時間:2023-08-16 17:28:46
序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇云計算技術課程范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
引言
云計算技術是近年來計算機和互聯(lián)網(wǎng)領域的研究熱點,云計算技術的迅速發(fā)展對高校培養(yǎng)高素質復合型和創(chuàng)新型工程技術人才提出新的要求,因而云計算課程正逐漸成為電子信息類專業(yè)的核心課程。目前,國內各高校根據(jù)自己的實際情況,開設云計算相關的課程,在培養(yǎng)云計算專業(yè)人才方面進行探索和實踐[1-2]。為促進學生掌握云計算相關技術,培養(yǎng)學生的云計算設計和應用能力,河海大學在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)開設云計算技術與應用課程,主要介紹云計算的基本理論、關鍵技術以及云系統(tǒng)的架構和應用。課程的目標是讓學生了解云計算的解決方案,掌握云計算的服務模式,并在此基礎上通過實踐部署云平臺,進而在云平臺上構建相關云應用。由于云計算是來源于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的一項綜合性技術,是虛擬化、分布式計算、并行計算、負載平衡等多種計算機和網(wǎng)絡技術發(fā)展融合的成果,云計算技術的實踐性、時代性與發(fā)展性,決定云計算是一門以實踐為中心的課程,因此實驗環(huán)節(jié)對整個課程的教學質量起至關重要的作用。筆者對云計算技術與應用課程的實驗教學進行探索和實踐,通過構建實驗平臺、優(yōu)化實驗內容、創(chuàng)新實驗模式、強化綜合設計訓練等措施,幫助學生掌握云計算的理論知識和實用技術,使學生在未來的就業(yè)市場更有競爭實力。
1構建云計算實驗平臺
為了給云計算課程的教學和實踐提供實驗環(huán)境支持,筆者采用“IBMOpenStackSolutionforSystemX”云平臺解決方案設計企業(yè)級私有云架構[3],構建基于OpenStack的云計算實驗平臺并在其上部署虛擬桌面、分布式計算等應用環(huán)境,按實驗需求分配基礎設施資源,提供實驗教學的軟硬件環(huán)境支持。OpenStack是一整套云計算開源軟件項目的綜合,旨在為公共及私有云的建設與管理提供軟件,實現(xiàn)基礎設施級的資源配置?;贠penStack的云計算實驗平臺根據(jù)用戶需求快速創(chuàng)建實驗環(huán)境,為云計算課程以及其他物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程提供應用開發(fā)和環(huán)境管理服務。云計算實驗平臺框架如圖1所示。云計算實驗平臺的物理設施資源包括網(wǎng)絡、計算和存儲設備等,通過使用虛擬化技術KVM對底層硬件進行虛擬化,形成統(tǒng)一的虛擬資源池[4]。云計算實驗平臺中部署了OpenStack的核心服務組件,包括存儲服務、計算服務、鏡像服務、認證服務、網(wǎng)絡服務等,以提供實驗所需的軟硬件資源管理;同時還配置了開源的網(wǎng)絡資源監(jiān)控工具Ganglia和Nagios,對云平臺的運行狀況及性能進行實時監(jiān)控。Nagios用于監(jiān)控云平臺的主機、網(wǎng)絡和服務狀態(tài),Ganglia用于監(jiān)控系統(tǒng)資源負荷情況。在基于OpenStack的云實驗平臺下配置常用的云應用工具,如數(shù)據(jù)庫、桌面云系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)處理和存儲平臺Hadoop等。桌面云系統(tǒng)為實驗教學提供一種自主創(chuàng)建和管理虛擬機實驗環(huán)境的方式,采用VDI(virtualdesktopinstructure,虛擬桌面架構)模式構建。云實驗平臺將實驗所需的軟件環(huán)境制作為鏡像,需要時再利用這些鏡像創(chuàng)建虛擬機,學生只需獲得使用權限,通過桌面云登錄到虛擬機,就可獲得所需的實驗資源。云實驗平臺下的Hadoop應用環(huán)境為分布式數(shù)據(jù)處理的相關實驗以及專業(yè)工程實踐提供環(huán)境支持和展示服務;在OpenStack云平臺中部署Hadoop,不僅能充分利用云平臺中未被利用的計算資源,最大限度地提高服務器資源利用率,還可簡化Hadoop集群的部署工作,大大提高實驗環(huán)境的部署效率。
2產學合作,優(yōu)化實驗內容
云計算實驗教學的目標是引導學生動手對云平臺進行操作和配置,加深理解云計算的理論和架構并掌握一些云應用構建和部署的經典技術,最終能夠利用云平臺開發(fā)各種應用。圍繞這個目標,河海大學與IBM公司合作共同建設云計算技術與應用課程,設計云計算實驗的關鍵內容和實驗項目,幫助學生對所學理論和技術建立完整的知識體系;在教學實施過程中通過IBM公司提供技術支持和平臺支持、教師參加IBM的云計算技術培訓等各種方式,積極吸收云計算企業(yè)的前沿科技成果;充分利用IBM公司提供的云平臺資源實施相關的實驗項目,設計IaaS、PaaS以及SaaS相關的實驗項目并持續(xù)完善課程教學內容,優(yōu)化課程體系。在IaaS級別上的實驗項目主要是對開源云平臺OpenStack的部署和應用。通過安裝和配置OpenStack核心組件,學生可以深入理解基礎設施云架構,從而理解怎樣構建公有云和私有云;學生采用腳本安裝或源碼安裝方式搭建一個多節(jié)點的OpenStack云平臺,安裝OpenStack的主要組件服務并對OpenStack云平臺實現(xiàn)基本的操作管理,掌握IaaS平臺對基礎設施資源的分配和使用模式。在PaaS級別上的實驗項目包括Hadoop以及IBMBlueMix平臺的應用。學生通過搭建一個Hadoop集群的分布式計算平臺,熟悉其核心組件,同時自主研究大數(shù)據(jù)分析算法,對現(xiàn)實中海量數(shù)據(jù)處理場景進行分析,并在Hadoop集群環(huán)境中處理實現(xiàn)。BlueMix是IBM公司推出的PaaS公用平臺,學生在BlueMix平臺配置開發(fā)環(huán)境,可以實現(xiàn)移動應用、Web應用、大數(shù)據(jù)應用和物聯(lián)網(wǎng)應用的開發(fā)和部署[5],通過自主研發(fā)和實踐操作理解云計算PaaS平臺的可靠、高效以及高可伸縮的處理特點。在SaaS級別上,以IBMWorklight開發(fā)環(huán)境為核心,將云計算和移動開發(fā)相結合,設計海量并發(fā)移動應用開發(fā)等案例。這些實驗內容的設置,旨在通過實踐教學結合行業(yè)云應用案例,幫助學生掌握云應用的特點以及構建、部署、運行和管理云應用的相關技術。學生通過實驗可以了解虛擬化、集群管理、云平臺資源分配、云應用部署和等多種技術內容,加深對云平臺層次模型的理解,提高云平臺的實踐技能。教師在實驗教學實施過程中不斷完善和補充實驗項目,結合物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的其他實驗教學平臺,開發(fā)與工程訓練與工程應用相關的實驗項目,如與移動流媒體應用開發(fā)實驗平臺相結合,在云計算平臺部署后端移動視頻直播服務器,實現(xiàn)手機視頻即拍即傳、手機視頻直播和點播播放功能,設計基于云平臺的實時移動視頻應用實驗項目,作為開放性實驗。
3依托在線課堂,探索實驗教學新模式
在實驗教學中,教師可不斷豐富教學資源,對實驗素材進行整理和測試并補充完善相關的理論知識,編著出版針對本科生層次的云計算實踐教程,使學生能夠在教程的指導下獨立完成實驗項目;同時對課程進行在線課堂建設,整合包含視頻、PPT、文字等多種媒體形式的實驗素材,實現(xiàn)優(yōu)質資源共享。由于云計算技術發(fā)展迅速,平臺更新快,很多新的研究成果和技術需要通過網(wǎng)絡資源獲取,因此在線課堂應密切關注云計算技術的發(fā)展動態(tài),緊密跟蹤主流云計算平臺與技術,及時更新技術資料和知識點,拓寬學生的知識面。依托在線課堂,教師應改革實驗教學模式,強化課前預習(在線)和課后拓展(在線)環(huán)節(jié)并在課堂實驗中增加研討內容,逐步打破傳統(tǒng)的單一課堂實驗模式,形成“課前預習(線上)+實驗研討(線下)+課后拓展(線上)”的混合型實驗模式。在線課堂的開放性和云實驗平臺的共享性決定課程采用混合型實驗模式具有先天優(yōu)勢:學生可以隨時提前進行實驗預習和設計實驗方案,并通過網(wǎng)絡平臺傳給教師審核;教師可以在云實驗平臺上驗證學生提交的實驗作品;課后拓展實驗所需的軟硬件資源可以通過遠程登錄云實驗平臺申請分配,并通過虛擬桌面的方式獲取。在混合實驗模式下,教師在實驗前準備相關知識點的視頻和閱讀資料上傳到在線課堂,并為學生制訂可完成的預習目標,讓學生有的放矢,自由自主地完成與實驗相關的預習任務;在實驗中引導學生完成實驗并進行互動討論,讓班級同學以小組形式開展協(xié)同學習,將實驗任務落實到組內的每個成員;實驗驗收時由各組講解相應內容,教師與其他小組進行點評和提問,參與討論;要求學生在實驗后在線提交實驗作品和實驗報告,根據(jù)學生表現(xiàn)和實驗結果打分并計入課程總成績?;旌闲蛯嶒災J酱蚱苽鹘y(tǒng)實驗方式對實驗場地和時間的限制,讓學生自主決定學習時間、學習內容和學習難度,解決學生學習意愿與資源供給的矛盾,從而有效提高實驗效果。學生成為教學活動的主體,通過線上學習、線下動手實踐和討論的方式獲得良好的學習體驗,不僅輕松學習專業(yè)知識,還可鍛煉自主學習能力、自控能力和表達能力。
4強化綜合設計訓練
