“云計算”教學改革探索與思政元素設(shè)計

張曦 郝雯娟 焦冰

摘要：云計算是信息類專業(yè)一門重要的專業(yè)課程。該文從新工科人才培養(yǎng)對學生實踐創(chuàng)新能力以及課程思政對學生德育方面的要求出發(fā)，圍繞云計算的課程目標、講授方法、案例實踐、課程思政和考核方式開展教學改革研究，提出以下幾點措施：采用體驗式教學和關(guān)鍵詞分析法解決語言描述性概念晦澀難懂的問題；以案例實踐課為驅(qū)動，突出應(yīng)用實踐性，幫助學生將課程基本理論知識與軟件和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)實際需要相融合，滿足不同學生實踐能力培養(yǎng)需求；設(shè)計緊跟時事的思政元素點并融入日常教學，增強課程思政教育的時效性；采用以案例實踐課和大作業(yè)為主的過程化考核方式，實現(xiàn)對學生“知識、能力、思維、素養(yǎng)”全方位培養(yǎng)和考核。

關(guān)鍵詞：云計算；體驗式教學；案例實踐課；課程思政

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）30-0172-03

開放科學（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

1? 引言

新一代信息技術(shù)和新一代人工智能與制造業(yè)的深度融合，正在引發(fā)廣泛和深遠的變革。對于工科專業(yè)學生而言，除了要求其具有較高的專業(yè)知識背景，還需要能達到工程實踐的相關(guān)要求。在一些招聘啟事中，明確注明了招聘崗位的技術(shù)方向與能力要求，以體現(xiàn)其準確的人才定位。因此，作為教育主體的高校，應(yīng)當及時更新本科生培養(yǎng)體系，根據(jù)用人單位的人才需求，適當調(diào)整教學方法與教學內(nèi)容，從而提高應(yīng)屆畢業(yè)生在就業(yè)中的核心競爭力[1]。同時，專業(yè)課的實施還需要注重課程思政環(huán)節(jié)的設(shè)計，要以學生為中心，以真正提高學生思想道德素質(zhì)為目標，細化教學內(nèi)容，科技不失思政。

2? 課程改革思路

云計算是一門理論與實踐相結(jié)合的課程，對物聯(lián)網(wǎng)、電氣、計算機、網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)專業(yè)學生的能力培養(yǎng)十分重要，是學生未來就業(yè)的重要實用技能[2]。目前，國內(nèi)很多高校都已開展云計算或相近課程。然而，作者在承擔云計算課程教學過程中，發(fā)現(xiàn)目前云計算課程存在如下突出問題：

2.1 理論性強，學生難理解

云計算課程的典型特點就是理論知識比較抽象，學生學習理解比較困難，學習興趣不高。例如在教材中，云計算相關(guān)的大量概念均通過大段文字進行描述，通過課堂學習，學生往往只能停留在識記階段，而無法真正掌握這些重要概念的核心含義，導(dǎo)致在實踐過程中難以快速應(yīng)用相關(guān)知識。

2.2 案例實踐課占比少，且針對性不強

原有案例實踐課課時占比較少，學生的實踐能力得不到充分鍛煉，也難以幫助學生加深對理論知識的理解。此外，現(xiàn)有案例設(shè)計缺乏針對性，尤其是考慮到學生存在學習基礎(chǔ)不同、就業(yè)取向多樣的現(xiàn)狀，難以滿足不同學生實踐能力培養(yǎng)的需求。

2.3 融入思政元素少

原有課程方案中融入的思政成分較少，并未在云計算講授過程中找準思政元素的切入點，難以完全滿足立德樹人的課程目標[3]。

2.4 考核方式單一

原有課程采用“平時表現(xiàn)+閉卷考試”的傳統(tǒng)考核方式。然而作者在長期教學過程中發(fā)現(xiàn)，考試成績不能完全體現(xiàn)學生的能力水平，也不能達到對學生知識、能力、思維、素養(yǎng)全方位考核的目標。

