基于云计算的电子书包网络学习空间构建

张莉娟，傅钢善

陕西师范大学教育学院教育技术系， 西安 710062

·理论探索与实践·

基于云计算的电子书包网络学习空间构建

张莉娟，傅钢善

陕西师范大学教育学院教育技术系， 西安 710062

随着教育信息化的不断推进，人们越来越关注电子书包在教育教学中的作用。云计算的运用使得网络学习空间更加开放互通，资源更加丰富，这为在电子书包上建构网络学习空间提供了一种新的思路；同时网络学习空间的建设成果也为我们构建基于电子书包的网络学习空间提供了借鉴意义。文章基于云计算技术，提出了一种电子书包网络学习空间的系统设计，希望通过该设计为电子书包以后的建设提供参考。

电子书包；网络学习空间；云计算；系统设计

2012年3月，教育部正式颁布的《教育信息化十年发展规划(2011—2020 年)》中指出“建设智能化教学环境，提供优质数字教育资源和软件工具，以此缩小基础教育数字鸿沟”[1]。电子书包作为新型的教育电子产品，具有个性化、移动性、按需服务等特征，带来了教育教学方式的变革，改变了师生的沟通方式和学生的认知方式，它的发展符合我国教育信息化的方向，它的应用有助于大力推进我国信息化的进程。2010年9月颁布的《上海中长期教育改革和发展规划纲要 (2010—2020 年)》提出“推动‘电子书包’和‘云计算’辅助教学的发展，促进学生运用信息技术丰富课内外学习和研究”，“云计算”为我们构建电子书包功能提供了一种架构模式，更加注重电子书包在教育教学方面的功能。2012年9月的全国教育信息化工作电视电话会议上，刘延东副总理提出“三通两平台”是我国教育信息化建设“十二五”核心目标与标志工程。“三通”即“宽带网络校校通、优质资源班班通、网络学习空间人人通”。“人人通”建设是“三通工程”的核心，是数字化教育环境建设与应用真正要实现的目标。应用于教学的人人通学习空间能够实现资源共享、师生互动、学生自主学习，等。基于电子书包架构网络学习空间是一种全新的研究视角，不仅可以弥补电子书包在资源、互动、自主学习方面的不足，还可以真正实现随时随地随需学习，实现信息技术与教学的深度融合。

1 电子书包

电子书包于1999年首次在新加坡德明中学试点，之后许多国家纷纷开始了探究。2010年，我国首次在上海虹口区进行了大规模的电子书包试点工作。在这十多年的发展历程中，人们逐渐认识到电子书包以“移动终端+教育内容+服务平台”为核心要素，主要针对中小学教育，为广大师生提供规范化、个性化、交互式的移动教育教学解决方案，实现“教育无处不在、学习随时随地”的理念[2]。人们对电子书包的理解逐渐从关注“实”走向了关注“虚”，注重其教育教学功能。祝智庭教授指出，从硬件设备角度上讲，电子书包就是一种个人便携式学习终端；从电子书包教育教学的系统功能架构视角看，电子书包是学生的个人学习环境[3]。作为一种学习新媒体，电子书包为学生提供了多种多样的学习资源，学生可以自主选择自己感兴趣的内容进行学习，虚拟的学习环境使得学生的学习更加自主化，便捷的互助交流使得学生的学习呈现合作化。祝智庭教授又指出“无论课堂内外，学生都可以获得一个有趣且强有力的个性化学习空间；当与同伴一起时，又转变为一个和谐且高效的协同学习空间”[4]。在管理机制上，电子书包提供了学生、教师、家长等多种身份，几者的协同监督使得学生的学习效果更佳。张迪梅认为，电子书包是学生、教师的互动平台，也是学生、教师、教学、科研、教育行政主管部门、家庭等的交流平台[5]。由此可见，电子书包具备构建网络学习空间人人通的条件，网络学习空间的构建将充分发挥电子书包支持教与学的功能。

2 云计算

云计算[6]实际上是服务器虚拟化技术和基础架构即服务(infrastructure as a service,IaaS)两者的结合,其核心是将某一或某几个数据中心的计算资源虚拟化之后,向用户提供以租用计算资源为形式的服务。它通常将技术与服务融为一体，具有“资源共享、集中服务”的核心理念,为用户提供获取大量信息资源的服务。云计算技术使得终端设备的配置复杂度大大降低，它把强大的计算任务都集中在了“云”，同时提供了各种软件的升级与维护，客户端无需做复杂的计算和程序处理，也无需耗费大量的空间来储存资源，这样客户端就省去了高配置、大容量以及频繁的更新换代的麻烦，同时大量的资源及轻松的获取方式也为教育教学提供了方便，将用户之间的沟通交流变得随时随地、快速便捷，这为电子书包的发展提供了技术支持。

