建構(gòu)注義視野下基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)

摘要：云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于教育領(lǐng)域是教育信息化發(fā)展的必然趨勢(shì)。文章在分析云計(jì)算應(yīng)用于教育領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合建構(gòu)主義理論，設(shè)計(jì)了一種基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，并對(duì)該教學(xué)平臺(tái)的組成架構(gòu)和功能模塊進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算； 云計(jì)算輔助教學(xué)； 建構(gòu)主義； 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

中圖分類號(hào)：TP3934 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2163（2013）06-0067-03

0引言

2008年12月中國(guó)教育技術(shù)協(xié)會(huì)年會(huì)上，黎加厚教授首次提出了“云計(jì)算輔助教學(xué)”（ Cloud Computing Assisted Instructions，CCAI）的概念。所謂“云計(jì)算輔助教學(xué)”是指學(xué)校和教師利用“云計(jì)算”支持的教育“云服務(wù)”，構(gòu)建個(gè)性化教學(xué)的信息化環(huán)境，支持教師的有效教學(xué)和學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生高級(jí)思維能力開(kāi)發(fā)和群體智慧潛能發(fā)展，由此而推動(dòng)教學(xué)質(zhì)量獲得顯著提高[1]。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，也就是充分利用云計(jì)算所帶來(lái)的云服務(wù)為學(xué)校教學(xué)提供資源共享，存儲(chǔ)空間無(wú)限寬廣的便利條件，從而引領(lǐng)現(xiàn)代教學(xué)的智能化發(fā)展，因而具有重要的研究與實(shí)用價(jià)值。

云計(jì)算是分布式處理、 并行處理和網(wǎng)格計(jì)算共同發(fā)展的綜合成果。廣義的云計(jì)算是指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需服務(wù)。云計(jì)算的思想最早出現(xiàn)于20 世紀(jì)60 年代，麥卡錫曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“計(jì)算遲早有一天會(huì)變成一種公用基礎(chǔ)設(shè)施?！边@就意味著計(jì)算能力可以作為一種商品通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便、且費(fèi)用低廉。從最根本的意義上來(lái)說(shuō)，云計(jì)算就是數(shù)據(jù)、應(yīng)用和服務(wù)都存儲(chǔ)在云端，通過(guò)充分利用數(shù)據(jù)中心的強(qiáng)大計(jì)算能力，來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)系統(tǒng)的自適應(yīng)性[2]。

云計(jì)算的本質(zhì)就是整合資源。對(duì)于教育領(lǐng)域而言，就是整合大量的甚至是復(fù)雜的教育資源和數(shù)據(jù)資源，并進(jìn)行集約化的使用和管理，再以服務(wù)形式推向廣大云端用戶。

建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)不是通過(guò)教師傳授得到，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境即社會(huì)文化背景下，借助其他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，并利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過(guò)意義建構(gòu)的方式而真正獲得。建構(gòu)主義既強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知主體作用，又兼顧了教師的指導(dǎo)作用，此處的教師是意義建構(gòu)的幫助者和促進(jìn)者，而不僅僅只是知識(shí)的傳授者與灌輸者[3]。學(xué)生是信息加工的主體、是意義的主動(dòng)建構(gòu)者，而并非外部刺激的被動(dòng)接受者和知識(shí)灌輸?shù)膶?duì)象。教師必須創(chuàng)設(shè)一種良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生在這種環(huán)境中可以通過(guò)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立探究、合作學(xué)習(xí)等方式來(lái)展開(kāi)相應(yīng)學(xué)習(xí)。教師要成為學(xué)生建構(gòu)知識(shí)的積極幫助者和引導(dǎo)者，應(yīng)當(dāng)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)和強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。通過(guò)創(chuàng)設(shè)符合教學(xué)內(nèi)容要求的情景和提示新舊知識(shí)之間聯(lián)系的線索，幫助學(xué)生建構(gòu)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的意義。為使學(xué)生的意義建構(gòu)更為有效，教師應(yīng)盡可能組織協(xié)作學(xué)習(xí)，展開(kāi)討論和交流，并對(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行引導(dǎo)，使之更加利于意義建構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。

