基于云計(jì)算的協(xié)作式自主學(xué)習(xí)的實(shí)踐

杜 曉 明

(江蘇科技大學(xué)(張家港校區(qū)) 教學(xué)工作部， 江蘇 張家港 215600)

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·實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新·

基于云計(jì)算的協(xié)作式自主學(xué)習(xí)的實(shí)踐

杜 曉 明

(江蘇科技大學(xué)(張家港校區(qū)) 教學(xué)工作部， 江蘇 張家港 215600)

針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問(wèn)題，運(yùn)用云計(jì)算和協(xié)作式學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)了基于云計(jì)算的協(xié)作式教學(xué)互動(dòng)模型，并對(duì)該模型的設(shè)計(jì)原則、層次模塊、教與學(xué)協(xié)作流程等方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述，通過(guò)云計(jì)算的協(xié)作教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，表明該模型促進(jìn)了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)自主性，培養(yǎng)了學(xué)習(xí)者的協(xié)作能力，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)的不足，對(duì)教學(xué)水平的提高起到了積極的推動(dòng)作用。

云計(jì)算； 協(xié)作式學(xué)習(xí)； 輔助教學(xué)

0 引 言

計(jì)算機(jī)技術(shù)經(jīng)歷了由集中到分散再到集中的過(guò)程，計(jì)算機(jī)技術(shù)從最初的單機(jī)集中處理、多機(jī)并發(fā)處理到現(xiàn)在的“云”集中處理，“云”集中處理是計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的必然產(chǎn)物，它是在分布式計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算和虛擬管理基礎(chǔ)上形成的一種新型數(shù)據(jù)管理與共享模型，它對(duì)由大量計(jì)算機(jī)組成的計(jì)算資源進(jìn)行統(tǒng)一管理和動(dòng)態(tài)分配，它具有按需分配、泛在接入等特點(diǎn)[1]。云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)成為了教學(xué)改革的強(qiáng)有力抓手，它可以為知識(shí)的傳授者和知識(shí)的接受者提供一個(gè)協(xié)作式的、共享式的學(xué)習(xí)環(huán)境[2]。本文在對(duì)現(xiàn)行教學(xué)模式研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合云計(jì)算技術(shù)，對(duì)基于云計(jì)算的協(xié)作式教學(xué)互動(dòng)模型進(jìn)行了研究，并將云計(jì)算的協(xié)作教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)對(duì)比。

1 當(dāng)前教育模式存在的不足

(1) 學(xué)生基礎(chǔ)水平不一。現(xiàn)在高校都是面向全國(guó)招生，由于教育政策與地理等因素造成了我國(guó)教育水平不平衡，西部的教育要遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于東部，山區(qū)的教育水平要落后于平原(如邊遠(yuǎn)山區(qū)的學(xué)生對(duì)英語(yǔ)的學(xué)習(xí)還處在無(wú)聲英語(yǔ)階段)，進(jìn)入大學(xué)后處于同樣的環(huán)境下進(jìn)行學(xué)習(xí)，勢(shì)必會(huì)造成基礎(chǔ)差的同學(xué)跟不上課，基礎(chǔ)好的覺(jué)得沒(méi)意思[3-4]。

(2) 教師與教學(xué)資源分布不均。經(jīng)驗(yàn)豐富的教授所占比例較小，一般高校以講師或助教為主要上課隊(duì)伍。大部分高校陸續(xù)構(gòu)建了本校的精品課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，由于采用技術(shù)相對(duì)落后，在老師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生互動(dòng)相對(duì)缺乏，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)于這樣的資源失去了興趣，老師也慢慢不去更新課程資源，最后成為一種擺設(shè)[5]。

2 研究?jī)r(jià)值

教學(xué)模式方面，云計(jì)算改變了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，將課堂內(nèi)外教學(xué)進(jìn)行了有機(jī)的整合，促進(jìn)了教學(xué)信息化的進(jìn)步[6]；學(xué)習(xí)模式方面，通過(guò)云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行協(xié)作式學(xué)習(xí)，以學(xué)習(xí)者為主體的教學(xué)平臺(tái)，可以有效地鍛煉學(xué)生的相互合作與創(chuàng)新能力，構(gòu)建了一個(gè)個(gè)性化、開(kāi)放式、共享性的教學(xué)環(huán)境，其具有以下研究?jī)r(jià)值[7-8]。

