云計(jì)算環(huán)境下協(xié)作學(xué)習(xí)課堂的設(shè)計(jì)與探討

文 何偉鋒 鄧?yán)胬?/p>

人類社會(huì)進(jìn)入21世紀(jì)，信息技術(shù)已滲透到經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)生活的各個(gè)方面，人們的生產(chǎn)方式、生活方式以及學(xué)習(xí)方式正在發(fā)生深刻的變化。在教育教學(xué)領(lǐng)域，隨著電腦和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展，教學(xué)輔助平臺(tái)對(duì)于一線教師的教學(xué)工作也變得越來(lái)越重要。但是，由于受到成本過(guò)大、維護(hù)困難、平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理能力有限等諸多因素的影響，當(dāng)前教育資源難以均衡分配和有效共享，成為教育信息化發(fā)展的瓶頸。在這種背景下，云計(jì)算在教育教學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用為上述問(wèn)題提供了一種有效的解決方案。云計(jì)算輔助教學(xué)(Cloud Computing Assisted Instructions，CCAI)的應(yīng)用研究處于當(dāng)前教育技術(shù)的最前沿，其成熟度尚欠普適化。因此，研究CCAI課堂的具體實(shí)現(xiàn)具有十分重要的意義。

一、關(guān)于“云計(jì)算”和“云計(jì)算輔助教學(xué)”

1.“云計(jì)算”簡(jiǎn)述

云計(jì)算(cloud computing)是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式，通過(guò)這種方式共享的軟硬件資源和信息可以按需提供給計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備。其定義有狹義和廣義之分，狹義的云計(jì)算指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需資源；廣義云計(jì)算指服務(wù)的交付和使用模式，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)算的核心思想是將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個(gè)計(jì)算資源池為用戶提供按需服務(wù)。

因此，云計(jì)算的實(shí)質(zhì)就是服務(wù)，云計(jì)算服務(wù)商建立云計(jì)算平臺(tái)，整理各種資源，形成云資源池?？蛻艨梢酝ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)在云客戶端按需使用云資源池里面的所有資源，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把自身的資源，如文檔、音頻、視頻等按需放在遠(yuǎn)程的云服務(wù)器上面，即“云”中，連接互聯(lián)網(wǎng)即可按需提取使用。不用時(shí)，數(shù)據(jù)保存在遠(yuǎn)程的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)中，由提供云計(jì)算平臺(tái)的組織進(jìn)行管理和維護(hù)。

客戶與云計(jì)算提供商的關(guān)系如圖1所示：

圖1 客戶與云計(jì)算提供商的關(guān)系

2.“云計(jì)算”的特點(diǎn)

從上述云計(jì)算的定義我們可以看到其具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：(1)所有數(shù)據(jù)資源均在云端，不必?fù)?dān)心數(shù)據(jù)丟失；(2)所有軟件均在云端，不需要在本地下載所用軟件，更加沒(méi)有必要安裝軟件，也不用頻繁地進(jìn)行軟件升級(jí)操作；(3)多類型客戶終端，個(gè)人PC、電視機(jī)、智能手機(jī)均可登錄云服務(wù)平臺(tái)，隨時(shí)隨地享受云服務(wù)；(4)強(qiáng)大的云計(jì)算能力，利用幾十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)臺(tái)廉價(jià)的服務(wù)器所組成的網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供所需的互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)服務(wù)。

3.“云計(jì)算輔助教學(xué)”簡(jiǎn)述

“云計(jì)算輔助教學(xué) ”(CCAI)是指學(xué)校和教師利用“云計(jì)算”提供的服務(wù)，構(gòu)建個(gè)性化的教學(xué)信息化環(huán)境，支持教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)，提高教學(xué)質(zhì)量。隨著云計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展，云計(jì)算給學(xué)?？蛻魩?lái)的益處已經(jīng)初見(jiàn)端倪：學(xué)校使用低成本的客戶端PC和幾乎為零的軟件成本、維護(hù)成本和更新成本，甚至不需要太多的電腦技術(shù)，就能充分享受云計(jì)算帶來(lái)的種種服務(wù)功能。