云計(jì)算技術(shù)的蓬勃發(fā)展為教學(xué)環(huán)境的建構(gòu)提供了技術(shù)上的可行性和保障。正是基于這一理念，筆者構(gòu)建一個(gè)基于云計(jì)算技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，教師可以利用該平臺(tái)定制教學(xué)情境，學(xué)生則可以利用這個(gè)平臺(tái)構(gòu)建個(gè)人學(xué)習(xí)過(guò)程，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)。該教學(xué)環(huán)境是建構(gòu)主義教學(xué)理論的良好實(shí)踐空間，滿足了建構(gòu)主義對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境的要求，而且提供了教學(xué)一條龍服務(wù)，以此輔助教師的教學(xué)，有利于促進(jìn)師生之間的交流，同時(shí)也促進(jìn)了學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)。

1云計(jì)算技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)

11提供海量的存儲(chǔ)空間和軟件服務(wù)

云平臺(tái)可以提供巨量并且安全的信息存儲(chǔ)服務(wù)（PaaS），各種教育資源存儲(chǔ)在云端，提供云計(jì)算服務(wù)的企業(yè)負(fù)責(zé)管理和維護(hù)這些數(shù)據(jù)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證具有足夠強(qiáng)的計(jì)算能力和足夠大的存儲(chǔ)空間可提供給用戶按需使用，用戶不必?fù)?dān)心病毒危害或信息丟失等諸如此類的問(wèn)題，同時(shí)，嚴(yán)格的權(quán)限管理策略還可以實(shí)現(xiàn)用戶與指定的人共享數(shù)據(jù)[4]；云平臺(tái)還可以提供軟件服務(wù)（SaaS），用戶所需的應(yīng)用程序并不運(yùn)行在用戶的個(gè)人計(jì)算機(jī)、手機(jī)等終端設(shè)備上，而是運(yùn)行在互聯(lián)網(wǎng)上大規(guī)模的服務(wù)器集群中。用戶只需付出較為低廉的代價(jià)，就可以在線使用各種正版軟件，大大降低了學(xué)校在軟、硬件更新與維護(hù)方面需要付出的時(shí)間及經(jīng)濟(jì)成本。

1.2教與學(xué)方式的轉(zhuǎn)變

1.2.1教師授課方式的轉(zhuǎn)變

一改傳統(tǒng)的授課方式，在課堂上，教師構(gòu)建或篩選教學(xué)資源，并引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)利用資源?？梢哉f(shuō)，這樣的教學(xué)方式突破了教師本身教學(xué)素質(zhì)的局限，增強(qiáng)了課程自身的新穎性和實(shí)踐性[4]。

1.2.2學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變

通過(guò)SaaS構(gòu)建自己的學(xué)習(xí)圈，完成網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)，形成完全良性的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，學(xué)生不再是被動(dòng)地接收知識(shí)，而是可以根據(jù)自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)方向，自主地選擇學(xué)習(xí)資源，并且可以和擁有相同學(xué)習(xí)目標(biāo)的其他學(xué)生組成學(xué)習(xí)小組，實(shí)現(xiàn)更高效率的協(xié)作學(xué)習(xí)。甚至，云計(jì)算還可以虛擬構(gòu)造實(shí)驗(yàn)室，幫助學(xué)生完成從理論知識(shí)向?qū)嵺`技能的有效轉(zhuǎn)化[4]。

13促進(jìn)師生互動(dòng)以及學(xué)生之間的交流互動(dòng)

在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)習(xí)主體之間的信息交互、教師的及時(shí)指導(dǎo)對(duì)于知識(shí)的建構(gòu)均起著關(guān)鍵性的重要作用?；谠朴?jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境重視學(xué)習(xí)的自主性和協(xié)作性，提供多種方便快捷的信息交流手段，諸如，教學(xué)平臺(tái)中的討論答疑區(qū)，論壇等。這就使得教師無(wú)論身處課內(nèi)還是課外，都可查看、參與學(xué)生之間的討論，及時(shí)解答學(xué)生的問(wèn)題，學(xué)生之間的交流互動(dòng)同時(shí)也可以促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新力、執(zhí)行力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作智慧的發(fā)展，進(jìn)而提升學(xué)生的專業(yè)技能和未來(lái)的職業(yè)能力。

