基于行业的新一代信息技术职业技能训练框架构建探索——以云计算技术为例

梁 朝

（江西财经职业学院，江西 九江 332000)

我国已经进入了以新一代信息技术为主导的数字经济时代。在各行业中，新一代信息技术融入和应用越来越广泛，作为信息化建设的重要支撑和基础，新一代信息技术人才在培养方面也存在相应问题，具体表现在以下几个方面：第一，传统的课程体系不能满足信息化技术发展对人才的需求；第二，在课程内容设计、实践项目开发等方面不能满足行业实际需求；第三，教师队伍建设不能适应信息化技术发展对教师素质的要求。

因此，需要按照不同行业特点和岗位需求制定培训内容方案。首先，要根据行业对信息技术人才的专业知识与能力要求设计培训内容。最后，要以信息化发展趋势为背景开展学生培训工作，促进学生队伍适应信息化技术发展的需要。

1 新一代信息技术需求与背景分析

1.1 新一代信息技术特点及主要应用

新一代信息技术包括大数据、云计算、物联网等，它是基于传统的互联网技术和数字技术的重构，以大数据为基础，云计算为支撑，物联网为平台，通过对传统信息资源的收集、处理、存储和分析，对传统资源进行全面优化，提高资源的利用率，创造新的价值。

其主要特点包括：数据来源更加广泛；数据类型更加丰富；数据处理更加复杂；数据处理过程更加动态；数据存储方式更加多样等。新一代信息技术应用非常广泛，从金融到医疗到教育到政府管理再到工业制造等多个行业均涉及其应用，并在实际生产生活中得到广泛应用。

1.2 行业需求及对人才能力的要求

信息技术行业具有发展快、应用广、涉及面广等特点，随着我国信息化进程的深入，信息技术行业对专业人才的需求也日趋多样化，涵盖了工业信息化、教育信息化以及其他各领域。当前信息技术行业的需求和发展都与以往不同，主要体现在以下几个方面：1) 行业间分工细化，传统的岗位职责不断被打破，同时对岗位的要求也越来越高；2) 新技术应用速度加快，这不仅体现在业务领域，而且体现在组织管理领域；3) 产业融合度加深，产业链不断向上下游延伸，产业边界不断模糊；4) 信息技术的应用对安全保障提出了更高要求。 上述新情况新需求对人才提出了更高的要求。

1.3 高校人才培养现状及挑战

近年来，随着科技的迅猛发展，信息技术正向着多元化、融合化、智能化发展。从行业层面看，信息技术产业涵盖了软件、硬件、集成电路、网络通信等多个领域，是推动社会进步的核心引擎之一。在信息技术产业快速发展的大背景下，高校作为人才培养的主阵地，如何从行业层面出发优化学科专业体系成为亟待解决的问题。 随着人工智能、大数据和云计算等新一代信息技术的蓬勃发展，“人工智能+”“5G+”“物联网+”等新模式层出不穷，给高校人才培养带来了新挑战。高校传统人才培养体系存在课程体系滞后于行业发展、知识结构单一、学习内容单调等问题。为了更好地培养新一代信息技术行业高素质技能人才，以本校现有的新一代信息技术——云计算为例，探索相关的技能训练框架，让学生更好地适应行业需求。

2 云计算技术简介

云计算的概念是由谷歌公司于2006年提出的，它是由分布式计算、网格计算、并行计算等技术融合与发展而来的一种新的计算模型，它将计算任务分布在由大量计算机组成的资源池中，使用户能够按需获取计算力、存储空间和信息服务。云计算被称为继PC、互联网之后的第三次革新浪潮。从本质上讲，云计算通过对计算资源的虚拟化、组织、分配和使用，实现了池化资源的合理配置，避免了计算过程的资源重复和浪费，从而提高计算资源的利用率[2]。

它在世界范围内得到了广泛的应用，一方面是计算机技术的革新，市场规律的要求，数据密集型计算技术的扩展，另一方面也是网络功能不断丰富的必然趋势。它作为一种新的运行模式，或者说是一种新的信息服务概念，它的发展正逐步走向成熟。

3 云计算技能训练框架

3.1 云计算技能知识体系

随着云计算逐渐从IaaS 向PaaS 和SaaS 转换，云计算的技术生态也在不断发展和完善，云计算自身的功能边界也在不断得到拓展，相信在产业互联网阶段，云计算将进一步深入到产业领域，打造出更多基于行业的“全栈云”。将云计算环境下应用型人才培养中所涉及的专业知识体系进行总结，如图1所示：

