GitHub Education的教育支持功能與案例分析

王萍

摘 要：探索GitHub Education的教育應(yīng)用，旨在通過全面分析其特點與功能，推動在線學(xué)習領(lǐng)域的相關(guān)研究與實踐。文章首先分析了GitHub Education的功能，從課程管理平臺、知識社區(qū)與學(xué)習協(xié)作、開放教育發(fā)展、學(xué)習分析研究等角度，探討了GitHub對于教育的支持功能，并在此基礎(chǔ)上分析了三個典型的教育應(yīng)用案例。研究結(jié)果表明，GitHub Education在教育領(lǐng)域的應(yīng)用具有積極的意義，有助于優(yōu)化課程實施和教學(xué)系統(tǒng)平臺建設(shè)，推動在線教學(xué)和教育研究發(fā)展。

關(guān)鍵詞：GitHub;在線教學(xué);課程平臺;知識社區(qū);開放教育

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1673-8454（2021）02-0020-05

一、引言

2020年的新冠肺炎疫情對學(xué)校的教學(xué)工作帶來了巨大的影響與挑戰(zhàn)，在線教學(xué)的價值凸顯。基于在線形式的教與學(xué)是實現(xiàn)“停課不停教、停課不停學(xué)”的主要方式，也是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的重要應(yīng)用形態(tài)。當前已有多種在線平臺積極投入對教育的支持。在眾多在線教學(xué)系統(tǒng)中，GitHub Education是一個較有特色的系統(tǒng)，其基于全球最大的開放性社會化協(xié)作系統(tǒng)GitHub，提供了優(yōu)質(zhì)的在線課程平臺，并具有出色的協(xié)作機制、豐富的知識庫等教育支持功能，目標是幫助教育工作者和研究人員在課堂內(nèi)外更有效地工作。

基于文獻分析與應(yīng)用調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)關(guān)于GitHub社會化協(xié)作平臺在教育領(lǐng)域的研究還處于初步階段，缺少全面系統(tǒng)分析其功能與教育應(yīng)用價值的研究，并且當前在在線教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用還較為匱乏。如何應(yīng)用GitHub Education推動教育研究與教學(xué)模式創(chuàng)新，還有待進一步深入探索和實踐。

二、GitHub Education的教育支持功能

GitHub開放性社會化協(xié)作系統(tǒng)正在對全球信息技術(shù)與科學(xué)研究領(lǐng)域產(chǎn)生著重要影響。GitHub Education是GitHub在 2018年6月面向?qū)W校和教育機構(gòu)開放的教育支持系統(tǒng)，以方便學(xué)生和教師免費使用GitHub Classroom、教育培訓(xùn)和教育支持服務(wù)、學(xué)生開發(fā)者工具包等資源，并提供開源課程計劃，促進全球教育者共同交流，開展教育研究探討。GitHub Education在幫助教師課程教學(xué)、促進學(xué)習者個人發(fā)展、推動開放教育等方面，都具有積極的應(yīng)用價值。

1.提供優(yōu)質(zhì)的課程管理平臺

在教師課程教學(xué)方面，GitHub提供了優(yōu)質(zhì)的課程管理平臺GitHub Classroom，其特征包括：①具有便利的資源共享方式，可方便地向?qū)W習者分發(fā)課程相關(guān)資料;②在作業(yè)機制上，通過自動創(chuàng)建學(xué)生存儲庫，布置收集作業(yè)，并隨時監(jiān)控學(xué)生作業(yè)完成情況;③具有Classroom Assistant等工具支持，并方便與第三方工具集成;④提供及時反饋，適用于各種規(guī)模的課程教學(xué)輔助。

在在線教學(xué)的課程管理平臺發(fā)展和應(yīng)用過程中，主要有Moodle、Blackboard等傳統(tǒng)課程管理平臺和MOOC大規(guī)模開放課程平臺等，對這幾類課程平臺可以從多角度進行對比分析，具體見表1。

GitHub Classroom的資源豐富性和協(xié)作靈活性，為在線課堂教學(xué)提供了良好的條件，能更好地支持未來的社會協(xié)作學(xué)習環(huán)境。根據(jù)一項對GitHub課堂教學(xué)的大規(guī)模師生調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在教學(xué)中使用GitHub可以提升學(xué)習者的學(xué)習體驗和參與度，及時獲取教師的反饋，有效提升學(xué)習成果;學(xué)習者在課堂中有更大的歸屬感，并能更主動地進行更多的團隊合作與人際協(xié)作，為未來的實習或職業(yè)作準備[1]。在實踐應(yīng)用中，我們根據(jù)課程特點，既可以選擇GitHub Classroom作為課程平臺，也可以將GitHub與學(xué)?，F(xiàn)有的課程管理平臺結(jié)合起來使用。

