高校云計(jì)算專業(yè)教學(xué)課程體系建設(shè)的思考范文

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摘要：隨著產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，人才市場(chǎng)需求急劇增長(zhǎng)。為了適應(yīng)這種需求，我國(guó)一些高校逐漸開設(shè)了相關(guān)專業(yè)，但是不同層次的高校在教學(xué)資源、技術(shù)積累、教學(xué)條件等方面都有差異，需要結(jié)合自身?xiàng)l件綜合考慮。本文通過(guò)分析和研究應(yīng)用型人才培養(yǎng)高校的情況，結(jié)合現(xiàn)有云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展情況，提出一種與應(yīng)用型人才培養(yǎng)基本適應(yīng)的高校課程體系建設(shè)的方案和實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的搭建方案，為下一步工作指出努力的方向。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；課程體系；實(shí)踐平臺(tái)

一、云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的人才需求

云計(jì)算產(chǎn)業(yè)是我國(guó)“十三五”時(shí)期規(guī)劃的戰(zhàn)略性重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)之一，黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視云計(jì)算這種新一代信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)，“十二五”末期，我國(guó)云計(jì)算產(chǎn)業(yè)規(guī)模已達(dá)1500億元。根據(jù)2017年4月，工業(yè)與信息化部的《云計(jì)算發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2017-2019年）》的預(yù)計(jì)：2019年，我國(guó)云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的規(guī)模將進(jìn)一步上升到4300億元。為了適應(yīng)人才市場(chǎng)的需求，教育部于2015年了2016年高職院校專業(yè)目錄，首次將“云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用”專業(yè)列入，也從一個(gè)側(cè)面說(shuō)明培養(yǎng)云計(jì)算相關(guān)產(chǎn)業(yè)的專門人才的工作，十分迫切。在高校中積極開設(shè)云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用相關(guān)專業(yè)，進(jìn)行相關(guān)人才培養(yǎng)，不但有較好的市場(chǎng)就業(yè)前景，也與我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，以及新一代信息技術(shù)發(fā)展需要相適應(yīng)。

二、基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的高校云計(jì)算專業(yè)建設(shè)目標(biāo)

高校出于應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)定位的不同，通常以行業(yè)需求為導(dǎo)向來(lái)思考人才培養(yǎng)體系建設(shè)。一般而言，應(yīng)用型人才培養(yǎng)要從能力結(jié)構(gòu)和素質(zhì)結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面下功夫。在能力結(jié)構(gòu)上，應(yīng)用型人才重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的實(shí)踐能力。在素質(zhì)結(jié)構(gòu)上，應(yīng)用型人才更強(qiáng)調(diào)社會(huì)適應(yīng)性和與社會(huì)的共處的服務(wù)能力。在兩個(gè)結(jié)構(gòu)的培養(yǎng)，正好與云計(jì)算的兩種特性相互契合。云計(jì)算本身有兩種特性：它既是一種技術(shù)，又是一種服務(wù)。作為一種技術(shù)，它是眾多計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)的集大成者，是這些被稱為“使能技術(shù)”的共同發(fā)展，促進(jìn)了云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展。這就意味著要培養(yǎng)學(xué)生具備這些技術(shù)能力，才能夠匹配應(yīng)用型人才的能力結(jié)構(gòu)培養(yǎng)需要。另外，作為一種新的服務(wù)模式，云計(jì)算包含了IaaS、PaaS和SaaS三個(gè)層面的服務(wù)框架，需要學(xué)生具備對(duì)應(yīng)的新商業(yè)服務(wù)思維，才能夠匹配應(yīng)用型人才的素質(zhì)結(jié)構(gòu)需要。在教學(xué)實(shí)踐中，國(guó)內(nèi)一些以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的普通高校和高職類院校都紛紛嘗試開設(shè)云計(jì)算專業(yè)，包括信息工程學(xué)院的云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)、成都工業(yè)學(xué)院開設(shè)的移動(dòng)云計(jì)算專業(yè)、蘇州市職業(yè)大學(xué)開設(shè)的云計(jì)算專業(yè)等。電子科技大學(xué)成都學(xué)院采用校企合作的方式，早在2010年就開設(shè)了相關(guān)專業(yè)，并于2014年起創(chuàng)辦了云計(jì)算系。通過(guò)對(duì)這些高校進(jìn)行分析對(duì)比和跟蹤研究表明，應(yīng)用型人才培養(yǎng)高校至少要從課程體系、實(shí)踐平臺(tái)兩個(gè)方面來(lái)共同著力，推進(jìn)云計(jì)算專業(yè)建設(shè)。

