宋海軍

摘 要：以云技術(shù)為依托來構(gòu)建完善的云教學(xué)體系，是當(dāng)下各大高校關(guān)注的焦點。文章以全國計算機(jī)等級考試的二級考試數(shù)據(jù)庫科目《MySQL數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計》課程為例，提出了基于云計算技術(shù)的教學(xué)全過程向云端搬遷的實施策略，并對基于云教學(xué)體系的教學(xué)效果進(jìn)行了分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：云計算；高校課程；云教學(xué)；教學(xué)實踐

中圖分類號：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2018）18-0077-03

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，以云計算為代表的技術(shù)和產(chǎn)品加速落地，各大互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)巨頭率先建立了完善的云計算服務(wù)系統(tǒng)。以云技術(shù)為依托來構(gòu)建完善的云教學(xué)體系，是當(dāng)下各大高校關(guān)注的焦點，各大互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也開發(fā)出基于云計算的教育云產(chǎn)品和云服務(wù)。云計算技術(shù)產(chǎn)品和服務(wù)的日益成熟，勢必將改變教育領(lǐng)域的課程教學(xué)模式[1]。可以預(yù)見基于云計算的教學(xué)體系是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的未來。

高校在教學(xué)改革以及培養(yǎng)人才方面都肩負(fù)著重大責(zé)任，而計算機(jī)課程教學(xué)對于大學(xué)生的基本技能培養(yǎng)起著無可比擬的作用。計算機(jī)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用能力已經(jīng)成為大學(xué)生的基本素質(zhì)之一，也關(guān)系到學(xué)生的擇業(yè)及就業(yè)后對工作的適應(yīng)能力[2]。李克強(qiáng)總理多次提出以“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的思想來改革教育領(lǐng)域，然而有部分院校仍沒有跟上現(xiàn)代化的發(fā)展腳步，適時更新傳統(tǒng)教學(xué)理念，教學(xué)模式和教學(xué)過程過于保守[3]。云計算技術(shù)的應(yīng)用改變著人們的思維方式和學(xué)習(xí)方式，這是對教育的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，也為教育的改革和發(fā)展提供了千載難逢的機(jī)遇。

一、教學(xué)全過程向云端搬遷的教學(xué)方案

生命周期是指從開始到結(jié)束的整個過程。高校課程的生命周期是從課程開始前準(zhǔn)備到課程結(jié)束后的成績統(tǒng)計及大數(shù)據(jù)分析后管理決策的整個過程[4]，整個過程在云計算技術(shù)下實施更加方便靈活。課程的生命周期向云端搬遷，教師采用云教學(xué)模式，減輕教學(xué)的壓力，能夠提升教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。學(xué)生采用云學(xué)習(xí)模式，打破了傳統(tǒng)的時間和空間限制，可隨時隨地在一個自由的學(xué)習(xí)平臺進(jìn)行學(xué)習(xí)。教師通過云測評平臺部署考試、練習(xí)，考試、練習(xí)結(jié)果自動上傳到云服務(wù)器，可隨時進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，做出決策[5]。

云計算技術(shù)使得計算與存儲向云端搬遷，用戶終端就是顯示器+瘦終端，所有的計算和存儲都在云端完成，瘦終端只完成顯示功能。教學(xué)全過程向云端搬遷的教學(xué)云平臺架構(gòu)，使得“顯示器+瘦終端”如同教室里的桌椅一樣成為必需品，成本大大下降。計算與存儲向云端搬遷已然成為盛行的趨勢，能夠節(jié)約學(xué)校的教育經(jīng)費(fèi)支出，減輕設(shè)備維護(hù)的壓力[5]。

因此，通過合理應(yīng)用云計算技術(shù)的功能優(yōu)勢，整個教學(xué)過程能夠在云計算平臺實現(xiàn)，能夠共享教學(xué)資源，實現(xiàn)在線云教學(xué)、云學(xué)習(xí)、云測試，從而有效培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力。

二、基于教學(xué)云平臺的教學(xué)實踐策略

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的核心技術(shù)和重要基礎(chǔ)。全國計算機(jī)等級考試的二級考試科目也隨著社會需要和計算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展做出了適時調(diào)整。已經(jīng)考了近20年的數(shù)據(jù)庫科目《二級VFP數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計》從2017年9月開始?？肌Ｄ壳皥罂加嬎銠C(jī)二級數(shù)據(jù)庫相關(guān)科目，有兩個選擇：Access數(shù)據(jù)庫和MySQL數(shù)據(jù)庫[6]。由于MySQL是最流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之一，很多大學(xué)也暫停了VFP相關(guān)課程轉(zhuǎn)而開設(shè)了《MySQL數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計》課程。下面以云計算技術(shù)在高校數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行實踐，以期對現(xiàn)在的高校課程教學(xué)提供參考幫助。

1.課程特征

根據(jù)全國計算機(jī)等級考試二級《MySQL數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計》考試大綱要求，本課程主要的內(nèi)容為：數(shù)據(jù)庫的基本概念和方法、 MySQL 的安裝與配置、 MySQL 平臺下使用 SQL 語言實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的交互操作、 MySQL 的數(shù)據(jù)庫編程、利用PHP應(yīng)用開發(fā)語言進(jìn)行簡單應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)、MySQL 數(shù)據(jù)庫的管理與維護(hù)技術(shù)[7]。

