基于云平臺網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源共享與交互式教學(xué)應(yīng)用研究

廖年冬

摘要：我國教育信息化建設(shè)已經(jīng)取得飛速發(fā)展，本文開展了基于云平臺網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源共享與交互式教學(xué)應(yīng)用研究，重點(diǎn)解決了大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源組織效率差、利用率低，課堂教學(xué)環(huán)節(jié)交互性差、難以有效管控和評測學(xué)生學(xué)習(xí)效果兩類問題。該研究推動(dòng)了大學(xué)教育教與學(xué)方式的變革，改變高校從教師為中心到學(xué)生為中心的教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，在實(shí)踐中取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)資源共享；云計(jì)算；交互性教學(xué)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）30-0238-03

當(dāng)前，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”為核心的革命浪潮興起，推動(dòng)著新興互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)與傳統(tǒng)行業(yè)的深度融合。云計(jì)算作為一種使計(jì)算能力可以作為一種商品進(jìn)行流通的新型技術(shù)，被越來越多地應(yīng)用于各個(gè)項(xiàng)目中，為當(dāng)前教育資源總體缺乏且分布不均的現(xiàn)狀提供了一種優(yōu)化資源的選擇，“教育云”在教育界被越來越多地得到應(yīng)用和推廣。

一、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和平臺國內(nèi)外現(xiàn)狀

高校教學(xué)資源主要包括優(yōu)質(zhì)課程資源、網(wǎng)絡(luò)課程資源、教學(xué)硬件設(shè)施資源、圖書文獻(xiàn)及電子信息資源等。隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，高校的教學(xué)資源數(shù)量呈幾何級數(shù)增長，嚴(yán)重制約高校的教學(xué)和管理。

在國內(nèi)方面，截至2009年底，上海市46所高校中，有44所學(xué)校將“精品課程”作為重要的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，有28所已經(jīng)構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺[1]。截至2014年6月，優(yōu)慕課公司在全國250多所高校利用在線教育綜合平臺建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程70萬門，累計(jì)訪問量24億人次[2]。另外，國內(nèi)一些企業(yè)也積極建設(shè)了一些網(wǎng)絡(luò)開放教學(xué)平臺，如百度教育[3]、網(wǎng)易公開課[4]、中國大學(xué)MOOC[5]。

在國外方面，典型的共享信息平臺有世界上信息量最大、點(diǎn)擊量最大的美國教育資源信息中心（ERIC）[6]和美國麻省理工學(xué)院免費(fèi)公開課程項(xiàng)目[7]。另外，Google、IBM以及EMC等云計(jì)算廠商在美國大學(xué)校園及全球推廣云計(jì)算計(jì)劃，通過云計(jì)算降低分布式計(jì)算技術(shù)在學(xué)術(shù)研究方面的成本，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)開發(fā)各項(xiàng)以大規(guī)模計(jì)算為基礎(chǔ)的研究，如：東非“健康聯(lián)盟”云計(jì)算項(xiàng)目通過虛擬計(jì)算實(shí)驗(yàn)室拓展可供學(xué)生遠(yuǎn)程訪問的教學(xué)資源。

二、已有網(wǎng)絡(luò)資源存在問題分析

從前面可以看出，國內(nèi)外在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)上已經(jīng)取得了不少的成績，也推出了多種不同的學(xué)習(xí)、教學(xué)模式，如MOOC、微課、精品課程等，但仍然還是有很多沒有解決的問題，這些問題主要體現(xiàn)為：

1.未充分調(diào)動(dòng)師生積極性。很多教學(xué)平臺設(shè)計(jì)功能復(fù)雜，追求大而全，導(dǎo)致很多老師和學(xué)生使用不方便或者操作流程復(fù)雜，打擊了老師和學(xué)生使用平臺的積極性。另外，平臺有些功能未能滿足教學(xué)要求，如在線批閱學(xué)生作業(yè)，很多平臺只是提供文檔上傳功能，不具備在線批閱功能。

2.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源未與課堂教學(xué)實(shí)時(shí)同步。部分高校老師會(huì)按照學(xué)校要求上傳教學(xué)日歷、教學(xué)大綱、教學(xué)課件等資料。但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資料上傳后就很少更新，也不及時(shí)跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)資源狀況，這樣導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源僅僅是靜態(tài)展示庫，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的應(yīng)用無法落到實(shí)處。