對于云計算的初學者和本科層次的學生來講,課程教學比較有效的方法是讓學生快速建立云計算的基本概念,然后通過實驗操作直觀了解云平臺的使用,在此基礎上再深入了解和剖析云計算系統(tǒng)的體系結構和實現(xiàn)模塊,因此在實驗教學過程中,教師應按照課程教學的進度實時安排實驗內容,做到理論和實踐相結合,通過實踐及時消化理解課堂所授知識點;同時,鼓勵學生在完成課堂實驗的基礎上,充分利用課外時間對云計算進行深入學習和實踐,完成拓展實驗項目。學生以課外小組的形式提高學習,學習主題不限,可以是IaaS/PaaS平臺搭建配置,也可以在云平臺上進行應用開發(fā),或者設計一套從底層到應用的云計算解決方案。以PaaS平臺BlueMix為例,該云平臺具有強大的靈活性和兼容性,不限制開發(fā)內容和開發(fā)工具,學生可以根據(jù)自己的興趣,充分發(fā)揮自身特長,在該平臺實現(xiàn)與硬件、網(wǎng)絡、軟件開發(fā)相關的應用并且即時到互聯(lián)網(wǎng)。課后拓展實驗環(huán)節(jié)注重綜合能力訓練[6],學生能夠充分發(fā)揮自己的主動性和創(chuàng)造性,通過在開放的實驗環(huán)境中設計開發(fā)云計算應用系統(tǒng),逐步培養(yǎng)自主創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。對于表現(xiàn)突出或者在公有云平臺上優(yōu)秀作品的學生,鼓勵他們參加國家、省部級組織的云計算相關賽事,如云計算應用大賽、IBM公有云平臺開發(fā)大賽等,利用學科賽事訓練學生的實踐創(chuàng)新能力[7]。通過自主學習和參加競賽,學生能夠充分理解最先進的軟件開發(fā)模式,掌握最新的云計算技術,提高云計算設計和應用能力。
中圖分類號:TP3-4 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2012) 15-0000-02
1 引言
大學計算機基礎課程是各高校為非計算專業(yè)的學生開設的一門公共基礎課程,其目標是為學生提供計算機基礎知識的能力與素質方面的教育,使學生掌握計算機操作,網(wǎng)絡及其它相關信息技術的基礎知識,培養(yǎng)高校學生利用計算機處理事務的能力,使學生具有對基本應用軟件的操作能力、應用能力以及掌握簡單的軟件開發(fā)技術,提高學生的計算機素質,為將來應用計算機知識與技術解決相關專業(yè)的實際問題打下良好的基礎[1]。
目前,由于我國高校在信息技術教育方面的基礎還較為薄弱,同時信息技術具有顯著的發(fā)展迅速和更新速度快的特征,致使國內的大學計算機基礎教學面臨一些問題的挑戰(zhàn),如:教學難以兼顧不同層次的學生、學生信息技術的掌握程度參差不齊[2]、教學難以跟上最新的信息技術發(fā)展和教學方式過于單一等問題。
最近興起的云技術正對信息技術產業(yè)產生前所未有的沖擊,并將在近幾年內成為信息技術教育中的主流技術,從而引起教學方式及學習方式的重大變革。為了促進大學計算基礎課程教學中以上存在問題的解決,將云計算技術引入到大學計算機基礎課程中是一個非常有價值的研究領域,論文首先對云計算技術進行介紹,然后論述將云計算技術引入大學計算機基礎課程中的優(yōu)勢,最后給出相應的教學案例。
2 云計算技術
云計算(Cloud Computing)是并行計算(Parallel Computing)、網(wǎng)格計算(Grid Computing)和效用計算(Utility Computing)等分布式計算技術發(fā)展和融合的產物。我們認為云計算是指利用高速的互聯(lián)網(wǎng)傳輸能力,將數(shù)據(jù)的處理過程從個人計算機或服務器轉移到互聯(lián)網(wǎng)上的計算機集群中(由云計算服務提供商擁有的大型數(shù)據(jù)中心或服務器農場),用戶只需要提出服務請求就可以得到根據(jù)需要可動態(tài)伸縮的計算資源,而用戶只為所使用的計算資源付費。
從云計算基礎設施的隸屬關系來看,可以將云計算平臺分為公共云(為廣泛的普通用戶提供云計算服務的公共云計算設施,如Google和Amazon)、私有云(屬于某一個機構的專用云計算服務設施,不對外提供服務)和混合云(將公共云和私有云結合來共同為用戶提供服務)。目前,云計算已經被廣泛應用于互聯(lián)網(wǎng)應用、科研、天文信息計算處理、醫(yī)學、網(wǎng)絡安全、教育和電子商務等眾多領域[4]。
3 將云計算技術引入大學計算機基礎課程的優(yōu)勢
根據(jù)The New Media Consortium與EDUCAUSE Learning Initiative聯(lián)合發(fā)表的2009年Horizon Report 分析和預測,云計算將在近幾年里成為學校應用的主流技術,它將影響教師的教學方式和學生的學習方式,在報告中提到,云計算技術對教育的影響日趨明顯。在國內,上海師范大學的黎加厚教授首先提出云計算輔助教學(Cloud Computing Assisted Instructions,簡稱CCAI)的概念,其含義是指在云計算環(huán)境下,利用云計算服務平臺構建個性化的信息化教學環(huán)境,以輔助教師的教學,促進教師和學生之間的交流,促進學生協(xié)作學習的教學方式,是計算機輔助教學的延伸和新的發(fā)展[5]。
自2007年Google與IBM合作將云計算帶入到全球多所大學后,云計算與大學的關系日益密切,眾多云計算巨頭與國內外的多所大學展開了云計算合作,為這些大學的計算機專業(yè)學生和研究人員提供硬件、軟件和服務支持,推動新的軟件開發(fā)方法,幫助高校學生獲得相關云應用編程方面的技能,幫助他們應對未來大規(guī)?;ヂ?lián)網(wǎng)應用的挑戰(zhàn)。如美國亞利桑那州立大學與Google的云計算合作項目和戴爾與廣州大學的云計算合作項目。
我們認為將云計算技術引入大學計算機基礎課程教學有以下優(yōu)勢:
(1)不受時空限制的學習方式。教師可以將學習內容(課件、學習材料、教學案例和學習視頻材料放在云計算平臺中,由于大多數(shù)學生都有自己的臺式電腦、筆記本電腦或智能手機等上網(wǎng)設備,因此可以在任何時間、任何地點訪問所需要學習的內容,從而打破了時間和空間的限制,不再將學生的學習限制在機房和上課時段,學生可以任意的存取學習資料和實驗中產生的文件,而不需要再進行數(shù)據(jù)同步。
(2)自主和互動式學習。在大學學習環(huán)境中,學生的學習安排較為寬松,可以較為自由的安排自己的學習時間,但在學習中還是需要有教師及時的輔導,以提高學習效率和學習效果。在以往的教學模式中,學生只能根據(jù)教師的教學安排來進行學習,教師也不可能做到及時的對所有學生進行輔導。在云計算平臺中,學生可以根據(jù)自己的基礎和學習情況自主的選擇相應的教學模塊進行學習,還可以和教師進行文字、視頻互動,或對學生進行遠程協(xié)作,能比較及時幫助學生解決學習中遇到的困難。通過建立虛擬學習社區(qū),還可以增強學生和學生之間的互動。互動式學習有助于師生和生生之間和諧關系的建立,提高學生對課程學習的積極性。
(3)增強學生在云計算技術方面的知識和能力。由于云計算技術應用范圍越來越廣泛,使學生了解和掌握云計算知識,能增強學生的就業(yè)能力和為社會服務的能力。
(4)增加學生對計算機課程的學習興趣。將云計算這一全新和前沿的技術引入到教學中,增加了學生對大學計算機基礎課程中計算機網(wǎng)絡和網(wǎng)頁設計等章節(jié)的學習熱情,以及對后續(xù)程序設計課程的興趣。
4 教學案例
目前在國內的高校中,還沒有規(guī)模較大和較為成熟的私有云計算平臺,因此在我們的教學中,我們主要采用了公共云計算平臺作為教學中的云計算技術實驗平臺,同時利用校內的Elearning學習平臺作為教學中的師生討論平臺。主要進行的云計算應用有以下幾項:
(1)結合大學計算機基礎課程中的計算機網(wǎng)絡和網(wǎng)頁設計章節(jié),對學生進行云計算知識的介紹,并講解常見免費云計算服務的應用方法。由于國內對于Google云計算平臺的訪問不太穩(wěn)定,因此主要采用了國內的“千腦云電腦”平臺作為教學資料的共享以及學生在線編輯和存儲文檔的平臺,云計算中的軟件應用以金蝶的云計算軟件“隨手記”作為實例。
(2)在線資料共享和在線文檔編輯。教師將課件、學習材料、教學案例存放在千腦云電腦平臺中,學生可以隨時進行下載,并根據(jù)自己的學科基礎和學習進度來進行學習。在課程學習中,學生將教師布置的Word、Excel和PowerPoint作業(yè)的文件在線地的存儲在云計算平臺中,學生可以在機房完成作業(yè),或將部分作業(yè)放在宿舍或家中的電腦上完成,由于文檔存儲于云計算平臺中,學生在不同的計算機上訪問的是同一個云計算平臺中的文件,因此不存在學生需要用優(yōu)盤來進行文件拷貝和數(shù)據(jù)同步的問題,這也解決了學生經常出現(xiàn)的優(yōu)盤損壞、感染計算機病毒和遺失所帶來的作業(yè)不能按時正常提交的問題。
(3)使用云計算軟件實現(xiàn)個人理財記帳。利用金蝶云計算軟件“隨手記”讓每個學生將自己生活中所有的財務收支情況進行記錄,隨手記是金蝶理財網(wǎng)推出的個人理財記賬軟件,可以通過瀏覽器以B/S方式進行訪問和使用,手機版則分為iPhone版本,Andriod版本,其中iPhone版本分為標準版和專業(yè)版。由于學生的財務數(shù)據(jù)存儲在云計算平臺內,因此不會產生手持設備(如手機和PDA)中的記帳軟件存在的設備損壞或遺失所帶來的數(shù)據(jù)丟失問題,而且“隨手記”所提供的提醒功能和動態(tài)圖文報表功能讓學生很好地對自己的各項支出有詳細的了解,有助于學生養(yǎng)成良好的消費習慣,培養(yǎng)學生的理財能力。
5 總結
云技術正對信息技術產業(yè)產生前所未有的沖擊,其應用將日益深入和廣泛,云計算技術也將在近幾年內成為信息技術教育中的主流技術,從而引起教學方式及學習方式的重大變革。將云計算技術引入大學計算機基礎課程教學中是必然的趨勢。論文對云計算技術進行介紹,闡述了將云計算技術引入大學計算機基礎課程的優(yōu)勢,并給出了相應的教學案例。論文在將云計算技術引入大學計算機基礎課程教學中作出了有益的探索。
參考文獻:
[1]付濤.大學計算機基礎課程分層次教學研究[J].電腦學習,2011(2):60-61.