本課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)庫使用的基本技能，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用PHP+MySql進(jìn)行數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的能力。教學(xué)內(nèi)容理論較為抽象，實踐性尤為突出，采用傳統(tǒng)教學(xué)模式已難以滿足社會對實踐能力型人才培養(yǎng)的需要。

2.云教學(xué)

高校的主要職責(zé)是教書育人，教書育人最主要的方式就是教學(xué)，而提升教師的教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效率是學(xué)校的核心工作之一。如何基于云計算平臺充分與學(xué)校的實際情況相結(jié)合，研究出一套高效的云教學(xué)模式，是目前很多院校關(guān)注的焦點?；谶@樣的認(rèn)識，筆者所在教研室對云教學(xué)模式在《MySQL數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計》課程中的應(yīng)用進(jìn)行長期調(diào)研，形成了一整套高效的實施方案。

（1）基于云主機(jī)教學(xué)

云主機(jī)是云計算面向用戶提供公用化的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。采用虛擬軟件VZ或VM在云端虛擬出無數(shù)個類似獨立主機(jī)的部分，每個部分都可以做單獨的操作系統(tǒng)，管理方法同主機(jī)一樣。根據(jù)云教學(xué)需要，學(xué)生的學(xué)號即為云教學(xué)系統(tǒng)賬號，享受云服務(wù)，如云主機(jī)、云學(xué)習(xí)、云測評。本課程的教學(xué)過程能夠以最接近實際的方式方法展開，好比為每位學(xué)生提供一臺單獨主機(jī)一樣，任由學(xué)生發(fā)揮。在云主機(jī)系統(tǒng)環(huán)境下，學(xué)生可以進(jìn)行環(huán)境搭建學(xué)習(xí)，如安裝與配置 Apache、MySQL、PHP等服務(wù)。以往的教學(xué)機(jī)房帶還原卡，學(xué)生安裝的MySQL配置、優(yōu)化成果等根本無法保存，打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。利用云主機(jī)，學(xué)生每次課完成的任務(wù)能夠很好地記錄和保存，配合完善的云測評系統(tǒng)，自動給出每次任務(wù)成績，供教師實時參考學(xué)生完成情況，調(diào)整教學(xué)策略。

（2）翻轉(zhuǎn)課堂式的在線任務(wù)驅(qū)動教學(xué)

根據(jù)本課程的教學(xué)內(nèi)容和任務(wù)目標(biāo)，把開發(fā)一個完整的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)項目細(xì)分為多個任務(wù)，如MySQL環(huán)境配置、建庫建表、數(shù)據(jù)處理與視圖、數(shù)據(jù)庫安全與性能優(yōu)化、PHP訪問MySQL數(shù)據(jù)庫等。這樣根據(jù)課時安排，每個任務(wù)由一次或者多次課來完成。每次下課前，教師會布置下節(jié)課任務(wù)，基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，學(xué)生在課外完成任務(wù)相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，而課堂變成了師生互動答疑解惑的場所，從而達(dá)到更好的教學(xué)效果。上課時，因基于云計算平臺教學(xué)，教師的課件、課程內(nèi)容等教學(xué)資源在云端存儲，不用擔(dān)心U盤損壞和遺失造成教學(xué)問題。教師讓學(xué)生登錄云教學(xué)系統(tǒng)考勤，采用廣播式教學(xué)講解本次課任務(wù)目標(biāo)及相關(guān)知識點。對不知如何實現(xiàn)的任務(wù)，由教師引導(dǎo)，利用電子教室演示完成該任務(wù)方法，也可以學(xué)生跟著教師操作，有助于學(xué)生按時完成任務(wù)。學(xué)生因需要完成本次課任務(wù)，而且每次任務(wù)成績將記錄下來作為平時成績，這樣每堂課學(xué)習(xí)任務(wù)目標(biāo)明確，能調(diào)動學(xué)生積極性完成任務(wù)。在這一過程中，最重要的是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、解決問題能力。

（3）基于云網(wǎng)絡(luò)的計算機(jī)素質(zhì)教學(xué)

在云環(huán)境下授課的好處在于可以隨時使用搜索引擎解決疑難問題，需要掌握的知識也可以通過搜索引擎獲得，這樣可以拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)視野，有助于能力培養(yǎng)。比如學(xué)習(xí)PHP、MySQL可以查看PHP手冊、MySQL手冊等網(wǎng)絡(luò)資源，來加強(qiáng)學(xué)生對本門課知識的實際應(yīng)用能力。

基于本門課程是實踐操作性很強(qiáng)的課程，也可提供阿里云等云虛擬主機(jī)或者云服務(wù)器之類的網(wǎng)絡(luò)資源，讓學(xué)生嘗試動手對完成的任務(wù)項目進(jìn)行發(fā)布、更新和維護(hù)等操作。