3.現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺無法實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制。現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺基本上可以滿足資源上傳、下載功能，但無法實(shí)現(xiàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)０宥ㄖ啤W(xué)生作業(yè)抄襲管理和遠(yuǎn)程多種平臺實(shí)時(shí)訪問和管理等功能。這嚴(yán)重制約了課程交互式教學(xué)。

4.現(xiàn)有平臺難以支持大容量數(shù)據(jù)存儲、傳輸和訪問。現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺普遍難以提供1GB以上文件上傳、共享訪問服務(wù)，有的雖然支持大文件上傳，但傳輸時(shí)間也很長，而很多教學(xué)資源依賴視頻教學(xué)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)教學(xué)一些重要資料不能夠及時(shí)提供給學(xué)生，影響了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)效果。

三、云計(jì)算技術(shù)推動(dòng)教育信息化的優(yōu)勢

云計(jì)算結(jié)合了分布式計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算的特點(diǎn)，以租借的形式為用戶提供按需共享服務(wù)，極大地提高了資源的利用率，解決了異構(gòu)、同構(gòu)環(huán)境下軟硬件資源管理的問題，且資源可以按需進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和配置。

2009年我國于上海舉辦了第一屆“云計(jì)算輔助教學(xué)高級培訓(xùn)”，其目的也在于逐步推進(jìn)云計(jì)算輔助教學(xué)在我國各級各類學(xué)校中的應(yīng)用[8]。云計(jì)算技術(shù)推動(dòng)教育信息化的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

1.實(shí)現(xiàn)資源共享，滿足未來發(fā)展需求。云計(jì)算可以整合教育資源，將以往孤立的優(yōu)質(zhì)教育資源集中整合于“云端”，形成一個(gè)海量的資源池。

2.降低教育成本，節(jié)省資源。云計(jì)算對用戶接入配置要求很低，用戶只需要有寬帶云計(jì)算接入接口就能正常工作，無須投入大量資金購買相關(guān)硬件；云服務(wù)可以提供定制服務(wù)，常用軟件在云端都可以集中提供。

3.充分激發(fā)出學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。云計(jì)算具有強(qiáng)大的互動(dòng)功能，學(xué)生在云+端“交互式”學(xué)習(xí)中，完全實(shí)現(xiàn)了自主學(xué)習(xí)。教師也從學(xué)習(xí)的推動(dòng)者真正轉(zhuǎn)換為學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，通過觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。

4.提供了靈活、多變的教學(xué)手段。桌面云解決了師生交互、資源上傳、作業(yè)提交、課堂在線考試等問題。服務(wù)器云解決了軟硬件虛擬化、考試服務(wù)器系統(tǒng)部署、辦公自動(dòng)化等功能，通過網(wǎng)絡(luò)，師生都可以隨時(shí)、隨地學(xué)習(xí)。

四、我院在云平臺教學(xué)實(shí)踐的改革

2013年，我校利用中央與地方共建高等學(xué)校專項(xiàng)資金500萬元建設(shè)了一個(gè)H3C私有云實(shí)驗(yàn)室。學(xué)院為每一位老師配置了2G內(nèi)存、500GB硬盤、3.0GB主頻CPU虛擬計(jì)算機(jī)一臺，也為全院將近2000名學(xué)生每人配置了4G內(nèi)存、200GB、3.0GB主頻虛擬計(jì)算機(jī)一臺。

為了能夠充分發(fā)揮云平臺在教學(xué)方面的作業(yè)，學(xué)院主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了重點(diǎn)建設(shè)：

1.充分利用云硬件資源，優(yōu)化教學(xué)條件。我院計(jì)算機(jī)中心除了承擔(dān)本院學(xué)生日常的教學(xué)任務(wù)外，還承擔(dān)了全校所有公共課（如高等數(shù)學(xué)、馬克思原理）、計(jì)算機(jī)等級考試、全校英語聽力教學(xué)等內(nèi)容。以前學(xué)院每年都需要投入大量資金購置新電腦，現(xiàn)在已經(jīng)將這些功能全部移植到云虛擬計(jì)算機(jī)上。