[2]戴振華.高校非計算機專業(yè)計算機基礎教學改革探討[J].計算機教育,2009(6):100-102.
[3]Twenty-One Experts Define Cloud Computing[EB/OL]. http:// /node/612375,2010.
doi:10.19311/j.cnki.16723198.2017.12.070
1引言
人類文明不斷發(fā)展促使學科分類細分化,在高等教育不斷普及的今天,社會對人才有不同的評判標準,因為人才的類型非常的,掌握的專業(yè)技能也千差萬別。普遍來說,按照社會崗位對人才的需求大致可以把人才分成兩種,即研究型人才和應用型人才。前者側重于對客觀規(guī)律的研究,發(fā)現(xiàn)問題并進行總結歸納,更加注重理論研究;后者側重于將理論知識轉化成實際應用,為社會創(chuàng)造價值,更加注重實踐。隨著我國經濟發(fā)展的不斷深入,計算機已經成為經濟發(fā)展不可或缺的一部分,不論在就職領域還是學科領域,它都已經成為社會關注的焦點。在這種背景下,應用型本科院校有非常良好的外部環(huán)境開展相關學科的教育,同時,對人才的培養(yǎng)也提出了更高的要求。不僅要求學生掌握基礎理論知識,更應該注重實踐能力的鍛煉,豐富學生思維,培養(yǎng)創(chuàng)新精神。因此,需要從計算機專業(yè)實踐教學模式、方法和內容中尋求突破,為社會注入優(yōu)質計算機人才。
云計算(cloud computing)是借助互聯(lián)網(wǎng)的相關服務的增加、運用和交付方法,經常涉及借助互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經常是虛擬化的資源。云是網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻講法。過去在圖中往往用云來表示電信網(wǎng),最后也是用來表示互聯(lián)網(wǎng)和底層基礎設施的抽象。因此,云計算甚至可以讓你體驗每秒10萬億次的運算能力,擁有這么強大的計算能力可以模擬核爆炸、預測氣候變化和市場發(fā)展趨勢。用戶通過電腦、筆記本、手機等方式接入數(shù)據(jù)中心,按自己的需求進行運算。
而應用型本科教育與普通本科教育存在很大的差異,它并非三年制高職高專的擴展,也不是四年制本科教育的壓縮。相較于普通本科教育,應用型本科更加注重學生實踐能力的鍛煉,強調其技能性和應用性。相較于高職高專,應用型本科更加注重基礎知識的培養(yǎng),有更好的可塑性。學生在學習階段可以提前學習到工作崗位上需要的相關技能,學校教育與生產、管理等實際部門緊密聯(lián)系,旨在鍛煉學生的動手實際能力,以及解決問題的能力。此外,應用型本科培養(yǎng)人才有一定的特色,學生的即時性和專業(yè)性較強,實踐能力好,能夠快速適應工作崗位。
2高校計算機教學存在問題
2.1實踐性教學課程比較少
縱觀目前國內高校教學,除了部分學校的課程體系比較完善,理論課程與實踐課程安排比較合理,其他高校學校的課程體系都存在各種問題,尤其是一些辦學歷史比較短的民辦院校,在實踐教學方面非常少。計算機是一個技術類專業(yè),需要培養(yǎng)學生的動手能力。但是很多高校學校為了減少教學成本,或者因為其他客觀原因,計算機的實踐性課程偏少,一些學校甚至將實踐課程當成理論課程上,也有部分學校的實踐課程無非是帶學生參觀一些建筑工地等。這樣的課程體系,難以提升學生專業(yè)知識的應用能力,更加難以培養(yǎng)計算機學生的創(chuàng)新能力。云計算的誕生,讓教育資源的高度整合與共享成為可能。學校再也無須購買大量昂貴的硬件設備,不用再擔心硬件設備的過早更新,也不用擔心軟件是否最新版本,能夠滿足教學與教研的需要。這些在原本讓學校領導、教師和學生十分困惑與苦惱的問題,都不再存在,所有的一切都可以交給云計算服務商去解決。使用云計算,終端設備得到了最小化,無論是課堂教學,還是個人計算機,甚至是實驗室,都可以存儲在“云端”上,并可以在任何時間、任何地點取出,而學校只需要提供給學生和教師最簡單的攜帶瀏覽器的終端設備和網(wǎng)絡就可以了。
2.2教學方法比較陳舊
愛因斯坦說過“興趣是最好的教師”,激發(fā)學生的學習興趣有助于提升教學水平,但是在實際教學中,很多教師都反映力不從心,難以培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的建筑人才,歸根到底是教學方法比較陳舊。目前高校學校的計算機教師大部分是非師范生,他們基本都是工科院校畢業(yè),半路出家做教師的,因此教學方法改進以及學生溝通方面是比較薄弱。一些教師的采用傳統(tǒng)呆板的照本宣科的教學方法,對著書本念,或者采用填鴨式教學,給學生反復灌輸計算機理論,最終高校院校計算機的學生開始反感這樣的教學方式,逐步對本專業(yè)失去興趣。
2.3人才培養(yǎng)模式比較單一
創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂,是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力,更是一個社會發(fā)展的動力源泉。在建筑行業(yè)非常迅速的今天,需要大量創(chuàng)新型人才,高校院校目前這方面的人才培養(yǎng)能力依然比較薄弱。縱觀現(xiàn)在的高校院校,計算機的學生除了日常上課參加學校團學活動,就沒有其他活動,尤其是關于本專業(yè)的活動幾乎沒有,因此很多學生無法進一步提升自己,難以培養(yǎng)自身的創(chuàng)新型思維。
3云計算在高校計算機課程應用的重要性
3.1有助于實現(xiàn)教學資源的整合與共享
如今,在中國,不管是高校,大、中專院校還是中小學,都普遍存在教育資源建設失衡的情況,一些著名的大學、重點中小學有著優(yōu)良、先進的設備,而一些其他的大學則存在著設備老化、無法供應教學需求的現(xiàn)象。此外,教育資源更新成本高,更新速度慢,共享度低下也是當前我國各學校教育資源建設中的重大問題。這既使得部分資源建設重復浪費,更使得各學校的教學質量差異越來越明顯。如何對教育資源進行高度整合以及高度共享,已成為教育領域不可忽視的一個重大問題。
3.2有助于加強數(shù)字化校園建設
第一,任何一個學校圖書館擁有的用于日常管理、數(shù)字資源檢索下載等服務的服務器都會有一定的上限承載量。一旦有大數(shù)量的用戶同時訪問電子圖書館時將會出現(xiàn)某些用戶得不到相應的情況。在傳統(tǒng)的做法,想要滿足大數(shù)額的用戶可以同時訪問電子圖書館并得到相應,就得花費大量的資金升級服務器。而在云計算形勢下,學校僅僅需要支付少量的租用費用,就能夠享用數(shù)十萬甚至上百萬臺服務器提供的具有非常好的容錯性、超強的計算能力和幾乎無限帶寬的服務,保證數(shù)據(jù)的安全和高并發(fā)性,用戶的請求能夠快速做出反??。
第二,數(shù)據(jù)在存儲與傳播的過程中比較容易有安全隱憂。在當今的學校圖書館中,任何的電子圖書館資源都基本在支付圖書館服務的服務器上,萬一服務器受到攻擊或其他因素而引起某些數(shù)據(jù)甚至全部數(shù)據(jù)遺失的話,損失將是極其嚴重的。而在云計算環(huán)境下,“云端”里的服務器不是幾百上千臺,而是數(shù)十萬乃至數(shù)百萬臺。就算因為意外而導致其中的某臺服務器出現(xiàn)故障,其他的服務器也可以在短時間內拷貝原來服務器上的數(shù)據(jù),這極大地提高了數(shù)字圖書館資源的安全性。再次,在云計算環(huán)境下,圖書館服務器的日常維護交給云計算服務商來提供,不用圖書?^的技術人員來執(zhí)行,這能夠大大地節(jié)省了人力成本。最終,在圖書館資源共享方面,各學校圖書館之間能夠運用云計算構建共同的信息共享平臺與空間,眾多的圖書館就可以分享由大量系統(tǒng)連接在一起而形成的基礎設施。通過云計算,用戶不僅可以獲得原來自己學校圖書館里面的資源,還可以實時地獲取參與到信息共享平臺與空間的其他圖書館的資源。
3.3促進學校教學科研的發(fā)展
如今的科研、實驗對環(huán)境、設備等方面要求越來越高,需要的費用較高,部分著名的大學可能還能負載得起。但是大部分的高校由于資源資金方面的限制,難以承擔起這些費用,這就導致一些實驗項目難以進行。當前,IBM已經和全球6所大學在云計算項目上開展合作,這些大學借助于IBM的“藍云”方案推進科研項目的實施。九州大學通過實踐課幫助學生理解可通過數(shù)千臺計算機立即運行計算密集型任務的云計算管理系統(tǒng)、設計應用程序以及云基礎設施;卡塔爾云計算計劃在搜索、數(shù)據(jù)挖掘、科學建模與模擬、計算生物學以及金融建模與預測等方面展開研究;東非“健康聯(lián)盟”云計算項目通過虛擬計算實驗室來拓展可供學生遠程訪問的教學資源。
