時間：2023-07-18 17:06:41
序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇云計算技術(shù)教程范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
城市軌道交通行業(yè)具有業(yè)務(wù)復(fù)雜度高、數(shù)據(jù)類型復(fù)雜、規(guī)模各異、各類應(yīng)用資源應(yīng)用環(huán)境紛繁復(fù)雜等特點(diǎn)。這就使得如果按照在建線路進(jìn)行軟件開發(fā)和應(yīng)用環(huán)境的部署按同比例搭建軟件開發(fā)測試環(huán)境的基礎(chǔ)環(huán)境支撐平臺的話，會極大的降低開發(fā)測試系統(tǒng)的投資性價比。在現(xiàn)有的城市軌道交通信息系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)營等生產(chǎn)環(huán)境中，各類應(yīng)用目前運(yùn)行環(huán)境有基于IBMPower芯片的AIX小型機(jī)運(yùn)行環(huán)境，有基于IntelX86芯片的Windows計算環(huán)境和各類Linux計算環(huán)境。如果按照目前的生產(chǎn)環(huán)境以1:1的比例建立軟件開發(fā)測試平臺，將會造成極大的投資浪費(fèi)。因此，在建立統(tǒng)一的軟件開發(fā)測試平臺時，如何搭建一個能夠包含各類標(biāo)準(zhǔn)的IT基礎(chǔ)資源的資源池（包括計算資源、網(wǎng)絡(luò)資源、存儲資源、安全環(huán)境等），并且能夠動態(tài)的進(jìn)行IT資源分配和快速部署從而極大提升各類資源的利用率，將是統(tǒng)一開發(fā)測試平臺的基礎(chǔ)環(huán)境支撐平臺的建設(shè)要點(diǎn)和難點(diǎn)。
1.2統(tǒng)一開發(fā)測試管理平臺
城市軌道交通行業(yè)的軟件開發(fā)測試平臺主要針對兩類軟件業(yè)務(wù)，一類是軌道交通行業(yè)的核心生產(chǎn)系統(tǒng)，一類是軌道交通行業(yè)的日常管理系統(tǒng)。這兩類應(yīng)用軟件系統(tǒng)在開發(fā)過程中，主要采用“邊開發(fā)、邊實施、邊測試、邊上線”的策略，這樣的開發(fā)流程往往導(dǎo)致系統(tǒng)開發(fā)周期長、成本高、前端生產(chǎn)需求和后端軟件開發(fā)人員溝通不順暢、需求描述不準(zhǔn)確、上線版本控制不嚴(yán)格等一系列弊病。與此同時，隨著城市軌道交通領(lǐng)域的快速發(fā)展及線路規(guī)模的不斷擴(kuò)充，各類應(yīng)用軟件均需大面積的整合，但是因為各類IT項目所采用的平臺工具不同、軟件開發(fā)架構(gòu)不同導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能很好的整合，而且工具自身的功能也越來越不能很好的滿足業(yè)務(wù)的需求，使得信息技術(shù)部門面臨越來越多的壓力。因此，在統(tǒng)一開發(fā)測試平臺上對各類軟件開發(fā)項目進(jìn)行統(tǒng)一管理，成為統(tǒng)一開發(fā)測試平臺的基礎(chǔ)服務(wù)同時也是系統(tǒng)建設(shè)的主要難點(diǎn)之一，隨之而來的還有相應(yīng)的管理制度和軟件開發(fā)測試規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化完善。
2方案架構(gòu)和主要模型
按提供服務(wù)層次的不同，云計算平臺主要有提供基礎(chǔ)設(shè)施層服務(wù)、提供平臺層服務(wù)和提供應(yīng)用軟件層服務(wù)的系統(tǒng)組成，如圖2所示。（1）基礎(chǔ)設(shè)施層服務(wù)（IaaS）?；A(chǔ)設(shè)施層主要包括計算資源、網(wǎng)絡(luò)資源和存儲資源，整個基礎(chǔ)設(shè)施也可以作為一種服務(wù)向用戶提供，不僅包括虛擬化的計算資源和存儲，同時還要保證用戶訪問時的網(wǎng)絡(luò)帶寬等。統(tǒng)一測試平臺的基礎(chǔ)環(huán)境支撐平臺服務(wù)即為基礎(chǔ)設(shè)施層服務(wù)。（2）平臺層服務(wù)（PaaS）。在基礎(chǔ)設(shè)施之上的平臺層主要包括并行程序設(shè)計和開發(fā)環(huán)境、結(jié)構(gòu)化海量數(shù)據(jù)的分布式存儲管理系統(tǒng)、海量數(shù)據(jù)分布式文件系統(tǒng)以及實現(xiàn)云計算的其他系統(tǒng)管理工具，如云計算的系統(tǒng)中資源的部署、分配、監(jiān)控管理、安全管理和分布式并發(fā)控制等。平臺層主要為應(yīng)用程序開發(fā)者設(shè)計，開發(fā)者不用擔(dān)心應(yīng)用運(yùn)行時所需要的資源，平臺層提供應(yīng)用程序運(yùn)行及維護(hù)所需要的一切平臺資源。（3）應(yīng)用層服務(wù)（SaaS）。主要是面向用戶提供簡單的軟件應(yīng)用服務(wù)以及用戶交互接口等，用戶無需購買和管理服務(wù)器端軟件，稱為軟件即服務(wù)。與傳統(tǒng)的軟件相比較，應(yīng)用層服務(wù)解決方案有明顯的優(yōu)勢，包括較低的前期成本、便于維護(hù)、快速展開使用等。應(yīng)用層服務(wù)的底層可以基于基礎(chǔ)設(shè)施層或平臺層。統(tǒng)一開發(fā)測試平臺的軟件項目管理及配置變更管理的應(yīng)用服務(wù)，即屬于應(yīng)用層服務(wù)。以云計算架構(gòu)為基礎(chǔ)，為了實現(xiàn)軌道交通信息系統(tǒng)統(tǒng)一軟件開發(fā)測試平臺最終的管理目標(biāo)，我們將解決方案建立在SOA（面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)ServiceOrientedArchitecture）技術(shù)架構(gòu)的基礎(chǔ)上。SOA架構(gòu)作為體系的支撐平臺，能夠有針對性地解決軌道交通行業(yè)的信息業(yè)務(wù)繁雜、信息資源分散、用戶眾多等問題。應(yīng)用支撐平臺基于SOA架構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建，提供完整統(tǒng)一的基于SOA架構(gòu)的應(yīng)用、交換和管理解決方案。SOA架構(gòu)的實現(xiàn)機(jī)制如圖3所示。
3統(tǒng)一開發(fā)測試平臺方案設(shè)計
3.1通過虛擬化技術(shù)進(jìn)行基礎(chǔ)環(huán)境支撐平臺的設(shè)計
虛擬化是云計算的一種基礎(chǔ)性設(shè)計技術(shù)，它允許將服務(wù)器、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和其他硬件視為一個資源池，而不是離散系統(tǒng)，可以根據(jù)需要，動態(tài)分配這些資源，通過快速提供虛擬機(jī)器或物理機(jī)器，迅速部署和增加業(yè)務(wù)環(huán)境和工作負(fù)載。除網(wǎng)絡(luò)平臺、服務(wù)器和存儲整合之外，虛擬化還提供整合系統(tǒng)架構(gòu)，包括應(yīng)用程序基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫接口、網(wǎng)絡(luò)、桌面系統(tǒng)甚至業(yè)務(wù)流程等。通過云計算中的虛擬化技術(shù)，我們可以通過對數(shù)據(jù)中心的各類閑散的計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行重新整合，建立一套獨(dú)立于生產(chǎn)系統(tǒng)之外的統(tǒng)一的開發(fā)測試云平臺的基礎(chǔ)環(huán)境支撐平臺，動態(tài)的從各類資源池中搭建出開發(fā)和測試需要的生產(chǎn)環(huán)境，進(jìn)行系統(tǒng)上線前的開發(fā)、測試和驗證。如通過服務(wù)器虛擬化，可以將一個物理服務(wù)器S上閑散的計算資源抽象為一個或多個虛擬服務(wù)器實例Si（i=1，2…n）,Si與Sj（i≠j）之間完全獨(dú)立，每個Si均可以獨(dú)立執(zhí)行計算任務(wù)。結(jié)合杭州地鐵信息化建設(shè)的情況，我們將物理資源、虛擬服務(wù)器資源均作為云節(jié)點(diǎn)，可以建立包含各種運(yùn)算資源的云平臺，如從現(xiàn)有的EBS系統(tǒng)的AIX計算節(jié)點(diǎn)上，獨(dú)立出一部分AIX資源作為EBS系統(tǒng)的測試環(huán)境，從Maximo系統(tǒng)的Windows環(huán)境下的應(yīng)用服務(wù)計算節(jié)點(diǎn)上獨(dú)立一部分X86計算資源作為Maximo應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)的測試環(huán)境等，通過云計算業(yè)務(wù)管理平臺進(jìn)行各類測試環(huán)境的資源分配、統(tǒng)一整合和業(yè)務(wù)調(diào)度,形成統(tǒng)一的軟件開發(fā)測試基礎(chǔ)環(huán)境支撐平臺。開發(fā)測試平臺基礎(chǔ)環(huán)境支撐平臺架構(gòu)如圖4所示。
3.2基于SOA架構(gòu)建立項目管理服務(wù)，為統(tǒng)一開發(fā)測試平臺建立基礎(chǔ)管理服務(wù)
項目管理作為開發(fā)測試平臺的基礎(chǔ)管理服務(wù)之一，以電子化方式實現(xiàn)軟件開發(fā)與項目的管理，為項目管理及軟件開發(fā)過程中相關(guān)人員提供統(tǒng)一的工作平臺，從而提高軟件開發(fā)的效率和質(zhì)量。結(jié)合杭州地鐵信息化建設(shè)的需要，我們借助項目管理平臺以期達(dá)成任務(wù)或目標(biāo)。（1）建立最基本的以需求為驅(qū)動的項目管理平臺，解決杭州地鐵當(dāng)前面臨的最直接的問題，建立一套健全的可以綜合協(xié)調(diào)業(yè)務(wù)部門、技術(shù)部門、開發(fā)商的統(tǒng)一交互平臺，以實現(xiàn)需求建設(shè)的透明化管理，提高需求的開發(fā)質(zhì)量和效率。（2）建立統(tǒng)一的信息交互、處理平臺：通過平臺提供的各種手段和方式，收集所有項目數(shù)據(jù)；解決手工項目管理先天性缺陷，保證項目數(shù)據(jù)在各項目干系人之間傳遞的有效性、完整性、準(zhǔn)確性、及時性、一致性；實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)采集、處理、分析統(tǒng)計、共享、存儲的集中處理。（3）建立可視化的項目執(zhí)行和管理環(huán)境：保證項目執(zhí)行過程和管理過程可視、可控，即實現(xiàn)量化管理和可視化管理。（4）建立多級的項目管理和監(jiān)控體系：提供多級項目管理視圖；各級管理領(lǐng)導(dǎo)、各個項目經(jīng)理都能夠從該平臺中獲取各自所需的項目管理信息，從而實現(xiàn)各個管理層面可以分別對項目執(zhí)行不同粒度的監(jiān)控。（5）建立標(biāo)準(zhǔn)化的軟件配置管理規(guī)范，保證每個系統(tǒng)的變遷歷史和代碼資源的有效掌控。引入先進(jìn)的工具管理軟件資產(chǎn)，降低軟件開發(fā)過程中的風(fēng)險，提高軟件質(zhì)量管理能力。（6）建立合理并有效的供應(yīng)商管理辦法，能夠?qū)?yīng)商起到監(jiān)控和考核的目的，保證外包項目的進(jìn)度和質(zhì)量。（7）建立軌道交通企業(yè)軟件項目管理統(tǒng)一門戶。軌道交通行業(yè)的IT項目管理人員在應(yīng)用該系統(tǒng)平臺時，可以與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)辦公門戶集成，實現(xiàn)單點(diǎn)登錄、消息和數(shù)據(jù)集成。