2.促進學(xué)習協(xié)作與知識共享

GitHub是一種典型的知識社區(qū)，人們在協(xié)作開發(fā)、協(xié)同創(chuàng)作、討論中不斷地交換知識、完善知識，實現(xiàn)了知識的交流，體現(xiàn)了開源社區(qū)中的知識社會化。在學(xué)習者個人發(fā)展方面，GitHub可以有效促進學(xué)習者之間的知識共享、知識轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，如圖1所示。

（1）構(gòu)建個人知識庫

GitHub不僅是全球最大的開源項目資源庫，并且匯聚了豐富的學(xué)科資源，包括文章、電子書、學(xué)習筆記、心得記錄等。這些資源內(nèi)容專業(yè)、動態(tài)更新。GitHub還提供了資源的檢索、組織、管理與共享等功能，為個人知識庫的構(gòu)建與使用提供了完善的支持。

（2）培養(yǎng)學(xué)習者學(xué)習能力與遷移能力

GitHub為學(xué)習者提供了快速提高個人學(xué)習能力的途徑，其開放、社會化屬性讓學(xué)習者傾向于關(guān)注更多的項目，學(xué)習他人是如何解決問題的，學(xué)習優(yōu)秀的設(shè)計思想。在協(xié)同開發(fā)與協(xié)作創(chuàng)作過程中，將知識的理解、應(yīng)用和遷移融入問題的解決過程。如GitHub中的代碼顯性知識，學(xué)習者將該庫Fork后的學(xué)習便是知識內(nèi)化的一個過程，Issue討論則是一個充分的知識流轉(zhuǎn)的社會化過程[2]，GitHub提供了提高學(xué)習能力和知識遷移能力的有效方式。

（3）提升協(xié)作能力與自我管理能力

GitHub構(gòu)建了一個動態(tài)的協(xié)作環(huán)境，提供多層次、多維度的協(xié)作方式，對學(xué)習者的溝通能力、協(xié)作技能都提出了要求。如學(xué)習者需要掌握基本的協(xié)作方法與技能，這是對其信息技術(shù)能力的培養(yǎng)。項目的合作也促使學(xué)習者具有自我管理、自我規(guī)劃的能力。學(xué)習者在使用GitHub過程中不僅提升了知識技能，并且促進了協(xié)作能力、能動性與自我管理能力的提高。

（4）作為個人能力的資質(zhì)證明

學(xué)習者在GitHub的活動與貢獻體現(xiàn)了他的專業(yè)能力、技術(shù)實力和個人影響力，是展現(xiàn)自身綜合能力的強有力證據(jù)。目前很多企業(yè)和機構(gòu)已經(jīng)開始認可GitHub的個人信息作為求職或資歷的證明。

3.推動開放教育與開放科學(xué)發(fā)展

基于“開放共享”理念的開放教育運動一直是全球教育發(fā)展的重要趨勢。從開放式課件OCW到大規(guī)模在線開放課程MOOC，開放教育從單純的資源共享推進到了課程與教學(xué)模式的革新。在當前云計算與大數(shù)據(jù)、人工智能發(fā)展環(huán)境下，未來開放教育將進一步從側(cè)重資源、課程的維度，向更重視協(xié)作、研究的維度發(fā)展，從開放資源、開放課程向開放數(shù)據(jù)、開放項目、開放科學(xué)的方向發(fā)展，如圖2所示。

GitHub等社會化協(xié)作系統(tǒng)以其豐富的優(yōu)質(zhì)開放項目、專業(yè)的開放合作研究等特征，與開放教育發(fā)展路徑相契合。當前，越來越多的資源、項目和研究選擇在GitHub上開源共享發(fā)布，并且依托GitHub良好的協(xié)作機制獲得良性、快速的發(fā)展。開放教育應(yīng)重視對社會化協(xié)作系統(tǒng)的應(yīng)用與研究，建設(shè)教育開放數(shù)據(jù)資源，加強教育類開放項目的應(yīng)用，促進教育科學(xué)的開放共享。促進開放科學(xué)的路徑可以從培育創(chuàng)新和敏捷學(xué)習、從復(fù)雜性中創(chuàng)建簡單性以及參與持續(xù)學(xué)習證據(jù)平臺等方面思考[3]。

4.支持基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習分析研究

（1）構(gòu)建教育知識圖譜

知識圖譜是人工智能技術(shù)應(yīng)用的重要支撐。知識圖譜技術(shù)與各行業(yè)的深度融合是應(yīng)用的基礎(chǔ)，也是教育人工智能領(lǐng)域需要解決的關(guān)鍵問題。當前教育領(lǐng)域知識圖譜的構(gòu)建還很不成熟，其中教育數(shù)據(jù)問題是制約知識圖譜建設(shè)的一大瓶頸。同時，領(lǐng)域知識的應(yīng)用中不僅需要靜態(tài)知識，更需要動態(tài)的知識，知識表示與知識獲取的重心將越來越重視動態(tài)性知識。