三、課程體系建設(shè)

以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的云計(jì)算專業(yè)課程體系，通常可以按照專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課、專業(yè)方向課三個(gè)層次來(lái)進(jìn)行劃分。1.專業(yè)基礎(chǔ)課云計(jì)算作為一種計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合體，在專業(yè)基礎(chǔ)課方面，可以沿襲計(jì)算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)課程來(lái)源。但是為了給后續(xù)專業(yè)核心課和專業(yè)方向課做準(zhǔn)備，應(yīng)該特別開設(shè)云計(jì)算概論和Python程序設(shè)計(jì)兩個(gè)入門課程。2.專業(yè)核心課云計(jì)算技術(shù)涉及面非常廣，包括寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)中心技術(shù)、虛擬機(jī)技術(shù)、MapReduce編程模型等眾多方面。作為云計(jì)算專業(yè)的核心課程，需要體現(xiàn)出云計(jì)算專業(yè)的這些核心技術(shù)。另外，專業(yè)核心課也需要為后續(xù)開設(shè)的專業(yè)方向課起到鋪墊作用。3.專業(yè)方向課應(yīng)用型高校一般很難做到在云計(jì)算技術(shù)的各個(gè)方向都有合適的師資條件和實(shí)驗(yàn)條件。因此，專業(yè)方向課的選取一般需要充分結(jié)合本校已有資源作特別設(shè)計(jì)，同時(shí)兼顧一定的前瞻性。以作者所在的某普通高校為例，該校開設(shè)有計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)和軟件工程兩個(gè)云計(jì)算相關(guān)專業(yè)。經(jīng)過(guò)多年建設(shè)，這兩個(gè)專業(yè)的教學(xué)方向已經(jīng)清晰，教學(xué)資源豐富，實(shí)驗(yàn)設(shè)施設(shè)備完善。因此，開設(shè)云計(jì)算專業(yè)時(shí)，在專業(yè)方向課程的建設(shè)上就可以充分利用現(xiàn)有資源，結(jié)合云計(jì)算專業(yè)特殊性做出選擇。

四、實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)

作為應(yīng)用型人才培養(yǎng)高校而言，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，是必須始終強(qiáng)調(diào)的教學(xué)重點(diǎn)。云計(jì)算專業(yè)本身是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的工科專業(yè)。因此，建立與云計(jì)算專業(yè)相適應(yīng)的實(shí)踐平臺(tái)，是必須要解決的基礎(chǔ)性問(wèn)題。云計(jì)算實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的搭建，涉及云計(jì)算的IaaS、PaaS、SaaS三個(gè)實(shí)踐層次，其中IaaS是三者中涉及因素最多、搭建難度最大的，所以本節(jié)優(yōu)先討論IaaS平臺(tái)的搭建。目前搭建自己的云計(jì)算實(shí)訓(xùn)平臺(tái)方面，一般采用兩種做法，一種是采用開源軟件自主搭建的形式，另一種是校企合作共建方式。下面分別比較其優(yōu)劣：1.采用開源軟件自主搭建平臺(tái)采用開源軟件自主搭建云計(jì)算平臺(tái)，需要考慮開源軟件和硬件設(shè)備。首先是選擇開源軟件。經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)，目前云計(jì)算市場(chǎng)上已經(jīng)有了許多可供自主選擇的開源平臺(tái)。例如，IaaS層開源平臺(tái)就有Eculptus、OpenNubla、OpenStack等可供選擇。早期一般選擇Eculptus平臺(tái)的機(jī)構(gòu)和院校（例如清華大學(xué)的“清華云”）比較多。近年來(lái)，OpenStack版本的快速迭代并日趨成熟，在國(guó)內(nèi)基本形成全面推廣的趨勢(shì)，包括國(guó)家電網(wǎng)（GRID）、中國(guó)移動(dòng)（ChinaMobile）等許多大型機(jī)構(gòu)都采用這種開源軟件成功部署了自己的私有云。所以，在開源軟件的選擇上基本可以確定采用OpenStack。其次，硬件設(shè)備的購(gòu)置，可以根據(jù)高校自身教學(xué)的需要來(lái)適當(dāng)選擇。以O(shè)penStack平臺(tái)為例，它支持“2+X”的形式進(jìn)行配置：其中的“2”表示它可以僅有2臺(tái)必備節(jié)點(diǎn)，一臺(tái)是Controller節(jié)點(diǎn)，一臺(tái)是Compute節(jié)點(diǎn)；“X”是指可以通過(guò)增加多余的其他節(jié)點(diǎn)來(lái)近乎線性地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)平臺(tái)整體性能，這個(gè)“X”可以是Compute節(jié)點(diǎn)、BlockStorage節(jié)點(diǎn)或ObjectStorage節(jié)點(diǎn)。這種類似于搭積木的搭建方式非常友好，允許根據(jù)自身資金情況合理選擇。