對于開發(fā)團(tuán)隊，為了方便操作無需通過門戶登錄，可直接登錄項目管理平臺。長遠(yuǎn)目標(biāo)：建立一套完整的全應(yīng)用生命周期的統(tǒng)一管理平臺，從需求提出、分析、設(shè)計、開發(fā)、測試、上線、到運(yùn)維部門的服務(wù)臺事件問題管理，形成一個完整的閉環(huán)，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、量化的管理。本平臺總體架構(gòu)設(shè)計是建立以需求為驅(qū)動的軟件項目管理平臺，如圖所示5。針對軌道交通企業(yè)的實際需求，方案總體包括業(yè)務(wù)和支撐兩大模塊，其中支撐模塊包含了角色權(quán)限管理、流程管理、風(fēng)險庫管理和文檔中心等，為業(yè)務(wù)模塊和企業(yè)知識庫的建立奠定基礎(chǔ)；業(yè)務(wù)模塊包含了項目管理、需求管理、開發(fā)管理、測試管理、配置管理等，為軌道交通企業(yè)軟件開發(fā)的日常管理奠定了良好基礎(chǔ)，直至將項目管理平臺建成一個多用戶、全流程的IT綜合管理平臺。如圖6所示是項目管理平臺總體架構(gòu)藍(lán)圖。為了便于將來集中部署，方案采用B/S體系結(jié)構(gòu)，支持多種操作系統(tǒng)，包括Windows系列、Linux及各種主流的Unix，如AIX、HPUX、SOLARIS、SUSELinux等；并且支持多種數(shù)據(jù)庫，例如：Oracle、MySQL、SQLSever等；支持多語種語言環(huán)境，如中文等雙字節(jié)語言；支持不同操作系統(tǒng)平臺上統(tǒng)一的應(yīng)用編程接口（API），在系統(tǒng)層次可以實現(xiàn)異構(gòu)平臺數(shù)據(jù)格式的透明轉(zhuǎn)換，還可以很方便實現(xiàn)與其它主流系統(tǒng)的集成，如QC、MSProject和Office等。因此，整個解決方案在統(tǒng)一的平臺上通過定制開發(fā)完成，且使用統(tǒng)一的用戶管理中心來管理。這樣，系統(tǒng)內(nèi)各模塊之間的數(shù)據(jù)建立在統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺之上，與項目相關(guān)的各方可以在統(tǒng)一平臺上協(xié)作完成開發(fā)及項目管理。
二、云計算服務(wù)在電大遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用
遠(yuǎn)程教育本身就是一個依賴網(wǎng)絡(luò)而興起的一種教育模式，這種教育方式打破了過去老師和學(xué)員必須面對面進(jìn)行教學(xué)的局限，將課堂搬到了網(wǎng)絡(luò)上面，學(xué)生可以在任何有網(wǎng)的地方接受教育和進(jìn)行課程的學(xué)習(xí)，大大方便了教育的普及以及求職者的需求。進(jìn)入到云計算時代，這種信息傳遞的形式和方式更加方便快捷，電大遠(yuǎn)程教育為學(xué)生提供的服務(wù)更加的全面和系統(tǒng)，學(xué)生和學(xué)校雙方對能夠切身感受到網(wǎng)絡(luò)的力量對于教學(xué)模式的顛覆。云計算服務(wù)對于教師資源、學(xué)生資源以及教學(xué)資源的整合都使得這些信息在快速傳播的過程中惠及整個社會中有求知欲的人群，使教育的成本成倍地降低，從而實現(xiàn)了知識傳播最好的效果，達(dá)到社會最大的收益。
1.云計算中教師資源的整合
教師資源的整合是電大遠(yuǎn)程教育體系發(fā)展的一個重要瓶頸，一直以來，每一所學(xué)校都有自己的一套教師隊伍，但是這些教師的教學(xué)水平卻參差不齊，學(xué)生們很難通過有效的手段進(jìn)行甄別，也就是無法找到最好的老師進(jìn)行求學(xué)。并且，在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)完成教育模式當(dāng)中，電大遠(yuǎn)程教育的教師資源相對比較分散，不利于優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的整個和不同教育資源之間的競爭。在云計算服務(wù)時代到來之后，我們發(fā)現(xiàn)這一問題得到了很大程度的改善。例如，同樣的一門課程，在云計算整合平臺上會呈現(xiàn)出不同老師的講解，學(xué)生可以以較低的成本挨個聽取這幾個老師的講課，當(dāng)學(xué)生的基數(shù)足夠大時，哪一位老師的課程更受歡迎，哪一位老師的課程還需要改進(jìn)就通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)給出了一目了然的答案，這一點(diǎn)類似淘寶網(wǎng)的店家信譽(yù)度。在這個例子中，云計算服務(wù)在進(jìn)行資源整合的同時，也引入了教師資源內(nèi)部的一個競爭機(jī)制，有利于整個電大遠(yuǎn)程教育行業(yè)內(nèi)老師通過自身的努力來提升自己的講課信譽(yù)度，使整個行業(yè)的水平得到整體提升。云計算服務(wù)在進(jìn)行教師資源整合的同時，也通過另外一種方式擴(kuò)大了教師資源的數(shù)目，甚至可以說改變了電大遠(yuǎn)程教育老師的概念，使得具有知識的人們都可以成為一個老師，使更多的人參與進(jìn)來，為知識的傳播而努力。一個十分典型的例子就是美國的可汗視頻，它將數(shù)學(xué)教材的每一個知識點(diǎn)當(dāng)成一個單元來進(jìn)行講解，最終將上百個視頻進(jìn)行上傳。目前，整個美國的中小學(xué)生們都通過可汗的視頻進(jìn)行數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。這正是云計算服務(wù)帶來的優(yōu)勢。不僅是電大的老師們可以通過網(wǎng)絡(luò)傳播自己的教學(xué)視頻，如果你對某一個知識點(diǎn)具有獨(dú)到的見解，都可以拍成視頻上傳到云計算服務(wù)的服務(wù)器中與全世界共享你的智慧。從這個意義上講，云計算服務(wù)對于電大遠(yuǎn)程教育的改變就不僅是對教師資源的整合那么簡單，而是在很大程度上對各門課程的內(nèi)容進(jìn)行了知識點(diǎn)的重新分割，開創(chuàng)了一種新的教學(xué)模式，并且使更多有見地的人“好為人師”，在互聯(lián)網(wǎng)的世界里發(fā)光發(fā)熱，為整個社會的教育作出自己的貢獻(xiàn)。在這里，分散的資源進(jìn)行了整理，而完整的教學(xué)體系又被分散成為一個個知識點(diǎn)。這里面的化學(xué)反應(yīng)正在改變未來教育的面貌，也正在重新定義教師這個概念，也正在使單個人的智慧加入到全人類的智慧當(dāng)中，使人類的生活和學(xué)習(xí)得到更大的改善。
2.云計算中學(xué)生資源的整合
云計算技術(shù)通過其強(qiáng)大的信息處理能力，已經(jīng)實現(xiàn)了為每一個客戶量身定制套餐的功能，這也是云計算與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)最重要的區(qū)別之一。如果將之前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境比喻成為廣播或者傳統(tǒng)電視臺的話，那么云計算就像各大網(wǎng)絡(luò)視頻網(wǎng)站一般。傳統(tǒng)的廣播對于收聽者而言是沒有任何選擇權(quán)利的，也就是說廣播站播放什么聽眾就只能聽什么，晚八點(diǎn)播放評書，那么在這個時間段就只能聽評書。也就是說，我們之前在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中瀏覽的網(wǎng)頁每一個用戶看到的都一樣。而在云計算服務(wù)的體系中，這一狀況得到了根本性的變革，對于電大遠(yuǎn)程教學(xué)而言，每一個學(xué)生需要怎樣的課程，喜歡那種風(fēng)格的講授，甚至在一天中的不同時間段的學(xué)習(xí)習(xí)慣等都會被計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通過復(fù)雜的運(yùn)算計算出來并且保留下來，成為為這位學(xué)員進(jìn)行自動教學(xué)資源配置的基礎(chǔ)和依據(jù)。例如，一名學(xué)員對于教授甲的課程十分感興趣，那么系統(tǒng)就會自動為學(xué)員推薦教授甲的各類教學(xué)視頻，而如果僅是對某一個知識點(diǎn)感興趣，那么系統(tǒng)就會自動為他推薦這個知識點(diǎn)講授的點(diǎn)擊率最高的幾段視頻?？傊?，云計算服務(wù)使網(wǎng)絡(luò)具備了“私人訂制”的功能，計算機(jī)通過對每一個學(xué)員的興趣愛好、學(xué)習(xí)習(xí)慣等來進(jìn)行資源的配置，實現(xiàn)信息的有效和快速傳播。從另外的角度來講，作為電大遠(yuǎn)程教育的校方，亦可以通過云計算服務(wù)和大數(shù)據(jù)的檢索對學(xué)生資源進(jìn)行統(tǒng)計和分類，實時了解網(wǎng)絡(luò)動態(tài)以及社會和“市場”的需求，從而合理安排授課，對于某些需求大的課程在資源投入上進(jìn)行一定程度的傾斜，以期用有限的資源實現(xiàn)收益的最大化。從這里我們不難看出，云計算服務(wù)作為一個基礎(chǔ)建設(shè)系統(tǒng)，已經(jīng)具備了很多的智能，能夠通過自身的邏輯計算能力為學(xué)員進(jìn)行細(xì)致入微的個，同時也為服務(wù)方收集大量準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，使他們更加有的放矢，促進(jìn)教育水平的整體提升。云計算的另一個特點(diǎn)是通過快速的信息交互技術(shù)實現(xiàn)學(xué)生與老師的隔空交流，這樣在很大程度上彌補(bǔ)了師生不見面帶來的一系列麻煩，使電大遠(yuǎn)程教育的教與學(xué)不再相互獨(dú)立或者方向單一。在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生通過對課堂內(nèi)容進(jìn)行提問來獲得更加準(zhǔn)確的知識，而老師們也通過互動了解到自己的教學(xué)還有哪些缺陷或者漏洞并且在今后的教學(xué)活動中盡量避免?？梢哉f，教師與學(xué)生的互動不是一個新生事物，但是卻在云計算服務(wù)時代被快速放大，成為遠(yuǎn)程教學(xué)變革的一個重大項目。
3.云計算服務(wù)對教學(xué)資源的整合
中圖分類號：G642.0？搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A？搖 文章編號：1674-9324（2013）18-0017-02
交通運(yùn)輸專業(yè)卓越工程師的目標(biāo)是培養(yǎng)“與國際接軌的高素養(yǎng)交通運(yùn)輸工程技術(shù)人才”，因此，對學(xué)生在交通運(yùn)輸綜合化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、集約化發(fā)展等方面的能力培養(yǎng)提出了明確的要求。其中，提高交通運(yùn)輸專業(yè)相關(guān)的計算機(jī)水平，是培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)的基本要求和發(fā)展重點(diǎn)，也是傳統(tǒng)教學(xué)體系的一個薄弱環(huán)節(jié)。因此，需要以培養(yǎng)適應(yīng)信息時代的交通運(yùn)輸專業(yè)人才為目標(biāo)，以交通運(yùn)輸專業(yè)卓越工程師班為載體，提出在交通運(yùn)輸專業(yè)的計算機(jī)水平創(chuàng)新型培養(yǎng)模式。
