云计算辅助教学的协作式教学环境设计与实践*

钟锋

（浙江外国语学院 信息学院，浙江 杭州 310012）

云计算辅助教学的协作式教学环境设计与实践*

钟锋

（浙江外国语学院 信息学院，浙江 杭州 310012）

云计算辅助教学已经成为教育技术领域研究和探讨的前沿课题。文章首先阐述了云计算和云计算辅助教学的外延及内涵，把云计算辅助教学对高校教学的影响进行了详细分析。在此基础上，以数据结构课程为背景，基于Google Apps教育套件建立了云计算辅助教学的协作式教学环境并将其应用于教学实践。最后，总结、分析了在这个新的教学环境下出现的问题并指出其发展方向。

云计算；辅助教学；教学模式；Google Apps

计算机及信息技术的发展，在全球引发了教育信息化热潮，也给我国高等教育带来了前所未有的影响。2009年后，云计算走进了教育，以促进低碳型教育的“社会化服务”和协作学习为核心理念的“云计算辅助教学”迅速成为教育信息化与教育技术运用的新领域，引发了国内外教育领域专家的深入研究和探讨。[1]如何在教学实践中普及和应用这一新的教育手段，利用“云计算”服务去构建自己的教学辅助平台以用于教学，有效地提高教学质量，成为广大教育技术工作者面临的重大课题。

一、云计算辅助教学的概念

1．云计算简介

云计算概念最早由Google提出，狭义的云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源。广义的云计算指服务的交付和使用模式，通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。云计算可理解为并行计算、分布式计算和网格计算的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。[2]

对用户来说，云计算的特性主要体现在：（1）海量数据存储的安全可靠，用户不必担心电脑上数据丢失、病毒入侵，也不必担心存储空间不够；（2）对用户端的设备要求低，用户只需一台可以上网的电脑和浏览器即可，不必担心硬件是否陈旧、软件是否需要更新的问题；（3）充分的信息共享，可以轻松完成协作任务；（4）强大的计算能力。云计算的这些特性十分适合我国当前高等教育教学的需要，为教师教学和学生学习带来了很大的便利，提供了有力的服务支持。因此，在教育信息化深入发展的今天，开展基于云计算的辅助教学活动显得尤为必要和可行。

2．云计算辅助教学

根据计算机影响教育的发展趋势，通过在高等院校和中小学教学中使用云计算服务的实验研究，上海师范大学的黎家厚教授在国内最先提出了“云计算辅助教学”的概念：“云计算辅助教学”（Cloud Computing Assisted Instructions，简称CCAI）是指学校和教师利用“云计算”提供的服务，构建个性化教学的信息化环境，支持教师的教学和学生的学习，提高教学质量。[3]

“云计算辅助教学”作为一个新兴的学科研究领域，是信息化教育（教育技术）的新发展。“云计算辅助教学”属于计算机科学和教育科学的交叉领域，是在信息化环境下，研究云计算提供的服务在教育教学中的应用规律，它关注的是“软技术”，而非云计算的硬件技术，其核心是云计算服务支持的信息化教学设计。

二、云计算辅助教学对高校教学的影响

首先，对学生来说，随着数字化学习资源的不断开发，学生的学习资源已经不仅仅停留在教科书上，他们可以通过网络获取比纸质材料丰富得多的电子材料。同学们的这些海量的私有数据存储在云中，可以方便地下载与更新，无形中拓展了学习空间，这对于提高学习效率有很大的帮助。

在现代学习理论中，建构主义学习理论是典型的代表，对信息化教学有着很大的指导意义。协作式学习就是一种建构主义的学习模式，其关键是在一定的技术条件下，建立学习共同体，通过共同的活动，生成共同的知识。云计算很好地提供了这种技术平台，促成了协作式学习的实现。

其次，对于老师来说，云计算免费的网络服务和较低的技术门槛可以真正打破实施网络教学的技术瓶颈，老师不用去考虑复杂的程序代码，不用去维护网站，只需要组织好自己的教学资源即可，并且还可以通过这个平台与学生进行良好的交互。

云计算能为集体备课提供更好的技术支持。教师备课的文档保存在云中，赋予同伴相应的权限，在有网络的地方随时可以访问和修改，并可以结合交流技术实现互动与沟通；此外，还可以建立起专门的协作平台，进行长效性的集体备课活动管理，提高活动效率，降低备课成本，提高教学质量。

