陳彥萍， 王忠民， 孫韓林， 牛曉晨， 舒新風

(西安郵電大學(xué) 計算機學(xué)院, 陜西 西安 710121)

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基于云平臺的實踐教學(xué)資源質(zhì)量監(jiān)控模型

陳彥萍， 王忠民， 孫韓林， 牛曉晨， 舒新風

(西安郵電大學(xué) 計算機學(xué)院, 陜西 西安 710121)

針對國內(nèi)高校在實踐教學(xué)過程中存在的問題,本文提出一種基于云平臺的實踐教學(xué)資源共享管理與質(zhì)量監(jiān)控模型, 通過采用云計算技術(shù)進行實踐教學(xué)資源的共享，并利用云平臺中搜集的關(guān)于實踐教學(xué)各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上對教學(xué)質(zhì)量進行監(jiān)控，從而能夠更快地發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，也為相應(yīng)的管理機構(gòu)提供綜合的決策依據(jù)。

實踐教學(xué)； 云平臺； 質(zhì)量監(jiān)控

0 引 言

當前，大部分的實踐教學(xué)活動在相關(guān)的專業(yè)實驗室完成。傳統(tǒng)上，不同學(xué)科的實驗室分開建設(shè)，根據(jù)本學(xué)科實際需求，實驗設(shè)備配置有不同的軟硬件資源。這種建設(shè)模式會導(dǎo)致一系列問題，如種類較多，實施環(huán)節(jié)復(fù)雜，內(nèi)容涉及廣泛，這些特點決定了對其進行質(zhì)量監(jiān)控的難度較大，這是一個共性問題[1]。具體來說，我們認為現(xiàn)在的國內(nèi)高等教育實踐教學(xué)過程中存在以下一些問題：

(1) 實踐資源建設(shè)和共享問題。在硬件上，由于實踐設(shè)備和場地不足，使得實踐教學(xué)條件難于滿足學(xué)生的各種實踐學(xué)習要求；實驗室的利用率嚴重不均勻，且實踐教學(xué)的展開受到時間、設(shè)備的限制；在軟件上，各種操作軟件只能在實驗室提供，各種實驗項目的優(yōu)秀成果沒有平臺進行展示和交流。

(2) 實踐教學(xué)和理論聯(lián)系問題。 由于條件限制，教師的理論授課不能和實踐操作同步進行，同時學(xué)生的實踐學(xué)習也往往在時間上滯后于理論教學(xué)，影響了實踐教學(xué)的效果。

(3) 實踐教學(xué)的組織管理問題。實踐教學(xué)的資源管理、場地管理、過程管理、檔案管理等制度不夠完善，信息挖掘力度不夠，不能滿足教師、教學(xué)管理者的綜合分析、決策需求。

(4) 實踐教學(xué)的質(zhì)量監(jiān)控問題。沒有建立規(guī)范的實踐教學(xué)過程的監(jiān)控辦法，教學(xué)質(zhì)量評價體系不明確，實踐教學(xué)的質(zhì)量難以保證。

本文提出基于云平臺的實踐教學(xué)資源共享管理模式與質(zhì)量監(jiān)控機制, 針對實踐教學(xué)的基本狀態(tài)數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，并在此基礎(chǔ)上進行智能化分析、為學(xué)校和上級管理部門提供可靠的決策依據(jù)。

