云計(jì)算下移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用探索——基于大連市沙河口區(qū)教育局PAD試點(diǎn)教學(xué)

☆劉洋

（大連市沙河口區(qū)教育局，遼寧大連116021）

一、引言

移動(dòng)學(xué)習(xí)就是利用終端移動(dòng)設(shè)備和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教學(xué)相關(guān)的活動(dòng)，并且在我國(guó)已經(jīng)初具規(guī)模。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，云計(jì)算因其廉價(jià)、便捷、可靠性等特點(diǎn)使其比其它新技術(shù)更容易進(jìn)入學(xué)校，同時(shí)，云計(jì)算對(duì)用戶端的設(shè)備要求很低，這就為云技術(shù)下移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。大連市沙河口區(qū)教育局率先在省內(nèi)利用云技術(shù)共享資源平臺(tái)，打造配套資源，進(jìn)行了個(gè)性化教學(xué)系統(tǒng)的試點(diǎn)。

二、云計(jì)算下移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)

（一）平臺(tái)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

該項(xiàng)目的一期目標(biāo)為：

（1）依托個(gè)性化教學(xué)系統(tǒng)解決課堂分層次教學(xué)的問(wèn)題，教師利用教師機(jī)的終端將實(shí)驗(yàn)學(xué)生群體按照不同層級(jí)進(jìn)行教學(xué)劃分，在統(tǒng)一授課內(nèi)容的同時(shí)，針對(duì)不同的學(xué)生群體進(jìn)行有針對(duì)性的分類訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)一對(duì)一數(shù)字化教學(xué)，從根本上解決目前同課異習(xí)的困難，達(dá)到有效的因材施教，實(shí)現(xiàn)教育的個(gè)性化、精致化。

（2）利用個(gè)性化教學(xué)系統(tǒng)的電子課業(yè)批處理的功能，進(jìn)行課后作業(yè)的批量批改與出錯(cuò)率的統(tǒng)計(jì)，在高效處理隨堂練習(xí)與課后作業(yè)的基礎(chǔ)上，更加有針對(duì)性地發(fā)現(xiàn)教學(xué)中學(xué)生普遍存在的問(wèn)題，從而加以強(qiáng)化訓(xùn)練。

該項(xiàng)目的二期目標(biāo)設(shè)想為：

（1）基于云技術(shù)，開發(fā)適應(yīng)移動(dòng)平臺(tái)的個(gè)性化學(xué)習(xí)資源，完成由創(chuàng)建教學(xué)資源到創(chuàng)建學(xué)習(xí)資源的轉(zhuǎn)變，解決學(xué)生自主學(xué)習(xí)資源缺乏問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)教育的自主化、精細(xì)化。

（2）利用沙河口區(qū)教育網(wǎng)虛擬化存儲(chǔ)系統(tǒng)，完善移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的功能設(shè)計(jì)，針對(duì)個(gè)性化教學(xué)所要達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)，將移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)打造為模塊化、多接口、開放式的平臺(tái)。

（二）平臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用

安卓系統(tǒng)開源且應(yīng)用程序豐富，因此，采用安卓系統(tǒng)移動(dòng)終端設(shè)備作為基礎(chǔ)設(shè)備。該平臺(tái)開發(fā)流程圖如圖1所示。

圖1 云計(jì)算下移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)開發(fā)流程圖

1.移動(dòng)終端系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

移動(dòng)終端系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)以敏捷開發(fā)為主要形式：即依次取系統(tǒng)模塊功能分析，分析、設(shè)計(jì)、修改直至功能最佳，各部分功能設(shè)計(jì)成型后進(jìn)行組合，最終實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端系統(tǒng)的運(yùn)行與操作。在設(shè)計(jì)階段到試點(diǎn)校聽取一線教師需求，在設(shè)計(jì)過(guò)程中征求試驗(yàn)教師意見(jiàn)，教學(xué)程序功能以模塊化形式添加，并將移動(dòng)終端程序制作為APP程序；在運(yùn)行和操作階段，將APP程序安裝到平板電腦中，在試點(diǎn)班級(jí)搭建班級(jí)微云服務(wù)器及無(wú)線環(huán)境，課上教師機(jī)與學(xué)生機(jī)通過(guò)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)接入局域網(wǎng)，即可訪問(wèn)服務(wù)器互聯(lián)實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)。移動(dòng)終端系統(tǒng)是平板教學(xué)模塊的載體，課堂教學(xué)的完成是通過(guò)模塊程序運(yùn)行完成的，微云服務(wù)器是承載移動(dòng)終端主程序，教師機(jī)與學(xué)生機(jī)是通過(guò)服務(wù)器和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。舉例來(lái)說(shuō)，分層練習(xí)是通過(guò)試題練習(xí)模塊完成的，課堂練習(xí)環(huán)節(jié)會(huì)由教師在題庫(kù)模塊中抽選已有試題或現(xiàn)場(chǎng)編題，通過(guò)服務(wù)器分發(fā)到學(xué)生的移動(dòng)終端程序，教師通過(guò)觀察服務(wù)器中反饋到教師機(jī)端的試題完成統(tǒng)計(jì)，決定第二批次的發(fā)題難度，再次通過(guò)服務(wù)器將不同難度的試題發(fā)到對(duì)應(yīng)學(xué)生移動(dòng)終端程序中，實(shí)現(xiàn)分層練習(xí)。