图1 云计算专业知识体系框架

从技术体系结构上来看，云计算涉及虚拟化技术(KVM、Xen) 、分布式文件系统、信息安全、资源管理等诸多部分。

虚拟化技术：虚拟化是一种资源管理技术，它将计算机的各种实体资源(CPU、内存、存储、网络等）予以抽象和转化出来，并提供分割、重新组合，以达到最大化利用物理资源的目的。这里以服务器和网络为例。传统物理机模式，服务器资源利用率普遍较低，且无法共享，由此衍生出各种问题，而虚拟化技术解决了服务器硬件与操作系统之间紧耦合关系，从而能够进行礼物资源共享，复用等操作。传统网络架构在物理服务器计算模式场景中，服务器之间的数据传输需要依赖于物理网络设备而在虚拟化场景中，云主机之间数据传输通过虚拟化网络设备进行实现，更灵活，效率更高。

分布式数据存储技术：通过将数据存储在不同的物理设备中， 能实现动态负载均衡、故障节点自动接管、具有高可靠性，高可用性、高可扩展、无单点故障问题。

资源管理技术：云计算需要对分布的、海量的数据进行分析和处理，因此，资源管理技术必须能够高效地管理大量的数据[3]。

云计算环境下，学生需要具备以下能力：

1) 网络架构设计能力，包括数据的传输、存储等基本网络功能，并对网络的安全进行管理。学生需要具备根据需求构建简单、易部署的云服务器并管理云服务器的能力。同时，学生还需要具备在设备、系统层面上构建网络、数据传输等相关流程并对相关流程进行控制的能力。

2) 数据处理能力，包括对海量数据的处理和对数据进行分析整理，并利用这些数据进行决策。学生需要具备对海量数据进行分析、整理、存储的能力，以及在分析结果中发现问题和提出改进方案并执行的能力。

3) 系统规划能力，包括根据应用需求以及计算资源所能承载的任务量规划计算资源并进行管理。学生需要具备对计算资源及管理任务进行规划并实现的能力，以有效应对移动云计算环境下任务量增多导致的计算需求增大现象。

4) 智能处理能力，包括根据不同需求和用户习惯构建不同类型云服务器，通过对计算任务进行调度以及实现各种用户界面和应用，以应对用户使用云服务器的习惯。同时，学生还需要具备根据不同业务需求灵活分配计算任务资源，以有效应对业务需求变化导致的计算任务变化现象。

5) 物联网应用能力，包括如何应用云计算技术处理大规模物联网设备所产生的数据并对物联网设备进行管理。学生需要具备将物联网中收集到的数据信息进行分析、加工并展示给用户的能力。

如果要想形成一个相对比较完整的知识结构，除了上述技能之外，还需要掌握操作系统(Linux) 体系结构、基础服务搭建、系统管理、数据库、运维监控、脚本编程，以及分布式网络等知识。所以云计算技术的学习是一个漫长的过程。学习云计算技术，除了要具备一定的技术基础之外，还需要对云计算技术体系结构有一个整体上的认知能力，而且要紧跟技术发展趋势和行业应用需求来调整自己的研究方向，比如当前最火热的软件Chatgpt、Notion等。未来，云计算作为人工智能技术的重要支撑平台，必然会发挥出越来越大的作用。

3.2 技能训练方案

本平台采用了“任务驱动”设计思路，结合云计算技术，为用户设计了一整套较为完整的技能训练方案。该方案使用户可以按照实际操作任务要求进行学习，从而获得更好的技能训练效果。该方案中采用了多种辅助资源，如视频、音频、图片等各种类型的资源以及练习题、试题、进度条等各种类型的数据，并由系统自动对任务和目标进行计算后返回给用户。

例如：某企业计划搭建私有云平台，以实现资源的池化弹性管理、企业应用的集中管理、统一安全认证和授权管理。按照给出的云平台架构进行IaaS、PaaS、大数据系统部署及运维管理，并进行云存储开发、大数据分析应用开发和微信小程序开发，请设计相关布局。

以IaaS云计算基础架构平台为例，通过分析绘制该项目的流程图，如图2所示。

图2 项目实施的流程图

根据需求分析我们可以按照以下几个步骤来进行：

1) 基础配置

关闭防火墙和安全内核(SElinux) ，使得2 台服务器之间能够顺利通信；注：在云主机中默认SElinux和防火墙都是关闭的，如果使用虚拟机，就需要完成该步骤。