國內(nèi)同類專業(yè)非常重視計算機(jī)水平的培養(yǎng)，其中，同濟(jì)大學(xué)側(cè)重于應(yīng)用軟件教學(xué)，在本科培養(yǎng)階段普及各類專業(yè)軟件的使用方法；北京交通大學(xué)側(cè)重計算機(jī)設(shè)計能力，交通運(yùn)輸大類培養(yǎng)方案中，計算機(jī)相關(guān)學(xué)分達(dá)到11分。由此可見，交通運(yùn)輸專業(yè)的培養(yǎng)模式應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)實踐能力的培養(yǎng)，不能過度偏重管理與理論，否則容易造成學(xué)生動手能力弱、操作能力差的現(xiàn)象。而計算機(jī)作為一門實踐性極強(qiáng)的應(yīng)用型學(xué)科，需要通過多種方式有機(jī)結(jié)合，全面調(diào)動學(xué)生的積極性與參與度，在把握基礎(chǔ)原理的同時，切實提高學(xué)生實踐操作水平，以培養(yǎng)在工程實踐中的問題分析和解決能力。
因此，本文將探討如何改變原有過于側(cè)重計算機(jī)理論基礎(chǔ)的教學(xué)模式，通過以培養(yǎng)適應(yīng)信息時代的交通運(yùn)輸專業(yè)人才為目標(biāo)，以邏輯原理、專業(yè)調(diào)研與動手實作多方位能力全面提升為具體任務(wù)，啟用專題授課式、專業(yè)案例式、導(dǎo)入啟發(fā)式、探索答疑式、評價參與式等多形式的授課手段，全面提升交通運(yùn)輸專業(yè)學(xué)生的信息化水平，為成為與國際接軌的高素養(yǎng)交通運(yùn)輸工程技術(shù)人才打造堅實的計算機(jī)應(yīng)用能力基礎(chǔ)。
一、主要改革思路
本文提出的改革思路為，通過邏輯原理、專業(yè)調(diào)研與動手實作三個方面的能力培養(yǎng)，提升計算機(jī)專業(yè)相關(guān)計算機(jī)應(yīng)用水平。
（一）擺脫冗長的固化理論，以計算機(jī)邏輯原理為主線，進(jìn)行面向?qū)嶋H應(yīng)用的理論教學(xué)
計算機(jī)系統(tǒng)涉及的理論龐大而復(fù)雜，但作為交通運(yùn)輸專業(yè)而言，對計算機(jī)水平的要求多集中在仿真軟件使用和管理信息系統(tǒng)方面。原有固化的理論教學(xué)強(qiáng)調(diào)大而全的知識體系，使學(xué)生難于把握教學(xué)重點(diǎn)，從而深入理解軟件的功能、內(nèi)在邏輯及應(yīng)用方式。教學(xué)中應(yīng)注意將對理論進(jìn)行重新梳理，以建立學(xué)生計算機(jī)邏輯思維模式為頂層目標(biāo)，從軟件的表現(xiàn)形式入手，明確不同軟件之間的異同，挖掘內(nèi)在的聯(lián)系機(jī)理，從根本上理解前臺后臺軟件內(nèi)在的邏輯關(guān)系，把握面向交通運(yùn)輸工程實踐應(yīng)用的計算機(jī)原理。
以管理信息系統(tǒng)課程為例，應(yīng)當(dāng)首先把握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、程序開發(fā)語言兩大主體軟件在系統(tǒng)開發(fā)中的實際作用。然后，以各項功能的實現(xiàn)為目標(biāo)，建立不同數(shù)據(jù)庫之間的各項聯(lián)系，明確使用程序語言進(jìn)行數(shù)據(jù)庫調(diào)用的各項邏輯聯(lián)系，從而明確系統(tǒng)開發(fā)的主線。
（二）擺脫單純的課堂講授，以交通運(yùn)輸企業(yè)需求為對象，開展具有針對性的實地調(diào)研
計算機(jī)是應(yīng)用性極強(qiáng)的學(xué)科，其根本目標(biāo)在于解決生產(chǎn)工作中的實際問題，而卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)也是工程技術(shù)人才，因此，需要以相關(guān)企業(yè)的實際需求為對象，開展需求調(diào)研，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)問題的發(fā)掘能力、分析能力以及交往能力、溝通能力。因此，在計算機(jī)教學(xué)過程中，應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生通過社會調(diào)研，將本專業(yè)相關(guān)企業(yè)在實際工作中涉及到的課程相關(guān)內(nèi)容主動地形成問題，從而激發(fā)起他們的好奇心，然后再去探索、尋找答案，解除自己認(rèn)知上的沖突，通過這種過程來使學(xué)生建構(gòu)起對知識的理解，加深學(xué)生對知識結(jié)構(gòu)形成更深層次的理解，培養(yǎng)起具有廣泛遷移價值的問題求解策略，并形成對課程學(xué)習(xí)的積極態(tài)度。
例如，以軌道車站的仿真實驗為例，應(yīng)當(dāng)積極組織學(xué)生前往軌道場站進(jìn)行實地調(diào)研，具體分析人流流線組織情況、軌道車輛到?jīng)r。通過現(xiàn)場實際問題的分析與思考，設(shè)計各類改進(jìn)方案，建立軌道車站車輛和人流的仿真模型，利用計算機(jī)仿真軟件的實驗結(jié)果，對比各個方案的效用，擇優(yōu)選擇最佳方案。在整個過程中，不僅可以加強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)知識的感性認(rèn)識，還能夠培養(yǎng)學(xué)生充分利用計算機(jī)等科學(xué)工具，分析解決實際問題的能力。
（三）擺脫傳統(tǒng)的紙上談兵，以解決專業(yè)實際問題為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力
摒棄原有枯燥、抽象的理論分析，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的動手能力。通過對實際問題進(jìn)行歸納、總結(jié)和分析，結(jié)合計算機(jī)邏輯原理，通過對基本操作技能的導(dǎo)入式啟發(fā)教學(xué)，訓(xùn)練學(xué)生實際操作能力，并以解決實際問題為目標(biāo)，使學(xué)生通過形象化操作與問題的解決，鍛煉學(xué)生的設(shè)計能力，加深對理論知識的深入理解，激發(fā)探索與創(chuàng)新的學(xué)習(xí)激情。
除了規(guī)定的實驗外，應(yīng)積極激發(fā)學(xué)生對專業(yè)實踐的積極性，深入相關(guān)企業(yè)進(jìn)行參觀與實習(xí)，鍛煉學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題的能力。在實踐過程中，教師可根據(jù)學(xué)生對實際操作所提出的問題進(jìn)行針對性的輔導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識分析各類計算機(jī)軟件，對問題進(jìn)行模擬、仿真和解決，逐步加深學(xué)生對計算機(jī)的了解與運(yùn)用能力。
二、教學(xué)改革方法
（一）專題授課式
由于信息行業(yè)發(fā)展迅速，傳統(tǒng)的教材在內(nèi)容上存在一定的滯后性，知識相對陳舊。因此，本項目將脫離以教材為綱領(lǐng)的授課模式，啟用專題授課的方式，及時更換教學(xué)內(nèi)容，保證教學(xué)內(nèi)容的前沿性。教師需要通過項目、自學(xué)、參加各類研討會等方式，密切關(guān)注交通運(yùn)輸業(yè)信息化發(fā)展?fàn)顩r，緊跟學(xué)科信息化發(fā)展步伐。
（二）專業(yè)案例式
以交通運(yùn)輸行業(yè)的實際系統(tǒng)工程項目為案例，對涉及到的計算機(jī)知識進(jìn)行分析與教授，避免學(xué)生因為背景不熟悉而產(chǎn)生“空中樓閣”的感受。除了企業(yè)實際項目外，還可大量引入挑戰(zhàn)杯、交通科技大賽的實際案例，在豐富教學(xué)素材的同時，使學(xué)生認(rèn)識到同行業(yè)其他院校的專業(yè)水平，激勵學(xué)生的主動學(xué)習(xí)與挑戰(zhàn)精神。
（三）導(dǎo)入啟發(fā)式
與通用計算機(jī)能力不同，專業(yè)計算機(jī)知識的針對性較強(qiáng)，平時生活中并不常見，因此，導(dǎo)入教學(xué)顯得尤為重要。本項目將通過實際問題的提出，以是什么、為什么、怎么做的導(dǎo)入方式，對系統(tǒng)的構(gòu)架設(shè)計、數(shù)據(jù)庫的表段安排、功能的實現(xiàn)方法等重要步驟進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。與此同時，在同類功能的啟發(fā)過程中，注重培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力。
（四）探索答疑式
中圖分類號：TP3-4
所謂的計算機(jī)虛擬技術(shù)也只計算機(jī)信息，現(xiàn)階段的主流虛擬技術(shù)包括虛擬操作系統(tǒng)、虛擬硬件和Xen等幾種模式。虛擬硬件模式作為較為傳統(tǒng)的一種模式，在存儲、計算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)硬件等構(gòu)成要素之間建立一種較為抽象的虛擬化平臺，從而將所有的系統(tǒng)硬件都集中在一個較為統(tǒng)一的虛擬化層次中。虛擬機(jī)作為真正的機(jī)器拷貝，有著強(qiáng)大功能主機(jī)能夠被分割成很多不同的虛擬機(jī)[1]。虛擬化的Intelx86平臺，能夠同時運(yùn)行很多應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)，在虛擬化層的作用下，提供較多的硬件虛擬，保證主板芯片、內(nèi)存、CPU、IDE磁盤設(shè)備、SCSI、顯示、各種接口以及其他各種輸出輸入設(shè)備都實現(xiàn)了虛擬化處理。在中職計算機(jī)教學(xué)過程中運(yùn)用虛擬機(jī)技術(shù)，能夠從根本上拓寬實際教學(xué)思路，從而達(dá)到對教學(xué)經(jīng)驗進(jìn)行推廣的目的，緩解教學(xué)過程中計算機(jī)設(shè)備存在的壓力，盡可能地減輕教學(xué)工作中的維護(hù)工程量。
1 中職計算機(jī)教學(xué)中存在的問題
1.1 設(shè)備陳舊。很多中職院校計算機(jī)教學(xué)條件教學(xué)落后，教學(xué)硬件設(shè)備以及實訓(xùn)條件很難滿足實際教學(xué)工作的需求，很多設(shè)備較為陳舊，維修以及保養(yǎng)工作難以進(jìn)行，從而對學(xué)生學(xué)習(xí)各種前沿技術(shù)有著直接的影響。
1.2 部分專業(yè)課程難以實際操作。為了能夠從根本上減少中職計算機(jī)教學(xué)過程中所用設(shè)備的維護(hù)以及保養(yǎng)工作量，很多院校機(jī)房開始安裝還原軟件或者硬件設(shè)備，這也會在一定程度上導(dǎo)致很多專業(yè)課程難以正常進(jìn)行操作。例如硬件分區(qū)、BIOS設(shè)置、安裝操作系統(tǒng)以及格式化等操作都難以完成[2]。雖然對原有的設(shè)備進(jìn)行拆除和還原，也會導(dǎo)致演示機(jī)系統(tǒng)環(huán)境遭到破壞，從而對教學(xué)環(huán)境產(chǎn)生較大的制約，導(dǎo)致計算機(jī)教學(xué)實驗室機(jī)器的實際維護(hù)工作難度增加。
1.3 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和安全教學(xué)工作受到影響。中職計算機(jī)教學(xué)過程中的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程，很多練習(xí)都需要在客戶機(jī)和服務(wù)器之間進(jìn)行。客戶機(jī)和服務(wù)器的安裝操作系統(tǒng)之間可能存在較大的差異，若進(jìn)行相似的練習(xí)，就需要在很多計算機(jī)上安裝較多的操作系統(tǒng)，從而保證計算機(jī)通信、網(wǎng)絡(luò)組建以及安全操作的順利進(jìn)行。還要對學(xué)生實施分組，讓學(xué)生能夠?qū)Σ煌南到y(tǒng)平臺進(jìn)行操作練習(xí)，這樣不僅會從根本上增加維護(hù)設(shè)備的實際工作量，還會減少學(xué)生的上機(jī)時間，從根本上減低中職計算機(jī)教學(xué)的整個教學(xué)質(zhì)量。
