大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)綜述

朱正國(guó)

摘要：基于目前實(shí)驗(yàn)室教學(xué)平臺(tái)的現(xiàn)狀，提出了基于容器技術(shù)的云實(shí)驗(yàn)機(jī)和基于B/S的遠(yuǎn)程桌面交互Y-Desktop兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，重點(diǎn)分析了由四個(gè)子系統(tǒng)組成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)應(yīng)用，探索了新的實(shí)踐教學(xué)模式改革，旨在提升學(xué)生的職業(yè)規(guī)范和綜合職業(yè)素養(yǎng)[1]。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)；實(shí)驗(yàn)綜述

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）11-0163-03

Experimental Review of Big Data Practice Teaching Platform

ZHU Zheng-guo

（Anhui Vocational College of City Management， Hefei 231202 ，China）

Abstracts：Based on the present condition of the laboratory teaching platform， this paper puts forward that big data practice teaching platform based on two key technology of cloud testing machine based on the technology of container and B/S remote Desktop interactive Y - Desktop， and analyzes the big data practice teaching platform consisted of four subsystems， and explores the new practice teaching mode reform， aims to enhance the professional standards and comprehensive professional quality of the students.

Key words：Big data， Practice teaching platform， Experimental review

隨著互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的到來(lái)，很多電子商務(wù)、社交網(wǎng)絡(luò)等新興的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)以及設(shè)備高端制造、銀行金融業(yè)帶來(lái)巨大商業(yè)機(jī)遇，大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘?qū)ζ髽I(yè)價(jià)值的增值起著非常重要的作用，現(xiàn)已越來(lái)越成為政府和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)，越來(lái)越多的大型企業(yè)開(kāi)始重視并利用大數(shù)據(jù)分析來(lái)進(jìn)行市場(chǎng)和生產(chǎn)的決策，這反過(guò)來(lái)也給大數(shù)據(jù)行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。

1 大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀分析

在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)平臺(tái)建設(shè)中為了追求大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)的廣度、深度以及精確性，對(duì)于數(shù)據(jù)的收集呈現(xiàn)出了超大規(guī)模趨勢(shì)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理和硬件基礎(chǔ)架構(gòu)的管理方法很難支撐大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室不斷發(fā)展的要求。

大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室雖然同時(shí)支撐實(shí)踐教學(xué)與科研平臺(tái)，但在建設(shè)初衷仍是以教學(xué)實(shí)訓(xùn)為應(yīng)用核心，傳統(tǒng)物理形式實(shí)驗(yàn)室為適應(yīng)大規(guī)模學(xué)生的同時(shí)授課，規(guī)模都比較大，且在授課、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上缺乏流程規(guī)劃，如何系統(tǒng)化規(guī)劃實(shí)驗(yàn)過(guò)程，將直接影響授課效果。大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行多維度數(shù)據(jù)分析中涉及領(lǐng)域廣泛，沒(méi)有廣泛的實(shí)體數(shù)據(jù)支撐，很難培養(yǎng)出貼近企事業(yè)發(fā)展的大數(shù)據(jù)人才。

2大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)

2.1技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1.1基于容器技術(shù)的云實(shí)驗(yàn)機(jī)

基于容器技術(shù)的虛擬化云實(shí)驗(yàn)機(jī)，相比傳統(tǒng)的KVM其最大的特點(diǎn)就是啟動(dòng)快，占用資源少[2]，可以在有限的物理資源上創(chuàng)建多個(gè)虛擬化的實(shí)驗(yàn)機(jī)環(huán)境，學(xué)生可以快速啟動(dòng)專(zhuān)享的實(shí)驗(yàn)機(jī)。

2.1.2 基于B/S的遠(yuǎn)程桌面交互技術(shù)Y-Desktop

Y-Desktop是一種基于HTML5和JS的Web應(yīng)用程序，可使用遠(yuǎn)程桌面協(xié)議（如VNC或RDP）訪問(wèn)桌面環(huán)境。 同時(shí)提供了一個(gè)驅(qū)動(dòng)它的API。該API可用于為其他類(lèi)似的應(yīng)用程序或服務(wù)提供服務(wù)。此Web應(yīng)用程序是提供協(xié)議無(wú)關(guān)的遠(yuǎn)程桌面網(wǎng)關(guān)的一部分。作為API，Y-Desktop提供了一種通過(guò)使用HTTP或WebSocket的基于JavaScript的隧道流式傳輸文本數(shù)據(jù)的通用和有效的方法，以及支持Y-Desktop協(xié)議的客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)，并將遠(yuǎn)程顯示與Y-Desktop協(xié)議流隧道。Y-Desktop使用JavaScript及HTML5和其他標(biāo)準(zhǔn)，只需要一個(gè)主流的瀏覽器或啟用Web的設(shè)備，就可以訪問(wèn)所提供的任何桌面。