根据需求进行前期准备与节点规划，这里可以采用双节点搭建，一个节点为controller 控制节点，另一个为computer计算节点，并规划好对应的IP地址。此平台搭建所需要的环境和软件如下所示：

使用镜像文件CentOS-7-x86_64-DVD-1908.iso进行操作系统安装。安装前需要对虚拟机 VMware Workstation Pro 15 进行环境配置，例如：开启VT 虚拟化，配置相应网卡信息等。

使用搭建的远程连接工具：finalshell

搭建方式：采用双节点搭建，一个节点为controller 控制节点，另一个为computer 计算节点，Controller节点运行在服务端，Computer节点运行在客户端。

节点网络规划如表1所示：

表1 节点网络规划

通过finalshell 远程连接工具连接controller 节点和computer 节点，即控制节点和计算节点，并分别配置2 台主机的IP 地址和主机名。将网络获取方式改为static 模式，并重启网络服务器(systemctl restart ens**) ，检查网络是否畅通。

2) 配置yum源

通过finalshell 软件上传镜像文件，并配置相应的Yum 源。Controller 节点的本地yum 源文件为local_cont.repo，配置ftp相关服务，使配置根目录指向存放local_cont.repo的路径；Computer节点的yum源文件为local_com.repo，此时使用Controller 节点ftp 服务作为本地yum源。

yum源的配置过程如下图3所示：

图3 yum源的配置过程

配置ftp服务，并设置为开机启动。

3) 在节点上创建一个空分区

在compute 节点上进行空白分区的划分cinder 存储和swift存储。

4) 安装iaas-xiandian(conputer、controller)

当2 台服务器都配置完毕以后，通过本地镜像文件来安装私有云服务，安装命令如下：yum install -y iaas-xiandian，并修改相应的配置文件。

5) 脚本安装

通过脚本安装各个组件服务（数据库服务、keystone服务、glance服务、nova服务等）。

3.3 评价机制与管理

在应用型人才培养中，对学生学习效果的评价也是人才培养目标能否实现的关键。为了提高应用型人才培养质量，需要建立起一套完善的评价机制和管理机制。

目前，云计算环境下的教学模式改革取得了一定成效，但也面临一些问题。例如：如何提升教师水平是问题之一。虽然在云计算环境下，教师可以利用云平台建立自己的教学空间，但是由于时间、空间等方面因素限制，教师在云平台上开展教学活动很难达到实时互动、远程监控、移动学习等效果。同时，学生由于缺乏专业老师的指导，很难针对云平台开展相关课程[4]。另外，由于目前我国尚未出台针对云计算环境下应用型人才培养方案及教学模式改革的相关政策和标准，因此缺乏具体指导意见和评价标准，这也给教师开展相关工作带来了一定的难度。针对这些问题，可以通过以下措施进行解决：

1) 加强校企合作。校企合作是高校推进应用型人才培养改革的有效途径。通过校企合作实现专业共建、课程共通、教材共编、实践基地共享、教学资源共用等资源建设方式，建立校企合作育人平台，以校企双方优势互补、互惠互利为原则，在教育教学中培养企业需要的人才。

2) 改革教学方式方法。云计算环境下的应用型人才培养模式改革不是一种简单的教学手段改变和教学方式升级，而是一个综合性、系统性、创新性工程，是一个系统工程。因此，必须建立起一套完整的评价体系和管理机制来进行监督管理。

4 结束语

云计算环境下，利用现有的教学资源，优化课程结构，结合移动互联网、物联网、云计算、大数据等新一代信息技术[5]，采用灵活有效的教学方法和手段，建立基于移动云计算环境的应用型人才培养方案及教学模式改革方案，创新了云计算环境下的应用型人才培养模式。以云平台为基础的技术应用型人才培养新模式能够较好地满足学生多元化学习需求，具有较强的实用性。为了更好地解决在云计算环境下教学效果评估、教学反馈和教学质量控制等问题，提出了相应的解决方案。虽然基于云计算的人才培养模式与传统的应用型人才培养模式存在一定的差异，但本研究提出的方案能够较好地解决高校在云计算环境下应用型人才培养所面临的问题。在未来，将进一步研究如何利用现代信息技术与教育深度融合进行应用型人才培养改革。