2 中職計算機(jī)教學(xué)中虛擬機(jī)技術(shù)的運(yùn)用
2.1 設(shè)置BIOS參數(shù)。設(shè)置BIOS參數(shù)是現(xiàn)代中職計算機(jī)教學(xué)過程中的一個主要技術(shù)盲點(diǎn)，中職學(xué)生本身的文化基礎(chǔ)就相對較弱，尤其是英語基礎(chǔ)，所以，對于電腦學(xué)習(xí)中的各種專業(yè)術(shù)語了解的教師，很容易產(chǎn)生畏懼心理。很多教師在對BIOS參數(shù)設(shè)置的相關(guān)教學(xué)活動中大都是進(jìn)行簡單的講述，很少引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行聯(lián)系，從而導(dǎo)致他們對于計算機(jī)時間調(diào)整、開機(jī)順序、CPU工作狀態(tài)以及主從硬盤等其他設(shè)置接觸較少，從而導(dǎo)致其學(xué)習(xí)質(zhì)量受到影響[3]。虛擬機(jī)軟件能夠給學(xué)生提供類似于較為真實的BIOS設(shè)置環(huán)境，目前常見的版本有AWARD BIOS、PHOENIX BIOS程序以及其他品牌機(jī)特有的BIOS程序。
2.2 操作系統(tǒng)的以及應(yīng)用程序的設(shè)置與安裝。操作系統(tǒng)以及應(yīng)用程序的設(shè)置與安裝是現(xiàn)代中職計算機(jī)教學(xué)過程中需要進(jìn)行完善的環(huán)節(jié)，其主要原因是因為設(shè)置以及安裝操作系統(tǒng)需要花費(fèi)較長的時間，破壞性較為明顯，從而會對整個教學(xué)程序產(chǎn)生影響，導(dǎo)致學(xué)生無法順利完成練習(xí)活動，缺乏對計算機(jī)操作系統(tǒng)的設(shè)置以及安裝技能培養(yǎng)機(jī)會，對于計算機(jī)故障診斷以及軟件維護(hù)技能的提升和培養(yǎng)受到影響，缺少獨(dú)立維護(hù)的技能和知識。例如VMare公司的旗下的個人電腦都給客戶提供了具體的操作系統(tǒng)支持[4]。將操作系統(tǒng)安裝在虛擬機(jī)中之后，安裝的新軟件就能夠與其他正常的計算機(jī)安裝軟件相同，從而盡可能地滿足計算機(jī)應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)的配置以及安裝教學(xué)需求。
2.3 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及實驗平臺。在計算機(jī)信息技術(shù)不斷發(fā)展的影響下，中職計算機(jī)教學(xué)過程中開始注重對學(xué)生計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實際運(yùn)用以及網(wǎng)絡(luò)知識能力培養(yǎng)。無論是服務(wù)器設(shè)置還是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)設(shè)計與開發(fā)，都需要一個可以進(jìn)行反復(fù)實驗和配置的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。我國現(xiàn)階段很多中職院校都開始對校園網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組建，提供給學(xué)生和教師一個較為和諧的教學(xué)環(huán)境，但是，由于校園網(wǎng)絡(luò)各種功能都與校內(nèi)辦公網(wǎng)絡(luò)平臺、弧線網(wǎng)咨詢以及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源緊密聯(lián)系在一起，很難給學(xué)生提供較多的服務(wù)器配置、網(wǎng)絡(luò)設(shè)配互聯(lián)、網(wǎng)站開發(fā)和網(wǎng)站設(shè)計等學(xué)習(xí)活動提供更多的實驗平臺，因為，學(xué)生在實驗中所犯的各種錯誤都會對校園網(wǎng)絡(luò)或者服務(wù)器數(shù)據(jù)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、互連設(shè)備價格相對較高，投資較大。虛擬機(jī)技術(shù)的利用可以在單臺計算機(jī)上王城服務(wù)器噢誒之、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)、網(wǎng)站維護(hù)以及上傳等教學(xué)工作實驗[5]。構(gòu)建可以多次進(jìn)行實驗和配置的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，能夠給學(xué)生提供堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)，從而更好地運(yùn)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，節(jié)省更多的教學(xué)投資。
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)過程中所有的交換機(jī)或者路由器價格相對較高，從而成為整個中職計算機(jī)教學(xué)過程中需要解決的問題。實際教學(xué)過程中大都是對網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的進(jìn)行功能性的介紹和講解，從而導(dǎo)致學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互聯(lián)技術(shù)相對較低，很難完成實際工作。通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模擬器，則能夠保證學(xué)生在單機(jī)上順利完成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互通試驗和組網(wǎng)配置工作。
網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)也是中職計算機(jī)教學(xué)過程中的重心工作，除了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置以及互聯(lián)工作之外，服務(wù)器的配置、相關(guān)的Ftp和Web應(yīng)用，也顯得較為主要。Microsoft Virtuai PC都提供了宿主機(jī)與虛擬機(jī)以及虛擬機(jī)之間實施網(wǎng)絡(luò)通訊的各種細(xì)膩網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，從而更好地完成Web Ftp應(yīng)用、服務(wù)器配置等具體的實驗，還不會對校園網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行產(chǎn)生影響。
2.4 在操作系統(tǒng)課程教學(xué)中運(yùn)用虛擬機(jī)技術(shù)。操作系統(tǒng)課程教學(xué)活動需要學(xué)生能夠完成組建局域網(wǎng)、管理和配置網(wǎng)絡(luò)等一系列實驗，所有的學(xué)生都需要一臺或者多臺計算機(jī)來完成相關(guān)學(xué)習(xí)。在過去的教學(xué)活動中，大都是把學(xué)生分成多個小組，每個小組完成具體的實驗，這樣就會對學(xué)生主動性的發(fā)揮產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。為了能夠從根本上解決相關(guān)問題，可以在計算機(jī)上安裝相應(yīng)的虛擬機(jī)系統(tǒng)，從而綜合利用計算機(jī)功能，讓學(xué)生更多地參與到實際實踐活動中，引導(dǎo)他們掌握更多的專業(yè)知識。
3 結(jié)束語
通過系統(tǒng)的分析和比較，中職計算機(jī)教學(xué)活動中運(yùn)用虛擬機(jī)技術(shù)，能夠產(chǎn)生一定的教學(xué)效果。從教學(xué)管理方面來分析，虛擬機(jī)技術(shù)的運(yùn)用能夠幫助教師管理教學(xué)設(shè)備，從根本上提升設(shè)備的完整性，盡可能地提升教學(xué)資源的利用率。還能夠更好地完成教學(xué)計劃中規(guī)定的相關(guān)實驗項目，從而引導(dǎo)學(xué)生積極參與到教學(xué)實驗過程中，保證中職計算機(jī)教學(xué)任務(wù)的順利完成，給經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步提供更多的動力和智力支持。
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0.引言
自2006年3月美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)周以真教授提出“計算思維”以來，在國內(nèi)外教育界引起了很大的反響。周教授清晰系統(tǒng)地闡述了計算思維的概念，并認(rèn)為計算思維是每個人的基本技能，不僅屬于計算機(jī)科學(xué)家，應(yīng)當(dāng)使每個學(xué)生在培養(yǎng)解析能力時除掌握閱讀、寫作和算術(shù)外，還要學(xué)會計算思維。既然是每個人都必須掌握的思維能力，那么作為最“接近”計算思維的計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說，該如何培養(yǎng)學(xué)生具有這種思維方式呢？這個任務(wù)顯然不是某一門課程能獨(dú)立完成的，它需要滲透到每一門專業(yè)課程中。這就要求任課教師本身就應(yīng)該具有計算思維的教育理念，唯有這樣才能把計算思維滲透到每門課程中，最后把這一抽象的思維方式融到學(xué)生的生活和今后的工作中去。
筆者將以計算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)課程——“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的教學(xué)經(jīng)驗為載體，詳細(xì)介紹如何在課程中傳授計算思維，使大學(xué)生學(xué)會運(yùn)用計算思維去思考問題、解決問題，提升他們的計算素養(yǎng)，使其成為卓越人才。
1.計算思維的定義和特征
計算思維不是新生事物，從古代的算盤到近代的加法器、計算器以及現(xiàn)代的電子計算機(jī)，直到目前風(fēng)靡全球的互聯(lián)網(wǎng)和云計算，計算思維的內(nèi)容在不斷豐富，推動著人類科技的進(jìn)步。雖然計算思維一直都在被人們應(yīng)用，但是卻沒有明確地被人們用系統(tǒng)的理論來揭示。直到2006年，周以真教授在計算機(jī)權(quán)威期刊CommunicationsD，theACM上指出：計算思維是運(yùn)用計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計、人類行為理解等的一系列思維活動。周教授系統(tǒng)地給出了計算思維的6個特征：
1）概念化，不是程序化。計算機(jī)科學(xué)不是計算機(jī)編程，像計算機(jī)科學(xué)家那樣去思維意味著遠(yuǎn)不止能為計算機(jī)編程，還要求能夠在抽象的多個層次上思維。
2）根本的，不是刻板的技能。根本技能是每一個人為了在現(xiàn)代社會中發(fā)揮職能所必須掌握的；刻板技能意味著機(jī)械地重復(fù)。