再次，云计算平台的引入也会给课程本身带来很大的影响。云计算平台可以大大降低学校信息系统建设的成本，即降低了课程的运作成本。

总的来说，云计算服务可以为高校课程提供一个性能完整的教学平台，促进新的教学理念的有效实施。

三、基于云计算辅助教学的协作式教学环境的实践

1．基于云计算的协作式教学模式构成

一般情况下，一个完整的教学模式应当包括理论基础、目标倾向、实现条件、操作程序、效果评价5个基本构成要素。[4]

（1）理论基础。任何一种教学模式的设计都是在一定的教育思想、理念指导下进行的。基于云计算平台的协作式教学环境，以学习者为中心，在建构主义学习理论、媒体选择理论等的科学指导下，在情境、资源、工具和支架几个方面，为学习者提供必要的服务支持。

（2）目标倾向。教学模式是为实现特定的学习目标而构建的。基于云计算平台的协作式教学环境充分利用 Google Apps提供的软件、存储、安全等服务，构建个性化、开放的信息化学习环境，使学习者能够适应数字化学习的发展，实现有效教学并支持学生的主动学习，培养学生高级思维能力和群体智慧发展，提高教学质量。

（3）实现条件。实现条件是指促进教学模式发挥功效的各种条件：教师、学习者、内容、技术、方法、时间、空间等的优化组合结构。基于 Google Apps的协作式教学环境，在“云”端建构网络课程教学资源，学习者可以在任何时间、任何地点通过终端设备如个人电脑、PDA、手机等浏览器访问课程学习资源，师生之间通过各种交流工具相互协作、互动，进行自主性、建构性学习。

（4）操作程序。基于Google协作平台的云计算协作式教学环境，学习者只需一个终端（浏览器），再加一根网线（或无线上网），就可以免费享受网络课程资源。一方面，教师将设计好的课程学习内容放在“云”端，定期发送给学习者（Push模式），学习者根据自身需要选择不同内容进行在线、离线学习；另一方面，学习者通过RSS按需定制、自主搜索所需内容（Pull模式）进行个性化学习；在学习的过程中，师生之间、学生之间通过互动交流模块进行同步/异步协作、讨论。

（5）效果评价。基于Google Apps的云计算协作式教学环境，评价方法重视“以学习者发展为中心”的真实评价，尝试采用多元化、多样化的教学评价方法和工具，如量规、学习契约、自我评价、电子学习档案和范例展示等，以期促进学习者学习能力的提高。

2．基于云计算平台的协作式教学环境的实现

我们以大学本科计算机专业数据结构课程为背景，以Google Apps教育套件为主来实现基于云计算平台的协作式教学环境，如图1所示。[5]

（1）协作式教学技术平台

协作式教学技术平台以学校校园网络平台、教学实验室和Google Apps平台为主。学校目前已经建立了较为完善的计算机网络体系和数据结构专业教学实验室且免费为师生开放。利用Google云计算存储及计算服务，学校无需再购买昂贵的服务器，也无需为服务器的维护与更新而感到烦恼，只需要把电脑接入互联网，把任务交给云端来处理即可。

Google Apps中文名称为谷歌企业应用套件，是Google公司2006年推出的一系列基于网络的在线服务程序，教育套件是其专门为教育机构推出的免费产品。在教育套件中集成了在线文档处理、电子邮件、日历、即时通信、协作平台、视频等功能，这些服务均由Google托管，不需要安装或维护任何软、硬件。免费的Google Apps教育套件为数据结构课程协作式教学环境的实现奠定了良好的云计算软件技术基础。

（2）协作式教学师资环境建设

利用Google Apps教育套件，数据结构教研组可以构建一个群体备课平台，通过将教研组内各位教师的教学资源在一个统一的云计算平台下进行整合与优化，支持各位老师的异步教学研讨、协作备课、知识交流与共享等，并以此来促进数据结构课程的改革与发展。

通过协作式教学师资环境的集体备课平台建设，在云计算服务平台上建立起数据结构课程的课程简介、教学安排、在线教学等模块，初步完成教师资源的整合与教学资源的建设。

（3）协作式教学互动学习环境建设

利用 Google Apps教育套件，教师可以指导学生构建自主的学习环境，实现个性化学习。首先，教师可以根据学生的学习情况进行分组，合理的分组搭配可以使学生之间能够相互促进；其次，教师可以根据课程特点，要求学生在课堂内外、授课前后，通过网络辅助教学平台得以进一步学习、理解和掌握课程的知识点；再次，利用 Google Apps教育套件，教师可指导学生自己构建学生自主学习环境，实现个性化学习，在平台的使用和维护中，学生的个性化学习得到充分体现，学生成为主动的学习者，享受更多自由支配学习的权利。

