基于云中課堂的綜合項目實戰課程教學模式與關鍵技術研究

曾文英?張軍

摘要：針對綜合項目實戰教學中專業技能涵蓋廣、過程長、教學管控與考核難度大等問題，進行基于云中課堂的教學模式設計與關鍵技術研究。提出云中課堂項目導向、探究式創新教學模式。探討平臺關鍵技術，包括云計算、大數據、人工智能等的融入。項目實戰教學實施策略與途徑，包括課程內容、教學方法、評估體系、跨學科融合、優化路徑等。研究表明，基于云中課堂，開展綜合項目實戰課程教學具有資源集成、動態研討、技術綜合、管理靈活等優點，有助于提升學生項目設計能力與職業素養。

關鍵詞：云中課堂；綜合項目實戰；教學模式；系統構成；實施策略

一、前言

隨著科技的飛速發展，教育產業數字化、在線化轉型加速。傳統的線下教學模式已引入云中課堂等在線教育平臺融合在線教學。

云中課堂是一種基于云計算的在線教育平臺，它通過虛擬現實技術、大數據分析、人工智能等先進技術，為教育者提供了一個全新的教學模式。學生可通過網絡平臺學習，不受時間和地點的限制，教育者可遠程教學和輔導。

綜合項目實戰教學以實際項目為載體，以實踐為主線，以能力培養為目標，通過實踐提升技能。綜合項目實戰教學中存在專業技能涵蓋廣、過程長、教學管控與考核難度大等問題。引入云中課堂可為教育者提供更加高效和精準的教學指導和個性化服務。云課堂有助于構筑多元化情境，融合思政元素，引導學生主動參與和實踐探究[1]。

CDIO教育理念強調項目導向，強調做中學。以項目為核心開展教學，分模塊知識點，構建實踐項目[2]。云中課堂為之提供了良好載體，如業界知名的學堂在線、中國大學MOOC、智慧樹、超星、騰訊課堂、網易云課堂、華文慕課、好大學在線、智慧職教、優學院等。基于云計算開發和教學已成為趨勢，如華為云DevCloud的線上開發工具[3]。

基于云中課堂的項目教學是數字化轉型需求。需進行教學環境、資源、模式的創新，構建教育生態新場域[4]。需構建基于云課堂的實訓教學體系、教學環節與方法調整、教學資源應用[5]。