3）是人的，不是計算機(jī)的思維方式。計算思維是人類求解問題的一條途徑，但并不是要使人類像計算機(jī)那樣去思考。計算機(jī)枯燥且沉悶，人類聰穎且富有想象力，是人類賦予了計算機(jī)激情。
4）數(shù)學(xué)和工程思維的互補(bǔ)與融合。計算機(jī)科學(xué)在本質(zhì)上源自數(shù)學(xué)思維，因為像所有的科學(xué)一樣，其形式化基礎(chǔ)建筑于數(shù)學(xué)之上。計算機(jī)科學(xué)又從本質(zhì)上源自工程思維，基本計算設(shè)備的限制迫使計算機(jī)學(xué)家必須計算性地思考，不能只是數(shù)學(xué)性地思考。
5）是思想，不是人造物。不只是軟件、硬件等人造物以物理形式到處呈現(xiàn)并時時刻刻觸及我們的生活，更重要的是接近和求解問題、管理日常生活、與他人交流和互動，計算的概念無處不在。
6）面向所有的人，所有地方。當(dāng)計算思維真正融入人類活動，以至于不再表現(xiàn)為一種顯式哲學(xué)時，它就將成為一種現(xiàn)實。
同時，周以真教授又將計算思維闡述成了具體的幾種思維方法：遞歸，抽象和分解，保護(hù)，冗余，容錯，糾錯和恢復(fù)，利用啟發(fā)式推理來尋求解答，在不確定情況下的規(guī)劃、學(xué)習(xí)和調(diào)度等。
2.計算思維與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
通過對計算思維的仔細(xì)分析，我們試圖用這樣一個公式來概括計算思維，即“模型+算法”。首先，學(xué)會合理地抽象，把有待解決的問題抽象成有效的計算過程，抽象成合適的模型，這是問題求解的第一步。然后，基于建立起來的模型利用各種思維方法去求解問題。
“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是計算機(jī)專業(yè)的一門專業(yè)必修課，是軟件編程設(shè)計的基礎(chǔ)，對于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，利用計算機(jī)解決實際問題的能力都起到了至關(guān)重要的作用?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的研究內(nèi)容可歸納為3個部分：邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)和運(yùn)算集合，即按某種邏輯關(guān)系組織起來的一批數(shù)據(jù)，按一定的映像方式把它存放在計算機(jī)的存儲器中，并在這些數(shù)據(jù)上定義了一個運(yùn)算的集合，可以用“（邏輯|存儲）結(jié)構(gòu)+算法”的公式來概括。
對比兩個“公式”，我們可以發(fā)現(xiàn)相似之處，都是靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動態(tài)操作的結(jié)合。當(dāng)然，計算思維中的模型和算法都要比數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的概念來的寬泛很多。但正因為某種程度的契合，使得在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程中貫徹計算思維的思想，要比其他課程來得自然和容易許多。具體體現(xiàn)在：
1）從“邏輯或者存儲結(jié)構(gòu)”的選擇理解“抽象建?！薄Ｔ凇皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程中，當(dāng)面對一個問題時，首先是要能從問題中抽象出數(shù)據(jù)對象，然后分析數(shù)據(jù)對象中各個數(shù)據(jù)元素相互之間的（邏輯）關(guān)系是什么，接著這種邏輯關(guān)系用什么樣的存儲結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。確定好這些后，再思考各種算法的設(shè)計和實現(xiàn)。整個問題的求解過程，就是一個抽象建模的過程。只不過，計算思維的概念更寬泛，它還需要考慮問題的可計算性（即計算的能力和極限，知道哪些問題可以計算，哪些問題不可以計算），而“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程中所給出的問題都是可計算的。即便如此，依然能通過對問題的抽象去訓(xùn)練計算思維。
2）通過算法多樣化訓(xùn)練思維方法?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程中，對于一個問題往往可以通過不同方式來完成算法。在選擇不同求解方式的過程中，可以很好地訓(xùn)練計算思維。例如，可以學(xué)會對問題進(jìn)行有效的分解，分解的方法和結(jié)果當(dāng)然是多樣性的，分解的過程要希望每個分解塊能盡量被重用，重用計算過程，重用程序。如何有效重用，是一個問題的抽象分類。這樣做，能快速獲得計算結(jié)果。在設(shè)計算法和優(yōu)化算法的過程中還需要利用遞歸、并發(fā)、啟發(fā)、學(xué)習(xí)等方法。
3）通過靈活的實驗手段打造創(chuàng)新思維。雖然在計算思維的第一個特征中強(qiáng)調(diào)“計算思維是概念化，不是程序化。計算機(jī)科學(xué)不是計算機(jī)編程”，但是不可否認(rèn)的是，當(dāng)你使用計算機(jī)來解決具體問題求解時，把算法思想編寫成可執(zhí)行的程序是解決問題和驗證算法有效性的最好方法。因此，在教學(xué)過程中，我們強(qiáng)調(diào)并培養(yǎng)學(xué)生對于抽象過程的嚴(yán)謹(jǐn)性，編寫程序時強(qiáng)調(diào)從需求定義開始，進(jìn)行算法優(yōu)化與選擇，最后通過上機(jī)實驗來驗證。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，我們在安排實驗內(nèi)容上，多以實用課題為主，盡量生動化、趣味化，例如，在線性表的實驗中，選擇了通訊錄的設(shè)計和管理；在圖的實驗中，選擇了最經(jīng)濟(jì)出行路線的設(shè)計。
3.教學(xué)案例
3.1抽象和分解方法的使用——排序問題
“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”中有很多排序算法：插入排序、選擇排序、冒泡排序等算法。在講解這些算法時可以滲透講解計算思維中“抽象和分解”的思想。該方法是“選擇合適的方式去陳述一個問題，或者是選擇合適的方式對一個問題的相關(guān)方面建模使其易于處理”，也就是把一個復(fù)雜的問題分解成若干相關(guān)的子問題或者簡單問題去處理。
以插入排序為例，插入排序的基本思想是每次將一個待排序的記錄，按其關(guān)鍵字大小插入到前面已經(jīng)排好序的子表中的適當(dāng)位置，直到全部記錄插入完成為止。多個記錄的排序問題可以看成是一個大的復(fù)雜問題，這個問題可抽象分解成若干個小問題：把一個待排的記錄插入到已經(jīng)有序的子表中。那么原來的排序問題就變成了不斷增長有序表中記錄的個數(shù)，即記錄個數(shù)依次從初始的1增加到n（即所有記錄的個數(shù)），個數(shù)增加到n時，排序就完成了。這個小問題又可轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)的兩兩比較，即待排序記錄依次和有序子表中的記錄進(jìn)行兩兩比較，直到找到合適的位置，插入即可，插入后的子表依然有序。最后，通過這樣兩層轉(zhuǎn)換，排序問題就轉(zhuǎn)換成了學(xué)生非常熟悉的數(shù)據(jù)兩兩比較的問題。同樣，其他排序方法也可以通過層層抽象和分解把問題轉(zhuǎn)換為簡單的小問題。
3.2遞歸方法的使用——二叉樹的遍歷問題
二叉樹的遍歷是按照一定次序訪問二叉樹中的所有結(jié)點(diǎn)，并且每個結(jié)點(diǎn)僅被訪問一次。遞歸方法是“把代碼譯成數(shù)據(jù)又把數(shù)據(jù)譯成代碼”。從程序設(shè)計的角度看，遞歸就是在定義一個過程或者函數(shù)時出現(xiàn)直接調(diào)用或間接調(diào)用本過程或本函數(shù)的成分。
二叉樹及其相關(guān)操作的講解是“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，由于二叉樹的定義本身就是一個遞歸定義，因此與其相關(guān)的操作，利用遞歸的方式來完成也是最自然的事情，是一個能很好地體現(xiàn)遞歸思想的知識點(diǎn)。以二叉樹的中序遍歷為例，我們首先可以利用上述的分解方法將整個遍歷問題劃分成若干個子問題，即分解為中序訪問左子樹，根結(jié)點(diǎn)，中序右子樹這樣三個子問題；接著，對訪問左子樹和訪問右子樹的子問題，利用相同的方法，又可以分解為類似的若干個子問題或者不能再劃分（如子樹為空）；如此反復(fù)進(jìn)行，直到不能再劃分成子問題，或者已經(jīng)可以求解為止。在分解過程中，算法不斷地利用同樣的方法分解問題，不斷地按照左子樹一根結(jié)點(diǎn)一右子樹的順序訪問。這個“較小問題”反復(fù)不斷地被重復(fù)，形成了遞歸體。從問題分析的過程，可以引導(dǎo)學(xué)生去理解遞歸這一抽象而又重要的方法。
初中計算機(jī)教學(xué)中創(chuàng)設(shè)“問題情境”，是培養(yǎng)學(xué)生問題意識、開拓學(xué)生思維和提高學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑。教師在教學(xué)中，應(yīng)根據(jù)學(xué)生自身情況精心選擇教材，因材施教，巧妙安排教學(xué)結(jié)構(gòu)，科學(xué)設(shè)計教學(xué)過程和形式，讓學(xué)生置身于問題情境中，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，實現(xiàn)課堂教學(xué)的優(yōu)化和教學(xué)效益的提高。
一、情境教學(xué)法在初中計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)中的作用
在教學(xué)過程中教師為了更好地幫助學(xué)生了解和掌握教材內(nèi)容，引發(fā)心理與情感共鳴，從而以具體的教學(xué)內(nèi)容為依托，設(shè)立出帶有一定情緒色彩的、生動形象的主體形象場景的教學(xué)方法就是“情境教學(xué)法”。情景教學(xué)法與傳統(tǒng)單向的知識灌輸模式不同的是，它更能做到以學(xué)生為中心，將理論知識從課本中脫離與實際生活緊密聯(lián)系起來，利用學(xué)生的真實生活體驗來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生加深理解和記憶所學(xué)知識。傳統(tǒng)的計算機(jī)教學(xué)模式是以教師為主導(dǎo)，對學(xué)生根據(jù)教材內(nèi)容照本宣科進(jìn)行講解，學(xué)生很難理解計算機(jī)抽象、復(fù)雜的理論知識。而情境教學(xué)法，往往首先是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)計算機(jī)的積極性，然后利用學(xué)生積極向上、正面的情緒創(chuàng)造出一個輕松愉悅的學(xué)習(xí)環(huán)境來獲得計算機(jī)知識。另外，計算機(jī)課程由于注重實踐性和操作性，單純的理論知識教學(xué)并不能使學(xué)生熟練掌握計算機(jī)知識，提高計算機(jī)的使用技能。因此情境教學(xué)法通過激發(fā)學(xué)生的求知欲來引導(dǎo)他們自主學(xué)習(xí)、合作探究，更好地獲取計算機(jī)知識。
二、初中計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)課程中情境教學(xué)的運(yùn)用對策
（一）情境創(chuàng)設(shè)要能貼近生活