GitHub的發(fā)展使其成為一個重要的動態(tài)信息網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)源，其數(shù)據(jù)具有新穎性及快速增長性，包含了豐富的專業(yè)化信息，如各類專業(yè)性文檔、課件、研究論文、自述文件、WiKi等。這些豐富的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，為進行教育知識圖譜的構(gòu)建與教育大數(shù)據(jù)研究與學(xué)習分析提供了新的數(shù)據(jù)源與途徑。

（2）基于網(wǎng)絡(luò)分析的知識社群挖掘

社會網(wǎng)絡(luò)是GitHub的重要特性之一。通過多種協(xié)作行為，在GitHub上用戶之間、用戶和項目之間構(gòu)成了多類信息網(wǎng)絡(luò)，從網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)協(xié)作社群與領(lǐng)域?qū)＜沂怯幸饬x的工作。

GitHub社群推動著開源與協(xié)作文化的培育，其特征表現(xiàn)在：①知識型社群。GitHub以協(xié)作開發(fā)為基礎(chǔ)，以知識共享為核心，以知識創(chuàng)新為目標。②專業(yè)型社群。人員主要為開發(fā)者、學(xué)習者和研究者，社群具有高質(zhì)量的專業(yè)化內(nèi)容。在社群發(fā)現(xiàn)的技術(shù)實現(xiàn)上，既可以選用成熟的算法，如GN社群發(fā)現(xiàn)算法[4]等，也可以根據(jù)GitHub社群特征，設(shè)計實現(xiàn)新的社群挖掘算法。

三、應(yīng)用案例分析

1.基于GitHub Classroom的課程教學(xué)實踐

美國約翰霍普金斯大學(xué)教師在統(tǒng)計課程中，使用GitHub Classroom作為課程管理平臺，進行課程資源發(fā)布、作業(yè)布置與批改、課程監(jiān)控與學(xué)習協(xié)作等課程活動[5]。以作業(yè)布置為例，對比GitHub Classroom與傳統(tǒng)學(xué)校課程平臺的不同方式，如圖3所示。

在作業(yè)管理中，授課教師為每一位學(xué)生獨立創(chuàng)建作業(yè)，相比于傳統(tǒng)課程平臺的作業(yè)布置方式更為靈活與個性化，并可以對作業(yè)完成情況及時進行監(jiān)控與批改反饋。在協(xié)作學(xué)習上，學(xué)習者使用Git工具進行課程項目合作，與小組成員協(xié)同完成任務(wù)。在課程管理上，教師可以方便地掌控學(xué)生的學(xué)習進度、活動以及每個學(xué)生的參與情況與貢獻。

整個教學(xué)過程得到了較好的效果。授課教師認為：使用GitHub Classroom相對于傳統(tǒng)課程平臺，在資源更新、作業(yè)布置、作業(yè)批改、抄襲檢測、提供反饋等方面都更為便利與靈活。學(xué)習者認為，GitHub的使用不僅對于課程內(nèi)容的學(xué)習有很大幫助，而且促進了相互之間的互動，提升了協(xié)作技能，并且在GitHub的使用過程中掌握了更多的計算機應(yīng)用技能，提高了信息素養(yǎng)。

2.基于GitHub的學(xué)習支持平臺

在網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習中，當前慕課平臺和傳統(tǒng)課程管理系統(tǒng)一般都提供了課程課件、教學(xué)視頻、作業(yè)、論壇等功能模塊。對于一些專業(yè)性課程，如計算機類和編程類課程，有時需要更多的輔助功能，如在線編程、在線測試等。

CS50 Introduction to Computer Science是哈佛大學(xué)和EDX慕課平臺的一門明星課程，該課程是哈佛大學(xué)最受歡迎的課程之一，也是EDX最早開設(shè)和選課人數(shù)最多的課程之一。CS50課程基于EDX網(wǎng)絡(luò)平臺，開發(fā)了一套基于GitHub的工具輔助課程教學(xué)，以優(yōu)化課程活動并擴展課程以滿足數(shù)十萬學(xué)生的需求。如程序檢測評分工具Check50、作業(yè)和問題提交工具Submit50、供教師創(chuàng)建編程教學(xué)環(huán)境的工具CS50 Lab、云開發(fā)集成平臺 CS50 IDE等。這些工具全部通過GitHub進行開源，為課程教學(xué)提供了良好的支持[6]。