在終端設(shè)備上，設(shè)計(jì)為教師機(jī)與學(xué)生機(jī)兩套系統(tǒng)，教師可以利用教師終端控制學(xué)生終端、分發(fā)試題、查看學(xué)生作業(yè)、批改課業(yè)等，學(xué)生可以利用終端自主學(xué)習(xí)、回答問(wèn)題、分組討論等。

2.移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用

移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)分為兩個(gè)階段：（1）移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)；（2）移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的運(yùn)行與操作。在運(yùn)行與操作前以敏捷開發(fā)進(jìn)行系統(tǒng)功能的完善。在設(shè)計(jì)階段，考慮到該平臺(tái)主要面對(duì)學(xué)生，對(duì)學(xué)生情況進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查和實(shí)地征詢，根據(jù)學(xué)生年齡結(jié)構(gòu)與知識(shí)水平技能，還有平臺(tái)要滿足平板電腦、手機(jī)等多種移動(dòng)終端連接的特點(diǎn)，移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)主要是以開放式的模塊化方式設(shè)計(jì)添加；移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的運(yùn)行與操作在測(cè)試階段已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了學(xué)校局域網(wǎng)絡(luò)連接，學(xué)校管理員通過(guò)預(yù)置用戶并開放用戶，管理移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)。學(xué)生、教師通過(guò)局域網(wǎng)訪問(wèn)學(xué)校服務(wù)器上的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)與教學(xué)參考。移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)支持離線的需求限定，平板教學(xué)平臺(tái)所開發(fā)的模塊全部支持離線應(yīng)用，平臺(tái)在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)的支持下也能工作，無(wú)論課上課下、線上線下學(xué)生都可以隨時(shí)使用。未來(lái)的開發(fā)方向是在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布平臺(tái)后，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地互聯(lián)，并且可以通過(guò)安裝APP的方式，在任意移動(dòng)終端上安裝應(yīng)用。接入平臺(tái)即接入相應(yīng)的個(gè)人學(xué)習(xí)空間，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)空間人人通。

3.個(gè)性化學(xué)習(xí)資源開發(fā)與應(yīng)用

個(gè)性化學(xué)習(xí)資源的開發(fā)分為兩個(gè)階段：（1）資源設(shè)計(jì)與制作；（2）資源在線運(yùn)行與操作。通過(guò)與教師進(jìn)行交流，并調(diào)查不同年齡階段學(xué)生的特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)動(dòng)畫形式的學(xué)習(xí)資源比較感興趣，因此，確定個(gè)性化資源以Flash交互動(dòng)畫的形式呈現(xiàn)，利用ActionScript2.0語(yǔ)言進(jìn)行編譯程序，知識(shí)點(diǎn)由教師提供并穿插在所有動(dòng)畫中；所有動(dòng)畫按學(xué)科分類排布在虛擬服務(wù)器中，由移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的題庫(kù)模塊抽取不同學(xué)科動(dòng)畫資源組成個(gè)性化資源庫(kù)，通過(guò)登陸移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，即可以訪問(wèn)題庫(kù)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。另外，還制作了200課的微課資源，供學(xué)生自主選擇使用。

小學(xué)部分主要集中在數(shù)學(xué)加減乘除法類、圖形類、常見(jiàn)量類等學(xué)習(xí)資源，初中部分主要集中在化學(xué)、物理實(shí)驗(yàn)類學(xué)習(xí)資源，總計(jì)近300余項(xiàng)3大類的個(gè)性化學(xué)習(xí)資源。所有個(gè)性化學(xué)習(xí)資源都可以在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、本地、PPT擴(kuò)展中運(yùn)行，以Flash交互動(dòng)畫的形式展現(xiàn)學(xué)件，形象直觀、富有動(dòng)感，人機(jī)交互的方式增強(qiáng)學(xué)習(xí)資源的趣味性。學(xué)生可以通過(guò)登陸移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，訪問(wèn)題庫(kù)模塊中的資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，也可以將其下載到本地留存練習(xí)。

