云计算课程教学模式探索与实践

王勃 李华昱 董玉坤 张俊三 孙亚伟

摘  要：云计算作为第四次工业革命的标志，引爆了产业界的“云爆发”模式，这为高等院校提出了人才培养的新要求。中国石油大学（华东）计算机科学与技术学院开设的云计算技术与应用课程，以“亚马逊AWS-中国石油大学云创学院”为合作基础进行了课程建设，在新工科与新基建背景下，尝试了一条IT人才培养的产学研合作之道。

关键词：云计算;产学研合作;新工科建设

中图分类号：G642       文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2021）28-0122-04

Abstract： Cloud computing， as the symbol of the fourth industrial revolution， has exploded the cloud eruption mode in the industry. The need of industry must be fitted for by the employees who would be educated from universities. An industry academy research（IAR） project is under progressing in the college of computer science and technology， China University of Petroleum with Amazon Connect Technology（Beijing） Co.， Ltd.（"AWS"）， aiming at a "Cloud Innovation School" to develop a course system using AWS cloud services， a strategy of educating students for industry， as well as exploring a practical approach of IAR cooperation under the background of emerging engineering education（3E）.

Keywords： cloud computing; industry academy research; emerging engineering education

2012年，中国信息通信研究院发布《云计算白皮书》，对云计算的发展趋势进行了肯定。从此，国内高校纷纷开设云计算相关课程。依照新工科建设的思路，中国石油大学（华东）计算机科学与技术学院结合亚马逊（AWS）全球领先的云计算技术和资源，进行了云计算课程体系的建设。其中，AWS云计算课程体系包括建设采用AWS云技术讲解的云计算课程和改造相关课程加入AWS云技术，这也是新工科[1]在课程建设方面的两条重要思路。

在过去的三年中，AWS Educate Program（教育计划）构成了中国石油大学（华东）计算机科学与技术学院开设的云计算技术与应用课程的主要建设内容。中国石油大学（华东）与亚马逊AWS产学合作共建的“云创学院”，也经历了一年多的运行，在新工科与新基建背景下，探索了一条IT人才培养的产学研合作之道。

一、课程内容建设

从知识体系结构上来讲，云计算理论是分布式计算、网格计算的发展形式。从商业模式上来讲，云计算理论是效用计算、网络计算的发展形式。中国石油大学（华东）计算机科学与技术学院开设的云计算技术与应用课程，课程内容沿袭了分布式计算体系结构的知识体系，把云计算的基本知识融合在了分布式并行计算、分布式存储、分布式数据库的系统脉络中。

中国石油大学（华东）计算机科学与技术学院开设的云计算技术与应用课程，授课对象为计算机科学与技术专业、软件工程专业、物联网工程专业通信工程专业，开课时间为第5学期。经过三年多的培育，云计算技术与应用课程内容从理论和实践两部分，逐渐融合成为一个相辅相成的完整的体系。

（一）云计算的三个基本服务模式（IaaS/PaaS/SaaS）

该知识点出现在第一章（云计算基本概念），但从全部的授课内容来看，又与后续的各章节相呼应，即：

第二章：谷歌云技术（PaaS）;

第三章：亚马逊云技术（IaaS）;

第四章：微软云技术（PaaS和CaaS）;

第五章：Hadoop开源云平台（PaaS）;

第六章：OpenStack开源云计算技术（IaaS）。

从全球云计算市场[2]来看，SaaS几乎是IaaS的市场规模的两倍，但是随着中国新基建等政策的影响，2019年中国公有云IaaS市场规模较2018年增长了67.4%，而且预计将会持续攀高。

从云计算技术成熟度来看，至2010年，以虚拟化技术为代表的，基于传统技术栈的构建方式，已逐渐被以容器、微服务和DevOps为代表的云原生技术所更新。因此，在第四章的授课内容中，加入了以云原生为主要内容的CaaS的云计算新服务模式。

（二）云安全技术

云安全的四个层次，即保密性、完整性、真实性、可用性，分别对应于加密、哈希加密、非对称加密、基于云的安全组等基本云安全机制，在AWS实验中各有体现：

实验1：部署虚拟机EC2实例（加密、私钥机制）;

实验2：AWS资源间的访问（非对称加密机制以及IAM授权机制）;

实验3：AWS的VPC服务（基于云的安全组机制）;

实验4：分布式對象存储（加密和非对称加密）;