從教育心理學(xué)的角度來說，興趣是一個人傾向于認(rèn)識、研究獲得某種知識的心理特征，是可以推動人們求知的一種內(nèi)在力量。學(xué)生只要對某一學(xué)科有興趣，就會持續(xù)地專心致志地鉆研它，從而提高學(xué)習(xí)效果。因此，要使教學(xué)成功，就必須在教學(xué)過程中運(yùn)用各種情境創(chuàng)設(shè)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。情境最重要的功能表現(xiàn)在陶冶和暗示。設(shè)定一個好的教學(xué)情境作為教學(xué)的導(dǎo)入，無疑能起到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，形成良好的影響，同時明確參與動機(jī)，剔除情感中的消極因素，保留積極成分，那必將為教學(xué)活動順利開展奠定堅實的基礎(chǔ)，有效解決學(xué)習(xí)動力不足的問題。情境能為學(xué)生提供良好的暗示和啟迪，有利于鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的適應(yīng)能力。信息科技課是體現(xiàn)創(chuàng)新性、實踐性、操作性很強(qiáng)的學(xué)科。課堂上，要創(chuàng)設(shè)各種情境讓學(xué)生用學(xué)到的技術(shù)解決生活的問題，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力，讓學(xué)生在實踐中鞏固知識點(diǎn)。情境把同學(xué)們不知到已知、淺知到深知類的問題融合在情境里，激起了學(xué)生們強(qiáng)烈的求知欲。
（二）精心選擇教學(xué)材料
問題情境的創(chuàng)設(shè)應(yīng)當(dāng)有充分、豐富的課堂教學(xué)材料為鋪墊，使學(xué)生的思維在廣度、深度上有一個充分的、自由發(fā)揮的空間和余地。這就要求教師在備課、上課時，精心篩選材料，緊扣教材而又不拘泥于教材，圍繞教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)目的，而又應(yīng)有所拓展和延伸。通過教師精心選擇的資料，使學(xué)生獲得一個美好的“情境”，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而有針對性的學(xué)習(xí)解決問題。中學(xué)計算機(jī)教學(xué)課在選擇教學(xué)素材、創(chuàng)設(shè)問題情境時，切忌教條、僵化、語錄式的材料，那種空洞、說教式的材料只能抑制學(xué)生的思維，引起學(xué)生反感甚至排斥。應(yīng)選擇富有情趣和吸引力，能引起學(xué)生的好奇心，使學(xué)生在愉悅的狀態(tài)中煥發(fā)出強(qiáng)烈的求知欲，促使學(xué)生在生疑、解疑的過程中獲得新的知識和能力的教學(xué)素材。問題情境用于新授課，從一開始緊緊抓住學(xué)生的注意力，使課堂氣氛很快進(jìn)入活躍的。
（三）構(gòu)建良好的師生關(guān)系
計算機(jī)教學(xué)的主要方式是通過課堂進(jìn)行教學(xué)，這就要求學(xué)生與教師之間要建立起一種良好的師生關(guān)系，師生之間要加強(qiáng)溝通與交流。而情境教學(xué)法就是教師為了吸引學(xué)生的注意力，創(chuàng)設(shè)一定的情境，最后讓學(xué)生在指導(dǎo)下可以自主學(xué)習(xí)知識。但由于計算機(jī)本身具有極強(qiáng)的復(fù)雜性，每個學(xué)生的思維能力和理解能力又大不相同，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)計算機(jī)的過程中難免會碰到各種問題，遇到各種挫折。在這個時候，教師應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，及時引導(dǎo)學(xué)生通過小組合作學(xué)習(xí)交流的形式解決問題。在這種良性的溝通和交流中，學(xué)生從原來的不愿意參與，轉(zhuǎn)變到主動積極參與，真正做到“我想學(xué)、我要學(xué)”。與此同時，教師也要注重備課環(huán)節(jié)，充分利用身邊有的素材引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入情境，深入學(xué)習(xí)。
結(jié)語：情境教學(xué)法在計算機(jī)教學(xué)中可以緊密聯(lián)系師生之間關(guān)系，還對提高計算機(jī)學(xué)習(xí)效率，改善學(xué)習(xí)質(zhì)量有著重要作用。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞 云計算 高校體育課程數(shù)字教學(xué)資源 建設(shè)
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，我國高校掀起了數(shù)字教學(xué)資源建設(shè)的，與此同時，也出現(xiàn)了數(shù)字教學(xué)資源低水平重復(fù)和校際共建共享不足的現(xiàn)象。高校體育課程數(shù)字教學(xué)資源建設(shè)和應(yīng)用有助于解決師資不足、學(xué)訓(xùn)矛盾等問題，基于云計算建設(shè)高校體育課程數(shù)字教學(xué)資源能夠節(jié)省成本，提高資源利用效率。
一、云計算的內(nèi)涵
云計算（cloud computing）是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)模式，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供一組抽象的、虛擬化的、動態(tài)可擴(kuò)展的、可管理的計算資源能力、存儲能力、平臺和服務(wù)的一種大規(guī)模分布式計算的聚合體。云計算有三種服務(wù)類型：軟件即服務(wù)（SaaS）、平臺即服務(wù)（PaaS）和基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS），可為用戶提供動態(tài)易擴(kuò)展的、虛擬化的資源（軟件、平臺和基礎(chǔ)設(shè)施）。云計算技術(shù)具備跨平臺、跨時空的人機(jī)交互功能，基于云計算建設(shè)高校體育課程數(shù)字教學(xué)資源在一定程度上克服了目前硬件投資過大、人員技術(shù)要求較高、運(yùn)營維護(hù)成本過高等缺點(diǎn)，有助于廣大體育教師利用手機(jī)、iPad和臺式機(jī)隨時隨地的建設(shè)數(shù)字課程資源。
二、高校體育課程數(shù)字教學(xué)資源建設(shè)存在的問題
（一）軟件操作問題
專業(yè)的特點(diǎn)決定了大部分體育教師在體育場館游刃有余，面對日新月異的計算機(jī)軟件卻手足失措。體育課程數(shù)字教學(xué)資源的建設(shè)需要應(yīng)用多種軟件才能完成，教學(xué)課件的制作、教學(xué)視頻的錄制與剪輯等設(shè)計到的文本、圖片、聲音、動畫和視頻編輯軟件（如PowerPoint、Acdsee、Cool edit、Animantor、Flash、Camtasia Studio）的使用和版本升級讓大多體育教師望而卻步。
（二）平臺應(yīng)用問題
建設(shè)數(shù)字教學(xué)資源的目的是依靠網(wǎng)絡(luò)平臺實施教學(xué)的，高校體育課程數(shù)字教學(xué)資源有助于解決師資不足、學(xué)訓(xùn)矛盾等問題。但是，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)對教師的信息素養(yǎng)要求較高，需要教師靈活掌握和使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的作業(yè)、在線答疑、統(tǒng)計分析等功能，這對于習(xí)慣口傳身授教學(xué)模式的體育教師來說也是很大的挑戰(zhàn)。
（三）基礎(chǔ)設(shè)施問題
數(shù)字教學(xué)資源的建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施主要包括相關(guān)軟件和硬件。目前可用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的硬件有臺式機(jī)、筆記本、iPad和智能手機(jī)等，軟件包括操作系統(tǒng)（Windows、Android、iOS等），現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺存儲兼容性不足，不能很好地跨平臺實施教學(xué)，面對眾多數(shù)碼設(shè)備及其紛繁復(fù)雜的操作系統(tǒng)，體育教師大多會望而生畏。
三、基于云計算建設(shè)高校體育課程數(shù)字教學(xué)資源的對策
（一）使用網(wǎng)絡(luò)軟件，在線建設(shè)體育課程數(shù)字教學(xué)資源
軟件即服務(wù)，云計算為學(xué)習(xí)者隨時隨地的學(xué)習(xí)提供了有利的技術(shù)支持，同時也帶來了很多方便的網(wǎng)絡(luò)軟件。高校體育教師可以利用Baidu Wenku查找下d教學(xué)課件，利用在Google Docs創(chuàng)建教案，在Youku中查找或上傳教學(xué)視頻，也可以使用美圖APP在體育場館拍攝教學(xué)圖片、使用美拍APP錄制教學(xué)視頻，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)木庉嫾糨嫞缓笫褂妹榔狝PP制作圖文聲色并茂的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。
（二）借助網(wǎng)絡(luò)平臺，在線體育課程數(shù)字教學(xué)資源
平臺即服務(wù)，云計算把開發(fā)環(huán)境作為一種服務(wù)來提供，用戶可以使用中間商的設(shè)備來開發(fā)自己的資源。高校體育教師可以靈活使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，如通過QQ群的作業(yè)功能作業(yè)信息，利用WeChat朋友圈共享自己開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源給學(xué)生學(xué)習(xí)，利用飛信課程通知信息，通過平臺互動的狀態(tài)數(shù)據(jù)來分析數(shù)字教學(xué)資源的利用情況。
（三）借助移動設(shè)備，在線分享體育課程數(shù)字教學(xué)資源
基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)，云計算通過虛擬化的云存儲把數(shù)據(jù)存儲到云端，解決了傳統(tǒng)硬件設(shè)施的存儲兼容性問題。高校體育教師可以通過在智能手機(jī)、iPad和臺式機(jī)上分別登錄QQ、WeChat或借助手機(jī)、電腦管家軟件實現(xiàn)體育課程數(shù)字教學(xué)資源在不同設(shè)備之間的傳輸與分享，利用Baidu網(wǎng)盤、360網(wǎng)盤等云存儲適時分享大容量的多媒體教學(xué)資源（如NBA、世界杯等大型體育比賽實況錄像等）。
四、結(jié)語
云計算作為一種大規(guī)模的資源整合與存儲技術(shù)，為數(shù)字教學(xué)資源的開發(fā)和利用提供了方便。高校體育教師要積極探索云計算對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式的影響，加大體育課程數(shù)字教學(xué)資源建設(shè)力度，努力提升體育課程數(shù)字教學(xué)資源的建設(shè)質(zhì)量和使用效果，加快高校體育教育信息化進(jìn)程。
基金項目：2016年湖南省哲學(xué)社會科學(xué)基金一般資助項目（16YBA181）。
參考文獻(xiàn)：
一、選擇題
(共1題；共2分)
1.