4加強云技術在高校計算機課程的措施
4.1構建個人網(wǎng)絡學習環(huán)境
互聯(lián)網(wǎng)年代下,網(wǎng)絡已經上班與學習必不可少的工具。特別是Web 20形勢下,在線學習已經成為比較普遍的學習方式,在這種非正式學習環(huán)境下加強對網(wǎng)絡學習氛圍的營造顯得很重要。在云時代,廣大老百姓能夠借助云服務加強學習,收獲更多的學習資料與信息。自主地選取適合自身的學習內容與學習方式?;ヂ?lián)網(wǎng)時代存在許多的Web 20工具。如:借助iGoogle學習者能夠加強對個人學習網(wǎng)絡空間的設計及優(yōu)化,Diigo創(chuàng)建老百姓的個性標簽,Sakai管理網(wǎng)絡課程等,這類Web 20工具也是云服務在現(xiàn)代教學中的廣泛應用。在云時代,大家就能夠比較輕松、自在地營造具有個性化的網(wǎng)絡學習氛圍。
0.引言
自2006年3月美國卡內基·梅隆大學周以真教授提出“計算思維”以來,在國內外教育界引起了很大的反響。周教授清晰系統(tǒng)地闡述了計算思維的概念,并認為計算思維是每個人的基本技能,不僅屬于計算機科學家,應當使每個學生在培養(yǎng)解析能力時除掌握閱讀、寫作和算術外,還要學會計算思維。既然是每個人都必須掌握的思維能力,那么作為最“接近”計算思維的計算機專業(yè)的學生來說,該如何培養(yǎng)學生具有這種思維方式呢?這個任務顯然不是某一門課程能獨立完成的,它需要滲透到每一門專業(yè)課程中。這就要求任課教師本身就應該具有計算思維的教育理念,唯有這樣才能把計算思維滲透到每門課程中,最后把這一抽象的思維方式融到學生的生活和今后的工作中去。
筆者將以計算機專業(yè)的基礎課程——“數(shù)據(jù)結構”的教學經驗為載體,詳細介紹如何在課程中傳授計算思維,使大學生學會運用計算思維去思考問題、解決問題,提升他們的計算素養(yǎng),使其成為卓越人才。
1.計算思維的定義和特征
計算思維不是新生事物,從古代的算盤到近代的加法器、計算器以及現(xiàn)代的電子計算機,直到目前風靡全球的互聯(lián)網(wǎng)和云計算,計算思維的內容在不斷豐富,推動著人類科技的進步。雖然計算思維一直都在被人們應用,但是卻沒有明確地被人們用系統(tǒng)的理論來揭示。直到2006年,周以真教授在計算機權威期刊CommunicationsD,theACM上指出:計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統(tǒng)設計、人類行為理解等的一系列思維活動。周教授系統(tǒng)地給出了計算思維的6個特征:
1)概念化,不是程序化。計算機科學不是計算機編程,像計算機科學家那樣去思維意味著遠不止能為計算機編程,還要求能夠在抽象的多個層次上思維。
2)根本的,不是刻板的技能。根本技能是每一個人為了在現(xiàn)代社會中發(fā)揮職能所必須掌握的;刻板技能意味著機械地重復。
3)是人的,不是計算機的思維方式。計算思維是人類求解問題的一條途徑,但并不是要使人類像計算機那樣去思考。計算機枯燥且沉悶,人類聰穎且富有想象力,是人類賦予了計算機激情。
4)數(shù)學和工程思維的互補與融合。計算機科學在本質上源自數(shù)學思維,因為像所有的科學一樣,其形式化基礎建筑于數(shù)學之上。計算機科學又從本質上源自工程思維,基本計算設備的限制迫使計算機學家必須計算性地思考,不能只是數(shù)學性地思考。
5)是思想,不是人造物。不只是軟件、硬件等人造物以物理形式到處呈現(xiàn)并時時刻刻觸及我們的生活,更重要的是接近和求解問題、管理日常生活、與他人交流和互動,計算的概念無處不在。
6)面向所有的人,所有地方。當計算思維真正融入人類活動,以至于不再表現(xiàn)為一種顯式哲學時,它就將成為一種現(xiàn)實。
同時,周以真教授又將計算思維闡述成了具體的幾種思維方法:遞歸,抽象和分解,保護,冗余,容錯,糾錯和恢復,利用啟發(fā)式推理來尋求解答,在不確定情況下的規(guī)劃、學習和調度等。
2.計算思維與數(shù)據(jù)結構
通過對計算思維的仔細分析,我們試圖用這樣一個公式來概括計算思維,即“模型+算法”。首先,學會合理地抽象,把有待解決的問題抽象成有效的計算過程,抽象成合適的模型,這是問題求解的第一步。然后,基于建立起來的模型利用各種思維方法去求解問題。
“數(shù)據(jù)結構”是計算機專業(yè)的一門專業(yè)必修課,是軟件編程設計的基礎,對于培養(yǎng)學生的邏輯思維能力,利用計算機解決實際問題的能力都起到了至關重要的作用?!皵?shù)據(jù)結構”的研究內容可歸納為3個部分:邏輯結構、存儲結構和運算集合,即按某種邏輯關系組織起來的一批數(shù)據(jù),按一定的映像方式把它存放在計算機的存儲器中,并在這些數(shù)據(jù)上定義了一個運算的集合,可以用“(邏輯|存儲)結構+算法”的公式來概括。
對比兩個“公式”,我們可以發(fā)現(xiàn)相似之處,都是靜態(tài)結構和動態(tài)操作的結合。當然,計算思維中的模型和算法都要比數(shù)據(jù)結構中的概念來的寬泛很多。但正因為某種程度的契合,使得在“數(shù)據(jù)結構”課程中貫徹計算思維的思想,要比其他課程來得自然和容易許多。具體體現(xiàn)在:
1)從“邏輯或者存儲結構”的選擇理解“抽象建?!?。在“數(shù)據(jù)結構”課程中,當面對一個問題時,首先是要能從問題中抽象出數(shù)據(jù)對象,然后分析數(shù)據(jù)對象中各個數(shù)據(jù)元素相互之間的(邏輯)關系是什么,接著這種邏輯關系用什么樣的存儲結構來實現(xiàn)。確定好這些后,再思考各種算法的設計和實現(xiàn)。整個問題的求解過程,就是一個抽象建模的過程。只不過,計算思維的概念更寬泛,它還需要考慮問題的可計算性(即計算的能力和極限,知道哪些問題可以計算,哪些問題不可以計算),而“數(shù)據(jù)結構”課程中所給出的問題都是可計算的。即便如此,依然能通過對問題的抽象去訓練計算思維。
2)通過算法多樣化訓練思維方法?!皵?shù)據(jù)結構”課程中,對于一個問題往往可以通過不同方式來完成算法。在選擇不同求解方式的過程中,可以很好地訓練計算思維。例如,可以學會對問題進行有效的分解,分解的方法和結果當然是多樣性的,分解的過程要希望每個分解塊能盡量被重用,重用計算過程,重用程序。如何有效重用,是一個問題的抽象分類。這樣做,能快速獲得計算結果。在設計算法和優(yōu)化算法的過程中還需要利用遞歸、并發(fā)、啟發(fā)、學習等方法。
3)通過靈活的實驗手段打造創(chuàng)新思維。雖然在計算思維的第一個特征中強調“計算思維是概念化,不是程序化。計算機科學不是計算機編程”,但是不可否認的是,當你使用計算機來解決具體問題求解時,把算法思想編寫成可執(zhí)行的程序是解決問題和驗證算法有效性的最好方法。因此,在教學過程中,我們強調并培養(yǎng)學生對于抽象過程的嚴謹性,編寫程序時強調從需求定義開始,進行算法優(yōu)化與選擇,最后通過上機實驗來驗證。為了提高學生學習的興趣,我們在安排實驗內容上,多以實用課題為主,盡量生動化、趣味化,例如,在線性表的實驗中,選擇了通訊錄的設計和管理;在圖的實驗中,選擇了最經濟出行路線的設計。
3.教學案例
3.1抽象和分解方法的使用——排序問題
“數(shù)據(jù)結構”中有很多排序算法:插入排序、選擇排序、冒泡排序等算法。在講解這些算法時可以滲透講解計算思維中“抽象和分解”的思想。該方法是“選擇合適的方式去陳述一個問題,或者是選擇合適的方式對一個問題的相關方面建模使其易于處理”,也就是把一個復雜的問題分解成若干相關的子問題或者簡單問題去處理。
以插入排序為例,插入排序的基本思想是每次將一個待排序的記錄,按其關鍵字大小插入到前面已經排好序的子表中的適當位置,直到全部記錄插入完成為止。多個記錄的排序問題可以看成是一個大的復雜問題,這個問題可抽象分解成若干個小問題:把一個待排的記錄插入到已經有序的子表中。那么原來的排序問題就變成了不斷增長有序表中記錄的個數(shù),即記錄個數(shù)依次從初始的1增加到n(即所有記錄的個數(shù)),個數(shù)增加到n時,排序就完成了。這個小問題又可轉換為數(shù)據(jù)的兩兩比較,即待排序記錄依次和有序子表中的記錄進行兩兩比較,直到找到合適的位置,插入即可,插入后的子表依然有序。最后,通過這樣兩層轉換,排序問題就轉換成了學生非常熟悉的數(shù)據(jù)兩兩比較的問題。同樣,其他排序方法也可以通過層層抽象和分解把問題轉換為簡單的小問題。