2.2平臺(tái)功能優(yōu)勢(shì)

1）一站式解決方案：學(xué)生可以在平臺(tái)中學(xué)習(xí)、實(shí)踐，以及進(jìn)行評(píng)價(jià)與考核，獲取專(zhuān)業(yè)證書(shū)，并向企業(yè)推薦，得到就業(yè)機(jī)會(huì)。

2）實(shí)驗(yàn)+實(shí)戰(zhàn)=就業(yè)能力：實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)提供的基于瀏覽器的桌面虛擬化方案，讓學(xué)生可以隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)、驗(yàn)證，通過(guò)真實(shí)項(xiàng)目的實(shí)戰(zhàn)，達(dá)到同等互聯(lián)網(wǎng)公司1-2年的工作經(jīng)驗(yàn)。

3）學(xué)習(xí)行為分析：實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)全程記錄和追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，通過(guò)對(duì)學(xué)生的行為進(jìn)行分析，提供自主個(gè)性化的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

4）遠(yuǎn)程陪練：提供云解答專(zhuān)區(qū)，在瀏覽器中實(shí)現(xiàn)桌面分享、共享的功能，助教可以遠(yuǎn)程協(xié)助、陪練。

3大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用分析

大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用分為4個(gè)子系統(tǒng)：數(shù)據(jù)中心子系統(tǒng)、全機(jī)柜交付子系統(tǒng)、軟件功能子系統(tǒng)、統(tǒng)一管理子系統(tǒng)，其中交付子系統(tǒng)和軟件功能子系統(tǒng)在大數(shù)據(jù)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)中必不可少，為必選系統(tǒng)；數(shù)據(jù)中心子系統(tǒng)與統(tǒng)一管理子系統(tǒng)兩部分內(nèi)容為大數(shù)據(jù)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)提供了機(jī)房建設(shè)基礎(chǔ)，統(tǒng)一管理調(diào)度界面，為可選系統(tǒng)。

3.1 數(shù)據(jù)中心子系統(tǒng)

隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)等技術(shù)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多企業(yè)認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)的價(jià)值，保障數(shù)據(jù)可靠完整傳輸、處理及存儲(chǔ)，為數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施提出了高可靠、高靈活、高效節(jié)能及易維護(hù)的要求。作為背后業(yè)務(wù)的關(guān)鍵支撐系統(tǒng)，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)高可靠、高能效、易維護(hù)完美融合的創(chuàng)新解決方案，已經(jīng)成為用戶(hù)的主要訴求。在高度集成了計(jì)算能力的同時(shí)，還大大降低了對(duì)空間和能耗的需求，對(duì)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)建設(shè)和環(huán)境最低的要求之下，提供高可靠性的同時(shí)具備極其靈活的可擴(kuò)展能力[3]。

基于以上設(shè)計(jì)和方案，模塊化數(shù)據(jù)中心有以下四大特點(diǎn)：高可用性：可用性超過(guò)99.999%；經(jīng)濟(jì)性：降低機(jī)房TCO，采用分期分批建設(shè)，減少一期投入成本；協(xié)同性：高度一體化；智能性：管理簡(jiǎn)單方便。

3.2 全機(jī)柜交付子系統(tǒng)

大數(shù)據(jù)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)全機(jī)柜交付子系統(tǒng)由16臺(tái)大數(shù)據(jù)計(jì)算服務(wù)器、2臺(tái)千兆交換機(jī)、1套42U獨(dú)立機(jī)柜、4套PDU、32條單色以太網(wǎng)雙絞線跳線組成。該全機(jī)柜交付子系統(tǒng)配合聯(lián)想大數(shù)據(jù)實(shí)踐教學(xué)及科研平臺(tái)軟件功能子系統(tǒng)可基本完成大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)、科研開(kāi)發(fā)內(nèi)容的實(shí)踐、計(jì)算任務(wù)。

大數(shù)據(jù)實(shí)踐教學(xué)及科研平臺(tái)由大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)科研實(shí)戰(zhàn)平臺(tái)組成：實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練系統(tǒng)承擔(dān)教學(xué)實(shí)驗(yàn)工作；科研實(shí)戰(zhàn)平臺(tái)將支撐未來(lái)院校進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、算法開(kāi)發(fā)等科研工作。

