目开发、课程设计等多位一体的实践平台。课题研究组在学校计算机信息中心基础上，开展了云技术实施方案研究，最终实现了能同时为600余人提供云计算高性能服务的平台，为云计算促进高校教学改革，提供了物理基础。

其次，在云计算中心上部署和实施计算机相关课程的设计，引进国内知名高校的实践平台，统一化管理，为学生实践练习提供软件配套服务。经过课题组及相关老师的认真研究和分析，构建了一套从基础到进阶最终到项目实施的计算机课程体系。低年级的课程以程序设计为主，并引入一些前沿科学和项目实践；中高年级课程在设计中，注重具体的项目实践以及当前较新的实用技术。

再次，以具体项目为基础，分解和分析项目实施的具体过程，将复杂的具体项目分解为较为简单、中等、较难的几个部分，并依据学生的学习能力和数据分析得到的结果，让学生逐步完成具体的项目。项目的完成并不是在某一个学期，而是整体延伸到四年的本科学习过程中。根据学生的能力以及其就业的意向和兴趣，每个学生参与具体项目的数量不得少于三个，通过该长期计划的训练，学生能够熟练掌握计算机学科项目开发的全部过程，为今后学生进入计算机开发领域的具体工作奠定了坚实的基础。

最后，项目组设计基于云计算平台的学生学习实践考核体系。该考核体系分为学习过程管理以及实践效果评价两大方面。学习过程管理具体包括日常练习、学习频率、学习难度进阶快慢、期中考核和期末考核等几个方面，从学生的开始学习到考核结束，全过程跟踪学生的学习状态，有效的促进学生的自主学习以及实践锻炼，提高了学生的学习热情。实践效果考核主要包括实践任务完成情况，任务从易到难的进阶情况，他人对实践任务评价情况等几个方面，让学生在实践的过程中，由浅入深，由易到难，逐步提高自己的实践能力。

4 结论

通过云计算平台促进教学改革的研究，对学生利用云计算平台参与实际项目起到了积极作用。该方式能够理论联合实际，提高学生的自学能力，促进了高校理论教学向实践化应用转变，能够很大程度上适应社会的需求。结合大数据分析技术的云计算平台，制定因人而异的学生培养方案，依据学生能力和培养方案分解真实的企业项目，教学计划中部署长期的项目计划，项目难度由易到难，学生能力由弱到强，项目的实施过程科学合理，学生能力的提高比较明显。学习实践过程考核计划分布在学习的全过程中，考核方案科学，考核结果较之前更加合理。总体来讲，云计算在高校教学改革中是非常值得推广的。