3.2遞歸方法的使用——二叉樹的遍歷問題
二叉樹的遍歷是按照一定次序訪問二叉樹中的所有結點,并且每個結點僅被訪問一次。遞歸方法是“把代碼譯成數(shù)據(jù)又把數(shù)據(jù)譯成代碼”。從程序設計的角度看,遞歸就是在定義一個過程或者函數(shù)時出現(xiàn)直接調用或間接調用本過程或本函數(shù)的成分。
二叉樹及其相關操作的講解是“數(shù)據(jù)結構”課程的重點和難點,由于二叉樹的定義本身就是一個遞歸定義,因此與其相關的操作,利用遞歸的方式來完成也是最自然的事情,是一個能很好地體現(xiàn)遞歸思想的知識點。以二叉樹的中序遍歷為例,我們首先可以利用上述的分解方法將整個遍歷問題劃分成若干個子問題,即分解為中序訪問左子樹,根結點,中序右子樹這樣三個子問題;接著,對訪問左子樹和訪問右子樹的子問題,利用相同的方法,又可以分解為類似的若干個子問題或者不能再劃分(如子樹為空);如此反復進行,直到不能再劃分成子問題,或者已經可以求解為止。在分解過程中,算法不斷地利用同樣的方法分解問題,不斷地按照左子樹一根結點一右子樹的順序訪問。這個“較小問題”反復不斷地被重復,形成了遞歸體。從問題分析的過程,可以引導學生去理解遞歸這一抽象而又重要的方法。
關鍵詞 云計算 高校體育課程數(shù)字教學資源 建設
隨著信息技術的發(fā)展,我國高校掀起了數(shù)字教學資源建設的,與此同時,也出現(xiàn)了數(shù)字教學資源低水平重復和校際共建共享不足的現(xiàn)象。高校體育課程數(shù)字教學資源建設和應用有助于解決師資不足、學訓矛盾等問題,基于云計算建設高校體育課程數(shù)字教學資源能夠節(jié)省成本,提高資源利用效率。
一、云計算的內涵
云計算(cloud computing)是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的服務模式,為網(wǎng)絡用戶提供一組抽象的、虛擬化的、動態(tài)可擴展的、可管理的計算資源能力、存儲能力、平臺和服務的一種大規(guī)模分布式計算的聚合體。云計算有三種服務類型:軟件即服務(SaaS)、平臺即服務(PaaS)和基礎設施即服務(IaaS),可為用戶提供動態(tài)易擴展的、虛擬化的資源(軟件、平臺和基礎設施)。云計算技術具備跨平臺、跨時空的人機交互功能,基于云計算建設高校體育課程數(shù)字教學資源在一定程度上克服了目前硬件投資過大、人員技術要求較高、運營維護成本過高等缺點,有助于廣大體育教師利用手機、iPad和臺式機隨時隨地的建設數(shù)字課程資源。
二、高校體育課程數(shù)字教學資源建設存在的問題
(一)軟件操作問題
專業(yè)的特點決定了大部分體育教師在體育場館游刃有余,面對日新月異的計算機軟件卻手足失措。體育課程數(shù)字教學資源的建設需要應用多種軟件才能完成,教學課件的制作、教學視頻的錄制與剪輯等設計到的文本、圖片、聲音、動畫和視頻編輯軟件(如PowerPoint、Acdsee、Cool edit、Animantor、Flash、Camtasia Studio)的使用和版本升級讓大多體育教師望而卻步。
(二)平臺應用問題
建設數(shù)字教學資源的目的是依靠網(wǎng)絡平臺實施教學的,高校體育課程數(shù)字教學資源有助于解決師資不足、學訓矛盾等問題。但是,網(wǎng)絡教學對教師的信息素養(yǎng)要求較高,需要教師靈活掌握和使用網(wǎng)絡教學平臺的作業(yè)、在線答疑、統(tǒng)計分析等功能,這對于習慣口傳身授教學模式的體育教師來說也是很大的挑戰(zhàn)。
(三)基礎設施問題
數(shù)字教學資源的建設的基礎設施主要包括相關軟件和硬件。目前可用于網(wǎng)絡教學的硬件有臺式機、筆記本、iPad和智能手機等,軟件包括操作系統(tǒng)(Windows、Android、iOS等),現(xiàn)有的網(wǎng)絡教學平臺存儲兼容性不足,不能很好地跨平臺實施教學,面對眾多數(shù)碼設備及其紛繁復雜的操作系統(tǒng),體育教師大多會望而生畏。
三、基于云計算建設高校體育課程數(shù)字教學資源的對策
(一)使用網(wǎng)絡軟件,在線建設體育課程數(shù)字教學資源
軟件即服務,云計算為學習者隨時隨地的學習提供了有利的技術支持,同時也帶來了很多方便的網(wǎng)絡軟件。高校體育教師可以利用Baidu Wenku查找下d教學課件,利用在Google Docs創(chuàng)建教案,在Youku中查找或上傳教學視頻,也可以使用美圖APP在體育場館拍攝教學圖片、使用美拍APP錄制教學視頻,并進行適當?shù)木庉嫾糨?,然后使用美篇APP制作圖文聲色并茂的網(wǎng)絡教學資源。
(二)借助網(wǎng)絡平臺,在線體育課程數(shù)字教學資源
平臺即服務,云計算把開發(fā)環(huán)境作為一種服務來提供,用戶可以使用中間商的設備來開發(fā)自己的資源。高校體育教師可以靈活使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡平臺進行網(wǎng)絡教學,如通過QQ群的作業(yè)功能作業(yè)信息,利用WeChat朋友圈共享自己開發(fā)的網(wǎng)絡教學資源給學生學習,利用飛信課程通知信息,通過平臺互動的狀態(tài)數(shù)據(jù)來分析數(shù)字教學資源的利用情況。
(三)借助移動設備,在線分享體育課程數(shù)字教學資源
基礎設施即服務,云計算通過虛擬化的云存儲把數(shù)據(jù)存儲到云端,解決了傳統(tǒng)硬件設施的存儲兼容性問題。高校體育教師可以通過在智能手機、iPad和臺式機上分別登錄QQ、WeChat或借助手機、電腦管家軟件實現(xiàn)體育課程數(shù)字教學資源在不同設備之間的傳輸與分享,利用Baidu網(wǎng)盤、360網(wǎng)盤等云存儲適時分享大容量的多媒體教學資源(如NBA、世界杯等大型體育比賽實況錄像等)。
四、結語
云計算作為一種大規(guī)模的資源整合與存儲技術,為數(shù)字教學資源的開發(fā)和利用提供了方便。高校體育教師要積極探索云計算對網(wǎng)絡教學方式的影響,加大體育課程數(shù)字教學資源建設力度,努力提升體育課程數(shù)字教學資源的建設質量和使用效果,加快高校體育教育信息化進程。
基金項目:2016年湖南省哲學社會科學基金一般資助項目(16YBA181)。
參考文獻:
姓名:________
班級:________
成績:________
小朋友們,經過一段時間的學習,你們一定進步不少吧,今天就讓我們來檢驗一下!
一、口算
(共1題;共1分)
1.
(1分)
(2019·北京)
一個小數(shù),如果把它的小數(shù)部分擴大了5倍,它就變成17.92;如果把它的小數(shù)都擴大了8倍,它就變成20.38.則這個小數(shù)是________.
二、填空題。
(共4題;共9分)
2.
(1分)
計算.
0.8×0.94×12.5=________
3.
(6分)
(2020五上·天峨期末)
根據(jù)運算定律,填上合適的字母和數(shù).
①ac+bc=(________+________)·
c
②12.5×(k+6)=________×________+________×________
4.
(1分)
計算.
0.65×99=________
5.
(1分)
計算.
0.5×7.6×20=________
三、數(shù)學醫(yī)院。
(共1題;共5分)
6.
(5分)
(2018五上·微山期中)
直接寫出得數(shù)。
8.1+0.9=
0.2×0.4=
9.1÷0.7=???1.2×0.99×8=
3.57-0.7=???4.5÷0.45=
3.8×0.1=
3.8×8.2+3.8×1.8=
四、計算
(共1題;共5分)
7.
(5分)
怎樣算簡便就怎樣算.
7.51×0.25×0.4
五、解答題
(共4題;共20分)
8.
(5分)
琳琳一家要到300千米外的易水湖玩。爸爸汽車的油箱里有35千克汽油,每千克汽油可供汽車行駛6.8千米。爸爸中途要加油嗎?
9.
(5分)
一箱啤酒有12瓶,每瓶定價6.5元。買一箱啤酒一共要多少錢?
10.
(5分)
下圖是一塊紅領巾實驗地,(每小格表示1m2。)如果在這塊地里種白菜,每顆白菜大約占地0.2m2;每顆白菜可以賣0.4元,在這塊地里種白菜大約能收入多少錢?
11.
(5分)
貴陽到重慶約463km,一列火車從貴陽到重慶,已經走了3.5時,還差282.4km才能到達重慶。這列火車平均每時行了多少千米?