2.充分利用云平臺存儲功能，構(gòu)建覆蓋全院師生的專業(yè)課共享資源體系。學(xué)院要求每一位老師必須將課程教學(xué)資料（如教學(xué)日歷、教學(xué)大綱、教學(xué)實(shí)施方案、教學(xué)課件、教學(xué)實(shí)驗(yàn)、作業(yè)、輔助資料等）全部上傳到云平臺，學(xué)生可以隨時(shí)查看、下載學(xué)習(xí)。云平臺教學(xué)資源庫如圖1所示，該資源庫的建立很好地解決了以往網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺資源單一、難以相互共享訪問、查詢不方便等問題。

3.準(zhǔn)備構(gòu)建云虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。隨著信息化深入到教學(xué)的各個(gè)方面，教學(xué)模式也在發(fā)生轉(zhuǎn)變，比如學(xué)生需要個(gè)性化電腦桌面環(huán)境以滿足多元化的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，教師在正常教學(xué)過程中需要在多種教學(xué)環(huán)境快速切換，而傳統(tǒng)的分散式管理已無法滿足定制化、快速化的教學(xué)需求，利用云桌面完全可以滿足這種需求，打造“沒有圍墻的大學(xué)”，滿足現(xiàn)代大學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)自由學(xué)習(xí)的需求。

五、創(chuàng)新型的交互式課堂教學(xué)探索

在學(xué)院提供云平臺教學(xué)條件下，筆者選取了“無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”、“Linux編程技術(shù)”兩門課程進(jìn)行了交互式課堂教學(xué)模式探索。具體的實(shí)施步驟如下：

1.建立網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)資源。教學(xué)日歷和教學(xué)大綱：提供詳盡的教學(xué)日歷和教學(xué)大綱，讓學(xué)生及時(shí)了解課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實(shí)施模式、進(jìn)度安排等。

電子教案：提供授課電子教案，供學(xué)生和其他教師參考。

重點(diǎn)講授：以視頻錄像形式講解課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題。

討論交流：根據(jù)教學(xué)進(jìn)度和實(shí)施效果，設(shè)立討論議題，就重點(diǎn)和難點(diǎn)問題進(jìn)行討論和交流。

相關(guān)資源：提供其他豐富多彩的圖片、動(dòng)畫、音頻和視頻等多媒體資源和素材，豐富教學(xué)內(nèi)容。

作業(yè)：每門課布置5～10次作業(yè)，作業(yè)安排具體、翔實(shí)，給出評分細(xì)則和每次提交截至?xí)r間。

實(shí)驗(yàn)：提供實(shí)驗(yàn)操作手冊，實(shí)驗(yàn)安排、實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫規(guī)范等。

考試自測：每一章都提供了大量的練習(xí)題和自測題，學(xué)生可以就所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行練習(xí)和自我測試。

云虛擬桌面：每個(gè)學(xué)生都能夠啟動(dòng)自身的虛擬桌面云，在云桌面中完成課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)、測試和程序編寫。

2.課程的教學(xué)組織形式改革。筆者依托云平臺條件深入研究和探索課程教學(xué)組織形式改革，設(shè)計(jì)的主要教學(xué)形式包括：（1）指定時(shí)間，集中分組技能訓(xùn)練，學(xué)生必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)在各自的虛擬機(jī)上操作使用教學(xué)資源和教學(xué)實(shí)踐訓(xùn)練。（2）安排機(jī)動(dòng)時(shí)間，由學(xué)生自己通過移動(dòng)互動(dòng)平臺預(yù)約，進(jìn)行個(gè)別技能自主訓(xùn)練。（3）布置課外作業(yè)，每堂課的內(nèi)容講解只是占學(xué)生課堂教學(xué)很少的部分，學(xué)生必須通過平臺預(yù)習(xí)、查詢相關(guān)文獻(xiàn)、課后獨(dú)立完成所布置作業(yè)。（4）開展專業(yè)動(dòng)手能力考核，平臺建立專門的課程測試工程，每一門課設(shè)計(jì)4～5個(gè)工程，工程題目以學(xué)生動(dòng)手操作為主。學(xué)生根據(jù)教學(xué)進(jìn)度，提交工程報(bào)告、源程序、測試報(bào)告和總結(jié)報(bào)告等。（5）建立相應(yīng)課程的云虛擬桌面模板，如WindowsXP基礎(chǔ)模板、Windows程序設(shè)計(jì)模板、Linux編程模板等，學(xué)生根據(jù)作業(yè)或?qū)嶒?yàn)要求，手動(dòng)選擇進(jìn)入不同模板的虛擬計(jì)算機(jī)中，完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)。