3.3 實(shí)踐教學(xué)軟件功能子系統(tǒng)

3.3.1大數(shù)據(jù)教學(xué)管理

專(zhuān)業(yè)和班級(jí)管理：加強(qiáng)對(duì)專(zhuān)業(yè)和班級(jí)的管理，可以對(duì)專(zhuān)業(yè)和下屬班級(jí)信息進(jìn)行添加、刪除、修改和查詢(xún)等[4]。

學(xué)生管理：對(duì)于班級(jí)內(nèi)部學(xué)生進(jìn)行管理，主要包含姓名、學(xué)號(hào)、專(zhuān)業(yè)、登錄次數(shù)、聯(lián)系方式等內(nèi)容[4]。

開(kāi)通課程計(jì)劃：對(duì)于課程計(jì)劃的關(guān)鍵字段諸如課程計(jì)劃名稱(chēng)、申請(qǐng)周期、上課教師、申請(qǐng)人數(shù)、上課時(shí)間段、開(kāi)通狀態(tài)等。軟件功能子系統(tǒng)還能提供對(duì)實(shí)訓(xùn)課程平臺(tái)、課程計(jì)劃、授課過(guò)程、實(shí)驗(yàn)任務(wù)、云實(shí)驗(yàn)機(jī)的綁定[5]。

交流日志查閱：對(duì)實(shí)驗(yàn)機(jī)分享交流的內(nèi)容進(jìn)行查詢(xún)，包含交流的IP、實(shí)驗(yàn)機(jī)編號(hào)、老師和學(xué)員、交流的內(nèi)容等。

學(xué)習(xí)記錄：每名學(xué)生在教學(xué)平臺(tái)內(nèi)學(xué)習(xí)課程都有相應(yīng)的學(xué)習(xí)記錄，包含教學(xué)和學(xué)習(xí)計(jì)劃，課程和章節(jié)的安排，課程時(shí)間以及學(xué)習(xí)的IP等。

學(xué)習(xí)行為報(bào)表：學(xué)生所有課程的學(xué)習(xí)都會(huì)被記錄并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，包含專(zhuān)業(yè)統(tǒng)計(jì)、個(gè)體統(tǒng)計(jì)及全體統(tǒng)計(jì)等。

習(xí)題管理及課程測(cè)驗(yàn)：教學(xué)管理過(guò)程中針對(duì)課程進(jìn)行相關(guān)的習(xí)題庫(kù)管理和課程測(cè)驗(yàn)，題型有單選、多選、判斷題、簡(jiǎn)答題等，我們還可以自主對(duì)習(xí)題庫(kù)進(jìn)行增刪改查等操作[5]。

成績(jī)管理：對(duì)在線學(xué)習(xí)的學(xué)生的學(xué)習(xí)課程和學(xué)習(xí)成績(jī)進(jìn)行考核和管理，還增加了諸如查詢(xún)、修改及刪除等操作。

3.3.2學(xué)習(xí)與云實(shí)驗(yàn)

申請(qǐng)學(xué)習(xí)：學(xué)生通過(guò)實(shí)踐教學(xué)軟件申請(qǐng)參加由主講老師計(jì)劃開(kāi)通的某些專(zhuān)業(yè)相關(guān)的課程。

我的課程：學(xué)生通過(guò)教學(xué)軟件平臺(tái)可以在線學(xué)習(xí)已經(jīng)開(kāi)通的大數(shù)據(jù)實(shí)訓(xùn)課程。

集群安裝：學(xué)生通過(guò)軟件教學(xué)平臺(tái)的任務(wù)要求，完成大數(shù)據(jù)集群的搭建。

實(shí)驗(yàn)任務(wù)：實(shí)驗(yàn)任務(wù)操作界面，學(xué)生在此界面上完成大數(shù)據(jù)相關(guān)作業(yè)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練：采取基于Web瀏覽器的可視化操作，在實(shí)訓(xùn)終端可直接進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作，不需要額外安裝開(kāi)發(fā)軟件；云實(shí)驗(yàn)機(jī)既不需要事先創(chuàng)建，也不需要管理人員參與，可以完全根據(jù)實(shí)驗(yàn)的任務(wù)、環(huán)境的要求和學(xué)生的學(xué)號(hào)來(lái)自動(dòng)創(chuàng)建。管理平臺(tái)可以對(duì)云實(shí)驗(yàn)機(jī)采取停止、注銷(xiāo)、重啟等后臺(tái)操作[6]。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告審閱功能：針對(duì)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行自動(dòng)審閱和評(píng)分，教師和學(xué)生還能按照學(xué)生和實(shí)驗(yàn)任務(wù)等信息進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的檢索和查閱。