綜上，為克服學生因理論枯燥而畏難的心理并提高學習興趣，為提高學生實踐能力，為實現(xiàn)全方位考核的目標，為培養(yǎng)學生愛國主義、工匠精神從而實現(xiàn)立德樹人的根本任務(wù)，云計算課程的教學改革主要從課程目標、講授方法、案例實踐、課程思政、多元考核5個環(huán)節(jié)進行實踐。

3? 教學改革實踐

3.1 課程目標

云計算課程本身具有較強的理論性、實踐性和應(yīng)用性，是學生參加諸如ACM、“藍橋杯”等多項科技競賽乃至就業(yè)所必須掌握的多項關(guān)鍵技能。通過本課程的學習，學生能夠掌握云計算的內(nèi)涵、云計算的技術(shù)架構(gòu)和云計算的相關(guān)應(yīng)用，熟練使用Linux系統(tǒng)操作、網(wǎng)絡(luò)配置、環(huán)境變量配置、MapReduce大數(shù)據(jù)架構(gòu)等計算機常規(guī)技能，運用所學知識解決實際工程問題。同時形成以愛國主義為核心的正確價值觀和良好的思想品德。

3.2 講授方法

云計算課程理論性強，學生不好理解的問題，本人提出并實踐了兩種方法：體驗式教學和關(guān)鍵詞分析法[4]。體驗式教學是在遇到晦澀的名詞時，教師首先去列舉實際案例，讓學生先體驗，如表1所示，比如在講解云存儲的概念，先讓大家回想下自己對百度網(wǎng)盤的使用情況，百度網(wǎng)盤就是一種云存儲的形式。學生體驗到這個名詞的實際意義后，然后再講解云存儲這個名詞，再通過后續(xù)實踐課的加深理解，形成良性互動。

在云計算課程中，部分重要概念的定義為純語言性描述，對學生而言較為枯燥，關(guān)鍵詞分析法恰好適用于這類純語言性描述概念的講解。對于語言描述較多的復(fù)雜概念，學生往往采取一種“偷懶”式的學習方法，只顧用筆在大段的文字下方做標記，而并未實際掌握概念的內(nèi)涵。在課堂討論中，教師應(yīng)鼓勵學生用最精煉的關(guān)鍵詞來概括重要概念的特性，并加以引導(dǎo)、啟發(fā)，如此迭代循環(huán)，直至學生找到最為精煉、恰當?shù)年P(guān)鍵詞。這一過程可以幫助學生在適當?shù)囊龑?dǎo)下對復(fù)雜概念進行自發(fā)的挖掘和內(nèi)化，往往能更好地理解重要概念的內(nèi)涵。上述過程可由圖1表示。例如講解云存儲這個名詞時，如圖2所示，運用關(guān)鍵詞分析法將云存儲最初的純語言性描述通過學生討論和引導(dǎo)概括不斷迭代形成最后幾個關(guān)鍵詞，使學生易于掌握該名詞。

3.3 案例實踐

原有課程中案例實踐課時占比為10%，作者將其提高至25%以給予學生更多的實踐機會。針對實踐課案例針對性不強的問題，重新設(shè)計了如表2所示的實踐課案例。針對學生學習基礎(chǔ)不同、就業(yè)取向多樣的現(xiàn)狀，將實踐案例分為基礎(chǔ)層和進階層，以滿足不同學生實踐能力培養(yǎng)的需求。表2中，1-4為基礎(chǔ)實踐，5-7進階實踐?；A(chǔ)實踐旨在提高學生對云計算這門課程中核心概念的理解，如云平臺、虛擬化、分布式文件系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)架構(gòu)等，同時也加強對Linux系統(tǒng)操作、網(wǎng)絡(luò)配置、環(huán)境變量配置、MapReduce大數(shù)據(jù)架構(gòu)等計算機常規(guī)技能的熟練使用，理論與實踐相結(jié)合，提高學生的興趣與多種能力[5]。進階實踐則為了提高學生對云數(shù)據(jù)庫、代碼規(guī)范、Spark大數(shù)據(jù)架構(gòu)的深入理解，更加與目前大型互聯(lián)網(wǎng)公司的技術(shù)點相契合，為以后的工作能力打下堅實的基礎(chǔ)。