(1) 針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，提出以學(xué)生為主體的教學(xué)模式，同時(shí)有利于學(xué)生協(xié)作能力的提高[9]。

(2) 基于云計(jì)算協(xié)作式的教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生之間、老師與學(xué)生之間的互動(dòng)與交流不在局限于課堂內(nèi)，在教學(xué)活動(dòng)中，通過(guò)異質(zhì)分組的原則進(jìn)行，使每個(gè)學(xué)生的優(yōu)勢(shì)和特長(zhǎng)得到有效地發(fā)揮[10-11]。

3 基于云計(jì)算的協(xié)作式教學(xué)互動(dòng)模型的設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)原則

(1) 體現(xiàn)以學(xué)生為主體的原則。以學(xué)生為主體的原則是云計(jì)算環(huán)境下協(xié)作式教學(xué)的核心原則，在進(jìn)行平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)在考慮課程內(nèi)容的前提下要最大限度滿足學(xué)習(xí)者的個(gè)性化需求，既要考慮到學(xué)習(xí)者的知識(shí)背景、學(xué)習(xí)興趣和自學(xué)能力等不同之處，又要體現(xiàn)學(xué)習(xí)者的自主性和主動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)習(xí)者的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

(2) 重視學(xué)習(xí)資源的建設(shè)與更新。云計(jì)算輔助學(xué)習(xí)環(huán)境與老師面授有著本質(zhì)的不同，在學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過(guò)程缺少了對(duì)學(xué)習(xí)者的監(jiān)管，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣尤為重要[12]，因此在平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)要使整體風(fēng)格一致，采用最簡(jiǎn)單的方式為學(xué)習(xí)者提供便捷的學(xué)習(xí)資源，另外在學(xué)習(xí)內(nèi)容方面要保證知識(shí)的廣度和深度，及時(shí)更新，以提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。

(3) 加強(qiáng)協(xié)作與互動(dòng)。學(xué)習(xí)者借助云計(jì)算輔助教學(xué)平臺(tái)可以根據(jù)興趣組建自己的學(xué)習(xí)共同體，不同的學(xué)習(xí)共同體之間、學(xué)習(xí)者與傳授者之間、不同的傳授者之間都可以進(jìn)行良好地互動(dòng)與合作，知識(shí)的傳授者要根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容的不同有目的的引導(dǎo)學(xué)習(xí)者組建不同主題的學(xué)習(xí)小組，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性[13-15]。

3.2 模型設(shè)計(jì)

在總結(jié)云計(jì)算技術(shù)的理念研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)平臺(tái)設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)出了基于云計(jì)算的協(xié)作式教學(xué)互動(dòng)模型，如圖1所示。該模型包括三個(gè)層次：硬件基礎(chǔ)層、云教學(xué)平臺(tái)層和云訪問(wèn)層。云服務(wù)訪問(wèn)者可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)軟件很方便地登錄到云教學(xué)平臺(tái)層，該層對(duì)所有的資源依據(jù)權(quán)限、角色、服務(wù)形勢(shì)的不同進(jìn)行統(tǒng)一分配，支持學(xué)習(xí)者的在線分組討論、協(xié)作學(xué)習(xí)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程采用虛擬界面技術(shù)為訪問(wèn)者提供實(shí)驗(yàn)所需要的開(kāi)發(fā)環(huán)境等資源，不需要在本地電腦上安裝任何軟件。

圖1 基于云計(jì)算的協(xié)作式教學(xué)互動(dòng)模型

(1) 硬件基礎(chǔ)層。采用虛擬化技術(shù)將各種類型的主機(jī)與存儲(chǔ)合并，實(shí)現(xiàn)硬件負(fù)載均衡和按需動(dòng)態(tài)分配與調(diào)整，為云計(jì)算教學(xué)平臺(tái)提供了快捷的、可伸縮的硬件基礎(chǔ)服務(wù)。

