时间:2016-05-21 09:43 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:高波涌 陆慧娟等 点击次数:
【论文摘要】针对目前高校中外合作办学计算机专业实践教学中普遍存在的一些问题,笔者分析了云计算及在高校计算机专业课程中云计算辅助教学的关键技术,提出利用云计算搭建虚拟实验室进行实践教学改革的方法及步骤,对提高学生学习的质量和效率有借鉴意义。
【论文关键词】云计算;虚拟实验室;中外合作办学;计算机专业
高等教育国际化是近几十年来全球高等教育发展的一个重要趋势。高校中外合作办学是我国高校引进国外优质教育资源的重要渠道以及教育国际化程度的重要标志,现已成为我国教育事业的重要组成部分。[1]近年来,随着高校的不断发展,中外合作办学的招生规模和专业在进一步扩大。在2011年,中国计量学院与新西兰奥克兰理工大学的计算机科学与技术中外合作办学项目获得教育部批准。项目明确:在中外合作办学中引进贴近专业发展前沿的国外教学内容,实时跟踪计算机新技术,重视国际视野、外语交流能力以及市场对接等方面能力的培养,以适应经济社会发展的需求。
实践教学存在的主要问题
随着笔者所在学校中外合作办学的开展和不断深入[2],实验环境不配套的问题越来越突出。在中外合作办学的计算机专业培养中,做实验是实践教学中非常重要的一个培养环节,学生只有多做实验,才能真正理解和掌握该学科的理论知识,才能迅速掌握新的技术,才能获得一定的实验能力,并初步具有处理实际问题的能力。就笔者所在学校目前实验教学的运用来看,主要存在以下问题:
①现有的实验室存在对软硬件要求高、资源重复建设、系统扩充能力弱、可配置性差等难题。中外合作办学的计算机专业安排的实验中所使用的软件非常新,而正版软件价格不菲,要满足教学需求,可能需要大量资金的投入。但这些巨额投资的回报率却比较低,也很难跟上信息化的发展步伐,大部分学生对机房并不满意。这无疑对在校生使用计算机辅助学习产生了负面的影响。
②维护问题多。学校计算机的数量多,而且每台计算机中都有大量不同的应用软件,这些软件在一个系统内部常有冲突和不兼容的情况发生。经常要进行电脑硬件和系统软件的维护,这对系统管理员来说是一个不可负担之重。
③现有的实验室受时间、空间的限制,阻碍了学习者的自主学习,造成了学习效率的低下。
云计算及云计算辅助教学
云计算是一种资源交付和使用模式,指通过网络获得应用所需的资源,包括硬件、平台和软件,是一种新型的商业计算模型。[3]其基本原理是通过分布在不同地理位置的计算机组成具有强大计算能力的超级虚拟计算机,利用高速网络互联能力,将数据处理的过程从个人计算机或服务器迁移到互联网上的计算机群中。这些分布式计算机统一由一个大型的数据管理中心来负责资源的负载均衡、资源分配、软件安全部署以及安全控制。
云计算被看成网格计算与虚拟化技术的融合,利用了超强的网格分布式的计算处理能力,将IT资源构筑成一个资源群,同时加上存储虚拟化技术以及服务器虚拟化技术,以便用户可以实时调配和监控资源。因此,客户端再也不需要安装复杂的应用软件,通过网络链接的形式与远程的各种数据存储器和服务器进行数据的交互,从而直接获取远程的各项服务和数据,有效地实现了网络资源的整合。
国外在开展云计算研究应用的过程中,充分利用其优点向各个行业进行渗透,其中也包括教育领域。美国北卡罗莱纳州立大学(NCSU)与IBM合作创建了虚拟计算实验室,利用IBM提供的刀片服务器和实验室PC机,通过云计算的相关技术,为教师和学生提供了易于扩充的高性能的资源平台。另外,有国外社团通过“捐赠”的方式组建了一个叫Seattle的免费教学科研平台,由学校实验室现有可用的计算机资源组成云计算平台,通过便携式客户端来实现对资源的访问。在以上实践中,云计算可以通过公共云服务平台提供完善的网络教学功能和运行环境,在更大的范围内(如面向全球),为更多的人和各级各类教育提供网络教学服务。学校和教师利用云计算技术提供的信息技术社会化服务,节省了经费、人力和服务器设备等成本投入;教师信息技术培训的成本和门槛更低,学校教育信息化的管理更方便,安全性更高。
在2008年底的中国教育技术协会年会上,上海师范大学黎加厚教授首次提出“云计算辅助教学”(CCAI)及“云计算辅助教育”(CCBE)的概念,其含义是指学校和教师使用“云计算”提供的服务辅助教育教学[4];在应用上,主要是使用Google云计算平台提供的相关云服务功能,如Google文档、Google协作平台、Google论坛等,暂未考虑到学校实验室资源的利用问题,未开展虚拟实验室方面的研究和实践。
在中外合作办学研究方面,中国知识资源总库(CNKI)[5]中有987项核心期刊文献,近一半的学者从微观的视角对中外合作办学进行研究,“教学”在中外合作办学的微观层面研究中占比为31.2%,但鲜有实践教学改革方面的文献,且未见在中外合作办学中利用云计算开展虚拟实验室研究的文献。
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