3.基于GitHub的開放性科學(xué)研究

科學(xué)研究正在走向全球化開放與協(xié)作，助力科學(xué)研究是GitHub的一個目標。當前越來越多的科學(xué)研究項目在GitHub上進行托管和開源，如尋找太陽系外的行星、DNA分析、開源太空計劃等。一些歷史上的重要的科技事件也在走向開放，如2019年7月美國國家航空航天局（NASA）在GitHub開源了阿波羅11號登月系統(tǒng)代碼。GitHub已經(jīng)成為研究人員分享、維護、更新項目和科學(xué)數(shù)據(jù)集、代碼的主要平臺。

IPFS項目是基于GitHub的一個典型的開放性科學(xué)研究項目。IPFS（InterPlanetary File System）是2015年提出的一種新型互聯(lián)網(wǎng)底層協(xié)議，是一個旨在創(chuàng)建持久且分布式存儲和共享文件的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，其目標是建設(shè)一個更加開放、快速、安全的互聯(lián)網(wǎng)，以補充甚至取代目前互聯(lián)網(wǎng)的超文本傳輸協(xié)議（HTTP）。IPFS研究基于GitHub開放并展開，由全球的研究者合作完成，見表2。

GitHub的社會化、協(xié)作化、開放性機制與特征，使其成為開放科學(xué)的良好平臺?？茖W(xué)本來就應(yīng)該被視為一個開放的事業(yè)[7]。我們當前正在一個不斷發(fā)展的文化中實現(xiàn)這種開放性，這種文化受到分布式、共享的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的影響，并開始改變我們的社區(qū)相互協(xié)作方式。

四、結(jié)束語

GitHub在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用將對我們探索在線教育模式，深入新技術(shù)教學(xué)研究，把握教育技術(shù)發(fā)展方向等具有積極的意義。但當前在研究與實踐中還存在一些問題，主要表現(xiàn)在GitHub在教育領(lǐng)域的應(yīng)用實踐與探索還較少，教育技術(shù)領(lǐng)域的開源環(huán)境與協(xié)作研究環(huán)境不夠活躍等。對于未來發(fā)展，我們認為可在以下幾個方面進行努力：

1.進行基于GitHub等社會化協(xié)作系統(tǒng)的教學(xué)模式探索與教學(xué)實踐應(yīng)用

社會化協(xié)作系統(tǒng)為師生提供了更多自主學(xué)習的資源，在應(yīng)用的過程中，也在對學(xué)生進行著信息技術(shù)能力的訓(xùn)練、協(xié)作能力的培養(yǎng)，幫助學(xué)生通過資料閱讀、協(xié)作開發(fā)等方式學(xué)習解決問題的方法，提高學(xué)習能力。當前，我們對GitHub、GitHub Classroom在課程教學(xué)中的應(yīng)用還較少，還沒有將其作為學(xué)習管理平臺與相關(guān)課程有效集成起來。未來應(yīng)加強對GitHub在課程教學(xué)中應(yīng)用模式與方法的探索，發(fā)揮協(xié)作系統(tǒng)優(yōu)勢，促進學(xué)習環(huán)境、教學(xué)方式和課程管理的優(yōu)化。在STEM教育中，社區(qū)驅(qū)動與開放源代碼被認為是推動STEM教育發(fā)展和普及的重要因素。[8]通過基于GitHub的教學(xué)，也將為探索STEM教育的有效方法提供實踐指導(dǎo)。

2.重視開源教育系統(tǒng)對我國教育技術(shù)發(fā)展的價值

當前開源的意義已經(jīng)不單單是傳統(tǒng)意義上的代碼倉庫的開放訪問，更多意味著全球人員的協(xié)同工作、培養(yǎng)開放的思維以及開放的合作。人工智能環(huán)境下，開源的重要性更為凸顯?！盀閹椭覀儗W(xué)習和更好地協(xié)作打造人工智能功能，人工智能大趨勢正依賴于另一種更普遍的大趨勢：開源”[9]。

教育技術(shù)領(lǐng)域的開發(fā)與研究應(yīng)當重視開源、開放、協(xié)同的可持續(xù)性發(fā)展思路，通過開源模式實現(xiàn)有效的信息互通與資源共享，通過開放協(xié)同構(gòu)建跨地區(qū)、跨國別的合作性研究，通過積極參與相關(guān)開源系統(tǒng)建設(shè)與開源基金會項目，在國際領(lǐng)域增強與宣傳自身實力。通過借助國內(nèi)外優(yōu)秀教育系統(tǒng)平臺的支持，構(gòu)建教育技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)與科學(xué)研究協(xié)作機制，探索“開源合作—技術(shù)創(chuàng)新—協(xié)作研究—生態(tài)構(gòu)建”的健康發(fā)展路徑，推動教育技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研的快速發(fā)展。

參考文獻：

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[9]Bommireddipalli V， Fu M， Holt B， et al. Open source and AI at IBM[EB/OL].https：//developer.ibm.com/blogs/open-source-ibm-and-ai/.

（編輯：李曉萍）