基于大數(shù)據(jù)云平臺(tái)實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)與研究

江萍 趙晶

摘要：基于大數(shù)據(jù)云平臺(tái)實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用是一種新的教學(xué)模式嘗試。在2020年上半年的新冠病毒防疫期間，這種新的網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)模式，發(fā)揮了巨大的作用。在平臺(tái)上，利用功能模塊化平臺(tái)與培養(yǎng)方案的對(duì)接，減小了傳統(tǒng)培養(yǎng)模式與新模式的沖擊性。在新模式中植入了工程教育理念，強(qiáng)化了以學(xué)生為中心的教學(xué)管理方式。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)云平臺(tái);實(shí)踐教學(xué);功能模塊

中圖分類號(hào)：G712.0? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

實(shí)踐教學(xué)在國家高等教育中，扮演著舉足輕重的地位。基于大數(shù)據(jù)云平臺(tái)電氣類實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)研究項(xiàng)目是依托國家政策鼓勵(lì)，吉林建筑大學(xué)積極發(fā)揮自身在教育領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，與吉林育信科技有限公司共同研究開發(fā)了具有創(chuàng)新性的“理實(shí)一體化”的實(shí)踐教學(xué)理念，優(yōu)化教學(xué)質(zhì)量的實(shí)踐教學(xué)綜合服務(wù)云平臺(tái)。

一、平臺(tái)模塊化功能基本構(gòu)架

大數(shù)據(jù)云平臺(tái)實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)，以云平臺(tái)框架結(jié)合實(shí)踐教學(xué)課程資源為我校電氣類實(shí)踐教學(xué)提供基于互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)服務(wù)。通過教學(xué)服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)信息化全過程全交互。數(shù)據(jù)匯源成大數(shù)據(jù)源，通過數(shù)據(jù)分析提取評(píng)測(cè)點(diǎn)做到系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)測(cè)。

在2020年新冠病毒防疫期間，所研究開發(fā)的實(shí)踐教學(xué)綜合服務(wù)平臺(tái)，能夠順利完成電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)和建筑電氣與智能化專業(yè)所有的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)。該平臺(tái)的開發(fā)建設(shè)，將電氣類專業(yè)多年在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)，研究開發(fā)基于大數(shù)據(jù)云平臺(tái)實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)。在平臺(tái)上開發(fā)了綜合實(shí)踐平臺(tái)、畢業(yè)設(shè)計(jì)平臺(tái)、聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)平臺(tái)等教學(xué)模塊。如圖1所示為平臺(tái)系統(tǒng)模塊功能構(gòu)基本架示意。

大數(shù)據(jù)云平臺(tái)實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)以新專業(yè)建設(shè)為目標(biāo)，工程教育為標(biāo)準(zhǔn)，圍繞新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量、新體系，能夠開展具有專業(yè)特色的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。綜合實(shí)習(xí)平臺(tái)模塊，能夠開展專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等教學(xué)活動(dòng)。畢業(yè)設(shè)計(jì)平臺(tái)能夠本專業(yè)大四學(xué)生的工程設(shè)計(jì)和工程研究等方面的教學(xué)活動(dòng)。聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)多專業(yè)、多高校之間的畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)。

圖1平臺(tái)系統(tǒng)模塊功能構(gòu)架示意? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖2學(xué)生“個(gè)人中心”界面

二、平臺(tái)中基本組成

硬件主要由云服務(wù)主控設(shè)備、云組件支撐設(shè)備、資源存儲(chǔ)設(shè)備、云終端等組成，提供整個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)和環(huán)境運(yùn)行的硬件支撐。

軟件部分包含基礎(chǔ)模塊、教學(xué)模塊、服務(wù)模塊?；A(chǔ)模塊是架設(shè)云平臺(tái)架構(gòu)底層的模塊，負(fù)責(zé)整體云平臺(tái)的正常運(yùn)行。教學(xué)模塊提供綜合實(shí)習(xí)平臺(tái)、畢業(yè)設(shè)計(jì)平臺(tái)、聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)平臺(tái)。服務(wù)模塊提供課程編輯系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)分析系統(tǒng)。

基礎(chǔ)模塊是云平臺(tái)的“大腦”，它提供統(tǒng)一的圖形界面管理，可以在一個(gè)地點(diǎn)完成所有平臺(tái)的日常管理工作，負(fù)責(zé)統(tǒng)一調(diào)度資源、存儲(chǔ)管理云主機(jī)鏡像、部署定制網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、提供存儲(chǔ)管理，同時(shí)支持對(duì)高校的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理，并形成統(tǒng)一的資源池;提供實(shí)現(xiàn)基于Web的實(shí)驗(yàn)管理功能，對(duì)所有實(shí)驗(yàn)用戶進(jìn)行統(tǒng)一的認(rèn)證管理，提供賬號(hào)與權(quán)限管。

教學(xué)模塊提供平臺(tái)角色分為學(xué)生用戶角色和教師用戶角色，各類實(shí)踐教學(xué)的題目設(shè)定、提交成果、虛擬環(huán)境設(shè)定、教師指導(dǎo)、實(shí)習(xí)評(píng)價(jià)等。

