面向卓越工程师的云计算课程体系建设

张政

摘要：针对新时代下云计算课程体系建设的问题和卓越工程师人才培养计划的特点，提出了应用型本科中云计算课程体系建设和教学方法的改进，实践中取得了不错的成绩。

关键词：卓越工程师；云计算；课程系统；实践教学

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）05-0151-02

1 引言

南阳理工学院在2011年10月19日被教育部正式批准为第二批“卓越工程师教育培养计划”高校，软件工程专业被列为南阳理工学院卓越工程师实施专业之一。我校以“社会需求为导向”，以“改革模式、鼓励创新、回归工程、追求卓越”为指导思想，充分落实教育部卓越工程师计划的各项标准与要求[1]。

云计算是软件学院卓越工程师计划中新加入的核心课程，理论结合实践系统化的介绍云计算的最新技术，是卓越工程师计划中与企业需求最为契合的课程。因此，改进教学方法和手段，针对课程特点制定全面的教学系统将直接影响最终的教学质量。

2 卓越工程师人才特点和云计算学科特点

2.1 卓越工程师人才特点

卓越工程师计划在培养学生专业能力的基础之上更注重培养学生的综合素质和能力，所以基于上述培养目标，南阳理工学院软件软件在选拔卓越班学生的时候设定了严格的考查标准，首要是笔试考试，考试内容主要是英语和高等数学，因为对于程序员来说，阅读国外技术文档的能力和扎实的数学基础是十分重要的。笔试通过后进入面试的学生要通过专业能力和综合素质的考核，达到预定的标准后才能进入卓越班。卓越班的学生具有扎实的外语和专业基础、较强的自学能力、良好的沟通交流能力以及持续学习的韧劲，所以老师在教授卓越班学生时，会有意识的加入课程的拓展内容，同时引导卓越班学生去主动思考课堂内容，课堂上互动频繁，学生积极性较高，教学效果显著。

2.2 云计算学科特点

2.2.1 学科内容整体性

云计算是随着互联网高速发展而产生的新型商业计算模式，融合了分布式计算、并行计算、网格计算等多种传统计算模式的优势，涉及较多的理论知识和实现技术细节。因此在设立云计算学科时，不仅要将传统计算机学科的内容纳入其中，而且还要加入云计算所特有的概念和内容，同时要确定云计算学科的授课目标，构建课程的授课内容，针对云计算学科的特点，将课程重点放到云计算相关技术要点的实现上去。例如，云计算课程中的企业级开源云平台部分除了要求学生去剖析主流云平台OpenStack的实现之外，还要在此基础上定制开发特有的功能。通过这种实践，学生可以很好地把握课程的重点和难点，培养云计算相关技术的动手实践能力，为以后的就业和发展打下扎实的基础[2]。

2.2.2 授课方式开放性

云计算行业飞速发展，技术更新日新月异，为了适应这种特点，云计算教研室全体授课教师需要秉承授课方式开放性的原则，改革云计算课程的授课方式。按照“基础内容+进阶拓展”将课程内容划分为基础内容和拓展内容，基础内容主要包括云计算中成熟的、主流的实现技术点所归纳总结的相关课程内容，目的是帮助学生掌握最基本的理论知识和应用实现技术，保证教学内容的基础稳定；而拓展内容则主要研究云计算行业的最新发展方向，加入了前沿的技术热点和实用案例，这一部分体现了课程的前沿性，为学生未来的就业提供最新的科研、技术支持[3]。

2.2.3 教学目标差异化

高校的培养对象是有差异性的，学生的入学基础和课程接受能力参差不齐。因此为了满足不同层次的教学内容，在云计算课程建设过程中需要将这种差异性纳入建设目标中，针对不同专业、不同层次的培养对象，制定分层次、渐进式的立体化云计算课程内容，包括针对不同层次不同专业学生的教学计划和培养目标。具体实施来说，对于非卓越班学生而言，云计算课程的主要培养目标是掌握云计算的基础概念和理论，熟悉主流的云计算应用平台和应用案例，在此知识之上学习云计算核心技术的特征和发展现状，并且剖析和使用一到几种云计算领域的技术方向，有一定的动手实践能力。针对此类学生，课程的教授内容主要集中在基础理论和概念上，配套简单的实验案例。对于卓越班的学生而言，云计算课程的主要培训目标是深刻理解云计算的基础理论和概念、熟练掌握核心实现技术，并且针对开源云平台做定制开发，促使这类学生提高自己运用云计算技术原理解决实际问题的能力。所以对应的课程应该涵盖基础理论层和技术实践层，配套的案例实验也是综合性比较强的大型开源项目，具有很好的拓展价值[4]。