參考答案
一、口算
(共1題;共1分)
1-1、
二、填空題。
(共4題;共9分)
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
三、數(shù)學醫(yī)院。
(共1題;共5分)
6-1、
四、計算
(共1題;共5分)
7-1、
五、解答題
(共4題;共20分)
8-1、
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)09(b)-0165-01
大學計算機信息技術課程包括理論知識和上機實驗兩部分,是一門培養(yǎng)學生掌握現(xiàn)代信息技術的基本概念、基本原理知識以及操作技能的重要課程,是高校非計算機專業(yè)學生必修的一門公共基礎課,也是大部分高校文科類非計算機專業(yè)學生拿到學位證書需要通過的計算機等級考試的考試內容。縱觀我校文科學生歷年的江蘇省計算機一級等級考試成績的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),學生在計算機一級考試的理論部分的及格率遠大于機試操作部分的合格率,也就是說機試操作部分的合格率影響了全校文科學生江蘇省計算機一級等級考試的整體通過率。
為了培養(yǎng)學生大學計算機信息技術課程上機實驗部分的自主學習能力,兼顧高校新生入學時計算機能力的差異,我們在實驗教學中應遵循“則重實踐,相關知識點的介紹夠用即可;邊學邊做,學中做,做中提高”的原則。
1 理論聯(lián)系實際,優(yōu)化教學,培養(yǎng)自學能力
大學計算機信息技術實驗課程是一門實踐性強,知識日新月異不斷發(fā)展的課程,因此,在日常教學中,培養(yǎng)學生對課程的興趣,讓學生養(yǎng)成合作學習,終生學習的習慣為教學目的。
1.1 營造環(huán)境激發(fā)學生興趣
在日常教學中,通過多樣的教學內容,不同的教學工具,例如,影像,音樂,圖片等,使學生對本門課程知識產生興趣,通過教學讓學生改變觀念,對計算機有更新的認識,了解計算機在辦公、生活、娛樂、學習等方方面面對他們有著不同的幫助,使學生自發(fā)的對計算機課程產生學習興趣。只有興趣才是學習的動力,要讓學生愿意進機房,愿意動手上機操作,才能根本解決動手能力不足的問題。
1.2 提高課程可操作性
大學計算機信息技術實驗課程是一門操作性很強的課程,因此,在日常教學中,除了必要的講解,要充分的讓學生自己親自操作,提高知識的學習效率。讓書本的文字變成可以看的到、摸得著的知識,更可以提高學生動手能力,對計算機的熟悉。提高上機操作的比例,在教學課程中對操作機器的時間按比例提高,讓學生更好的熟悉計算機。
1.3 通過優(yōu)化教學最終培養(yǎng)學習能力
大學計算機信息技術實驗課程遵循由簡到繁、循序漸進的原則,“以興趣為主線,以實用為載體,以培養(yǎng)學生的能力為最終目的。”可以根據(jù)學生學習水平的不同,成立學習小組,在教學練習中按易、中、難分組實踐,對完成質量好的同學可以享受激勵機制,比如,上網(wǎng)或游戲等。這樣既完成教學任務,也調動學生的積極性。更好的提高學生的學習能力。
2 利用先進的技術為教學服務
目前,社會的各個領域都被各種先進技術尤其是網(wǎng)絡技術滲透,其中包含按需服務的云計算技術、虛擬技術等。我們應充分的應用這些新的技術來提高我們教學的水平,利用這些新的技術來激發(fā)和提高學生適應信息時代的學習與創(chuàng)新能力。
(1)云計算技術是指網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式獲得所需資源,其特性是門檻低,按需計算、隨時隨地獲取等,利用云計算技術配合大學計算機信息技術實驗課程教學的目的,構建網(wǎng)絡教學環(huán)境,將教師、學生通過網(wǎng)絡與優(yōu)質教學資源連接。讓學生可以在平時的學習中根據(jù)自己水平選擇感興趣的內容,完成對應的學習目標。并且可以隨時查詢結果,進行評價和改進,無論是選擇自主學習還是合作學習,都可以通過云端平臺獲得來自教師和學生的支持。通過互動,緊密教師和學生的關系,提高教學的質量。
(2)利用網(wǎng)絡教學平臺整合全球教育資源,引用網(wǎng)絡平臺上的相關資源,更全面的提高學生的計算機基礎知識和操作能力。在課堂上不僅利用傳統(tǒng)教學,更可以用多媒體教學,多種教學模式互補。例如,網(wǎng)絡平臺上的開放課程,視頻講座等。使學生看的清楚,聽得真切,感受深刻,更好的調動學生的學習積極性。與時俱進,讓學生進一步的與世界先進知識接觸,開闊眼界,保持對計算機學習的興趣,提高自身修養(yǎng)。
3 構建創(chuàng)新實驗室教學體系
在正常的教學過程中,每個學生的能力和要求都各不相同,要合理安排教學。
(1)想依照興趣和需求自行學習的學生,可以在周末開放實驗室,讓不熟悉的學生多點時間操作,讓沒有電腦的學生能有平臺操作。讓學院實驗室更好的為學生服務,整合學院教學資源保障學生的學習,提高動手能力。
(2)創(chuàng)新教學,要以學生為主,教師為輔,教師作為指導者輔助學生,計算機學習中為培養(yǎng)學生自學能力,常需要讓學生先進行自學摸索,待出現(xiàn)問題后,再引導解決,獲得真知。老師要教給學生自學的方法,如使用程序中的幫助、利用網(wǎng)絡自學等方法,培養(yǎng)學生的自學能力,提高學生的積極性和主動性。
4 運用多種教學手段提高學習能力
在平時教學中,要充分思考教學要點、操作要點和實驗操作與學生互動的手段,提高學生的上課積極性,讓學生主動愿意計算機操作,提高動手能力,學習能力。
(1)在教學過程中,結合多種獎勵機制,在不同的教學階段,按學生的進度不同給予不同的獎勵,更好的讓學生有興趣學習。
一、基于云計算的網(wǎng)絡課程資源庫建設模式
在現(xiàn)階段,國際國內并未出現(xiàn)專門的云計算平臺來進行網(wǎng)絡課程資源庫的建設,然而,我們可以不斷地探索在飛速發(fā)展的云計算技術的新形勢下的網(wǎng)絡課程資源庫建設模式。許多大型的計算機軟件企業(yè)都提供了各種各樣的云計算服務,通過對于這些服務進行科學合理地整合,就能夠將其應用到建設基于云計算的網(wǎng)絡課程資源庫的過程中來。
基于云計算的網(wǎng)絡課程資源庫建設模式可以采用云?地對接的網(wǎng)絡課程構建模式,是將開源免費軟件搭建在本地端,而云端具體負責利用供應商提供的一定的云服務。對于網(wǎng)絡課程所需的功能進行分析,并且密切聯(lián)系開源免費軟件和云服務的作用及其主要特征,科學合理地對其進行綜合利用,借助于云地對接的方式,就能夠達到教學內容的數(shù)字化的目的,與此同時,對于師生雙方的網(wǎng)絡教學活動提供良好的支持。具體來說,基于云計算的網(wǎng)絡課程資源庫建設模式如圖1所示。
二、基于云計算的網(wǎng)絡課程資源庫的層次結構
(一)基礎設施層
基礎設施層又具體涵蓋了虛擬化子層和物理硬件子層兩個子層次。其中,物理硬件子層的主要組成部分就是真實的物理硬件,具體涵蓋了網(wǎng)絡設備、存儲器和服務器等等。而物理硬件子層之上是虛擬化子層,虛擬化子層的主要構成部分就是各類虛擬機,對于底層硬件設備的管理,主要是借助于虛擬化技術來完成,與此同時,向上一層進行數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)計算和網(wǎng)絡通訊等各種各樣的虛擬資源的提供。
(二)應用接口層
應用接口層是面向開發(fā)人員的,其作用就是為基于云計算的網(wǎng)絡課程資源庫的建設提供良好的開發(fā)環(huán)境、公用API以及網(wǎng)絡服務等等。
(三)教育應用層
教育應用層提供多種多樣的和教學相關的應用軟件。具體來說,可以為學生提供底層虛擬計算資源環(huán)境,也可以提供基于云計算的虛擬實驗室,也可以設計和實現(xiàn)網(wǎng)絡教學資源的制作和演示軟件、文檔處理軟件等,又能夠在教學管理的教學平臺、OA系統(tǒng)和作業(yè)提交系統(tǒng)等中得到科學有效的應用。
(四)用戶接口層
用戶在云客戶端對于教育云進行訪問,具體可以采用傳統(tǒng)的圖形用戶接口GUI和基于Web的接口這樣兩種途徑。倘若用戶使用基于Web的接口,那么,僅僅借助于瀏覽器就能夠對于相應的功能進行操縱;倘若用戶使用圖形用戶接口GUI,那么,就能夠遠程登錄教育云上的虛擬機,通過這種方式,就可以對于底層的資源進行訪問,這種方式主要就是作為Web接口的輔助方式。
三、建立屬于自己單位的私有資源云
學校能夠結合其所具備的的網(wǎng)絡課程資源庫以及云計算技術,在基于云計算的網(wǎng)絡課程資源庫建設模式的前提之下,建設學校自身的“私有資源云”,與此同時,在此基礎上,科學合理地和外部的“公共資源云”進行連接。另外,私有資源云是由不同的學校自行管理的,它是在結合并且擴充了學校所具備的網(wǎng)絡信息中心的基礎上而建設的。而公共資源云是依托當前的教育網(wǎng),由各個學校私有資源云經過相互連接而得到,所有的公共資源云都具備其相應的管理機構,對于公共資源云的資源進行管理。在此基礎上,所有公共資源云通過互聯(lián)就會得到整個的教育云。
四、建立統(tǒng)一的網(wǎng)絡課程資源庫技術標準
在云計算的大背景下,將來的數(shù)據(jù)中心僅僅需要花費非常少量的資金就可以進行機房的建設。云計算環(huán)境對于數(shù)據(jù)的通用性的要求是非常高的,要求必須盡可能地防止“數(shù)據(jù)孤島”問題的出現(xiàn)。所以,必須想方設法來進一步統(tǒng)一和規(guī)范課程資源庫建設的技術標準。具體來說,可以通過下述的四個方面來建立統(tǒng)一的網(wǎng)絡課程資源庫技術標準:第一,在資源的技術開發(fā)角度,設置最低的技術標準;第二,在用戶的方面,為了保證網(wǎng)絡課程資源的素材的使用變得更加方便,有必要對于素材的相關屬性進行標注,對于其編寫類型和數(shù)據(jù)類型進行規(guī)范,也應該對其可操作性進行規(guī)范;第三,在資源評價者的方面,設置資源建設的評價指標以及各種相應的參數(shù),并且將其作為用戶進行資源篩選工作的關鍵依托;第四,在管理者的方面,對于管理系統(tǒng)的體系架構進行規(guī)范,并且明確系統(tǒng)必須具備的基本功能模塊。
五、充分整合資源,實現(xiàn)資源共享
通過基于云計算的網(wǎng)絡課程資源庫建設,不同的學校之間的信息共享程度將會得到加深,也能夠建設共同的信息共享空間,通過這種方式,又能夠更加科學合理地利用教學資源。國家相關部門應該統(tǒng)一管理所有的教育云,對于所有學校都設置的各種各樣的基礎課程,有必要安排國家教育管理部門來加以建設,與此同時,借助于基于云計算的網(wǎng)絡課程資源庫來實現(xiàn)高度共享,切實充分整合資源,實現(xiàn)資源共享。不同的學校只需要對于存在著本校的自身特點的課程來實施申報,安排一定的資金以及人與來搞好集中建設,切實凸顯出學校自身的特色,通過這種方式,避免出現(xiàn)相同的一門課程在全國、各省具備多個網(wǎng)絡課程資源庫的重復建設、信息資源共享程度較低的問題?;谠朴嬎愕木W(wǎng)絡課程資源庫建設人員能夠借助于云計算技術在線同時參與設計、編輯和修改工作,以便最大限度地減輕反復編輯修改所消耗的工作量,也能夠直接存儲結果,并且將其在云中進行。
六、結語
總而言之,云計算是下一代網(wǎng)絡計算平臺的核心技術,云計算將對于教育領域產生非常巨大的革新,基于云計算的網(wǎng)絡課程資源庫建設模式也必須密切聯(lián)系云計算技術的具體特征來不斷地進行變化。結合現(xiàn)階段的云計算技術的發(fā)展狀況,本文設計了云?地對接的網(wǎng)絡課程構建模式,這種模式能夠非??茖W有效地解決課程資源共建共享、教師導學與學生自主學習有效互動等一系列的問題。在將來的基于云計算的網(wǎng)絡課程資源庫建設實踐應用的過程中,需要對于基于云計算的網(wǎng)絡課程資源庫建設進行進一步的探索和研究,以便保證基于云計算的網(wǎng)絡課程資源庫的建設的順利進行,推動教育信息化建設工作的順利開展。
參考文獻
[1]劉淑香.網(wǎng)絡課程在高校教學中的作用[J].理論觀察,2011(05).