表1列出了云計(jì)算輔助教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)和適合使用的人群。

表1 云計(jì)算輔助教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用人群范圍

二、云計(jì)算環(huán)境下協(xié)作學(xué)習(xí)課堂的設(shè)計(jì)方案

1.課室設(shè)備的硬件要求

需要應(yīng)用云計(jì)算輔助實(shí)現(xiàn)協(xié)作學(xué)習(xí)課堂，首先需要搭建一個(gè)相應(yīng)的功能場(chǎng)室，場(chǎng)室在設(shè)備硬件上的要求與目前學(xué)校里面的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)課室基本相同。但是，由于云終端機(jī)不需要傳統(tǒng)機(jī)器所謂的主機(jī)，因此，硬件配置的成本大大降低。大體而言，云計(jì)算功能場(chǎng)室硬件上需要云終端PC機(jī)、交換機(jī)、路由器、投影儀等，還需要接入互聯(lián)網(wǎng)。

2.座位編排上的設(shè)計(jì)

為了便于在云計(jì)算環(huán)境下實(shí)施協(xié)作學(xué)習(xí)，功能場(chǎng)室的座位布置不同于傳統(tǒng)課堂，可以根據(jù)實(shí)際教學(xué)需要進(jìn)行編排，圖2是筆者所構(gòu)思的一種座位安排。

圖2 云計(jì)算環(huán)境下協(xié)作學(xué)習(xí)課堂座位編排

3.云計(jì)算環(huán)境下的教學(xué)平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

云計(jì)算環(huán)境下的協(xié)作學(xué)習(xí)課堂首先應(yīng)確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定、快速和暢通，帶寬不足或者低速的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境會(huì)給課堂學(xué)習(xí)帶來(lái)不利的影響。此外，根據(jù)教學(xué)實(shí)際要求在教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)上應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下功能：

(1)賬號(hào)登錄或者刷卡登錄虛擬課室。云服務(wù)器端需要提供可以讓每所學(xué)校和各個(gè)科目的教師獨(dú)立開(kāi)設(shè)適合自身教學(xué)實(shí)際的虛擬課室，登錄后，能夠顯示當(dāng)前教師的教學(xué)進(jìn)度和相關(guān)的課堂教學(xué)資源，這樣有利于教師控制和掌握自身的教學(xué)進(jìn)度，也有利于教師進(jìn)行課堂的資源保存。

(2)快捷的權(quán)限分配。云服務(wù)器端應(yīng)該針對(duì)學(xué)校、教師、學(xué)生等不同的對(duì)象分別授予不同級(jí)別的資源管理和教學(xué)管理權(quán)限，例如云終端的教師可以查看、調(diào)用、展示、修改、監(jiān)控學(xué)生云終端，也可以分配部分權(quán)限給小隊(duì)長(zhǎng)，以便實(shí)施協(xié)作學(xué)習(xí)。

(3)方便的操作方式。云服務(wù)器端應(yīng)提供自定義式的操作界面，例如某教師喜歡課前小測(cè)，他可以把此功能排序到明顯的位置。

(4)強(qiáng)大的云資源支持。云服務(wù)器端應(yīng)該建立強(qiáng)大的資源池，讓教師能夠輕松找到自己所需要的教學(xué)資源，或直接調(diào)用，或快捷修改后保存在自己的賬戶之下，以便上課的時(shí)候輕松調(diào)出來(lái)使用。

(5)輕松的交流展示功能。通過(guò)連接投影儀，教師可以輕松地把學(xué)生的優(yōu)秀作品展示出來(lái)，進(jìn)行評(píng)講和交流。

(6)完善的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)功能。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是學(xué)習(xí)過(guò)程中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，“云課堂”應(yīng)采用多元化和多樣化的評(píng)價(jià)方法，如自我評(píng)價(jià)、教師點(diǎn)評(píng)、個(gè)人學(xué)習(xí)檔案的建立等，以推動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和提升他們的自學(xué)能力。

(7)強(qiáng)大的安全防范機(jī)制。由于資源全部都在云服務(wù)器端，一旦受到病毒攻擊，所帶來(lái)的影響將是毀滅性的，因此，云服務(wù)器端必須搭建強(qiáng)有力的安全防范機(jī)制。此外，數(shù)據(jù)的隱私性保護(hù)也是需要考慮的。