14提供靈活的訪問(wèn)方式，教學(xué)可隨時(shí)隨地進(jìn)行

云計(jì)算是一個(gè)整合的計(jì)算環(huán)境，所有的數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在云端，只要用戶接入了云計(jì)算平臺(tái)，就能夠使用相同的工作環(huán)境，云平臺(tái)的高速計(jì)算和數(shù)據(jù)傳輸能力，實(shí)現(xiàn)了Anytime、Anywhere、Anyway（即任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何方式）的3A級(jí)用戶體驗(yàn)，滿足不同用戶的學(xué)習(xí)交流需要。用戶可以根據(jù)個(gè)人需求、知識(shí)背景與興趣愛(ài)好來(lái)自由選擇資源配置。學(xué)生在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，若想學(xué)習(xí)教師講過(guò)的知識(shí)，就可以打開(kāi)手機(jī)、PDA 或者筆記本電腦，在線查看或下載教師的電子教案、教學(xué)視頻、教學(xué)課件等[5]。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生自始至終是整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程的主導(dǎo)者，可以自行控制學(xué)習(xí)進(jìn)度，還可以定制自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容、選擇自己的學(xué)習(xí)同伴和靈活的學(xué)習(xí)方式。教師也可以不拘任何時(shí)間和地點(diǎn)即可開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，只要能打開(kāi)移動(dòng)終端，就可以上傳教學(xué)資源，并為學(xué)生在線安排學(xué)習(xí)任務(wù)，檢查學(xué)習(xí)效果，及時(shí)跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程，而且在必要時(shí)即時(shí)給予良好的指導(dǎo)等[6]。

2基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)

2.1網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的模型設(shè)計(jì)

基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)可由學(xué)校建立私有云，也可以采用由教育主管部門主力引導(dǎo)，云服務(wù)開(kāi)發(fā)企業(yè)積極參與，公有云與私有云相互結(jié)合的整體開(kāi)發(fā)模式，而后者也必將成為未來(lái)云計(jì)算在教育領(lǐng)域的必然發(fā)展趨勢(shì)?；谠朴?jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的總體功能構(gòu)架如圖1所示。

由圖1可見(jiàn)，平臺(tái)采用多層的“云計(jì)算”體系結(jié)構(gòu)，其最底層是基礎(chǔ)設(shè)施層，對(duì)應(yīng)云計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS），通過(guò)虛擬化技術(shù)，將服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和存儲(chǔ)設(shè)備等全面虛擬化，建立一個(gè)隨需選用的資源共享的基礎(chǔ)資源池，并將計(jì)算能力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)作為一種服務(wù)存放在“云端”租借給用戶， 同時(shí)提供對(duì)外統(tǒng)一的訪問(wèn)方式，從而提高數(shù)據(jù)的訪問(wèn)性能。第二層是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的平臺(tái)服務(wù)層，對(duì)應(yīng)云計(jì)算的軟件即服務(wù)（SaaS），提供在線的軟件服務(wù)，包括：在線學(xué)習(xí)、互動(dòng)平臺(tái)、在線測(cè)試、資源中心等各類功能模塊；第三層是客戶端訪問(wèn)層，訪問(wèn)方式包括：電腦 PC、3G 手機(jī)及其他移動(dòng)終端。此外，還有一個(gè)管理層，這一層是為橫向的三層實(shí)現(xiàn)服務(wù)的，并為這三層提供管理和維護(hù)等方面的多種技術(shù)，主要包括：帳號(hào)管理、SLA監(jiān)控、計(jì)費(fèi)管理、安全管理、負(fù)載均衡、運(yùn)維管理[7]。

2.2教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

2.2.1教學(xué)前期準(zhǔn)備

教師可以根據(jù)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)、學(xué)生的具體情況準(zhǔn)備和組織相關(guān)教學(xué)資料，撰寫課程大綱、學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，制作教學(xué)課件，學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)等并向網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上傳；學(xué)生可以登錄網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，使用或參考平臺(tái)上的相關(guān)資源，進(jìn)行課前預(yù)習(xí)。

2.2.2教學(xué)過(guò)程支持

課堂教學(xué)過(guò)程中，教師只要登錄網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，即可使用預(yù)先已上傳的課件、講義和其他教學(xué)資源。學(xué)生也可下載教師課件，向教師和同學(xué)提出疑問(wèn)，記錄自己的學(xué)習(xí)收益，心得體會(huì)；教師可以查看學(xué)生的學(xué)習(xí)筆記，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)、學(xué)習(xí)心理，及時(shí)調(diào)整自己的教學(xué)策略[6]。