[2]畢叢娣.關于“云計算”的探究[J].長春工業(yè)大學學報(自然科學版),2011(04).
[3]邱俊斌.淺析云計算在高校實驗室中的應用[J].廣東技術師范學院學報,2011(06).
[4]王福成.基于云計算的高校學生自主學習系統(tǒng)應用[J].科技創(chuàng)新導報,2011(07).
[5]施麗紅.云計算對高校網(wǎng)絡建設的影響[J].科技經濟市場,2010(04).
1.1構建網(wǎng)絡實訓室成本高
常規(guī)網(wǎng)絡實驗室需要配備路由器、交換機等設備。所使用的網(wǎng)絡設備一般會選用市場占有率較高的廠商,如思科、華三、銳捷等。路由器、交換機、防火墻、IDS、IPS、SAN網(wǎng)絡存儲等這些網(wǎng)絡設備廠商由于競爭壓力以及技術的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡設備的更新非常快。實訓室需要每隔3-4年更新網(wǎng)絡設備??陀^上造成網(wǎng)絡實訓室建設成本過高。
1.2網(wǎng)絡實訓室利用率不高
一般網(wǎng)絡實訓室都僅僅是采購幾臺樣機,學生以分組實驗的方式進行實踐使用。實訓室并不能保證每個學生人手一臺設備,學生的實訓實踐效果會打一個大大的折扣,實際教學效果不理想。學生在日常的實訓操作過程中,頻繁對設備進行通電、插拔等操作,也會加速設備的損耗。設備一旦損壞,將嚴重影響教學。再加上網(wǎng)絡實訓室只能為計算機網(wǎng)絡專業(yè)所使用,綜合利用率非常低。綜上所述,為了減低網(wǎng)絡實訓室建設成本,充分提高實訓室的利用率,提升實踐教學的效果,可以考慮引入網(wǎng)絡模擬器等虛擬仿真技術構建虛擬網(wǎng)絡實驗室,改進網(wǎng)絡實驗教學。
2虛擬仿真技術
2.1虛擬仿真技術概念
IBM對虛擬化作出了定義,“虛擬化是資源的邏輯表示,可以是各種硬件資源,也可以是各種軟件環(huán)境,如網(wǎng)絡虛擬化、桌面虛擬化”。仿真技術主要是應用于網(wǎng)絡協(xié)議的構建,計算機是仿真技術主要的工具和載體。綜合運用虛擬化和仿真技術,可以稱為虛擬仿真技術,是用計算機創(chuàng)建一個可視化實驗操作環(huán)境,通過操作這些虛擬實驗儀器或設備,即可進行各種實驗,達到與真實實驗相一致的教學目的和要求。
2.2虛擬仿真軟件
(1)網(wǎng)絡仿真軟件比較常用的網(wǎng)絡仿真軟件有BosonNetSim、PacketTracer、RouterSim等。RouterSim是完全按照CCNA的實驗設計的,非常適合學習CCNA的實驗內容。最大的不足是RouterSim僅局限于實驗,不能自定義網(wǎng)絡拓撲結構。PacketTracer是Cisco公司設計的產品,對Cisco公司自身的交換機、路由器等設備兼容性最好。BosonNetSim由網(wǎng)絡拓撲設計器和網(wǎng)絡仿真模擬組成。BosonNetSim可以模擬交換機、路由器等設備,并可自定義網(wǎng)絡拓撲結構,可以模擬局域網(wǎng)環(huán)境以及廣域網(wǎng)環(huán)境。BosonNetSim軟件對PC運行環(huán)境要求不高,實驗環(huán)境的配置較為簡單,適合要求不高的實驗場合。
(2)虛擬主機及云桌面VMware和VirtualPC是當前使用率非常高的兩款虛擬主機軟件,能在真實的物理主機上運行多個虛擬主機,并安裝Windows/Linux等多種類型的操作系統(tǒng)?;谠朴嬎慵夹g的桌面虛擬化,將計算機終端系統(tǒng)(也稱作桌面)進行虛擬化,可以通過任何設備,在任何地點,任何時間通過網(wǎng)絡訪問桌面系統(tǒng)。
3應用虛擬仿真技術改進網(wǎng)絡實驗教學
3.1構建虛擬網(wǎng)絡實訓室
使用普通機房就可以構建網(wǎng)絡實訓室,并不需要專門的網(wǎng)絡實訓室。普通機房中每臺學生機都安裝網(wǎng)絡仿真軟件(如BosonNetSim)及虛擬化軟件(如VMware)。通過BosonNetSim的模擬能力,能仿真模擬教學中所用到的常見的網(wǎng)絡交換設備,如路由器、防火墻、交換機等。利用BosonNetSim靈活搭建各種網(wǎng)絡結構,并模擬網(wǎng)絡故障,可進行便捷快速部署,節(jié)省人力及硬件環(huán)境,為網(wǎng)絡實驗教學節(jié)省額外的環(huán)境部署時間。在學生物理機上安裝虛擬主機軟件(如VMware),虛擬多個主機并安裝所需的操作系統(tǒng)。這樣可以大大節(jié)省物理主機的數(shù)量,而且可以快速激活實訓所需的操作系統(tǒng),進行網(wǎng)絡實驗,提高網(wǎng)絡實踐的效果。
3.2設計實訓任務,開展實訓教學
教師可以設置眾多工作任務,每個工作任務都是基于實際問題而設立,把學生置身于真實場景中,學生需要獨立解決工作任務。在任務教學中,學生需要了解真實場景的需求,在網(wǎng)絡仿真軟件中繪制相應的網(wǎng)絡拓補結構圖,部署相應的防火墻、路由器、交換機、主機等網(wǎng)絡設備,配置各網(wǎng)絡設備的IP、鏈路、路由、網(wǎng)絡協(xié)議等,搭建模擬實驗環(huán)境。通過對網(wǎng)絡的反復配置、試驗和分析,學生在實踐中掌握網(wǎng)絡技術,鞏固知識和提高水平。學生每完成一個任務,教師可以引導學生進入下一個遞進的任務,實施分層教學,充分調動各個層次學生的積極性。同時,教師可根據(jù)學生的基礎,利用BosonNetSim或RouterSim開展CCNA、CCNP認證考試訓練。這些試驗包內置了進行CCNA、CCNP所需的進階實驗,教師通過軟件的實驗導航器可以有計劃、循序漸進地進行實驗練習,為學生將來進行思科認證考試提供一個平臺。作為一個網(wǎng)絡管理員,要使網(wǎng)絡保持平穩(wěn)運行,還必須及時排除故障,這需要非常豐富的經驗。這就要求日常教學中,學生不能僅僅照著葫蘆畫瓢,還應能排除網(wǎng)絡故障。教師在模擬器的幫助下,可以設置一些網(wǎng)絡故障點并以記錄配置形式保存后打包發(fā)給學生,讓學生分析,邊做邊學,積累排除故障的經驗。
3.3應用虛擬桌面實現(xiàn)隨時隨地進行網(wǎng)絡實訓
當前越來越多的高校建設新一代、基于云計算技術的虛擬機房。在虛擬機房中,學生機不再是物理機,而僅僅是一個終端。各個終端通過網(wǎng)絡連接至中心主機,對應中心主機內的各個主機實例。學生可在普通PC端,甚至移動端,安裝客戶端,實現(xiàn)連接至中心主機的虛擬桌面,可以像操作本地物理機一樣操作云端主機。云端主機裝有網(wǎng)絡實驗所需的所有仿真軟件及環(huán)境,可實現(xiàn)在任何時間、任何地點進行網(wǎng)絡實驗操作,打破傳統(tǒng)網(wǎng)絡實驗室的時空和人力限制,更好地提升實訓教學效果。
云計算廣泛地存在于人們的工作、學習和生活中,每個人都在深受其影響,但并不是所有人都對云計算認識和了解,對較為專業(yè)核心的技術還沒掌握,盡管如此,所有人都能感受到云計算的強大功能和貢獻。教師在課堂教學中所需要的教學資料和種類豐富的課件以文檔的形式存儲在網(wǎng)盤中,教師根據(jù)課堂教學需要可以隨時從網(wǎng)盤下載和播放所需的視頻、音頻資料,初中學生在課余以外用電腦上網(wǎng)瀏覽圖片、信息,下載資料、視頻,用聊天工具與同學溝通交流,等等,這些都離不開云計算提供的“云服務”??梢哉f,現(xiàn)代信息社會的每個人都在感受和接觸著云計算,通過云計算,每個用戶都可以通過自己的電腦將數(shù)據(jù)信息上傳至網(wǎng)絡上,只要用戶有網(wǎng)絡條件和設備就能訪問自己所需的數(shù)據(jù)信息。用戶需要和處理數(shù)據(jù)沒有存放在本地,而是放在互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心,這就是云計算最基本的原理,為保證數(shù)據(jù)中心的安全正常運行,有專門提供云計算的企業(yè)對數(shù)據(jù)中心進行維護和管理,以保證用戶有足夠大的數(shù)據(jù)存儲空間和強大的數(shù)據(jù)運算處理能力。用戶只需通過互聯(lián)網(wǎng)終端設備,就能方便快捷地訪問需要的數(shù)據(jù)信息,享受云計算提供的服務,用戶沒有必要關心所需的數(shù)據(jù)信息存放在哪個云端之上。