(2) 云教學(xué)平臺(tái)層。實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶需求的集中化、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、彈性化和快捷化服務(wù)管理，該層兩個(gè)核心是數(shù)據(jù)庫(kù)管理和中間件管理，通過(guò)集群技術(shù)為學(xué)習(xí)者提供數(shù)據(jù)提取、存儲(chǔ)、備份與共享等數(shù)據(jù)服務(wù)；通過(guò)軟件集群技術(shù)和內(nèi)存數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為學(xué)習(xí)者提供SDK和API等編程環(huán)境。對(duì)于學(xué)習(xí)者和教師提供的功能是不一樣的，教師用戶將教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容等添加到資源管理，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況將學(xué)生進(jìn)行分組，分組原則是“異質(zhì)”分組，將知識(shí)背景、學(xué)習(xí)興趣和自學(xué)能力不同的同學(xué)分成一個(gè)協(xié)作小組，實(shí)現(xiàn)小組內(nèi)互相協(xié)作、小組間競(jìng)爭(zhēng)的學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)習(xí)者根據(jù)教師的指導(dǎo)創(chuàng)建自主學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)習(xí)者在自主學(xué)習(xí)環(huán)境中可以實(shí)現(xiàn)多種協(xié)作學(xué)習(xí)與互動(dòng)：一種是可以創(chuàng)建組討論進(jìn)行顯性知識(shí)和隱性知識(shí)的交流與共享；另一種是遇到難題，可以向小組內(nèi)、其他小組以及老師進(jìn)行求助；再一種可以實(shí)現(xiàn)協(xié)作開(kāi)發(fā)，即小組內(nèi)成員共同完成一項(xiàng)作品。教師根據(jù)課程的目標(biāo)、內(nèi)容與特點(diǎn)制定出完備的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，允許學(xué)生自己、小組之間、教師等進(jìn)對(duì)作品進(jìn)作評(píng)價(jià)。

(3) 云訪問(wèn)層。云訪問(wèn)者可以通過(guò)電腦、平板電腦、手機(jī)等通過(guò)IE瀏覽器或虛擬桌面形式登錄到云教學(xué)平臺(tái)。

3.3 基于云計(jì)算的協(xié)作式教學(xué)的實(shí)施過(guò)程

根據(jù)基于云計(jì)算的協(xié)作式教學(xué)互動(dòng)模型提出由教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)任務(wù)分解、學(xué)習(xí)小組分配、協(xié)作學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)等5個(gè)步驟構(gòu)成整個(gè)協(xié)作學(xué)習(xí)教學(xué)流程，設(shè)計(jì)出了教與學(xué)協(xié)作流程如圖2所示。

教師根據(jù)課程的特點(diǎn)制定出教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容，學(xué)習(xí)任務(wù)分解是對(duì)教學(xué)目標(biāo)的細(xì)化，在分解時(shí)應(yīng)考慮任務(wù)結(jié)果的開(kāi)放性，盡量少些“對(duì)”或“不對(duì)”的任務(wù)，任務(wù)的完成要在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下協(xié)作完成；根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行異質(zhì)分組；協(xié)作學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計(jì)包括學(xué)習(xí)資源的分配、學(xué)習(xí)工具的設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)情景設(shè)計(jì)和進(jìn)度安排等；學(xué)習(xí)者在組內(nèi)進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)，并完成自己的任務(wù)，進(jìn)行組內(nèi)成員之間的互評(píng)，如有學(xué)習(xí)者的任務(wù)完成的不達(dá)標(biāo)可進(jìn)行再次修改，只有當(dāng)所有學(xué)習(xí)者的任務(wù)都評(píng)介通過(guò)后方可提交學(xué)習(xí)成果，任課教師、其它小組成員對(duì)提交的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行思想方法評(píng)價(jià)、過(guò)程評(píng)價(jià)和結(jié)果評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)出不達(dá)標(biāo)的需要返回重新進(jìn)行修改，評(píng)價(jià)優(yōu)秀的給予適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)，并加入資源庫(kù)，供其他小組學(xué)習(xí)借鑒。在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師需要進(jìn)行階段性的評(píng)價(jià)，對(duì)于偏離主題的小組要及時(shí)糾正。