二、教學模式設計與系統功能

基于云中課堂的綜合項目實戰教學模式，旨在通過項目實戰在云中自主探究學習和創新實踐。促進學生主動學習，提高積極性和參與度，提升學生實操技能。

基于云中課堂，利用云資源可實現項目獲取與靈活應用、個性化學習、協作學習等多種方式融合，提升學生綜合運用知識和技能進行真實項目設計與開發的能力與素養。

云中課堂項目導向、探究式創新教學模式，以云中課程資源為起點，輻射發散學習和實戰。

（一）基于云中課堂的綜合項目實戰課程教學模式設計

云中課堂把課堂講授轉化為教、學、做與研討等多形式融合。

基于云中課堂的綜合項目實戰教學模式，包括從課程設計、教學設計、教學實施、指導評價等環節，項目導引、任務驅動、自主與協作等多線并行學習與實戰。

學生實踐項目開發的全過程包括需求分析、設計、編碼、測試等環節。教學內容圍繞實際項目展開，涉及前端技術、后端技術、數據庫技術、項目管理等方面。

1.教學過程

項目導入：教師介紹項目背景和目標，引導學生進行需求分析。

知識講解：教師講解項目所需的技術和工具，為學生提供必要的知識儲備。

團隊協作：學生分組進行項目開發，團隊協作完成項目任務。

進度監控：教師定期檢查學生進度，提供必要的指導和幫助。

成果展示：學生完成項目后，進行成果展示和匯報，接受教師和同學的評估。

2.教學資源

充分利用云中課堂的在線資源，包括視頻教程、在線文檔、案例庫、習題等，實時互動，在線答疑、討論。

3.實施方案

課程設置：根據教學目標和內容，設置合理的課程結構，包括理論課程和實踐課程。

師資力量：組建具有豐富項目經驗和教學經驗的教師團隊，確保教學質量。

學生管理：云中學生管理，包括考勤、討論、作業提交、成績評定等環節。

反饋機制：基于云中課堂建立有效的反饋機制，及時了解學生需求和教學效果，不斷優化教學過程。

4.實施流程

基于云中課堂的綜合項目實戰，項目導向、模塊化任務驅動教學，提高學生的學習效果和實踐能力；云中個性化學習與小組項目結合，培養學生的團隊協作和創新精神。

基于云中課堂，綜合項目實戰課程教學模式實施流程如圖1。

（二）系統功能

云中課堂可提供資源、教學和考核等功能。提供數據資源的集中管理，在線教學和評測、課內外結合學習、實驗、研討、協作和統計分析等功能。

課程管理：包括課程創建、信息編輯、資源上傳、進度設置等。可設定課程的開放時間、學習時長、作業時間等。

學生管理：包括學生注冊、信息修改、分組管理等功能。教師可查看學生的學習進度、成績等信息。

教學內容管理：多種教學內容形式，如文本、圖片、視頻、音頻等。可選擇合適的教學內容形式，對教學內容進行編輯。

互動教學：包括在線討論、實時問答、小組討論、互動交流等。

項目實戰：學生可在平臺上選擇或創建項目，可組隊，提交項目和評價。

考試與評估：在線考試，教師可設定考試題目、時間、評分標準等。系統自動評卷、可視化分析統計等。

教學資源共享：是教學資源上傳與共享功能。

三、關鍵技術與平臺

基于云中課堂的綜合項目實戰課程教學關鍵技術涉及多種技術，包括云計算、大數據、人工智能、融合創新、項目管理等，教學、項目管理、評估與反饋等融合。

（一）關鍵技術

云中課堂借助云計算、大數據、人工智能、知識管理、協同平臺和虛擬仿真等多種技術，建構綜合項目實戰教學空間。云計算是基座，大數據可以分析學生學情、智能輔導、在線引導和推薦學習資源、在線實戰和診改、個性化與團隊協作結合。