1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析

如何利用云平臺在高校教學(xué)中發(fā)揮更大作用,是現(xiàn)在高校教學(xué)改革關(guān)注的熱點問題之一。一方面,大量文獻關(guān)注如何在云平臺上更好地進行資源共享,例如:文獻[2] 利用云計算技術(shù)，研究教學(xué)資源和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習的云服務(wù)模式和云支持環(huán)境,并構(gòu)建一種新的云服務(wù)架構(gòu)。文獻[3]充分利用世界大學(xué)城空間(http://www.worlduc.com/)的實時記錄、交互便捷、易學(xué)易用等特點，職業(yè)院校構(gòu)建基于云平臺的網(wǎng)絡(luò)管理體系?；谑澜绱髮W(xué)城空間的現(xiàn)有功能，進行再次開發(fā)，實現(xiàn)了教學(xué)管理數(shù)據(jù)的收集、整理與存儲。文獻[4]在研究云計算技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了實踐教學(xué)私有云平臺構(gòu)建模型， 并運用開源框架Eucalyptus 和gridsphere 對實踐教學(xué)私有云平臺提出了設(shè)計與實現(xiàn)。另一方面, 在如何利用云平臺進行質(zhì)量監(jiān)控研究方面， 文獻[5]從云計算技術(shù)及依托世界大學(xué)城云計算的職教新干線教育教學(xué)質(zhì)量管理內(nèi)涵著手，理論與實踐相結(jié)合，在內(nèi)涵分析的基礎(chǔ)上，從教務(wù)管理欄目設(shè)置、教學(xué)實施欄目設(shè)置、教學(xué)檢查欄目設(shè)置原則、教學(xué)反饋評價欄目設(shè)置、教師管理欄目設(shè)置、教學(xué)活動欄目設(shè)置、教學(xué)研討專區(qū)設(shè)置等七個方面實踐依托世界大學(xué)城云計算的職教新干線平臺在教學(xué)質(zhì)量管理中的應(yīng)用。但是文獻[5]主要針對教師的教學(xué)活動進行管理，未涉及云平臺下的實踐教學(xué)的質(zhì)量監(jiān)控機制。此外，還有一些文獻[6-9]討論了如何利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對高校教學(xué)質(zhì)量評價數(shù)據(jù)進行分析、理解。文獻[10]給出了學(xué)校在實踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控具體實施過程中，依據(jù)學(xué)校定位和人才培養(yǎng)目標進行了地方本科高校實踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系的探索與實踐，不斷完善，構(gòu)建了適合學(xué)校發(fā)展的全方位、全過程、全員性實踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系?？偟膩碚f，這些前期工作都有借鑒意義，但目前還缺乏如何在云平臺下對實踐教學(xué)質(zhì)量管理的有效方法。

2 資源共享管理模式及監(jiān)控平臺設(shè)計思路

云計算是一種新型的IT資源交付方式，其核心特點在于資源的池化以及按需提供，即將各種IT資源(CPU、存儲、網(wǎng)絡(luò)等)納入統(tǒng)一的資源池中進行集中管理，并按照需求提供給用戶使用；用戶則用云終端(如瀏覽器)通過網(wǎng)絡(luò)接入云，獲得并使用任意所需的計算、存儲等資源。虛擬化是云計算中的一個關(guān)鍵技術(shù)，它在硬件資源池的基礎(chǔ)上，通過虛擬化軟件，給用戶隔離出一個獨立的虛擬環(huán)境空間。云計算的特點和優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：

(1) 以用戶為中心。用戶可以在任何時間、任何地點以某種便捷的方式安全地獲得云服務(wù)；

(2) 以任務(wù)為中心。合理配置資源，為用戶提供強大的運算、存儲等能力，完成各種業(yè)務(wù)需求；同時，用戶可以方便地與合作者共同規(guī)劃、執(zhí)行任務(wù)，并隨時隨地進行有效的交流；

(3) 性價比高。云中的資源高度共享，并按需提供給用戶使用，有效降低了使用成本；

(4) 智能化。通過分析、挖掘存儲在云中的數(shù)據(jù)(包括用戶數(shù)據(jù)和云平臺運行的相關(guān)數(shù)據(jù))，可為用戶業(yè)務(wù)和云平臺優(yōu)化等的決策提供智能化的支持。

本文擬采用云計算技術(shù)進行實踐教學(xué)資源的共享，并利用云平臺中搜集的關(guān)于實踐教學(xué)各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上對教學(xué)質(zhì)量進行監(jiān)控，從而能夠更快的發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，也為相應(yīng)的管理機構(gòu)提供綜合的決策依據(jù)。

2.1 基于云平臺的實踐教學(xué)資源共享管理

(1) 云平臺中可以共建共享除實驗、實訓(xùn)外，還包括課程設(shè)計、課程論文、專業(yè)綜合能力實踐(含畢業(yè)論文、畢業(yè)設(shè)計)等實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的各種優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。如何在云平臺中,圍繞著提高實踐教學(xué)質(zhì)量這個目標,選擇哪些資源進行共享及管理,這是本課題的基本研究內(nèi)容。

