案例教学法在云计算课程中的应用

李秀梅 郑广海 聂冰

摘 要 针对云计算课程的特点和学生在云计算学习过程中存在的问题，探索云计算教学方法。引入案例教学模式，根据五年制双专业培养模式的特点，将双专业知识点跨接交叉融合的案例引入云计算教学中，引导学生找到两个专业的交叉点，激发学生学习云计算的兴趣，同时培养学生学习两个专业课程的创新思路和创新能力。充分调动学生学习的积极性和主动性，努力做到理论学习和实践教学有机融合，有效地提高学生分析和解决实际问题的能力。

关键词 云计算；案例教学；创新能力；实践教学

中图分类号：G642.3 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）23-0080-03

Abstract Regarding to the characteristics of cloud computing coursesand students meeting questions， this article tends to introduce the cloud computing teaching method， to introduce case teaching accor-ding to the characteristics of dual-professional training model in the five-year， and to bring cross-convergence cases of the dual majors into cloud computing teaching. Students are guided to find professio-nal intersections， students interest is stimulated during cloud compu-ting learning， and students creative and innovation ability is culti-vated within double courses， finally， the enthusiasm and initiative is fully mobilized. The aim tries to achieve an organic integration of theoretical learning and practical teaching， and to improve students ability to analyze and solve practical problems effectively.

Key words cloud computing； case teaching； innovation ability； prac-tical teaching

1 引言

当前，随着云计算技术的迅速发展，关于云的应用也越来越多地出现在各行各业。云计算是一种为用户提供按需使用共享资源的IT服务模式，可共享的IT资源包括计算资源、存储资源、网络资源、软件系统、Web服务等，都被作为一种普通用品租给用户，用户也可以按需租用，同时可以按照最小的管理成本或信息交互成本租用，且在使用过程中也可以根据自己的需求快速配置或释放[1]各种租用的IT资源。例如：各种云存储使得用户可以随时将自己的各种资料上传到云上，也可以随时从云端下载；云提供商也外租基础设施或基于平台的服务；组织可以通过在租赁来的IT资源上部署或发布各种应用，或搭建公有云平台或私有云平台。总之，云计算这种模型可以实现随时随地、便捷、按需地从可配置计算资源池中获取所需资源，并可快速供给和释放，扩展性强，从而提高IT资源的利用率。

最近几年，各大高校计算机专业人士对云计算也展开了深入研究[2]，而且有的高校包括一些职业学校开设了云计算的相关课程，大连交通大学也在近几年的教学培养计划方案中将本课程纳入其中。云计算课程的教学目的是使学生学习当前云计算技术的基本概念、基本模型和基本架构，研究如何利用互联网络设备实施云架构、推动云计算发展的各种支撑技术、云计算各种机制、云计算基本架构和高级架构、云安全技术以及云交付模型等技术。云计算课程是一门专业性强的实用性课程。

而且云计算课程具有较强的实践性特点，不但需要多门计算机基础课程支撑，还要求学生具有一定的计算机动手能力。在以往的教学过程中，常有学生反映说：“云计算不容易理解，云计算课程里面包含的技术较多，不容易掌握。”為了解决这些矛盾，让学生更好地理解云计算基本概念、理论，并初步掌握云计算的相关技术，本文对云计算课程教学方法进行探索，针对大连交通大学双专业的学生，在教学课程中引入双专业知识交叉融合的案例教学法，让学生以自己熟悉的专业课程作为切入点，引出云计算的相关理论、概念、技术。这样做更容易调动学生学习的热情和兴趣，让学生了解云计算的主要研究热点与应用领域，认清云计算的发展趋势和前景，也可以根据自身兴趣和特长提前规划自己的就业方向。

2 案例教学的重要性

自从开设云计算课程以来，云计算课程教学经历了尝试、摸索、探究的过程[3]，目前大多数课程都是采用传统的、以教师为主的填鸭式教学方式，理论性和抽象的概念导致学生在学习过程中的兴趣不高，积极性不强，而且和实践教学存在不同程度的脱节。因此，云计算教学已经从最初的理论教学转变成以案例教学为切入点，实践教学相辅助，引出新的理论知识的教学模式。通过案例分析可以帮助学生加深印象，并且通过案例介绍，让学生仿佛身临其境，置身于项目中体会某些难懂、晦涩、抽象的概念和理论模型在实际中是如何应用的，从而激发学生的学习兴趣和学习热情；最后采用上机实践操作辅助手段，让学生将理论和实践相联系，在实践中进一步理解和消化所学理论知识，增强学生的动手能力。如在云计算的具体实践操作中，通过基于Apache Hadoop等开源工具的相关实验，让学生亲身体验云计算各种机制和某些云计算架构的应用及实现，切身体会云计算中所学的相关理论知识。