（2分）根據(jù)下圖列算式正確的是（
）
A
.
B
.
C
.
二、判斷題
(共3題；共6分)
2.
（2分）比kg重是1kg（判斷對錯）
3.
（2分）計算（
+
）×18=
×18+
×18時，運(yùn)用了乘法結(jié)合律。（
）
4.
（2分）
，運(yùn)用了乘法交換律和乘法結(jié)合律。（
）
三、填空題
(共5題；共11分)
5.
（2分）4×
=_______×_______=10
6.
（1分）一條繩子長6米，用了它的
，又用了
米，還剩_______米。
7.
（1分）合唱團(tuán)有男生54名，女生的人數(shù)比男生的
還多5名。合唱團(tuán)里有_______名女生。
8.
（1分）一個長方形桌面，長
m，寬
m。一個正方形桌面，面積是
m2。長方形桌面的面積比正方形桌面的面積少_______
m2。
9.
（6分）在橫線上填上合適的數(shù)。
_______
_______×_______×
（_______×_______）×_______
四、計算題
(共3題；共35分)
10.
（20分）下面各題，怎樣簡便就怎樣算。
（1）5÷
×
（2）
＋
×24
（3）
×86
（4）（
＋
）×3×5
11.
（5分）怎樣簡便就怎樣算
①
×
＋
×
②
×（
－
）
③24×
×9×
④30×（
＋
）
⑤51×
⑥
＋
÷
12.
（10分）看圖列式計算。
（1）
（2）
五、解答題
(共3題；共15分)
13.
（5分）人心臟跳動的次數(shù)隨年齡而變化。嬰兒心跳每分鐘約135次，青年每分鐘心跳的次數(shù)比嬰兒少
。青少年每分鐘心跳多少次？
14.
（5分）小青的體重是42千克，爸爸比小青重
，爸爸的體重是多少千克？
15.
（5分）圖書室新進(jìn)一批圖書，其中故事書有81本，科技書有多少本?
參考答案
一、選擇題
(共1題；共2分)
1-1、
二、判斷題
(共3題；共6分)
2-1、
3-1、
4-1、
三、填空題
(共5題；共11分)
5-1、
6-1、
7-1、
8-1、
9-1、
四、計算題
(共3題；共35分)
10-1、
10-2、
10-3、
10-4、
11-1、
12-1、
12-2、
五、解答題
(共3題；共15分)
姓名:________
班級:________
成績:________
小朋友們，經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)，你們一定進(jìn)步不少吧，今天就讓我們來檢驗一下！
一、口算
(共1題；共1分)
1.
（1分）
計算
3.96÷(1.8＋1.5)=________
二、填空題。
(共4題；共7分)
2.
（1分）
計算．
0.85×101=________
3.
（1分）
用簡便方法計算．
5.28×99=________
4.
（1分）
(2018五上·甘肅月考)
6.8×2.01=6.8×2+6.8×0.01可以用________律進(jìn)行簡算。
5.
（4分）
59×2.5×0.4＝?________×（________×________），這個算式利用了乘法________。
三、數(shù)學(xué)醫(yī)院。
(共1題；共5分)
6.
（5分）
(2019·吉水)
遞等式計算（能簡算的要簡算）
①2.8+5
+7.2+3
②9
×4.25+4
÷6
③2.5×3.2×1.25
④75.3×99+75.3
⑤23.46-6.57－3.43
⑥
×8.3－0.3×62.5％
四、計算
(共1題；共10分)
7.
（10分）
(2019四下·府谷期末)
用自己喜歡的方法計算。
（1）
19.5-19.5×0.4
（2）
6.3×11.6+6.3×8.4
五、解答題
(共4題；共25分)
8.
（5分）
學(xué)校操場是個正方形，它的邊長是0.75千米，如果有人繞操場走一圈，那么共走多少千米？
9.
（5分）
洋洋準(zhǔn)備用長1m，寬0.6m的長方形卡紙做三角形學(xué)具，學(xué)具的規(guī)格如下圖所示。如果不計損耗的材料，洋洋最多能做多少個學(xué)具?
10.
（10分）
劉叔叔有一塊地，如果種白甘蔗，能收460kg；如果種紅甘蔗，能收420kg。
（1）
白甘蔗的價錢是1.2元／千克，紅甘蔗的價錢是1.8元／千克。劉叔叔種哪種甘蔗更合算?
（2）
張阿姨有95.4元，她最多能買多少千克甘蔗?
11.
（5分）
媽媽到超市買了一些蘋果，給售貨員25元，找回1.5元，蘋果每千克4.7元，媽媽買了多少千克蘋果？
參考答案
一、口算
(共1題；共1分)
1-1、
二、填空題。
(共4題；共7分)
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
三、數(shù)學(xué)醫(yī)院。
(共1題；共5分)
6-1、
四、計算
(共1題；共10分)
7-1、
7-2、
五、解答題
(共4題；共25分)
8-1、
9-1、
引言
云計算技術(shù)是近年來計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，云計算技術(shù)的迅速發(fā)展對高校培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型和創(chuàng)新型工程技術(shù)人才提出新的要求，因而云計算課程正逐漸成為電子信息類專業(yè)的核心課程。目前，國內(nèi)各高校根據(jù)自己的實際情況，開設(shè)云計算相關(guān)的課程，在培養(yǎng)云計算專業(yè)人才方面進(jìn)行探索和實踐[1-2]。為促進(jìn)學(xué)生掌握云計算相關(guān)技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的云計算設(shè)計和應(yīng)用能力，河海大學(xué)在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)開設(shè)云計算技術(shù)與應(yīng)用課程，主要介紹云計算的基本理論、關(guān)鍵技術(shù)以及云系統(tǒng)的架構(gòu)和應(yīng)用。課程的目標(biāo)是讓學(xué)生了解云計算的解決方案，掌握云計算的服務(wù)模式，并在此基礎(chǔ)上通過實踐部署云平臺，進(jìn)而在云平臺上構(gòu)建相關(guān)云應(yīng)用。由于云計算是來源于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的一項綜合性技術(shù)，是虛擬化、分布式計算、并行計算、負(fù)載平衡等多種計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的成果，云計算技術(shù)的實踐性、時代性與發(fā)展性，決定云計算是一門以實踐為中心的課程，因此實驗環(huán)節(jié)對整個課程的教學(xué)質(zhì)量起至關(guān)重要的作用。筆者對云計算技術(shù)與應(yīng)用課程的實驗教學(xué)進(jìn)行探索和實踐，通過構(gòu)建實驗平臺、優(yōu)化實驗內(nèi)容、創(chuàng)新實驗?zāi)Ｊ?、?qiáng)化綜合設(shè)計訓(xùn)練等措施，幫助學(xué)生掌握云計算的理論知識和實用技術(shù)，使學(xué)生在未來的就業(yè)市場更有競爭實力。
1構(gòu)建云計算實驗平臺
為了給云計算課程的教學(xué)和實踐提供實驗環(huán)境支持，筆者采用“IBMOpenStackSolutionforSystemX”云平臺解決方案設(shè)計企業(yè)級私有云架構(gòu)[3]，構(gòu)建基于OpenStack的云計算實驗平臺并在其上部署虛擬桌面、分布式計算等應(yīng)用環(huán)境，按實驗需求分配基礎(chǔ)設(shè)施資源，提供實驗教學(xué)的軟硬件環(huán)境支持。OpenStack是一整套云計算開源軟件項目的綜合，旨在為公共及私有云的建設(shè)與管理提供軟件，實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施級的資源配置?；贠penStack的云計算實驗平臺根據(jù)用戶需求快速創(chuàng)建實驗環(huán)境，為云計算課程以及其他物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程提供應(yīng)用開發(fā)和環(huán)境管理服務(wù)。云計算實驗平臺框架如圖1所示。云計算實驗平臺的物理設(shè)施資源包括網(wǎng)絡(luò)、計算和存儲設(shè)備等，通過使用虛擬化技術(shù)KVM對底層硬件進(jìn)行虛擬化，形成統(tǒng)一的虛擬資源池[4]。云計算實驗平臺中部署了OpenStack的核心服務(wù)組件，包括存儲服務(wù)、計算服務(wù)、鏡像服務(wù)、認(rèn)證服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等，以提供實驗所需的軟硬件資源管理；同時還配置了開源的網(wǎng)絡(luò)資源監(jiān)控工具Ganglia和Nagios，對云平臺的運(yùn)行狀況及性能進(jìn)行實時監(jiān)控。Nagios用于監(jiān)控云平臺的主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)狀態(tài)，Ganglia用于監(jiān)控系統(tǒng)資源負(fù)荷情況。在基于OpenStack的云實驗平臺下配置常用的云應(yīng)用工具，如數(shù)據(jù)庫、桌面云系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)處理和存儲平臺Hadoop等。桌面云系統(tǒng)為實驗教學(xué)提供一種自主創(chuàng)建和管理虛擬機(jī)實驗環(huán)境的方式，采用VDI（virtualdesktopinstructure，虛擬桌面架構(gòu)）模式構(gòu)建。云實驗平臺將實驗所需的軟件環(huán)境制作為鏡像，需要時再利用這些鏡像創(chuàng)建虛擬機(jī)，學(xué)生只需獲得使用權(quán)限，通過桌面云登錄到虛擬機(jī)，就可獲得所需的實驗資源。云實驗平臺下的Hadoop應(yīng)用環(huán)境為分布式數(shù)據(jù)處理的相關(guān)實驗以及專業(yè)工程實踐提供環(huán)境支持和展示服務(wù)；在OpenStack云平臺中部署Hadoop，不僅能充分利用云平臺中未被利用的計算資源，最大限度地提高服務(wù)器資源利用率，還可簡化Hadoop集群的部署工作，大大提高實驗環(huán)境的部署效率。