云計算技術：為云中課堂提供了彈性的計算和存儲資源，實現在線教學、學習、實驗等服務，包括視頻會議、屏幕共享、文件存儲和管理等。

大數據分析技術：對學生學習行為、成績等數據進行分析挖掘和預測，實現個性化學習支持和智能化評估。

實時互動技術：師生實時討論交流。

多媒體技術：分布多媒體教學資源，如視頻、音頻、動畫課件等。

人工智能技術：實現智能輔導、智能答疑、智能推薦、智能閱卷等。

跨學科知識融合技術：項目關聯知識和技能融合，促進學生創新應用能力。

項目管理技術：對項目進度與文檔規范化管理。

協同工具與平臺：協同設計與編輯，團隊協作和項目管理。可融合低代碼平臺、原生編程平臺等交互原型設計與敏捷開發。

虛擬仿真技術：構建虛擬環境，模擬實踐。基于全景圖像分割與融合等技術，構建虛擬數字空間，進行場景重構、流程重組、角色扮演等，提升項目工程規范。

（二）平臺構成

云中課堂教學平臺構成主要包括多個子系統，實現教、學、做結合，協作學習和個性化學習結合。

云中教學實戰平臺：圍繞綜合項目實戰，提供在線教學、學習、實驗、交流等功能。

教學資源庫：存儲多媒體教學資源，如課件、案例、視頻等。

教學管理系統：教學過程各環節管控，如課程章節、課堂作業、成績管理。

項目管理平臺：規范化管理項目實踐過程，包括項目進度管理、資源管理、團隊協作等。

數據分析系統：對學生的學習行為、成績等分析挖掘，提供個性化教學支持。

評估與反饋平臺：通過大數據、人工智能技術，進行學生學習行為分析和評估，提供個性化學習建議。

產教融合平臺：與企業共同開展項目實踐，提供真實實踐案例。

現有多種類型的云中課堂平臺，如慕課、微課、工單課堂等。趨勢是融合新技術如人工智能、數據分析、云服務、物聯網等。

四、教學實施策略與途徑

基于云中課堂的綜合項目實戰課程教學實施涵蓋課前、課中、課后等環節，廣義可包含項目調研、分析、設計、開發、部署與發布、維護等全生命周期。

基于云中課堂教學，需充分利用互聯網技術和在線資源，注重學情和技能，提供學習資源與環境支持，及時評估反饋，提升職業能力與素養。

（一）教學實施策略

制定教學計劃：根據課程目標，制定教學計劃，包括教學進度、方法、資源等。

準備教學資源：根據教學計劃，準備教學資源，包括課件、案例、工具等。

建立學習小組：根據學生的興趣和特長，建立學習小組，互助和協作。

實施教學：多種教學方法，如講解、演示、實踐等，掌握綜合項目實戰技能和方法。

監督與評估：基于云中課堂對學生的學習情況進行監督和評估，及時發現問題并給予指導，提升學生分析問題和解決問題能力。

（二）實施途徑

以項目為載體，依托云課堂，按需進行技能訓練與實戰。

項目案例引導：在線直播功能，實時講解和演示教學內容，提高學生的學習效果。

任務驅動研討：多方式互動，鼓勵學生提問和討論，激發學生的學習興趣。

智能評測作業：布置相應的作業和實踐項目，讓學生在實際操作中掌握技能。

單元測試與考試：項目化考核和評估，激發學生學習動力。

個性化學習與協作項目實戰結合：因材施教，設定多層次目標任務，成果導向。

五、課程教學實踐與評價體系

（一）體系設計

基于云中課堂的綜合項目實戰課程教學實踐與評價體系包括項目設計、實施、評價、反饋等方面。

項目設計與實施：教師需在課程開展之前進行綜合項目的設計，明確項目的目標、任務和要求。在實施過程中，教師應提供相應的指導和支持，確保學生能夠順利完成項目。

學生表現評價：針對學生在綜合項目實踐中的表現，可采用多種評價方式。例如，通過觀察學生的項目進展、參與度和貢獻等來評估學生的工作態度和團隊合作能力。

項目成果評價：綜合項目實戰課程的核心是學生能夠產出具體的項目成果。因此，教師可根據項目的要求和預設的評價標準，對學生提交的項目成果進行評價。評價標準可包括項目的完整性、技術性、創新性、實用性等方面。