綜上可知，選用開源平臺(tái)自主搭建云計(jì)算實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，所需的技術(shù)條件已經(jīng)基本成熟，而且?guī)缀醪划a(chǎn)生軟件費(fèi)用。硬件設(shè)施的購(gòu)買可以根據(jù)高校自身教學(xué)所需進(jìn)行配置，其一般花費(fèi)并不比構(gòu)建其他網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室或計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室高出多少，而且硬件購(gòu)置還支持以線性方式逐漸提升、分批次采購(gòu)。所以，采用自主搭建的方式在經(jīng)費(fèi)投入上相對(duì)較低、可控，與大多數(shù)應(yīng)用型高校的實(shí)際需要比較匹配。可能存在的問(wèn)題是：目前各種開源的IaaS平臺(tái)在產(chǎn)品本身的安全性和穩(wěn)定性還稍顯不足，通常需要使用者后期做一些源代碼級(jí)的系統(tǒng)調(diào)優(yōu)，這提高了用戶使用過(guò)程的難度。同時(shí)，自主安裝和部署這些平臺(tái)的過(guò)程需要搭建者除了要基本了解開源軟件之外，還要具有網(wǎng)絡(luò)配置、Shell、Chrony、MessageQueue、Memcached等相關(guān)工具知識(shí)，門檻相對(duì)較高，耗費(fèi)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，初次搭建略有難度。或許有一個(gè)可行解決的方案是使用半自動(dòng)化的部署工具（如Fuel等），這也許能夠適當(dāng)降低入門的難度，但是又可能產(chǎn)生一些如版本兼容性的問(wèn)題，難以兩全。2.利用企業(yè)技術(shù)定制化搭建平臺(tái)現(xiàn)在人才市場(chǎng)對(duì)云計(jì)算相關(guān)專業(yè)的人才需求較大，出于人才儲(chǔ)備的考量，也有一些技術(shù)公司愿意跟高校合作，利用自身的技術(shù)和設(shè)備，幫助高校搭建云計(jì)算實(shí)驗(yàn)室。以電子科技大學(xué)成都學(xué)院為例，該校與成都國(guó)騰集團(tuán)聯(lián)合，于2012年5月正式成立云計(jì)算科學(xué)與技術(shù)系。由國(guó)騰CTO、云計(jì)算研究中心主任出任該系系主任，并利用國(guó)騰公司的既有技術(shù)定制化搭建云計(jì)算實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。這樣的方式優(yōu)勢(shì)非常明顯，可以幫助高校快速搭建云計(jì)算實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，而且有企業(yè)提供技術(shù)支持，幫助解決教學(xué)以外的維護(hù)工作，能夠讓學(xué)校專注于實(shí)踐課程教學(xué)本身，從而降低了教學(xué)實(shí)施過(guò)程的難度。但選用這種方式意味著高校要有相對(duì)充裕的資金，以近乎定制化的方式購(gòu)買現(xiàn)成的云計(jì)算平臺(tái)，這筆費(fèi)用相對(duì)較高，可能成為高校的財(cái)務(wù)負(fù)擔(dān)。采用定制化的實(shí)踐平臺(tái)，需要與平臺(tái)形成配套的教學(xué)內(nèi)容，在一定程度上可能會(huì)對(duì)教師教學(xué)內(nèi)容的選擇形成桎梏，限制了教學(xué)方向的未來(lái)發(fā)展。筆者認(rèn)為，無(wú)論從高校資金的投入上考慮，還是高校對(duì)教學(xué)內(nèi)容的自主把控上考慮，采用開源軟件自主搭建實(shí)踐中心應(yīng)該成為大多數(shù)應(yīng)用型高校的首選。

五、結(jié)束語(yǔ)

本文從應(yīng)用型高校開設(shè)云計(jì)算專業(yè)如何構(gòu)建課程體系和實(shí)踐平臺(tái)兩個(gè)方面進(jìn)行探討，提出了一種可行的解決方案，但這對(duì)于構(gòu)建云計(jì)算專業(yè)人才培養(yǎng)體系還不完全足夠。下一步，高校還應(yīng)該在師資隊(duì)伍建設(shè)、課程資源建設(shè)等多個(gè)方面展開研究。

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作者：杜華 單位：成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院