面向计算机人才培养的开放式智能化实验平台建设.pdf
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1、2023 年 8 月 25 日第 7 卷 第 16 期现代信息科技Modern Information TechnologyAug.2023 Vol.7 No.161851852023.082023.08收稿日期:2023-04-04基金项目:中南大学研究生课程思政建设项目(2022YJSKS038)面向计算机人才培养的开放式智能化实验平台建设齐倩倩1,罗跃逸2,杨展1(1.中南大学 大数据研究院,湖南 长沙 410083;2.中南大学 数学与统计学院,湖南 长沙 410083)摘 要:当今,社会已进入信息化和智能化时代,为适应时代发展,探索智慧教育创新,采用云计算、移动互联网、大数据等先进技
2、术构建实验云平台、物联感知平台、实验资源平台,研发符合计算机学科发展和计算机人才培养的开放式智能化实验平台,实现本科实验教学实践管理的软硬件资源整合和协同优化,持续推进计算机系列课程的教学改革。关键词:智能化;开放式;实验平台;人才培养中图分类号:TP39;G434 文献标识码:A 文章编号:2096-4706(2023)16-0185-05The Construction of Open Intelligent Experimental Platform for the Cultivation of Computer TalentsQI Qianqian1,LUO Yueyi2,YANG Z
3、han1(1.Big Data Institute,Central South University,Changsha 410083,China;2.School of Mathematics and Statistics,Central South University,Changsha 410083,China)Abstract:Today,the society has entered the era of informatization and intelligence.In order to adapt to the development of the times and expl
4、ore the innovation of intelligent education,use cloud computing,mobile Internet,big data and other advanced technologies to build an experimental cloud platform,an IOT awareness platform,and experimental resource platform.Develop an open intelligent experimental platform that conforms to the develop
5、ment of computer science and the cultivation of computer talents,and achieve the integration and collaborative optimization of software and hardware resources for the management of undergraduate experimental teaching practice,continuously promote the teaching reform of computer series courses.Keywor
6、ds:intelligence;open type;experimental platform;talent training0 引 言教育部教育信息化 2.0 行动计划中国教育现代化 2035等文件中提出要充分发挥信息化在教育改革与创新中的积极作用,不断丰富我国教育服务供给模式,支撑和引领教育现代化。计算机实验教学中心是大学计算机系列课程教学改革的实践实验平台1,在巩固和应用本科学生计算机理论知识以及提升本科学生专业创新能力的过程中,积极研发面向计算机专业人才培养的开放式智能化实验平台,旨在不断优化本科计算机实验教学条件和创新本科计算机实验教学方法,积极开展和落实计算机专业建设和计算机人才培
7、养。物联网、大数据、云技术、人工智能技术的迅速发展,为高校计算机实验教学的改革创新提出更DOI:10.19850/ki.2096-4706.2023.16.040高的要求。论文结合中南大学计算机学科建设的需要和本科计算机专业人才培养的教学改革要求,在认真梳理和研究计算机本科人才培养方案并结合已有实验平台建设经验的基础上,聚焦计算机专业中关于算法与模型、计算与统计、理论与实践的关键要素2,积极探索符合计算机专业对实验教学特性需求的开放式智能化实验平台,促进计算机教学实验中心的管理,使资源配置在计算机专业的人才培养过程中发挥更有效的作用3。计算机实验平台的改革创新立足于国家新工科人才培养战略,籍此
8、实现培养爱计算机、学计算机、立志献身计算机的创新人才4。论文聚焦提高计算机专业学生热爱计算机的内生动力,激发学生强烈的求知心和好奇心,培养学生锲而不舍的勇气和毅力,塑造学生正确的人生观和价值观,积极探索建设符合计算机类优秀人才培养所需的智能化计算机实验平台5,使计算机教学实验中心成为计算机类优秀人才的实践实训基地,建设一流的硬件基础聚集地,提升科学研究水平。现代信息科技8月下16期.indd 185现代信息科技8月下16期.indd 1852023/8/15 17:38:332023/8/15 17:38:33186186第 16 期现代信息科技2023.082023.08一流人才培养是计算机
9、一流学科建设的重要任务,专业实践教学基地是培养创新人才的重要阵地,但计算机实验教学环节的相对薄弱已成为影响计算机一流专业建设和人才培养的瓶颈。为适应新形势下创新人才培养的实践教学需求,构建计算机一流学科教学所承载的培养一流人才所需的实验平台6,积极开展计算机实践教学新模式的探索和实践,持续推进计算机系列课程的教学改革。1 开放式智能化实验平台计算机人才培养的开放式智能化实验平台是基于云计算、移动互联网、大数据等多种先进技术研发的实验平台,实现本科实验教学硬件设备和软件资源协同优化的教学实践和管理,平台框架如图 1 所示。1.1 计算机实验云平台计算机实验云平台是基于虚拟化技术提供的底层框架和虚
10、拟云桌面资源,该平台由计算集群、存储集群、网络设备、终端设备等组成,架构如图2所示。计算机实验云平台使用 VDX 桌面传输协议为用户提供独享桌面,核心组件如下:1)虚拟机管理平台。构建服务器资源动态调度的集群环境,以虚拟机的方式为教师和学生提供Linux 和 Windows 操作系统环境,可统一管理和监控所有桌面池。2)虚拟桌面控制器。提供集中式的桌面用户认证、自动化的桌面管理,创建、更新、还原虚拟图 1 面向计算机人才培养的开放式智能化实验平台框架烟感温湿度 监控漏电门禁光纤交换机 防火墙存储集群计算集群教学大屏PC电脑平板电脑手机云终端公共/专业网络平台课程资源录播、直播课堂实验教学研讨式
11、实验教学混合式实验教学课程录制实验室管理培养计算机优秀人才硬件支撑平台支撑成果输出实验云平台物联感知平台计算机实验设备计算机资源平台计算机教学终端计算机教学模式实验支撑图 2 计算机实验云平台架构存储交换机服务器集群交换机虚拟桌面控制器LAN笔记本PC机瘦客户机虚拟机管理平台集群管理磁盘阵列现代信息科技8月下16期.indd 186现代信息科技8月下16期.indd 1862023/8/15 17:38:332023/8/15 17:38:331871872023.082023.08第 16 期桌面等。3)云终端。平台可配置瘦终端,老师和学生也可以使用自己的笔记本、PC 机等智能终端作为软件载
12、体接入,实现随时随地接入并使用虚拟桌面。计算机实验云平台可以搭建多种实验环境,包含数据结构实验环境、程序设计实验环境、算法设计实验环境和人工智能实验环境。学生可以通过各种不同类型的终端设备(如云终端、笔记本、手机及平板等)随时随地接入使用,平台框架如图 3 所示。通过存储集群构建教学资料库,方便师生移动访问、协作共享;通过搭建更为灵活的资源池,让桌面云平台性能更好,更可靠;通过云管理平台对所有云桌面进行统一的运维管理。采用跨不同应用场景的超融合集群,实现实验室、多媒体教室、办公室的云桌面计算和存储资源融合、弹性分配。集群中某台服务器出现故障,云桌面可动态迁移到正常的服务器中,保障云桌面的高可用
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