本文所谓的案例教学，就是在教学过程中结合云计算应用案例，从案例的系统设计、实现、应用几个方面按照软件体系架构的思路为学生介绍，让学生从设计者和使用者的角度去理解涉及的云计算相关技术，随后在案例分析的基础上引入云计算基本理论概念和基础知识，让学生形象地理解云计算的相关概念和模型。基于案例的教学，以学生为主体，通过问号式、小组讨论式的教学代替传统的填鸭式教学，有助于提高学生对于实际项目的分析能力和团队合作沟通能力，对培养学生分析、解决问题的能力大有助益。案例教学具体环节如图1所示。

3 案例教学的步骤

如何选择案例 在案例教学中，对不同双专业的学生，选择什么样的案例合适，这是任课教师值得思考的问题，也是一个很关键的问题。首先要难度适中，其次是所选案例和授课班级学生的专业要相关，最后要考虑所选案例针对的云计算理论知识点。所以，案例的筛选对任课教师的业务能力也是一个考验，任课教师不仅要具备一定的云计算理论知识，还要具备一定的计算机实践经验。只有这样，任课教师才能在云计算应用的不同领域筛选学生比较熟悉的案例，取得案例教学实施的目的；否则，学生需要花费大量的时间和精力去了解这些晦涩抽象的基本的理论概念，也不一定能取得好的学习效果。因此，探索案例教学，不但要帮助学生加深理解，而且要减轻学生学习负担。

为了发挥办学优势，有些学院实行“传统专业+软件工程”的五年制双专业复合型人才培养模式的探索和实践，如日语专业+软件工程、机械专业+软件工程等。那么当给这种具有双专业的学生授课时，案例选择可以更多地考虑学生已经熟悉的另一个专业，尽量做到选择传统专业和软件专业知识点跨接交叉融合的案例，使得学生从已经熟悉的领域出发，引入新领域的知识，使得新领域的知识更容易理解和掌握，同时培养学生学习两个专业课程的创新思路和创新能力。例如：对于交通专业+软件专业，可以选择“基于云计算的高速公路建设信息化平台构建与研究”；对于会计专业+软件专业，可以选择“基于云计算的企业会计信息化应用”；对于其他相关专业，也可以选择云计算在物流配送上的应用或云计算在学生管理系统上的应用。

实施步骤 案例选择好后，在具体教学过程中，授课教师采用问号式、讨论式的方式引导学生熟悉案例[4]，从而抛出云计算中新的理论知识点，收到最佳的教学效果。

首先，在新的知識点授课开始，就按照软件工程的思路介绍案例的应用背景、案例构成的全貌，让学生从他们熟悉的专业领域中窥探到云计算应用情况、传统专业和云计算的融合交叉点，激起学生的学习兴趣和热情，使得云计算的某些抽象、晦涩的概念和理论知识通过学生熟悉的专业领域切入。

第二步，通过教师介绍，小组讨论方式熟悉案例后，教师再有步骤地引出和本案例相关的某些云计算理论知识。在这个过程中，学生从熟悉的传统专业和云计算的融合交叉点理解云计算的概念和理论模型，使得某些抽象的概念更容易理解。

第三步，云计算的相关理论知识课堂教学之后，相应的上机实践课要紧跟着，让学生以小组的形式分配到基本的云架构或云机制相关的任务，引导学生从软件工程的逻辑出发，通过分析任务，能够理解软件系统的设计思路和基本原理，并能够运用相应原理采用科学方法解决具体问题，然后上机动手实现。在这个过程中，以学生为主体，训练学生分析解决问题的思维能力和小组成员之间分工协作沟通能力，同时锻炼动手实践能力。

此外，学生在这个过程中可以进一步加深对理论知识的理解。这是一个从传统的理论填鸭式的教学活动到以学生为主体的互动式教学的转变。这种互动式教学法中，不但教师重视学生的动手实践能力，有机会深入了解学生对所学知识的实施能力和团队合作能力，而且学生学习积极性从以考试成绩为动力转变成以兴趣为动力。所以案例教学法是从学生视角看问题，以学生为主体，教学的目标是聚焦学生的能力培养和学习所得。

第四步，在云计算课程理论知识教学完毕后，安排一次综合性的实训。在实施过程中，学生可以分组完成一个自选案例，整个项目实现过程中需要能够根据复杂软件工程问题的需求确定基本思路和方案，能够通过系统综合评价得到合理有效的开发方案，包括从系统开发中呈现资料、解释资料或结果，并总结结论及给予建议，形成报告。学生在实训过程中必然会经过互相探究、交流讨论、摸索实现的历程，从而锻炼团队合作能力、思维训练能力、动手实践能力、创新能力，所以说实践教学是培养学生综合能力的重要途径。此外，通过这次实训活动，不但可以考查学生是否具备解决问题的综合能力，而且是对师资与教育资源是否满足学生学习效果的一种检验，以此作为后续课程教学的改进依据。

