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云计算环境下计算机网络专业程序设计课程教学模式改革

  随着云计算技术的迅速发展,越来越多的学校、教育机构和个人把信息处理迁移到“云”端,国内外已有许多高校应用云计算进行教育和科研,云计算在网络教育应用领域有着广阔的发展前景。云计算的兴起,学校的环境建设、资源建设和教学方式等都将有所变化,给高校教育信息化的建设带来了创新契机。我们应该把握云计算时代的机遇,探索云计算在高校实验教学环境和教学资源建设中所发挥的作用。目前,我校开展各专业教学模式改革,希望优化实验环境、共享教学资源,推进教学改革,培养大学生的创新精神与实践能力,以适应高校教育信息化发展的新形势要求。
  一、云计算的概念
  维基百科中云计算的定义是:云计算是分布式计算技术的一种,其最基本的概念,是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序,再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。
  二、云计算应用于教学的现状
  2.1 国外云计算教学现状
  Google于2007年l0月在全球宣布了云计划,并与IBM开展雄心勃勃的合作,计划把全球多所大学纳入“云计算”中。2007年10月,Google与IBM开始在美国大学校园推广云计算,这项计划希望能降低分布式计算技术在学术研究方面的成本,并为这些大学提供相关的软硬件设备及技术支援(包括数百台个人计算机及BladeCenter与System X服务器,这些计算平台将提供1600个处理器,支援包括Linux、Xen、Hadoop等开放原始码平台)。学生们可以透过网络开发各项以大规模计算为基础的研究计划。
  2.2国内云计算教学现状
  2008年3月17日,Google全球CEO Eric Schmidt在北京访问期间,宣布在中国大陆推出云计算计划。中国大陆的云计算计划中,清华大学是第一家参与Google合作的高校,它们合作开设“大规模数据处理”课程,其中,Google提供课程资料给清华大学教授整理加工,提供实验设备,并协助学校在现有的运算资源上构建云计算实验环境。目前,“大规模数据处理”课程已经推广到北京大学、北京航空航天大学、华中科技大学、上海交通大学等学校。
  三、“云服务”环境下计算机网络专业程序设计课程教学模式改革
  1、教学方法。目前,我校计算机网络专业程序设计类课程主要采用的教学方法是:项目+任务驱动教学法、案例教学法,“教学做一体化”的教学模式,上课教师统一调配课堂活动,通常是以“教”为中心,不能很好地与学生的课下自主学习相互协作配合。而“云平台”环境,教育教学的相关资源可以整合,能够提供以任务驱动的协作学习方式,以“学”为中心,学生通过平台可以随时随地地学习,学习内容可根据需要选择。我校可运用云服务平台来进行教学改革,除了教务管理,还可以对班级进行日常管理、课程管理、作业管理,共享教学资料、交流讨论问题等,教师对学生的学习情况更容易掌握,对于程序设计课程,学生不用手写作业,不能抄袭的作业,老师批改作业也变得简单易行。在“云平台”环境下,可以对程序设计类课程“教学做一体化”的教学模式进行更新,采用“教学做学”循环的教学模式。在这个模式下,教师在课堂上教授一节课内容,学生明确目标,知晓得重点、难点,完成老师布置的任务,老师将本次课的内容和教学目标共享到云平台;学生根据自己对知识的掌握程度进行学习,完成规定的任务,提交相关作业,同时通过平台报告遗留的问题,教师通过平台总结和解答学生的问题;学生通过平台可以共同完成案例和项目的制作,讨论相关的问题和知识点,共享自己的作品,达到团队协作的真正目的;在项目制作过程中遇到的问题可以通过平台解决,自主学习;学生的自主学习为下阶段老师的课堂教学奠定了好的基础,教学过程将会循序渐进,良性循环下去。“云平台”的运用提升了原有教学方法中“学”的比例,教师能够把握学生的学习程度和知识水平层次,很好地做到因材施教。
  2、教学手段。我校计算机网络专业的教学手段一般是多媒体教学。在多媒体机房里,教师通过“极域电子教室”进行屏幕广播教授理论知识,再将作业内容或素材发送给学生,学生做完后提交至教师机,教师再进行批改,程序非常麻烦。对于计算机网络专业来说,计算机硬件和软件的更新换代非常快,学校需要投入大量的资金来进行软硬件的升级和维护,一旦不能及时更新,会影响学生的学习积极性。“云平台”环境下,学校师生无须考虑这些问题,只要提供满足基本上网要求的计算机即可,满足边讲边实践的基本要求,素材、资源可以进入云端下载或发放,简化了教师和学生的工作流程。
  3、教学内容。传统的教学环境中,学生完全受教于任课教师,在每学期初,教师会制定统一的课程标准、教学计划、实训指导书和教案,教学内容对于每位同学来说是一样的,这种学习不利于因材施教和个性化发展。“云平台”针对学科特点,根据每个学生对知识的程度,定制个性化的学习计划和学习资源,学生的学习内容不一定相同,特别是针对计算机网络专业学生,根据不同的岗位选择不同的知识点进行学习,以满足实际工作发展的需要。云平台不仅增强了学生学习的个性化、针对性,同时也提高了学生的自主学习能力。
  总结:“云计算”是未来网络和教育的发展趋势,对学校而言缩减了硬件和软件设施投入,节省了升级维护所需的大量人力、物力;教师和学生可以随时随地利用“云平台”进行协同学习和交流,改变了学生学习方式、教师的教学模式等,使专业建设更上一个台阶。

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