三、實(shí)施云計(jì)算環(huán)境下協(xié)作學(xué)習(xí)課堂的注意事項(xiàng)

1.合理利用云端教育教學(xué)資源，呈現(xiàn)有效的教學(xué)內(nèi)容

云端上存儲(chǔ)海量的教育教學(xué)資源，每天又不斷地更新，哪些資源可以利用，哪些資源只能參考，哪些資源對(duì)于課堂有效，哪些資源需要過(guò)濾，這些都是我們一線教師需要考慮的問(wèn)題。因此，在上課之前，教師需要對(duì)云端的教育教學(xué)資源進(jìn)行篩選，以便在實(shí)施協(xié)作學(xué)習(xí)課堂過(guò)程中能夠向?qū)W生呈現(xiàn)有效的教學(xué)內(nèi)容。

2.多角度關(guān)注學(xué)生在協(xié)作學(xué)習(xí)課堂中的學(xué)習(xí)情況

筆者在研究云計(jì)算輔助教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，教師通過(guò)云教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行授課，與講臺(tái)下的學(xué)生有一定的距離，有時(shí)在授課過(guò)程中，教師會(huì)很長(zhǎng)一段時(shí)間都沒(méi)有走下講臺(tái)，因此難以掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，甚至都不清楚學(xué)生究竟是否真正在學(xué)習(xí)。因此，在課堂實(shí)施過(guò)程中，教師不能過(guò)分依賴云教學(xué)平臺(tái)，還是需要采用多種方式及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，例如課堂巡視、課堂提問(wèn)等。

3.運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，使協(xié)作學(xué)習(xí)課堂的互動(dòng)與交流得以落實(shí)

筆者在參與云計(jì)算輔助教學(xué)的相關(guān)培訓(xùn)中，通過(guò)觀摩和學(xué)習(xí)相關(guān)案例發(fā)現(xiàn)，課堂上的互動(dòng)和交流僅僅停留在表面的形式，真正有效的協(xié)作學(xué)習(xí)較少，往往是小隊(duì)長(zhǎng)對(duì)一個(gè)教學(xué)問(wèn)題的學(xué)習(xí)起決定性作用，其他學(xué)生則僅限于資料的瀏覽甚至坐享其成，不能夠深入學(xué)習(xí)。因此，筆者建議采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方法，讓學(xué)生與學(xué)生之間在課堂上真正“動(dòng)”起來(lái)。

四、結(jié)束語(yǔ)

云計(jì)算環(huán)境下協(xié)作學(xué)習(xí)課堂的構(gòu)建與設(shè)計(jì)，能給課堂教學(xué)帶來(lái)高靈活性和低成本，可以讓課堂教學(xué)更高效、更智能，為學(xué)生的協(xié)作學(xué)習(xí)提供良好的環(huán)境，并且利用網(wǎng)絡(luò)做到“隨時(shí)隨地隨需”地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。豐富多彩的教學(xué)資源能夠更好地吸引學(xué)生的注意力，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，提高思維活躍度，讓學(xué)習(xí)趣味盎然，讓學(xué)生走出傳統(tǒng)課堂，走進(jìn)課程學(xué)習(xí)空間。在云計(jì)算輔助教學(xué)中，如何進(jìn)一步完善相關(guān)的功能和課堂組織形式，將是現(xiàn)代教育技術(shù)的革新性課題。相信隨著“云技術(shù)”的不斷發(fā)展，現(xiàn)代教育的不斷改革，云計(jì)算環(huán)境下的協(xié)作學(xué)習(xí)課堂將會(huì)不斷發(fā)展和完善，最終成為現(xiàn)代教育技術(shù)的主流。

[1]趙建華,黎加厚.計(jì)算機(jī)支持的協(xié)作學(xué)習(xí)[M].上海:上海教育出版社,2006.

[2]黎加厚.云計(jì)算輔助教學(xué)[M].上海:上海教育出版社,2010.

[3]楊洋,張瑜.云計(jì)算及云計(jì)算輔助教學(xué)發(fā)展綜述[J].軟件導(dǎo)刊,2011(12):216-217.

[4]鐘鋒.云計(jì)算輔助教學(xué)的協(xié)作式教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].中國(guó)教育信息化·高教職教,2011(6):63-66.