以云计算技术为基础的服务平台，能够为网络学习空间的建设提供相应的软件系统。它能够涵盖学生、教师、家长、管理员、教育机构所需的学习、教学、管理、互动交流、资源下载、信息发布等功能。服务对象可以通过终端系统连接访问云服务平台。学生可以通过访问平台浏览学习资料、预习、测试、做笔记、学习互动、下载观看优秀视频资源，等，系统也可以记录学习成长记录。教师可以通过访问平台备课、上传、下载资料、与学生互动、浏览批改作业、安排教学活动，等。家长可以通过访问平台实现查看学生学习记录进行监督、浏览学校班级通知、与教师学校互动、实现家教之间的无障碍交流。基于云计算技术为基础的服务平台可以实现教育资源的优化整合，实现优秀资源的共享。

3 网络学习空间

教育信息化中的网络学习空间是面向大众的、开放的，打破了时间和空间的限制，主要是针对学生、教师、家长、管理者提供相应的应用系统，为每个使用者提供相应的个性化服务。从功能上看，实际上就是应用功能调用、资料存储与管理、沟通与交流、展示、信息与通知，等。这个在网络上为不同使用者所提供的个性化服务，称之为网络学习空间[7]。网络学习空间的推广应用对于教育教学是一个全新的变革，它使移动学习、泛在学习、个性化学习成为可能。教育部科技司从教师的视角将网络学习空间描绘为[8]：网络化的社交平台，支撑教师网络教学、教研，支撑教师与学生、家长互动；汇聚优质资源的平台，提供资源交易服务；向教师主动推送资源和提供开发工具，尽快提高教师信息技术应用能力；管理平台，学校的机构空间能管理所有的教师空间和学生空间，能统计教师利用网络从事教学活动的频率、效果和教师自己创造的课件资源数量，能对网上教学活动进行组织以及对教师的教学活动及信息技术应用水平进行评论。从以上描述我们可以将学习空间的功能总结为四大类：教育教学服务功能、资源共享功能、交流互动功能、管理功能。在实践方面，湖南职教新干线和和山东临沭规模化网络学习空间为我们提供了可借鉴的经验。它们向我们描述了一个以云技术为支撑平台，以云平台和云空间为构成元素的平台空间互联互通，资源共建共享，全方位互动、开放、绿色的网络学习空间。具有资源数据的发布管理交互、即时通讯交流、空间建设及创新应用等基本功能，这为我们在电子书包上构建网络学习空间提供了借鉴意义。

网络学习空间可分为个人空间和机构空间。个人空间主要包括：学生、教师、家长、班主任、校长、局长，等。机构空间主要包括：班级、年级、学校、教务处、后勤、教育局，等。在四大功能的基础上，根据使用者的个性化需求，不同使用者的网络空间将具备某些特殊的功能。学生空间主要提供学生的实名制注册登录、实现课前预习、课堂学习、课后复习、自我测试、课外阅读、交流互动等学习功能。教师空间主要帮助教师实现教育教学、自我学习、沟通交流功能。家长空间为家长实现家校沟通、学生学习监控、心得交流提供平台。机构空间可以实现信息发布管理、资源共享管理，等。

4 基于云计算的电子书包网络学习空间系统设计

4.1 总体架构

基于云计算的电子书包不仅要满足学生正式的课堂学习需要，也要满足学生个性化学习、探究学习等非正式学习需要，同时又能保证各种服务对象之间的沟通交流。运用云计算技术将电子书包的服务系统放到云端，它不需有太高的配置，在服务器集群和公有云的基础上提供网络学习空间应用的四大功能，以服务于各种不同的服务对象。在此，我们将服务对象简化为四大类：学生、教师、家长、机构。基于云计算的电子书包网络学习空间的总体架构如图1所示。

图1 基于云计算的电子书包网络学习空间架构图

数据接口由服务器集群和公有云构成，庞大的教育资源和学习工具放置云端，它能够提供教与学所需要的各种服务，主要用来保障云端电子书包所需的资源共享、数据安全、软件升级等基础要求。电子书包接入云端，作为服务平台主要提供网络学习空间具有的四大类功能，能够满足学生、教师所需的教育教学功能，从云端获取资源，共享资源的功能，各种对象之间交流互动的功能，以及对信息、记录、成绩进行管理的功能。除了四大功能外，还有很多功能，比如个人空间设计、自我学习记录、导航链接，等。