3．基于云计算平台的协作式教学实践

数据结构课程的教学由理论教学和实验教学两部分构成，实验作业程序均由C程序实现，由于同学们编程基础参差不齐，所以学生的自主学习、小组讨论与帮扶互助及作业评价的重要性就显得特别突出。数据结构课程在云计算平台下协作教学的流程如图2所示。

（1）集体备课阶段

在这一阶段，数据结构教研组老师通过集体备课建立一个完善的基于云计算的教学辅助平台。①利用Google Sites建立数据结构课程网站，设计好课程介绍、实验介绍和教师介绍；②利用Google协助平台给教研组老师创建用户，基于Google docs在线文档编辑，实现共同备课；③利用Google日历，在其中添加日常教学安排与工作事项，并设置电子邮件、弹出窗口及短信息三种提醒方式，用于课程建设日程管理，通过Gmail实现沟通，还可以通过Google Talk实现即时讨论。通过集体备课阶段完成数据结构课程统一完整的教学课件、教学讲义和一套学习辅助材料。

（2）互动学习阶段

除了课堂的理论教学与实验教学，学生还可以利用该教学平台实现主动学习，且师生互动与作业评价及讨论组的实现都在该阶段来完成。①学生可以访问我们的数据结构课程网站，下载课程课件、讲义及学习资料；②为每一位同学创建Google帐号，基于Google Sites让同学们使用该帐号建立自己的网页，且根据不同的学习情况进行分组，每次课程的实验课程序作业均由此提交，供小组同学及老师评定；③课程外每周一次小组讨论时间，由小组长组织，通过Google Talk及Gmail来实现，讨论作业难点及评定同学作业成绩；④在作业评定中，老师引入作业诚信的考评机制，对于剽窃他人者给予惩罚，对自主完成者给予奖励；⑤同学根据讨论结果对自身作业进行修改，再次提交。通过互动学习阶段，拟通过小组讨论和师生讨论实现分类教学，让不同基础的学生学习成绩都能够有所提高，通过诚信机制的引入和网上公开、班级同学监督等手段杜绝作业抄袭和剽窃现象。

（3）统计与信息反馈阶段

利用Google Sites实现论坛和在线统计功能。①对学生作业进行评选活动，评选最佳作业和最佳创意作业，给予表扬和奖励；②对于课程内容安排及教学满意度进行调查，根据学生反馈的情况及时修改和完善数据结构课程的教学课件、教学讲义和学习资料。

四、结束语

基于云计算辅助教学的协作式教学环境的设计与实践，丰富了建构主义理念的探索与实验。尽管该平台的建立为学生的自主式学习和学生的分类教学提供了良好的环境，但教学平台的不同也带来了一些新的问题值得我们今后去思考：

首先，新教学平台使老师教学的时间和地点都发生了巨大的变化，教学地点不是仅仅限制在传统的课堂和实验室中，教学时间也不仅限在传统的上课时间，教学随时随地都可能发生，老师如何安排好备课与教学的时间，教师工作量的核算等是一个新的问题；

其次，教学过程中，随着自主式学习的深入和信息化手段的增强，对学生的考评机制需要进一步完善与规范，尤其是对新教学环境下出现的作业抄袭和剽窃现象，需诚信机制的引入和进一步探讨。

[1]黎加厚.走向教育技术“云”服务[J].远程教育杂志, 2008(3)．

[2]王鹏.走近云计算[M].北京:人民邮电出版社,2009.

[3]黎加厚.云计算辅助教学[M].上海:上海教育出版社,2010.

[4]钟志贤.大学教育模式革新:教学设计视域[M].北京:教育科学出版社,2008.

[5]Google套件说明文档[EB/OL]．http://www.google. com/hk/a/help/intl/zh-CN/index.html,2009-08-06．

（编辑：金冉）

G434

A

1673-8454（2011）11-0063-04

本文为浙江外国语学院科研课题（编号：09N27）的研究成果；浙江外国语学院教改课题“数据结构导论教学改革研究”的阶段性成果；受浙江省教育科学规划2011年度课题资助（编号：SCG71）。