基于大数据云平台实践教学系统开发与研究

江萍 赵晶

摘要：基于大数据云平台实践教学系统开发与应用是一种新的教学模式尝试。在2020年上半年的新冠病毒防疫期间，这种新的网络实践教学模式，发挥了巨大的作用。在平台上，利用功能模块化平台与培养方案的对接，减小了传统培养模式与新模式的冲击性。在新模式中植入了工程教育理念，强化了以学生为中心的教学管理方式。

关键词：大数据云平台;实践教学;功能模块

中图分类号：G712.0  文献标识码：A

实践教学在国家高等教育中，扮演着举足轻重的地位。基于大数据云平台电气类实践教学系统开发研究项目是依托国家政策鼓励，吉林建筑大学积极发挥自身在教育领域的技术优势，与吉林育信科技有限公司共同研究开发了具有创新性的“理实一体化”的实践教学理念，优化教学质量的实践教学综合服务云平台。

一、平台模块化功能基本构架

大数据云平台实践教学系统，以云平台框架结合实践教学课程资源为我校电气类实践教学提供基于互联网的教学服务。通过教学服务平台，实现实践教学环节的网络信息化全过程全交互。数据汇源成大数据源，通过数据分析提取评测点做到系统自动评测。

在2020年新冠病毒防疫期间，所研究开发的实践教学综合服务平台，能够顺利完成电气工程及其自动化专业和建筑电气与智能化专业所有的实践教学任务。该平台的开发建設，将电气类专业多年在实践教学环节积累的宝贵经验，研究开发基于大数据云平台实践教学系统。在平台上开发了综合实践平台、毕业设计平台、联合毕业设计平台等教学模块。如图1所示为平台系统模块功能构基本架示意。

大数据云平台实践教学系统以新专业建设为目标，工程教育为标准，围绕新理念、新结构、新模式、新质量、新体系，能够开展具有专业特色的实践教学内容。综合实习平台模块，能够开展专业认识实习、生产实习、毕业实习等教学活动。毕业设计平台能够本专业大四学生的工程设计和工程研究等方面的教学活动。联合毕业设计平台能够实现多专业、多高校之间的毕业设计教学活动。

图1平台系统模块功能构架示意                      图2学生“个人中心”界面

二、平台中基本组成

硬件主要由云服务主控设备、云组件支撑设备、资源存储设备、云终端等组成，提供整个平台系统和环境运行的硬件支撑。

软件部分包含基础模块、教学模块、服务模块。基础模块是架设云平台架构底层的模块，负责整体云平台的正常运行。教学模块提供综合实习平台、毕业设计平台、联合毕业设计平台。服务模块提供课程编辑系统、大数据质量评价分析系统。

基础模块是云平台的“大脑”，它提供统一的图形界面管理，可以在一个地点完成所有平台的日常管理工作，负责统一调度资源、存储管理云主机镜像、部署定制网络环境、提供存储管理，同时支持对高校的基础设施进行统一调度管理，并形成统一的资源池;提供实现基于Web的实验管理功能，对所有实验用户进行统一的认证管理，提供账号与权限管。

教学模块提供平台角色分为学生用户角色和教师用户角色，各类实践教学的题目设定、提交成果、虚拟环境设定、教师指导、实习评价等。

三、平台界面简介

平台有多种界面，其中进入主页面中“个人中心”，记录不同角色在教学平台中的学习情况及学习足迹，个人中心分为学生和教师角色。

界面中的学生“个人中心”包含我的课程、学习足迹、成绩查询、课程表、预约管理、修改信息、修改密码等功能，如图2所示。

我的课程，显示当前学生预知平台及演练平台所学习的课程，包含关注、在学、学完三个模块，关注为学生关注的课程，在学为学生正在学习的课程，学完为学生已经学习完毕的课程。成绩查询，可查询当前学生的课程分数，包含实习报告分数、实践操作分数、以及所得总分。

四、大数据质量评价分析系统

在平台中，建立学校基本状态数据库，设计了大数据质量评价分析系统，用于对教学、学习全过程全记录，进行整体统计分析，对专业、教师、学生的整体使用数据进行自动、综合分析，对教学基本状态数据进行常态检测。为学校工程教育专业认证和自我评估提供数据支撑和评价分析。

大数据质量评价分析系统包含数据填报、校级分析、工程教育专业认证、院系评估、专业评估、课程评估、评估站点、分析报告、系统管理等部分。

五、实际应用中的几点体会

目前，能够在网络实现实践型教学活动的软件不多，尤其是与培养方案紧密结合，具有远程多点操作性，实际应用性强的实践教学平台，尚处于研究开发试用阶段。

吉林建筑大学与吉林育信科技有限公司共同研究开发的这套平台，在吉林建筑大学网站上的校内VPN网开通，能够满足所个专业的师生同时展开网络教学活动。经过一学期的实际应用，有几点体会如下。

1.学习轨迹跟踪管理，强化了学生主动学习的积极性。在各类实践教学的各个阶段，学生十分关注应该完成的教学任务、训练要求、成果物的提交等要素。

2.教学管理权限设定与教学进度匹配，专业负责人分配给指导老师教学任务，指导老师按要求设定教学内容。这样做能够使线下的教学活动与线上的教学活动步调一致，避免两种教学模式转化之间的冲击性。

通过研究开发与大数据云平台实践教学系统，已经将实践教学的传统模式，和转化为网络数据化的教学模式。在转化过程中，植入了新的教学理念和管理方法，带给师生耳目一新的新生力量。虽然在实际应用中遇到了网速快慢、数据提取等许多新问题，但是它在推进教学模式改革方面，适应了新时代的信息化、共享化和国际化的发展要求。

参考文献：

[1]王健宗。云存储服务质量的若干关键问题研究[D].华中科技大学2012

[2]于知言。计算机应用技术在大数据时代的运用前景研究[J].知识文库，2017（15）：107.

[3]马星，王楠。基于大数据的高校教学质量评价体系构建[J].清华大学教育研究，2018，39（2）：38-43.

作者简介：江萍（1964—），女，汉族，吉林省临江市人，副教授，理学学士，单位：吉林建筑大学电气与计算机学院电气工程及其自动化专业，研究方向：建筑电气工程理论与实践。

研究项目：吉林省教育厅科学科学研究规划项目《基于大数据云平台建设项目开发建设双创项目训练模式》;项目编号：JJKH20200277KJ。

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