圖2 基于云計(jì)算的協(xié)作式教學(xué)的實(shí)施過(guò)程

4 基于云計(jì)算的協(xié)作教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)對(duì)比

本實(shí)驗(yàn)對(duì)像選取某高校12級(jí)物流管理、12級(jí)財(cái)務(wù)管理、13級(jí)物流管理和13級(jí)財(cái)務(wù)管理四個(gè)專業(yè)的學(xué)生，以“Visual Foxpro”這門(mén)課為實(shí)驗(yàn)對(duì)比課程，因?yàn)檫@門(mén)課程分為理論教學(xué)和課程設(shè)計(jì)兩個(gè)環(huán)節(jié)，理論教學(xué)和課程設(shè)計(jì)的結(jié)果對(duì)比均可采用學(xué)生第一次參加江蘇省高等學(xué)校計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的通過(guò)率(分為筆試和機(jī)試兩部分)；以13級(jí)財(cái)務(wù)管理作為實(shí)驗(yàn)班，另外三個(gè)專業(yè)作為普通班進(jìn)行比較。對(duì)比結(jié)果如圖3所示。

圖3 江蘇省高校計(jì)算機(jī)等級(jí)考試實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看出13物流管理專業(yè)和12物流管理專業(yè)通過(guò)率相當(dāng)，說(shuō)明試卷難度和教學(xué)效果變化不大，13財(cái)務(wù)管理專業(yè)比13物流管理專業(yè)和12財(cái)務(wù)管理專業(yè)通過(guò)率有了明顯提高，可以從縱向和橫向比較說(shuō)明實(shí)驗(yàn)班通過(guò)率比普通班通過(guò)率有了明顯提高，所以基于云計(jì)算的協(xié)作式教學(xué)比傳統(tǒng)教學(xué)是有很大的改進(jìn)的。

5 結(jié) 語(yǔ)

云計(jì)算在教育中的應(yīng)用，促進(jìn)了教育信息化的發(fā)展和教學(xué)理念的改變，將協(xié)作式學(xué)習(xí)與云計(jì)算結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)揮云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)搭建出自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，學(xué)習(xí)者可以不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制進(jìn)行理論學(xué)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、協(xié)作開(kāi)發(fā)和模擬真實(shí)的實(shí)訓(xùn)環(huán)境，教師可以在“云”中開(kāi)設(shè)課程、管理教學(xué)資源對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行控制以及與學(xué)習(xí)者進(jìn)行時(shí)時(shí)交流。使教學(xué)活動(dòng)得到延伸，豐富了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方式和教育者的教學(xué)手段，完善了人才培養(yǎng)機(jī)制，創(chuàng)新了教學(xué)模式，補(bǔ)充了課堂教學(xué)的不足，推動(dòng)了教學(xué)水平的發(fā)展。

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Research on Collaborative Interactive Teaching Model Based on Cloud Computing

DUXiao-ming

(Department of Teaching, Zhangjiagang Campus, Jiangsu University of Science and Technology, Zhangjiagang 215600, China)

In order to solve the problems of traditional teaching, it designs of collaborative interactive teaching model based on cloud computing, using the advantages of cloud computing and collaborative learning. It elaborates design principle, hierarchical module, teaching and learning and collaborative process of the model. According to the experimental comparison of collaborative teaching of cloud computing and teaching based on the traditional method, the model promotes learning and learner autonomy, cultivates student's cooperation ability, makes up for the shortcomings of traditional teaching, and improve the teaching level.

cloud computing; collaborative learning; assisted instruction

2015-12-20

國(guó)家自然科學(xué)基金(ID：11401262)； 江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題(ID:D/2015/01/77)

杜曉明(1984-)，男，河北邯鄲人，碩士，助理研究員，教務(wù)處副科長(zhǎng)，研究方向：云計(jì)算、教務(wù)管理。

Tel.：15851648609; E-mail: justmouse007@163.com

G 443； G 642

A

1006-7167(2016)08-0171-03