2.云計算的特征
將用戶所需的數(shù)據(jù)信息存放至云端,這是云計算最顯著的特征。云端提供眾多的軟件和服務,云計算構筑于各種協(xié)議和標準之上,這是云計算存在的前提和基礎,云計算能夠通過多種設備獲得和使用。首先,為保證云計算的數(shù)據(jù)存儲中心的安全和正常運行,該存儲中心配備有專人管理和維護,數(shù)據(jù)中心的先進水平和高超技術使得用戶的數(shù)據(jù)有安全保障,數(shù)據(jù)遭受外界病毒侵犯或數(shù)據(jù)丟失這樣的狀況很少出現(xiàn)。其次,用戶更為方便快捷地訪問云端數(shù)據(jù)信息,只要擁有聯(lián)網(wǎng)條件和終端設備就行,云計算能夠為用戶提供多種程序軟件和各類服務,用戶使用起來更為人性化和快捷。然后,云計算能夠實現(xiàn)資源共享,相同的數(shù)據(jù)信息可以讓多人共享,只要用戶終端可以與互聯(lián)網(wǎng)相連。最后,強大的計算和存儲能力是云計算的重要特征,云端有數(shù)萬臺甚至更多的服務器,這些服務器組成一個集群,使其有超強的計算和存儲能力,數(shù)據(jù)計算的空間相當大。
二、云計算在初中信息技術教育中的應用
1.實現(xiàn)初中信息技術教學的即時性和共享性
云計算實現(xiàn)了收藏夾的隨身攜帶,通過云計算提供的服務可以有效實現(xiàn)個人收藏夾的隨身攜帶,保證每個人可以在任何電腦上使用自己的網(wǎng)絡收藏夾,同時還可以將網(wǎng)絡收藏夾與本地收藏夾合并,使初中生能夠隨時隨地地查看自己收藏的資料。云計算也實現(xiàn)了輸入法的隨時、隨地、隨系統(tǒng)使用,搜狗云輸入法不僅將我們身邊的典型應用放到了云中,而且是世界首個基于云計算的輸入法服務,哪里有網(wǎng)絡,哪里就有輸入法,使用者使用方便,給新時期的初中生提供了個性化學習的機會,同時遠程調用詞庫也能保證用戶在任何地方得到的服務體驗是相同的。云計算提供的服務能夠實現(xiàn)演示文稿的隨身攜帶與信息的在線編輯,例如基于云計算的WPSOffice就具備了在線編輯功能,可對文檔進行編輯和保存,有效地實現(xiàn)了初中信息技術教育的即時和共享。
2.有效拓展了初中信息技術教學資源
在信息技術課堂上,教師需要為學生提供制作作品的素材,如果教師提供的素材不夠,那么學生的選擇性就相對比較小,進而致使學生制作的作品個性化程度不高。而云計算以其強大的資源能夠極大地豐富信息技術教學資源,這樣教師就可以根據(jù)課程的要求去尋找更多的網(wǎng)絡資源,進而能夠為學生提供更多的素材,提高作品的個性化程度。在初中信息技術教育中,教師也可以通過網(wǎng)絡為學生授課,完成課堂教學的網(wǎng)絡化,動態(tài)教授學生信息技術知識,改變了傳統(tǒng)死板抽象的教學方法和形式。我國現(xiàn)階段的教育資源地區(qū)差異顯著,教學資源共享的程度偏低,通過云計算,可以實現(xiàn)跨平臺跨設備的分享數(shù)據(jù)信息和教育資源,這極大地解決了教育資源分布不均,無法共享的難題,打開了教育發(fā)展的空間。
3.構建數(shù)字化圖書館,節(jié)約教育成本
圖書館的服務器一般情況下,會限制最大的接入終端數(shù)量和相應數(shù)量,這是為了保障圖書館數(shù)據(jù)資源的安全。云計算的“云”端有很大的服務器群,這是強大的帶寬、計算能力和容錯性的有利保障,因為有如此強大的服務器群,使得用戶可以用最快的速度訪問所需的資源,用戶的請求得到最快速度的相應。除此之外,用戶還可以定制個性化的服務,例如建立屬于自己的圖書館,在手機終端設備上下載移動數(shù)據(jù)圖書館,實現(xiàn)移動化的學習,不受時空條件限制等。學校的網(wǎng)絡和信息中心需要不斷進行硬件設備的更新?lián)Q代,更新?lián)Q代需要較高的成本,運用云計算技術可以大大降低設備更新?lián)Q代的成本。
4.實現(xiàn)了病毒庫隨身攜帶
初中新信息技術教師除了保證課堂教學質量之外,還要進行一定工作量的電腦系統(tǒng)維護,電腦系統(tǒng)維護的時間大大占用了教師的工作時間。學校為保證系統(tǒng)的安全,需要給每臺電腦安裝保護系統(tǒng),同時也要安裝殺毒軟件,當教師在更新病毒庫的時候,要先解除保護系統(tǒng),然后才能升級病毒庫,進行系統(tǒng)保護。此種工作重復量大且復雜,利用云計算技術將大大縮短教師電腦系統(tǒng)維護的時間,升級病毒庫更為簡單便捷,不需要在個人電腦上升級病毒庫就能達成最佳的殺毒效果。除此之外,云計算還實現(xiàn)了演示稿、輸入法和收藏夾的隨身攜帶,建立網(wǎng)絡收藏夾,可以隨身攜帶網(wǎng)址,初中生能夠進行自主學習,初中生將云輸入法的鏈接加入瀏覽器的收藏夾就能進行輸入,為初中生的個性化學習提供了方便。
三、云計算在初中信息技術教育中面臨的挑戰(zhàn)
云計算這種新興技術在備受矚目和關注的同時也面臨不可小覷的困難與挑戰(zhàn)。
1.安全性問題
云計算條件下,用戶的所有數(shù)據(jù)資料存放在提供云服務的云服務商的數(shù)據(jù)中心里,聯(lián)通、電信等數(shù)據(jù)托管中心曾經多次出現(xiàn)過數(shù)據(jù)被盜和數(shù)據(jù)丟失的情況,造成用戶信息泄露,安全性讓人質疑,其云服務的后期推廣工作也深受影響。在對云服務商一項調查中表明,大部分云提供商都是公共云提供商,這些云提供商在云安全方面所做的投資較少,幾乎不到總投資額的10%,這讓云服務商不能保證用戶信息的安全,用戶數(shù)據(jù)信息很有可能面臨被盜或丟失的風險。如何保護用戶個人隱私材料的不外泄和確保數(shù)據(jù)保存的機密持久性,制約著云計算的發(fā)展。
2.云計算規(guī)范性問題
云計算技術的規(guī)范應用需要嚴格的技術標準,但是我國的云計算技術在標準制定和規(guī)范方面還不完善,國家對云計算產業(yè)的技術支持和各種扶持政策也沒有及時出臺,這嚴重影響著云計算的規(guī)范使用。國家政策沒有給予及時的引導嚴重制約著云計算技術在我國的健康發(fā)展。當互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的時候,云計算為其提供了巨大的發(fā)展空間和潛力,極大地改變和影響著人們的生活、工作和學習,同時,遠程教育的發(fā)展也隨著云計算技術的推廣和應用更加科學便捷,遠程教育的發(fā)展迎來了新的發(fā)展機遇。
3.云計算的基礎設施和性能問題
解決云計算的基礎設施和性能問題是應用云計算最基礎的一步。云計算的所有操作都是基于網(wǎng)絡傳輸和服務的,學校要掌握每天傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量,全校師生每天訪問和產生的數(shù)據(jù)量是學校進行帶寬選擇的依據(jù)。網(wǎng)絡基礎設施建設例如帶寬建設和各種應用軟件的性能是云計算得以順利推廣和應用的重要基礎。