本門課另外的學(xué)習(xí)目的就是培養(yǎng)計算機(jī)素質(zhì)。①要學(xué)會使用搜索引擎解決問題。遇到問題或者程序出錯時，首先試圖在書中找到答案；如果書中沒有答案，通過百度搜索引擎找到問題所在（意在鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力、自主解決問題的能力）； 如果問題依舊沒有解決，首先考慮與其他同學(xué)協(xié)商解決（意在培養(yǎng)協(xié)同能力），直至請教教師，解決該問題。②學(xué)會如何找到知識比掌握知識細(xì)節(jié)更重要。③學(xué)會自學(xué)比學(xué)會知識更重要，會學(xué)知識比學(xué)會知識更重要?！皩W(xué)會知識”層次較低，即學(xué)會了某個具體的知識?！皶W(xué)知識”層次較高，意在強(qiáng)調(diào)自學(xué)能力。本門課程全程機(jī)房教學(xué)優(yōu)勢也在于此，讓學(xué)生通過搜索引擎等在網(wǎng)絡(luò)的海洋里自由暢游，全面激發(fā)其學(xué)習(xí)潛力[8]。

3.云學(xué)習(xí)

在云計算環(huán)境中，圍繞學(xué)習(xí)服務(wù)，建立云知識、云任務(wù)、云資源、云網(wǎng)站等關(guān)鍵模型，利用軟件架構(gòu)和Web互動技術(shù)開發(fā)開放式的學(xué)習(xí)系統(tǒng)。學(xué)生在任何時間，只要有網(wǎng)絡(luò)即可登錄Web平臺或者手機(jī)App進(jìn)行學(xué)習(xí)。

利用云平臺來有效整合教學(xué)資源，能夠充分利用教學(xué)資源進(jìn)行統(tǒng)一教學(xué)。在云中儲存以及發(fā)布教學(xué)資源，能夠使學(xué)習(xí)者充分獲取學(xué)習(xí)資源，隨時隨地開展課程學(xué)習(xí)活動，根據(jù)自己的需求來獲取學(xué)習(xí)資源，并及時和教師展開互動交流， 從而達(dá)到虛擬化教學(xué)目的。

4.云測評

傳統(tǒng)的考試系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)或者B/S架構(gòu)，服務(wù)器端配置比較復(fù)雜，升級維護(hù)工作量比較大，對硬件、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)要求都比較高?；谠朴嬎愕目荚囅到y(tǒng)，所有資源都存儲在云端，數(shù)據(jù)處理在云端運(yùn)行，不需要購置昂貴的考試服務(wù)器軟硬件系統(tǒng)，大幅度節(jié)省開支。傳統(tǒng)考試系統(tǒng)硬件、軟件產(chǎn)品正在向云端轉(zhuǎn)移，教師只需要通過云端部署各類考試、練習(xí)，學(xué)生可以在PC、手機(jī)、平板上安裝云客戶端，實現(xiàn)隨處考試、隨處練習(xí)?？荚嚒⒕毩?xí)結(jié)果自動上傳到云服務(wù)器，管理人員可隨時進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。

針對《MySQL數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計》課程，云考試系統(tǒng)可實現(xiàn)對上機(jī)操作考試以及編程題的動態(tài)評分。學(xué)生輸入學(xué)號即可進(jìn)行考試或者練習(xí)，試題數(shù)據(jù)加密傳輸，確保考試安全?？荚嚱Y(jié)果自動上傳存檔，確保評分規(guī)范透明。教師可對考試和練習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、查詢、導(dǎo)出。云服務(wù)器保存的學(xué)生練習(xí)、考試數(shù)據(jù)十分豐富，通過數(shù)據(jù)挖掘和分析，教研室、教務(wù)處等部門可以對學(xué)生答題情況進(jìn)行對比，為決策提供幫助。

本門課以云測評平臺系統(tǒng)記錄和考評整個教學(xué)過程，達(dá)到平時、實驗、期末考試都由系統(tǒng)考評，從系統(tǒng)中導(dǎo)出學(xué)生成績直接提交教務(wù)處的教學(xué)管理系統(tǒng)，整個過程實現(xiàn)了現(xiàn)代化、無紙化、規(guī)范化和陽光化。使用云測試可以按照自身需求自由組織考試，即時得到測評結(jié)果，不只是可以實現(xiàn)簡單的標(biāo)準(zhǔn)化考試，而且能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的計算機(jī)能力的自動測評。

三、基于教學(xué)云平臺的教學(xué)應(yīng)用情況分析

中國民航飛行學(xué)院計算機(jī)工程教研室經(jīng)過多年實踐，自2016年采用云教學(xué)整體方案貫穿整個教學(xué)過程。在云教學(xué)、云學(xué)習(xí)、云測試基礎(chǔ)上，徹底對傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革，實現(xiàn)了本教研室所帶的全部課程全程網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)化考試，經(jīng)過兩年實踐教學(xué)，教學(xué)效果明顯改善。學(xué)生平均分?jǐn)?shù)對比，不及格率大大下降。云計算輔助教學(xué)是一個十分重要的教學(xué)模式，因此教師們必須要加強(qiáng)這方面的探索和應(yīng)用。

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（編輯：魯利瑞）