3 云计算课程体系建设

3.1 构建模块化、梯度化的教学内容

云计算课程涵盖的理论知识点较多，同时需要配合不同的项目案例来支撑理论课程的教学，因此在整个教学过程中，除了要建设一整套系统化的理论教学内容之外，还要设计一套模块化、难度递增的实验课程，辅助理论教学，这样理论结合实践可以很好帮助学生掌握云计算技术原理，提高动手实践的能力。

在课程建设过程中，首先构建理论授课内容，将云计算知识划分不同模块，按照由基础概念、核心技术、完整开源项目这三个层面去设计课程拓扑，在保证学生理解基础理论知识的基础之上，深入的去掌握相关云计算核心技术实现，并配套若干开源项目来提升动手实践的能力。在实验内容的建设中，结合课程中的理论授课部分，遵循实验内容模块化、实验难度梯度化的思路，层次化地构建适用于不同授课对象的实验课程体系。围绕云计算中的企业级开源云平台为实验主线，延伸、提炼出实验案例供学生操作，巩固学生掌握的理论知识，实验内容涵盖了云计算基础环境搭建、分布式存储与计算和云计算应用开发，这些内容之间的耦合度较低，授课老师可以根据学生层次自由组合相关内容，灵活制定课程大纲，具有较好的灵活性和针对性，最终确定了云计算课程拓扑图。

3.2 云计算课程授课方式

云计算是一种新型商业计算模型，涵盖了分布式计算、虚拟化技术、网络运算等概念。因此云计算课程是一门综合性强、技术点多的计算机前言课程，紧跟当今最新的行业动态和技术发展方向，对理论授课的要求很高，同时要想深入理解和掌握这些内容，必须理论结合实践，配套相关案例，才能促使学生更好的理解其理论和概念。

因此，在课堂理论教学之外，云计算课程应将重点放到实践环节的设计上去，设计的主要思路是借鉴当前主流云平台的实现技术要点，将其拆分成与理论课程对应的模块化实验案例，这样就可以由点及面、由浅入深、循序渐进的将云计算的完整知识点串联起来，学生通过这一系列的实践动手操作，对于更加深入的理解技术原理和实现方法有着很大的帮助，通过实验课程的学习，学生可以快速适应企业应用实践的要求[5]。

在具体的云计算课程实验过程中，以项目组为单位将学生划分成若干小组，对应到项目中的不同功能模块和子任务，由于划分的功能模块耦合度相对较低，只需要设计好模块间的接口后，每个小组就可以并发、独立完成开发，在这个实现过程中，既可以锻炼学生独立思考的能力，又能培养学生团队合作的精神。最后，再将这些小组完成的功能模块统一集成到一起，形成一个协同工作的有机整体，这种模式的特点是以项目组为单位来完成案例实验，团队之间协作创新，有效的加快开发的进度，提高实践教学的效果。

4 结论

云计算作为新兴的产业发展趋势，有着极大的发展前景和空间，现如今已成为IT产业重要的技术实现点。为满足企业对于云计算人才的需求，有针对性地开展校企合作，助力高校云计算课程体系建设。本文结合云计算技术的特点，设计了一套适用于高校云计算课程的教学方案，构建了模块化、梯度化的理论授课内容，配套细粒度的实验案例，在实际的教学中有着良好的教学效果。

参考文献：

[1] 刘鹏.云计算（第二版）[M].北京：电子工业出版社， 2011.

[2] 高校云计算教学初探[J].洛阳理工学院学报（自然科学版）， 2011， 21（3）： 84～87.

[3] 刘丽梅，韩江.卓越工程师人才培养的研究[J].前沿，2012（12）：183-184.

[4] 林健.“卓越工程师培养计划”学校工作方案研究[J].高等教育研究，2010（10）：30-36.

[5] 推动云计算教学激发人才创新活力[EB/OL].http：//www.cnetnews.com.cn/2014/0422/3018185.shtml， 2014-4.