3.建立課程有效反饋、跟蹤機(jī)制。基于云平臺的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)探索與實(shí)踐，筆者和我院老師在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，老師和學(xué)生都需要投入大量時(shí)間和精力來學(xué)習(xí)平臺操作使用，教師通過相互交流學(xué)習(xí)，相互共享核心資源，改進(jìn)教學(xué)方案和實(shí)施步驟，同學(xué)生建立緊密的協(xié)同學(xué)習(xí)機(jī)制。筆者主要從以下幾個(gè)方面建立反饋、跟蹤機(jī)制：（1）跟蹤觀察。關(guān)注學(xué)習(xí)平臺的正常使用，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行專題研討，及時(shí)解決并提出改良方案。（2）根據(jù)學(xué)生動(dòng)態(tài)反饋需求及時(shí)調(diào)整教學(xué)資源和任務(wù)設(shè)置，改進(jìn)教學(xué)模式。（3）關(guān)注學(xué)生的使用過程，包括作業(yè)完成情況，瀏覽、發(fā)帖、回帖等交流活動(dòng)，分析學(xué)生對專業(yè)知識的建構(gòu)過程，并對其過程進(jìn)行及時(shí)的反饋和評價(jià)。（4）單獨(dú)交流。與學(xué)生進(jìn)行個(gè)別交流，了解學(xué)生的技術(shù)能力，培養(yǎng)精英團(tuán)隊(duì)，以精英教育激勵(lì)學(xué)生的參與和體驗(yàn)，發(fā)揮模范帶頭作用。

通過運(yùn)用云桌面+智能終端結(jié)合的教學(xué)模式，保障師生之間主動(dòng)積極的參與以及無障礙的溝通交流、建構(gòu)知識意義、自主完成學(xué)習(xí)任務(wù)并多維度收集反饋信息的互動(dòng)方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新合作精神，增強(qiáng)實(shí)踐能力，從而有效促進(jìn)教學(xué)改革、提高教學(xué)效果。

4.改革學(xué)生成績評價(jià)體系。課程成績是當(dāng)前大學(xué)生最關(guān)心的問題之一。我校以前課程成績構(gòu)成固定、單一（必修課：平時(shí)成績占20%、期末成績占80%；選修課：平時(shí)成績占40%、期末成績占60%）。這種方式存在設(shè)置不合理，導(dǎo)致部分學(xué)生平時(shí)上課不積極、作業(yè)不認(rèn)真完成、考試作弊。

筆者以云平臺為切入點(diǎn)，首先，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的每一個(gè)過程進(jìn)行有效監(jiān)管，學(xué)生作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、平時(shí)測試等都只能在云虛擬桌面獨(dú)立完成，無法抄襲。另外，對課程成績構(gòu)成體系進(jìn)行改革，包括平時(shí)作業(yè)、出勤、小測驗(yàn)、工程訓(xùn)練、實(shí)驗(yàn)、期末考試等，將期末考試比例降到40%，從整個(gè)實(shí)施效果看，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和能力得到很大提高。

六、結(jié)束語

本文針對云平臺教學(xué)資源共享和交互式教學(xué)進(jìn)行了實(shí)踐研究，主要發(fā)揮云計(jì)算技術(shù)服務(wù)教學(xué)信息化技術(shù)優(yōu)勢，顛覆傳統(tǒng)教學(xué)模式改革，主要體現(xiàn)在：

1.利用云端豐富多彩的教學(xué)資源，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。

2.顛覆傳統(tǒng)課程教學(xué)流程，從“先教后學(xué)”到“先學(xué)后教”。傳統(tǒng)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)是“課堂信息傳遞、課后消化吸收”，而基于云平臺的課堂教學(xué)是“課前信息傳遞、課中消化驗(yàn)收、課后總結(jié)提高”。

3.改變課堂知識教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)教學(xué)、可監(jiān)控教學(xué)。在云端，老師可以實(shí)時(shí)監(jiān)控每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，對學(xué)生提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)，也可真正杜絕學(xué)生抄襲現(xiàn)象發(fā)生。

4.改變以教師為中心的課堂模式，真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心。在云教學(xué)平臺，教師從知識傳授者變成了學(xué)習(xí)的組織者、指導(dǎo)者；而學(xué)生擁有了自己的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，能夠按自己的步調(diào)自主學(xué)習(xí)，真正成為整個(gè)課堂的主角，真正提高大學(xué)課堂教學(xué)的效率。

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