2.2.3課后學(xué)習(xí)支持

課后，教師和學(xué)生可通過(guò)電腦、手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)隨地登錄網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。對(duì)于教師，可以隨時(shí)進(jìn)入教學(xué)平臺(tái)查看學(xué)生作業(yè)完成情況，批改學(xué)生作業(yè)，及時(shí)回復(fù)學(xué)生的提問(wèn)；學(xué)生則可通過(guò)云平臺(tái)提供的學(xué)習(xí)交流區(qū)和論壇等與同學(xué)、老師進(jìn)行交流互動(dòng)，上傳作業(yè)，查看作業(yè)批改結(jié)果，也可以利用網(wǎng)絡(luò)在線測(cè)試系統(tǒng)對(duì)自己所學(xué)進(jìn)行測(cè)試[6]。教師還可以將學(xué)生的優(yōu)秀作品發(fā)布到平臺(tái)上，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)互相借鑒學(xué)習(xí)，并增強(qiáng)學(xué)生的成就感和學(xué)習(xí)興趣。3構(gòu)建基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)資源的

真正共享近幾年，隨著信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展以及各高職院校對(duì)教育信息資源建設(shè)的日趨重視，很多學(xué)校都積累了大量的教育信息資源，然而這些資源卻存在著重復(fù)建設(shè)、資源利用率低、資源共享程度低、以及資源分布不合理等現(xiàn)象。如何消除這些弊端已經(jīng)成為一項(xiàng)具有高度迫切性的重要任務(wù)。筆者認(rèn)為，可通過(guò)一定的行政手段和技術(shù)手段，將各高?，F(xiàn)有的軟、硬件資源加入“云”系統(tǒng)，進(jìn)一步提高基礎(chǔ)設(shè)施的利用率，而將分散的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源進(jìn)行有效的整合，納入到基于云計(jì)算的教學(xué)資源平臺(tái)進(jìn)行集中展現(xiàn)，則實(shí)現(xiàn)了資源共享，同時(shí)解決了教育資源重復(fù)性高，優(yōu)質(zhì)資源缺乏等問(wèn)題[8]。

4結(jié)束語(yǔ)

隨著云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用模式的快速發(fā)展與逐漸成熟，云計(jì)算技術(shù)將在國(guó)內(nèi)的教育領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)也必將在此過(guò)程中發(fā)揮巨大作用。當(dāng)然，這還需要國(guó)內(nèi)的教育主管部門提高互聯(lián)網(wǎng)科技應(yīng)用意識(shí)，并站在全國(guó)教育整體發(fā)展的戰(zhàn)略高度，充分認(rèn)識(shí)云計(jì)算應(yīng)用模式對(duì)教育資源的巨大整合作用，從而對(duì)云計(jì)算技術(shù)和教育領(lǐng)域的結(jié)合發(fā)揮有益的指導(dǎo)和規(guī)范作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]黎加厚.低碳型教育與云計(jì)算輔助教學(xué)[J].中國(guó)信息技術(shù)教育，2010（1）：73-77.

[2]張建勛，古志民，鄭超. 云計(jì)算研究進(jìn)展綜述[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2010（2）： 429-433.

[3]何克抗.建構(gòu)主義的教學(xué)模式、教學(xué)方法與教學(xué)設(shè)計(jì)[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），1997（5）：74-81.

[4]曾靜.云計(jì)算時(shí)代高職院校面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J].教育技術(shù)裝備，2010（22）：4-35.

[5]李云波.基于云計(jì)算的多媒體教學(xué)平臺(tái)建設(shè)研究[J].軟件導(dǎo)刊，2013（6）：93-95.

[6]劉中宇.基于云計(jì)算的多媒體教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2013（2）：43-46.

[7]匡勝徽，李勃. 云計(jì)算體系結(jié)構(gòu)及應(yīng)用實(shí)例分析[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2010（3）： 60-63，91.

[8]邢麗刃，徐博.基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)建設(shè)研究[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（理學(xué)版），2012（10）：159-161.