3.4 課程思政

云計算課程的講授過程中要找準思政元素的切入點，在理論與實踐“兩位一體”的知識體系中自然融入課程思政。為此，思政元素融入方案，選取緊跟時事且與學生日常生活息息相關(guān)的案例作為切入點，將社會主義核心價值觀自然地融入其中。例如在講解云計算的國內(nèi)外現(xiàn)狀時，了解到國外亞馬遜云在全球市場的占比遠高于國內(nèi)阿里云，而且阿里云服務(wù)穩(wěn)定性和安全性也不及亞馬遜云，這使得我國云計算技術(shù)在中美競爭中處于劣勢，引導(dǎo)學生要有技術(shù)落后就會挨打的危機意識，激發(fā)學生的民族自豪感和愛國熱情，樹立強國意識。

4? 教學改革成效分析

通過本次“云計算”教學改革的實踐，學生對云計算的興趣大大提高，學生的出勤率和課堂互動次數(shù)比改革前明顯增加。從案例實踐課開展過程和最終考試結(jié)果來看，學生對理論性概念的理解也顯著加強。通過對“案例實踐課+大作業(yè)”模式的實施，學生更加熟練云計算大數(shù)據(jù)相關(guān)的技能，代碼規(guī)范和寫作規(guī)范較改革前大大提升。此外，學生在大作業(yè)中選擇了十分豐富的技術(shù)路線和研究方案，學生的創(chuàng)造力得到了有效鍛煉，知識面也得到拓展。

5? 結(jié)束語

本文結(jié)合新工科人才培養(yǎng)能力產(chǎn)出導(dǎo)向，構(gòu)建基于體驗式教學和關(guān)鍵詞分析法的教學新模式，在課堂教學中提高學生學習興趣與對理論深入理解的能力；堅持以案例實踐課為導(dǎo)向，教師為引導(dǎo)、學生為主體的原則，強調(diào)學生的自主學習和自由探索能力培養(yǎng)，滿足學生互動、討論、交流與反饋的需求，凸顯對學生創(chuàng)新思維與創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)；在案例實踐課和大作業(yè)中，增加過程化考核方式，實現(xiàn)對學生“知識、能力、思維、素養(yǎng)”全方位培養(yǎng)和考核；同時將愛國主義、科學精神、工匠精神等思政元素有機融入課堂及實踐教學中，激發(fā)學生主動學習專業(yè)知識的內(nèi)在動力，實現(xiàn)專業(yè)能力與德育知識的綜合培養(yǎng)。

參考文獻 ：

[1] 吳愛華，楊秋波，郝杰.以“新工科”建設(shè)引領(lǐng)高等教育創(chuàng)新變革[J].高等工程教育研究，2019（1）：1-7，61.

[2] 李淑艷，楊世釗.“課程思政”與“發(fā)動機原理”專業(yè)課結(jié)合的探索實踐[J].教育教學論壇，2020（5）：210-211.

[3] 王靜.人工智能專業(yè)課程融入思政教育的探索與實踐[J].電腦知識與技術(shù)，2021，17（27）：205-207.

[4] 傅玉青.單片機原理與應(yīng)用新工科示范課程教學改革研究[J].科教文匯（下旬刊），2021（10）：101-103.

[5] 吉曉東，張曉格.基于“課程思政”案例設(shè)計的通信原理教學改革探索[J].信息系統(tǒng)工程，2022（4）：165-168.

【通聯(lián)編輯：聞翔軍】