云實(shí)驗(yàn)機(jī)協(xié)助功能：采取基于瀏覽器桌面的實(shí)驗(yàn)機(jī)分享，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與老師可以同步操作的云桌面系統(tǒng)，還能實(shí)現(xiàn)師生之間基于桌面的可視化交流互動(dòng)等功能[6]。

選修課程：學(xué)生通過(guò)本功能可以自學(xué)一些大數(shù)據(jù)相關(guān)的課程，提供視頻及配套實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

3.4實(shí)踐教學(xué)統(tǒng)一平臺(tái)管理子系統(tǒng)

大數(shù)據(jù)實(shí)踐教學(xué)統(tǒng)一平臺(tái)管理子系統(tǒng)以超融合節(jié)點(diǎn)機(jī)為基本單元，串聯(lián)多臺(tái)節(jié)點(diǎn)機(jī)置于機(jī)柜中，同時(shí)集成網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，為云平臺(tái)提供計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源；通過(guò)軟件定義的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)的虛擬化；預(yù)先安裝超融合管理平臺(tái)、云資源管理平臺(tái)等軟件，送達(dá)數(shù)據(jù)中心后，技術(shù)人員進(jìn)行軟件解封及參數(shù)調(diào)試等工作，即可擁有屬于自己的云管理平臺(tái)。

4大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)

4.1與行業(yè)共建實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源平臺(tái)

建設(shè)實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)資源信息交流平臺(tái)，與行業(yè)共同開(kāi)發(fā)實(shí)踐教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和考核標(biāo)準(zhǔn)，與企業(yè)合作開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)訓(xùn)教材、實(shí)訓(xùn)課件、視頻資料、習(xí)題庫(kù)和技能考核庫(kù)。

4.2探索教學(xué)一體化改革建設(shè)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)

4.2.1教學(xué)和工程項(xiàng)目實(shí)施與管理一體化

建立學(xué)徒制學(xué)習(xí)模式，加強(qiáng)校企合作深度，在“教、學(xué)、做、考”的內(nèi)容上，全部實(shí)行工程化管理為導(dǎo)向，由企業(yè)工程師任兼職教師，帶領(lǐng)系統(tǒng)化學(xué)習(xí)。

4.2.2項(xiàng)目教學(xué)模式

學(xué)校與公司合作，根據(jù)目前市場(chǎng)上實(shí)際工程的情況，提取服務(wù)器系統(tǒng)各子系統(tǒng)的典型案例項(xiàng)目，以案例項(xiàng)目為載體，以完成任務(wù)的形式開(kāi)展教學(xué)。

4.2.3任務(wù)引領(lǐng)式教學(xué)模式

在每個(gè)項(xiàng)目的教學(xué)中設(shè)置了若干個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)，教與學(xué)的過(guò)程就是項(xiàng)目工程的實(shí)施過(guò)程，學(xué)生的考試考核就是工程項(xiàng)目的驗(yàn)收。以學(xué)習(xí)任務(wù)為引領(lǐng)、以教學(xué)效果為導(dǎo)向的教學(xué)模式更加注重以學(xué)生為中心，“任務(wù)引領(lǐng)式”的教學(xué)模式與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望[7]。

4.2.4注重學(xué)生職業(yè)規(guī)范和綜合職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)

將職業(yè)規(guī)范和綜合職業(yè)素養(yǎng)作為實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)重要的任務(wù)評(píng)價(jià)內(nèi)容，注重學(xué)生質(zhì)量意識(shí)、經(jīng)營(yíng)管理理念及安全意識(shí)的培養(yǎng)，同時(shí)將職業(yè)規(guī)范和綜合職業(yè)素養(yǎng)教育作為重中之重，并將其融入各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)[7]。培養(yǎng)學(xué)生注重崗位的安全規(guī)范、注重工作的質(zhì)量、注重設(shè)備與環(huán)境的整潔，注重工程的操作規(guī)范、注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，從教學(xué)環(huán)境的建設(shè)、教學(xué)材料的復(fù)用等多角度體現(xiàn)資源節(jié)約的意識(shí)，注重團(tuán)隊(duì)建設(shè)，以自由組合的形式組建學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和組織協(xié)調(diào)能力。

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