下一階段還將開發(fā)不同學(xué)科的特色資源，豐富微課資源，滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需求。

（三）開發(fā)與應(yīng)用中遇到的問(wèn)題與解決方法

（1）移動(dòng)終端在應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題：只能做客觀題以及穿插注釋；電子課本上的勾畫、批注切換到電視屏幕時(shí)模糊不清；圖形不能隨意拖拽和自由組合、分解等，課本與屏幕未能同時(shí)顯示影響教學(xué)的實(shí)效性；學(xué)生提交的答案在教師講解后不能修改，教師不能在截圖的答案上進(jìn)行圈畫講解。這幾種情況將在未來(lái)平臺(tái)開發(fā)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)對(duì)教師的需求進(jìn)行分析后，重新編譯軟件實(shí)現(xiàn)改善。

（2）平臺(tái)資源內(nèi)容不夠豐富，如：語(yǔ)文電子課本，學(xué)生不能隨時(shí)隨地地查字音字義、筆順等；英語(yǔ)單詞教學(xué)不能隨時(shí)隨地聽發(fā)音、了解詞義等，資源庫(kù)需要更豐富些。資源的豐富同樣需要教師在實(shí)地教學(xué)與學(xué)生自學(xué)過(guò)程中形成需求，并在對(duì)這些需求分析的基礎(chǔ)上，開發(fā)出更多合理資源。

（3）移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)應(yīng)盡快上線。在移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)完成測(cè)試后，將向有關(guān)部門申請(qǐng)域名，將平臺(tái)在線上發(fā)布。

三、云計(jì)算下移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)發(fā)展方向

學(xué)習(xí)平臺(tái)在云技術(shù)的支持下，通過(guò)以學(xué)習(xí)支持服務(wù)的視角所研發(fā)的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)師生教學(xué)所需的功能運(yùn)行，在實(shí)際應(yīng)用中取得了一定效果。教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度在各個(gè)環(huán)節(jié)通過(guò)平臺(tái)功能支持得到了提高。通過(guò)模塊交互性使學(xué)生參與教學(xué)的積極性提高，教學(xué)效果表現(xiàn)良好。課堂練習(xí)通過(guò)題庫(kù)模塊的分層題庫(kù)、分層練習(xí)，檢測(cè)效果良好，達(dá)到了分層教學(xué)的目的。還需要完善之處：

（1）信息技術(shù)與教學(xué)融合為移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的開發(fā)提供一種新的探索途徑，下一步需要云資源平臺(tái)應(yīng)具備成型的組織架構(gòu)模式和完善的管理功能。

（2）大數(shù)據(jù)應(yīng)用于課堂教學(xué)，最大的影響是它有能力去關(guān)注每一個(gè)學(xué)生的微觀表現(xiàn)。運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以獲得學(xué)生上課過(guò)程的全息數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的各種行為表現(xiàn)、情緒態(tài)度等進(jìn)行全方位分析，需要建立學(xué)業(yè)檔案與相關(guān)分析模型完善課業(yè)評(píng)價(jià)。

（3）雙向融合：將云技術(shù)與移動(dòng)學(xué)習(xí)技術(shù)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)相融合，互相促進(jìn)互相補(bǔ)充，提高教學(xué)效果、提高作業(yè)有效性等。

移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)在設(shè)計(jì)和運(yùn)用過(guò)程中，不斷使教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)與教學(xué)需求在平臺(tái)三大功能模塊中得以實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)已完成圍繞校內(nèi)微云的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的測(cè)試，累計(jì)開發(fā)了300余項(xiàng)個(gè)性化資源、200余課微課資源。沙河口區(qū)將在未來(lái)2-3年內(nèi)，探索開發(fā)與系統(tǒng)相適應(yīng)的個(gè)性化教學(xué)資源，繼續(xù)創(chuàng)建基于云技術(shù)的個(gè)性化教學(xué)資源庫(kù)，開發(fā)基于個(gè)性化教學(xué)系統(tǒng)的家校互聯(lián)及移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)基于學(xué)生個(gè)性特點(diǎn)的教學(xué)和學(xué)習(xí)支持，滿足不同學(xué)生的需求。

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