2產(chǎn)學(xué)合作，優(yōu)化實驗內(nèi)容
云計算實驗教學(xué)的目標(biāo)是引導(dǎo)學(xué)生動手對云平臺進(jìn)行操作和配置，加深理解云計算的理論和架構(gòu)并掌握一些云應(yīng)用構(gòu)建和部署的經(jīng)典技術(shù)，最終能夠利用云平臺開發(fā)各種應(yīng)用。圍繞這個目標(biāo)，河海大學(xué)與IBM公司合作共同建設(shè)云計算技術(shù)與應(yīng)用課程，設(shè)計云計算實驗的關(guān)鍵內(nèi)容和實驗項目，幫助學(xué)生對所學(xué)理論和技術(shù)建立完整的知識體系；在教學(xué)實施過程中通過IBM公司提供技術(shù)支持和平臺支持、教師參加IBM的云計算技術(shù)培訓(xùn)等各種方式，積極吸收云計算企業(yè)的前沿科技成果；充分利用IBM公司提供的云平臺資源實施相關(guān)的實驗項目，設(shè)計IaaS、PaaS以及SaaS相關(guān)的實驗項目并持續(xù)完善課程教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化課程體系。在IaaS級別上的實驗項目主要是對開源云平臺OpenStack的部署和應(yīng)用。通過安裝和配置OpenStack核心組件，學(xué)生可以深入理解基礎(chǔ)設(shè)施云架構(gòu)，從而理解怎樣構(gòu)建公有云和私有云；學(xué)生采用腳本安裝或源碼安裝方式搭建一個多節(jié)點(diǎn)的OpenStack云平臺，安裝OpenStack的主要組件服務(wù)并對OpenStack云平臺實現(xiàn)基本的操作管理，掌握IaaS平臺對基礎(chǔ)設(shè)施資源的分配和使用模式。在PaaS級別上的實驗項目包括Hadoop以及IBMBlueMix平臺的應(yīng)用。學(xué)生通過搭建一個Hadoop集群的分布式計算平臺，熟悉其核心組件，同時自主研究大數(shù)據(jù)分析算法，對現(xiàn)實中海量數(shù)據(jù)處理場景進(jìn)行分析，并在Hadoop集群環(huán)境中處理實現(xiàn)。BlueMix是IBM公司推出的PaaS公用平臺，學(xué)生在BlueMix平臺配置開發(fā)環(huán)境，可以實現(xiàn)移動應(yīng)用、Web應(yīng)用、大數(shù)據(jù)應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)和部署[5]，通過自主研發(fā)和實踐操作理解云計算PaaS平臺的可靠、高效以及高可伸縮的處理特點(diǎn)。在SaaS級別上，以IBMWorklight開發(fā)環(huán)境為核心，將云計算和移動開發(fā)相結(jié)合，設(shè)計海量并發(fā)移動應(yīng)用開發(fā)等案例。這些實驗內(nèi)容的設(shè)置，旨在通過實踐教學(xué)結(jié)合行業(yè)云應(yīng)用案例，幫助學(xué)生掌握云應(yīng)用的特點(diǎn)以及構(gòu)建、部署、運(yùn)行和管理云應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)。學(xué)生通過實驗可以了解虛擬化、集群管理、云平臺資源分配、云應(yīng)用部署和等多種技術(shù)內(nèi)容，加深對云平臺層次模型的理解，提高云平臺的實踐技能。教師在實驗教學(xué)實施過程中不斷完善和補(bǔ)充實驗項目，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的其他實驗教學(xué)平臺，開發(fā)與工程訓(xùn)練與工程應(yīng)用相關(guān)的實驗項目，如與移動流媒體應(yīng)用開發(fā)實驗平臺相結(jié)合，在云計算平臺部署后端移動視頻直播服務(wù)器，實現(xiàn)手機(jī)視頻即拍即傳、手機(jī)視頻直播和點(diǎn)播播放功能，設(shè)計基于云平臺的實時移動視頻應(yīng)用實驗項目，作為開放性實驗。
3依托在線課堂，探索實驗教學(xué)新模式
在實驗教學(xué)中，教師可不斷豐富教學(xué)資源，對實驗素材進(jìn)行整理和測試并補(bǔ)充完善相關(guān)的理論知識，編著出版針對本科生層次的云計算實踐教程，使學(xué)生能夠在教程的指導(dǎo)下獨(dú)立完成實驗項目；同時對課程進(jìn)行在線課堂建設(shè)，整合包含視頻、PPT、文字等多種媒體形式的實驗素材，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享。由于云計算技術(shù)發(fā)展迅速，平臺更新快，很多新的研究成果和技術(shù)需要通過網(wǎng)絡(luò)資源獲取，因此在線課堂應(yīng)密切關(guān)注云計算技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，緊密跟蹤主流云計算平臺與技術(shù)，及時更新技術(shù)資料和知識點(diǎn)，拓寬學(xué)生的知識面。依托在線課堂，教師應(yīng)改革實驗教學(xué)模式，強(qiáng)化課前預(yù)習(xí)（在線）和課后拓展（在線）環(huán)節(jié)并在課堂實驗中增加研討內(nèi)容，逐步打破傳統(tǒng)的單一課堂實驗?zāi)Ｊ?，形成“課前預(yù)習(xí)（線上）+實驗研討（線下）+課后拓展（線上）”的混合型實驗?zāi)Ｊ健Ｔ诰€課堂的開放性和云實驗平臺的共享性決定課程采用混合型實驗?zāi)Ｊ骄哂邢忍靸?yōu)勢：學(xué)生可以隨時提前進(jìn)行實驗預(yù)習(xí)和設(shè)計實驗方案，并通過網(wǎng)絡(luò)平臺傳給教師審核；教師可以在云實驗平臺上驗證學(xué)生提交的實驗作品；課后拓展實驗所需的軟硬件資源可以通過遠(yuǎn)程登錄云實驗平臺申請分配，并通過虛擬桌面的方式獲取。在混合實驗?zāi)Ｊ较?，教師在實驗前?zhǔn)備相關(guān)知識點(diǎn)的視頻和閱讀資料上傳到在線課堂，并為學(xué)生制訂可完成的預(yù)習(xí)目標(biāo)，讓學(xué)生有的放矢，自由自主地完成與實驗相關(guān)的預(yù)習(xí)任務(wù)；在實驗中引導(dǎo)學(xué)生完成實驗并進(jìn)行互動討論，讓班級同學(xué)以小組形式開展協(xié)同學(xué)習(xí)，將實驗任務(wù)落實到組內(nèi)的每個成員；實驗驗收時由各組講解相應(yīng)內(nèi)容，教師與其他小組進(jìn)行點(diǎn)評和提問，參與討論；要求學(xué)生在實驗后在線提交實驗作品和實驗報告，根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)和實驗結(jié)果打分并計入課程總成績?；旌闲蛯嶒?zāi)Ｊ酱蚱苽鹘y(tǒng)實驗方式對實驗場地和時間的限制，讓學(xué)生自主決定學(xué)習(xí)時間、學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)難度，解決學(xué)生學(xué)習(xí)意愿與資源供給的矛盾，從而有效提高實驗效果。學(xué)生成為教學(xué)活動的主體，通過線上學(xué)習(xí)、線下動手實踐和討論的方式獲得良好的學(xué)習(xí)體驗，不僅輕松學(xué)習(xí)專業(yè)知識，還可鍛煉自主學(xué)習(xí)能力、自控能力和表達(dá)能力。
4強(qiáng)化綜合設(shè)計訓(xùn)練
對于云計算的初學(xué)者和本科層次的學(xué)生來講，課程教學(xué)比較有效的方法是讓學(xué)生快速建立云計算的基本概念，然后通過實驗操作直觀了解云平臺的使用，在此基礎(chǔ)上再深入了解和剖析云計算系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)模塊，因此在實驗教學(xué)過程中，教師應(yīng)按照課程教學(xué)的進(jìn)度實時安排實驗內(nèi)容，做到理論和實踐相結(jié)合，通過實踐及時消化理解課堂所授知識點(diǎn)；同時，鼓勵學(xué)生在完成課堂實驗的基礎(chǔ)上，充分利用課外時間對云計算進(jìn)行深入學(xué)習(xí)和實踐，完成拓展實驗項目。學(xué)生以課外小組的形式提高學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)主題不限，可以是IaaS/PaaS平臺搭建配置，也可以在云平臺上進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)，或者設(shè)計一套從底層到應(yīng)用的云計算解決方案。以PaaS平臺BlueMix為例，該云平臺具有強(qiáng)大的靈活性和兼容性，不限制開發(fā)內(nèi)容和開發(fā)工具，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣，充分發(fā)揮自身特長，在該平臺實現(xiàn)與硬件、網(wǎng)絡(luò)、軟件開發(fā)相關(guān)的應(yīng)用并且即時到互聯(lián)網(wǎng)。課后拓展實驗環(huán)節(jié)注重綜合能力訓(xùn)練[6]，學(xué)生能夠充分發(fā)揮自己的主動性和創(chuàng)造性，通過在開放的實驗環(huán)境中設(shè)計開發(fā)云計算應(yīng)用系統(tǒng)，逐步培養(yǎng)自主創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。對于表現(xiàn)突出或者在公有云平臺上優(yōu)秀作品的學(xué)生，鼓勵他們參加國家、省部級組織的云計算相關(guān)賽事，如云計算應(yīng)用大賽、IBM公有云平臺開發(fā)大賽等，利用學(xué)科賽事訓(xùn)練學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力[7]。通過自主學(xué)習(xí)和參加競賽，學(xué)生能夠充分理解最先進(jìn)的軟件開發(fā)模式，掌握最新的云計算技術(shù)，提高云計算設(shè)計和應(yīng)用能力。