4.2 具体功能设计

学生、教师、家长、机构四种身份的服务对象均能实现服务平台提供的四大功能，同时又根据各自的特点具有需要不同的功能。下面我们设计了网络学习空间四种主要身份相应的功能，在四大功能的基础上有所增加。

4.2.1 学生 学生是电子书包的主要服务对象，提高学生的自主学习、全方面学习、个性化学习是电子书包的主要功能之一。学生空间是学生个性化学习的表现。学生可以进行与课程有关的学习，分享管理自己的学习成果，实现师生、生生的沟通交流，也可以设置个性化的空间，通过导航链接实现学生、教师、机构空间的互通。其主要功能包括6个方面(如图2所示)。

图2 学生空间具体功能图

●课程资源 课程资源部分包含了教师提供的与课程有关的音视频、文本资源，学生可以下载这些资源进行课前预习，同时资源库中也包括教师上传的一些测试题目、课程作业要求，等。教师可以根据学生的不同需求，随着学习的发展不断完善丰富课程资源，有利于教育资源的集中、维护和管理。

●在线课堂 在线课堂集中了各个名师课堂讲解，主要以视频的方式进行呈现。将名师课堂讲解资源集中放置在云端，学生可以通过在线课堂搜索自己想要学习的课程，实现自己全方面个性化的学习。通过电子书包可以实现对在线课堂的随时随地访问学习，突破了传统学习方式在场地、师资、时间等方面的限制。

●在线测试 在线测试方便了课程的检测，教师可以上传相应课程的测试，安排测试时间及要求，学生直接通过终端进行答题，也可以用作学生的自我检测，使得自我评价更加便捷。在线测试也突破了传统检测在时间、地点的限制，相比传统测试大大降低了组织难度。

●互动交流 互动交流有助于实现师生、生生之间的交互。学生可以通过该功能与学生、教师交流不懂的问题，也可以利用网络在线讨论，实现知识的交流内化。同时，互动交流也有助于拉近师生之间的距离，实现师生沟通的良性循环。

●成长设计 成长设计主要包括两个部分：自我知识的创作与管理以及空间的设计与规划。学生可以将学到的知识再创作出来，并与教师、学生之间实现互通互联，达到知识的共享，学以致用，有助于培养学生的创新能力，这也是学习评价的一个重要部分。空间设计与规划为学生规划自己的空间提供一定的自由度，学生可以按照自己的兴趣进行相应设计，使得学习跳出传统的模式，以兴趣为导向。

●导航链接 导航链接提供了学生空间、教师空间、机构空间等的链接地址，方便学生进入空间学习，同时也可以搜索想去的空间进行学习。导航链接在学生空间、教师空间、机构空间之中起到桥梁的作用，使得三者之间的沟通更加便利快捷。

4.2.2 教师 教师是电子书包的主要参与对象之一，他既是学生学习的帮助者和指导者，也是教学资源的开发者，同时还是专业知识发展的推动者。教师通过电子书包平台可方便地实现备课、交流、管理等功能，具体功能如图3所示。

图3 教师空间具体功能图

教师空间是教师的个人空间，在“我的教本”中教师可将自己所教课程的电子书籍、教学设计导学案、课件、视频、必要的教学参考资料、学生作业等上传，供教师上课、学生预习和课后学习使用。相比传统的纸质教本，教师空间能以图文音视频等方式生动、形象地将知识传递给学生，更加吸引学生的注意力和好奇心，有助于推动教学的进展。同时，教师可以实现对教本的增加、修改、删除等操作，便于及时根据教学进展需要调整教本内容，也可以及时地修改偏差及错误内容，极大地降低了维护成本。“名师讲堂”中提供了优秀的教辅资料以及优秀教师的教学经验，教师可以浏览学习，为更好地实施教学做准备。同时，可以将优秀的师资资源呈现出来，既是对优秀资源的学习利用，又是对优秀师资的肯定和鼓励。“学子档案”中记录了学生的学习成绩、作业情况以及平时的行为表现，可以全面地了解、评价学生。通过对学生详细情况的掌握便于教师及时根据学生个体的不同情况制定针对性的策略，大大提高了教学的灵活性。教师通过“互动交流”可以与同行业的教师进行交流，有助于教师间经验的沟通，促进教学能力和水平的进步。也可以与学生、家长互动，教师通过群组交流、主题回复、作业答疑等形式实现与学生的互动，建立便捷的教学联系，同时教师与家长也可以实时和留言形式交流，便于更好地管理学生。互动交流将学生、家长、教师三方紧密联系在一起，构成一个完整的沟通链，有助于发现各方问题并及时进行纠正。“自我设计”和“导航链接”与学生空间中的相关功能相类似。