(2) 通過云計算技術(shù)提供個性化的實踐教學(xué)平臺使得教師和學(xué)生可以更方便的利用實踐資源，隨時隨地的進行操作和共享。同時，解決對實驗室的人和設(shè)備進行統(tǒng)一管理，避免重復(fù)建設(shè)，保證實踐質(zhì)量等。

(3) 提供對實驗數(shù)據(jù)、實驗結(jié)果、實訓(xùn)項目、畢業(yè)設(shè)計等實踐教學(xué)成果進行共享和管理的安全、可行方案。各種數(shù)據(jù)存放在云中，使用的應(yīng)用軟件也在云中，云會對數(shù)據(jù)進行自動備份，降低因?qū)嶒炇矣嬎銠C癱瘓帶給資源共享的影響。

2.2 基于云平臺的實踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控機制

(1)從實踐教學(xué)的整個周期(申請、批準、實施、考核、撤銷)入手，形成有效的實踐教學(xué)的實施模式。針對各個環(huán)節(jié)的檔案進行有效分類和管理，為質(zhì)量監(jiān)控提供可靠的依據(jù)。

(2)教學(xué)管理者(教學(xué)督導(dǎo)組，教務(wù)部門，上級主管部門)可以查看實踐教學(xué)課題能否培養(yǎng)學(xué)生動手能力；看教師能否做到每次課都有目的、有要求，檢查是否指導(dǎo)到位；檢查通過實驗、實訓(xùn)教學(xué)，學(xué)生能否掌握一種實踐操作技能。通過查計劃，查課題，查實踐教學(xué)中的指導(dǎo)過程，來評價實踐教學(xué)質(zhì)量。

(3)通過云平臺對課堂互動各環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的關(guān)注度較高的話題，自動形成“熱點”及時反饋給教師；實現(xiàn)自動評分和抄襲檢測，通過實時反饋及時“點撥”學(xué)生學(xué)習；可實現(xiàn)將學(xué)生的上課、學(xué)習掌握等情況向任課教師、教學(xué)管理者和家長等即時反饋。

(4)采集反映實踐教學(xué)狀態(tài)的基本數(shù)據(jù)，建立教學(xué)基本狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。及時分析實踐教學(xué)狀況，建立教學(xué)基本狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，充分發(fā)揮狀態(tài)數(shù)據(jù)在監(jiān)控教育質(zhì)量和本科教學(xué)評估工作中的重要作用，并為學(xué)校的高層決策提供重要依據(jù)。

3 基于云平臺的實踐教學(xué)管理系統(tǒng)模型

該模型的設(shè)計考慮到多個角色的需要：

(1) 對于學(xué)生來說，龐大的實踐課程題目、老師點評以及同學(xué)共享，讓學(xué)生完全自主掌控學(xué)習節(jié)奏，有針對性地“查漏補缺”，尤其是云平臺的及時性特點，不僅能讓學(xué)生自己及時對自己的問題進行修正，還能快捷地獲得同學(xué)、老師的點評和提醒。此外，無論學(xué)生身在何處，同時使用實驗設(shè)備的學(xué)生可以通過云進行交流合作，共同完成實驗任務(wù)。

(2) 對任課教師而言，無論其身在何處可以通過云平臺提供的實踐教學(xué)平臺，看到學(xué)生使用實驗設(shè)備進行實驗的情況，還可以對學(xué)生的實驗進行實時指導(dǎo)。同時，教師也可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生的興趣和需求，并對這些興趣和需求給予及時的引導(dǎo)和促進，這樣，云平臺不僅在師生之間架起了溝通交流的橋梁，還為學(xué)生提供一個良好開放的創(chuàng)新平臺。

(3) 對于教學(xué)管理者(教學(xué)督導(dǎo)組，教務(wù)部門)來說，利用云平臺可以實時組織人員不間斷對實踐教學(xué)進行巡視督察，注重收集學(xué)生的反饋意見，發(fā)現(xiàn)不良現(xiàn)象和存在的問題，及時調(diào)整解決。