第五步，考核方式以作业、文献综述、随堂测试、上机实践、期末考试等相结合，各项占比如表1所示。将这几部分考核结果汇总为一个学生对云计算知识的掌握程度的考核成绩，从不同的侧面考查学生对这门课的学习效果和学习所得。

4 案例教学的主体

教师角色 在传统教学过程中，知识的传播是单向的，以教师为主体，而不是以学生为主体。教师在课堂上是“独唱”，采用灌输式或填鸭式的教学方式，只是单纯地完成知识的搬运、传输和转移的过程。而学生的学习方式也是为了应付考试，单纯地死记硬背现成结论，甚至有些学生直接记诵习题的标准答案。这种学习活动导致学生难以感受学习的快乐与兴趣，学习成为一种味同嚼蜡的索然无味的被迫活动。

案例教学法起源于1920年代[5]，采用问号式、讨论式教学环节，教师不仅是单纯传授理论知识，还是整个教学活动的引导者，掌握教学进度，启发学生思考，发展他们的交往和表达能力，开展讨论和交流，培养他们的团队合作能力，鼓励他们自己动手，随时进行必要的指导、归纳、总结，并在实训环节进行必要的指导。

通过基于案例教学法过程中采用问号式、讨论式教学手段和多种课堂教学环节相结合，调动学生学习的兴趣和积极性，实现从被动学习到主动学习的转变。这是因为在案例教学中，通过问号式和讨论式教学，使得学生的注意力跟随讨论热点不断转移，始终维持在课堂活动中。

在教学过程中，教师不是主体，而围绕学生主体的领航者，因为教师需要从众多领域应用案例中筛选出合适的案例，掌控课堂知识的讲授安排和学生案例分析过程。这个过程也对相关授课教师的业务能力和实践经验提出一定的要求。

在案例选择阶段，由于要为不同双专业的学生筛选案例，因此，授课教师尽可能地选择融合软件专业和传统专业两个交叉学科的案例。这么做会使得学生以熟悉的专业知识作为切入点，然后教师引出云计算领域中新的理论知识概念和架构，使得学生更容易上手，不至于望而生畏，能促进学生对云计算课程中晦涩概念和理论的理解。因为所选案例都来自社会上各个企业的实际应用项目，所以案例教学的最大特点是它的真实性，且跟学生所学的第一专业课程密切相关，利用已经熟悉的领域切入新的理论知识领域，给人以毫无违和感，更有助于学生对新理论知识的学习和理解。

学生角色 由于案例教学具有实践性特征，强调以学生为主体地位，表现形式是以学生所得为聚焦点，而不是以教学活动、教学措施和教学方法为中心，因此，案例教学法需要为学生自主性的发挥创造合适的学习情境。在案例呈现和分析讨论中，学生自主拓展原有的知识经验，在新旧知识的融合交叉点处学习新领域的理论概念和基础知识。教师能够以案例中呈现出的新领域知识点作为切入点，拋砖引玉，从而引导学生自主从原有知识迁移到新领域的理论知识，最终达到吸收新领域知识的目标。

在具体实训环境中，学生以小组形式，通过团队合作、协调分工、沟通交流的环节，明确需要完成的任务。在任务的驱动下，促使学生能够基于已学的相关背景知识进行合理分析，包括利用原理性知识进行自主分析、自主设计、自主测试分析；能够使用恰当的工具和技术对软件体系架构和设计模式进行选择，并完成软件设计，在这个过程中锻炼学生综合应用理论知识到实践的能力。

5 结语

将案例教学法应用到云计算课程教学中，学生的学习兴趣和积极性普遍提高，不但了解到云计算在传统专业中的应用现状和前景，而且对课本上理论知识的理解更加透彻，通过实训环节的训练，懂得如何将理论知识和实践相结合。以学生所得为考核聚焦点，以学生为完成主体的教学方式，是案例教学法的目标。

参考文献

[1]Armbrust M， Fox A， Griffith R， et al. A View of Cloud Computing[J].Communications of the ACM，2010，53（6）：50-58.

[2]Patil P， Kulkarni G， Dongare A. CLOUD COMPUTING ANOVERVIEW[J].International Journal of Modem Enginee-ring Research，2012，2（2）：380-382.

[3]张家贵，罗龙涛.基于云计算理念构建数字化教学资源平台[J].现代教育技术，2011（3）：100-102.

[4]牛一捷，杨鑫华，李雪梅，等.案例教学法在五年制双专业数据库课程的应用[J].中国电力教育，2012（22）：54-55.

[5]梁淑红，荀振芳.基于项目的学习在大学教学中的应用优势及策略[J].中国电力教育，2012（35）：25-26.