4.2.3 家长 电子书包为家长提供了家校互通的机会，也为家长更好地监督管理孩子提供了平台。家长空间主要包括：“学子档案”、“互动交流”、“自我设计”、“导航链接”四个功能。家长可以通过查看“学子档案”来了解孩子的学习内容和进度，掌握孩子的学习情况，积极地与孩子进行沟通。可以根据孩子在家庭的表现结合学子档案中学生的学习情况与教师进行沟通反馈，便于家长与教师一起完善学子档案，更充分真实地了解孩子的学习情况。“互动交流”提供了家校之间，家长、教师之间，家长之间的交流。互动交流搭建起一个新的平台，使得家校之间的交流更加便捷、实时、高效。家长可以通过“自我设计” 分享自己的教子心得，呈现孩子的学习及生活状态，记录孩子的成长轨迹。通过对个人空间的设计，可以对孩子的管理更加人性化和个性化。家长也可以通过“导航链接”进入到教师、机构的空间，了解学校、班级发布的信息，及时掌握孩子在学校的学习环境及信息情况，为家校联系提供保障。

4.2.4 机构 机构主要指班级、年级、学校、教务处、后勤、教育局，等，主要实施的是管理与监督工作。机构空间主要有：“教学监督”、“信息维护”等功能。机构管理人员(比如学校管理者)可以利用电子书包抽查教师的教学进度以及学生的学习情况，从而监督教学质量，也可以利用电子书包搜集教学效果、学生学情等情况来调整教学决策。班级、年级、学校、教务处、后勤、教育局等各级机构能够通过电子书包协同管理，形成一个完整的管理链条，使教学效果和质量能从下向上传递，便于管理部门实时监管；管理部门也可以根据教学效果制定教学方法策略从上到下传达，便于教学实施者实时执行科学的教学措施。同时，机构管理人员也可以实时发布学校有关信息，对学校的教学方针、计划，学生的学习情况，教师的教学情况等进行信息的收集、分类、整理维护，形成信息链条，方便家校联系。

[1]中华人民共和国教育部.教育信息化十年发展规划(2011—2020)[EB/OL].http://www.edu.cn/html/info/10plan/ghfb.shtml,2015-01-10

[2]IT.com.cn.北京报道“新”电子书包理念：教育内容+移动终端+服务平台[EB/OL].http://www.it.com.cn/f/mar- ket/097/9/767364_pre.htm,2015-03-07

[3]祝智庭.电子书包系统及其功能建模[J].电化教育研究，2011(4)：24-28

[4]祝智庭.新技术手段给力学习方式的变革[J].中小学信息技术教育,2011(2):9-11

[5]张迪梅.“电子书包”的发展现状及推进策略[J].中国电化教育，2011(9)：87-89

[6]王铁军.“云学习”将改变什么[J].中国远程教育,2009(4):54

[7]钟绍春.教育云、智慧校园和网络学习空间的界定与关系研究[J].中国教育信息化,2014(6):3-8

[8]Downes S.实践中的学习网络[EB/OL].http://blog.donews.com/itspanther/archive/2007/11/03/1225284.aspx,2015-03-17

Construction of cloud-based network learning space on e-book package

ZhangLijuan,FuGangshan

DepartmentofEducationalTechnology,SchoolofEducationofShaanxiNormalUniversity,Xi'an710062,China

With the development of educational informatization, people pay increasing attention to the application of e-book package in education and teaching. The use of cloud computing brings more open and mutual network learning space and more abundant resources, which provides a new way for constructing the online learning space on e-book package. At the same time, the achievements of network learning space construction also provides a reference for building web-based learning space on e-book package for us. Based on cloud computing technology, this article proposes a system design of an e-book network learning space in the hope that the design can provide reference for future construction of e-book packages.

e-book package; network learning space; cloud computing; system design

2015-05-28

张莉娟(1990-)，女，河南驻马店人，硕士研究生在读，主要研究方向：网络与远程教育。

G40-057

A

1004-5287(2015)05-0479-04

：10.13566/j.cnki.cmet.cn61-1317/g4.201505001