(4) 對于學(xué)生家長來說，可以通過多實踐題目及其完成情況的信息共享，追蹤學(xué)生在校的學(xué)習情況，和老師就學(xué)生的學(xué)習需求即時交流。

基于這種考慮, 本文提出的基于云平臺的實踐教學(xué)質(zhì)量管理系統(tǒng)模型如圖1所示。

圖1 基于云計算的實踐教學(xué)質(zhì)量管理系統(tǒng)模型

本系統(tǒng)主要包含4個模塊：

? 教學(xué)資源共享模塊。實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共建共享管理，包括課件，視頻，公開課，優(yōu)秀項目展示等功能。

? 質(zhì)量監(jiān)控模塊。搜集實踐教學(xué)過程中的各種質(zhì)量數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上進行綜合分析，找出教學(xué)環(huán)境中存在的主要問題并及時整改，進而達到對教學(xué)過程進行質(zhì)量監(jiān)控的目的。

? 個性化實踐教學(xué)平臺提供模塊。針對學(xué)生的專業(yè)和年級，提供個性化的實踐教學(xué)平臺；針對教師的講課內(nèi)容，提供個性化的實踐授課平臺。使得學(xué)生和教師的實踐需求不受時間和地點的限制。更好地保證教師的教學(xué)效果，提高學(xué)生的實踐操作水平。

? 信息交流模塊。為學(xué)生、教師、教學(xué)管理者、家長提供一個課堂外的信息共享和交流的平臺。學(xué)生之間進行學(xué)習心得互相討論，學(xué)生和教師之間也可以就學(xué)習難點進行互動，此外教師和教學(xué)管理部門負責人也可以針對實踐教學(xué)中的問題進行討論，最后，家長也可以和教師進行關(guān)于學(xué)生培養(yǎng)相關(guān)的討論。

系統(tǒng)的4個模塊以按需提供的松耦合方式使用，根據(jù)登錄系統(tǒng)角色的不同實時整合資源，提供相應(yīng)的服務(wù)。這種方式也極大地提高了各種資源的利用率。

4 結(jié) 語

目前，計算機實踐教學(xué)平臺的相關(guān)研究已經(jīng)是高校教學(xué)改革的一個重點方向[11-15]。本文研究基于云平臺的、以實踐教學(xué)為管理內(nèi)容、以教學(xué)資源共享為基礎(chǔ)、以多角色交流為手段、以整個教學(xué)運行過程監(jiān)控為核心的實踐教學(xué)管理模式。下一步我們主要圍繞下面的要點展開相關(guān)工作:①建立基于綜合實踐教學(xué)的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共建共享平臺；②建立有效的云平臺實踐教學(xué)管理模式；③基于云平臺的實踐教學(xué)過程中多角色的質(zhì)量監(jiān)控機制。并在此基礎(chǔ)上開展有針對性的基于云平臺的實踐教學(xué)實驗(基于云計算技術(shù)對我校軟件類課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進行改革)實現(xiàn)基于云平臺的軟件類課程實踐環(huán)節(jié)的全過程監(jiān)控與管理。

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On Practical Teaching Resource Quality Monitoring Model

CHENYan-ping,WANGZhong-min,SUNHan-lin,NIUXiao-chen,SHUXin-feng

(School of Computer Science, Xi’an University of Posts and Telecommunications, Xi’an 710121, China)

In order to solve the problem of practice teaching in domestic universities, this paper proposes a practical teaching resource sharing management mode and quality monitoring mechanism based on cloud platform. Through the adoption of cloud computing technology, the practice teaching resources will be shared. By the use of the data about practice teaching which is collected by the cloud platform, we can monitor the quality of teaching and find and solve the problem quickly. It can also provide comprehensive decision-making basis for the corresponding management institutions.

practical teaching; cloud platform; quality monitoring

2015-08-20

陜西公辦普通本科高等學(xué)校教學(xué)改革研究項目(13BY68)

陳彥萍(1979-)，女，陜西銅川人，博士，教授，系主任，研究方向：網(wǎng)絡(luò)管理、服務(wù)計算。E-mail：chenyanping@xupt.edu.cn

G 642.0

A

1006-7167(2016)01-0102-04