三、平臺(tái)界面簡介

平臺(tái)有多種界面，其中進(jìn)入主頁面中“個(gè)人中心”，記錄不同角色在教學(xué)平臺(tái)中的學(xué)習(xí)情況及學(xué)習(xí)足跡，個(gè)人中心分為學(xué)生和教師角色。

界面中的學(xué)生“個(gè)人中心”包含我的課程、學(xué)習(xí)足跡、成績查詢、課程表、預(yù)約管理、修改信息、修改密碼等功能，如圖2所示。

我的課程，顯示當(dāng)前學(xué)生預(yù)知平臺(tái)及演練平臺(tái)所學(xué)習(xí)的課程，包含關(guān)注、在學(xué)、學(xué)完三個(gè)模塊，關(guān)注為學(xué)生關(guān)注的課程，在學(xué)為學(xué)生正在學(xué)習(xí)的課程，學(xué)完為學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)完畢的課程。成績查詢，可查詢當(dāng)前學(xué)生的課程分?jǐn)?shù)，包含實(shí)習(xí)報(bào)告分?jǐn)?shù)、實(shí)踐操作分?jǐn)?shù)、以及所得總分。

四、大數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)分析系統(tǒng)

在平臺(tái)中，建立學(xué)?；緺顟B(tài)數(shù)據(jù)庫，設(shè)計(jì)了大數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)分析系統(tǒng)，用于對(duì)教學(xué)、學(xué)習(xí)全過程全記錄，進(jìn)行整體統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)專業(yè)、教師、學(xué)生的整體使用數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)、綜合分析，對(duì)教學(xué)基本狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行常態(tài)檢測(cè)。為學(xué)校工程教育專業(yè)認(rèn)證和自我評(píng)估提供數(shù)據(jù)支撐和評(píng)價(jià)分析。

大數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)分析系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)填報(bào)、校級(jí)分析、工程教育專業(yè)認(rèn)證、院系評(píng)估、專業(yè)評(píng)估、課程評(píng)估、評(píng)估站點(diǎn)、分析報(bào)告、系統(tǒng)管理等部分。

五、實(shí)際應(yīng)用中的幾點(diǎn)體會(huì)

目前，能夠在網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)踐型教學(xué)活動(dòng)的軟件不多，尤其是與培養(yǎng)方案緊密結(jié)合，具有遠(yuǎn)程多點(diǎn)操作性，實(shí)際應(yīng)用性強(qiáng)的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，尚處于研究開發(fā)試用階段。

吉林建筑大學(xué)與吉林育信科技有限公司共同研究開發(fā)的這套平臺(tái)，在吉林建筑大學(xué)網(wǎng)站上的校內(nèi)VPN網(wǎng)開通，能夠滿足所個(gè)專業(yè)的師生同時(shí)展開網(wǎng)絡(luò)教學(xué)活動(dòng)。經(jīng)過一學(xué)期的實(shí)際應(yīng)用，有幾點(diǎn)體會(huì)如下。

1.學(xué)習(xí)軌跡跟蹤管理，強(qiáng)化了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。在各類實(shí)踐教學(xué)的各個(gè)階段，學(xué)生十分關(guān)注應(yīng)該完成的教學(xué)任務(wù)、訓(xùn)練要求、成果物的提交等要素。

2.教學(xué)管理權(quán)限設(shè)定與教學(xué)進(jìn)度匹配，專業(yè)負(fù)責(zé)人分配給指導(dǎo)老師教學(xué)任務(wù)，指導(dǎo)老師按要求設(shè)定教學(xué)內(nèi)容。這樣做能夠使線下的教學(xué)活動(dòng)與線上的教學(xué)活動(dòng)步調(diào)一致，避免兩種教學(xué)模式轉(zhuǎn)化之間的沖擊性。

通過研究開發(fā)與大數(shù)據(jù)云平臺(tái)實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)，已經(jīng)將實(shí)踐教學(xué)的傳統(tǒng)模式，和轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)化的教學(xué)模式。在轉(zhuǎn)化過程中，植入了新的教學(xué)理念和管理方法，帶給師生耳目一新的新生力量。雖然在實(shí)際應(yīng)用中遇到了網(wǎng)速快慢、數(shù)據(jù)提取等許多新問題，但是它在推進(jìn)教學(xué)模式改革方面，適應(yīng)了新時(shí)代的信息化、共享化和國際化的發(fā)展要求。

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作者簡介：江萍（1964—），女，漢族，吉林省臨江市人，副教授，理學(xué)學(xué)士，單位：吉林建筑大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，研究方向：建筑電氣工程理論與實(shí)踐。

研究項(xiàng)目：吉林省教育廳科學(xué)科學(xué)研究規(guī)劃項(xiàng)目《基于大數(shù)據(jù)云平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)雙創(chuàng)項(xiàng)目訓(xùn)練模式》;項(xiàng)目編號(hào)：JJKH20200277KJ。

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