團隊合作評價：團隊合作項目中，教師可評估學生團隊合作的表現與能力，包括溝通能力、協作能力、解決問題的能力等。

自我評價與反思：學生在參與綜合項目實踐后，應進行自我評價和反思，回顧自己的工作過程，總結經驗和教訓，并提出改進的意見和建議。

同行評價：除了教師的評價外，可引入同行評價機制。通過組織同學之間的互評活動，促進學生相互學習和交流。

評價體系多維度、全面，既要考查學生的項目成果，也要評估學生的團隊合作能力和個人表現。評價應與課程目標和要求相匹配。評價結果反饋至學生，促進學生不斷改進和提高。

（二）實踐案例

以云中課堂項目實戰課程中的人工智能深度學習項目為例，讓學生在實戰中學習和應用深度學習原理和技術。

講解深度學習基礎知識：包括神經網絡的基本概念、激活函數、損失函數、優化器等。通過云中課堂提供案例和應用需求激發學生學習興趣。

確定項目目標和問題建模：云課堂提供項目案例啟發學生思維，引導學生進行討論和分析，讓學生明確項目目標和需解決的問題，使用數學模型和算法來解決這些問題。

選擇合適的深度學習框架：通過云課堂與相關資源推薦，引導學生了解不同框架的特點和適用場景，可基于云中課堂、云實驗實踐自選合適的框架，安裝和配置框架。

設計模型并進行訓練：設計深度學習模型時，引導學生了解不同的模型結構和算法的特點，設計模型，用訓練數據訓練模型，調整模型的參數以提高性能。

模型評估和優化：通過云中課堂可視化仿真引導學生進行模型評估和優化，評估模型的性能和準確度，使用不同的優化算法來優化模型的參數和結構。

項目總結和展示：借助云中課堂展示、自評與互評等。項目完成后，學生進行項目總結和展示，分享自己的經驗和感悟。學生可參考模板，撰寫科技論文或報告，提升科研能力。

總之，云中課堂項目實戰課程中的深度學習項目需引導學生從理論到實踐，從問題建模到模型評估和優化，逐步深入進行實踐和學習。

六、課程教學優化與提升路徑

基于云中課堂的綜合項目實戰課程教學可通過多種路徑，優化與提升教學質量和效能。

明確教學目標：包括知識目標、能力目標、素質目標和思政目標。

精選教學內容：根據目標，精選與項目相關內容，注重理實結合、前沿性和實用性。

課程設計與更新：定期評估和更新課程的內容和任務，確保與行業發展和企業需求一致，注重培養實踐能力和創新思維。

項目案例與項目庫更新：充實項目案例庫，動態融合科研項目與企業項目，對接產業技術發展需求、企業崗位能力，激發潛力。

優化教學方法：采用多種教學方法，如案例分析、項目實踐、小組討論等，激發學生學習主動性。注重個體差異，實施個性化教學，啟發創新思維。充分利用云中課堂工具，如視頻會議、屏幕共享、在線討論等，運用主流工具協同開發，促進學生團隊協作。

加強實踐教學：通過項目化實踐提升知識和技能，及時評價和反饋成果。

強化師資力量：提高教師專業素養和教學能力，跟蹤前沿，產、教、科融合。

完善評價體系：多元評價，包括對學生的知識、能力和素質進行評價，過程評價和結果評價結合，注重公正性和客觀性。

持續改進：持續改進教學過程。根據學生反饋和社會需求變化，優化調整教學內容和方法。

教學優化多面化，包括明確教學目標、精選教學內容、優化教學方法、加強實踐、強化師資、完善評價體系及持續改進。

結合云中課堂，進行深度學習學情分析系統設計，解決學生課堂行為識別、學習狀態評估等問題。構建深度學習學情分析系統，通過視頻攝像獲取課堂情景，進行圖像分割和識別，實現對課堂行為、學習狀態等分析、呈現和管理。

七、結語

基于云中課堂的綜合項目實戰課程教學模式和關鍵技術涵蓋范圍廣。提出了線上線下結合、個性化探究學習與小組協作融合教學模式。關鍵技術包括云計算、數據分析、協同工具與平臺、虛擬仿真等。結合人工智能技術，實現對學生學習過程和表現的個性化分析和資源推薦。跨學科融合，將不同學科的知識與技能融合到綜合項目實戰課程中。實踐與產業對接，校企合作，將真實項目引入綜合項目實戰，全過程多元評價。通過云計算、大數據分析、實時互動和多媒體等技術應用，為學生提供更加個性化、高效的學習體驗。通過云中課堂平臺的構建和使用，促進教育資源的共享和優化配置，推動教育數字化轉型和創新人才培養。

參考文獻

[1]焦苗苗.構筑多元化情境實現“云課堂”目標——思政學科高效課堂構建策略探究[J].陜西教育（綜合版），2023（10）：37-38.

[2]楊英鵬，孫清聞，何宗剛，等.基于CDIO的網絡工程項目實戰課程設計與實踐[J].軟件工程，2019，22（09）：53-56.

[3]呂云翔，許鴻智，楊洪洋，等.華為云DevCloud敏捷開發項目實戰[M].北京：清華大學出版社， 2021.

[4]戴嶺，祝智庭.教育數字化轉型的邏輯起點、目標指向和行動路徑[J].中國教育學刊，2023（07）：14-20.

[5]杜雪娟.基于云課堂的計算機教學創新與實踐[J].電子技術，2023，52（09）：262-263.

基金項目：1.2022年廣州市科技計劃基礎與應用基礎研究項目“基于深度學習的全景圖像分割及應用關鍵技術研究”（項目編號：202201011693）；2.廣東省高等學校教學管理學會2021年度課程思政建設項目“綜合項目實戰——鴻蒙應用開發”（項目編號：X-KCSZ2021267）；3.廣東省教育科學規劃課題（高等教育專項）（項目編號：2022GXJK477）；4.廣東省高職教育計算機類專業教學指導委員會2023年教育教學改革研究與實踐項目“基于CDIO理念的綜合項目實戰課程教學改革研究與實踐”（項目編號：JSJJZW2023003）；5.2023年廣東科學技術職業學院校級教學質量工程項目（繼續教育教學改革研究與實踐項目）“基于云計算的創新項目化職業能力提升改革研究與實踐”（項目編號：3）

責任編輯：張津平、尚丹