全球云学院的架构设计及其对我国云学习的实践观照 *

吴长城，刘 选，李 端

(1.四川师范大学 基础教学学院，四川 成都 610066；2.四川广播电视大学 期刊部，四川 成都 610073；3.成都益学汇信息服务中心，四川 成都 610023)

全球云学院的架构设计及其对我国云学习的实践观照 *

吴长城1，刘 选2，李 端3

(1.四川师范大学 基础教学学院，四川 成都 610066；2.四川广播电视大学 期刊部，四川 成都 610073；3.成都益学汇信息服务中心，四川 成都 610023)

云技术支持的教育教学变革是全球教育信息化的热点问题之一。英国纽卡斯大学苏伽特·米特拉(Sugata Mitra)教授团队研发的全球云学院是其多年来开展自组织学习理论与实践研究的最新成果，也是全球云学习实践的典范。对全球云学院从技术和实践应用两个维度进行深度剖析是一个全新的视角，以此可形成四个层面的分析框架：用户结构层、学习活动结构层、技术架构层和工具应用层。用户结构层是重中之重，云平台是以用户需求为中心；学习活动结构层是内核，主要包括确定问题、形成自组织学习团队和展示发现三大环节；技术架构层和工具应用层是云平台的支持环境和保障基础。在我国推进新一轮云学习平台的建设进程中，应借鉴全球云学院的做法：在政策制定上，大力整合多方资源，推进教育公平发展的新路径；在研究与实践上，开展“自下而上”与“自上而下”相结合的教改试验，为变革学习提供可能；在教与学实施上，精心设计“大问题”，促进深度学习；在学习效果保障上，采用混合学习方式，开放共享云学习支持服务。

云学院；云平台；云学习；自组织学习；架构设计

一、问题的提出

2015年5月22-24日，国际教育信息化大会在青岛举行，习近平主席明确指出，“互联网、云计算、大数据等现代信息技术深刻改变着人类的思维、生产、生活、学习方式，深刻展示了世界发展的前景。因应信息技术的发展，推动教育变革和创新，构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系，建设‘人人皆学、处处能学、时时可学’的学习型社会，培养大批创新人才，是人类共同面临的重大课题”[1]。云学习作为教育信息化的一种方式改变了知识生产、储备和传递的效能，契合教育教学改革突破的“新节点”，大幅度提高学习效率和教学成效，发展解决实际问题的潜能，作为增进教育公平的利器，使学习者真正成为学习的主人和责任人[2]。尤其以云计算、云教育、大数据等新兴的交互式媒体的运用，以新能源、新材料、新技术与互联网的融合创新为手段，遵循教育规律和知识生长规律，以人的综合素质的提升为核心，注重全球视野与全球思维的培养，培养满足工业革命4.0所需要的高素质劳动者和创新型人才[3]。

根据CNNIC统计，截止2014年12月，我国网民达6.49亿人，全年共计新增网民3117万人，互联网普及率为47.9%，10-39岁年龄段网民占78.1%。在通过不同网络终端接入互联网的统计表明，通过台式电脑和笔记本电脑接入互联网的比例分别为70.8%和43.2%；通过手机接入互联网的比例达到85.8%，手机网民达5.57亿人；通过平板电脑接入互联网的比例达到34.8%，网络电视使用率达到15.6%。另外，根据思科公司预计：到2020年，全球约76亿人口使用近500亿互联网络设备，这意味着平均每人拥有6-8个网络连接装置。如果这些设备部分用来为学习提供支持服务，将大大提升学习价值[4]。不同上网场所的统计表明：家庭、网吧、单位、学校和公共场所接入互联网的使用率分别是90.7%、18.1%、31.1%、14.2%和18.0%[5]。综上所述，我国史无前例的大规模人群在不同场所使用不同网络互联技术和设备接入互联网，尤其能够为云学习提供硬件载体和技术环境，为4G时代随时随地接入云端资源开展学习活动提供智力支持。新媒体联盟2015年发布的高等教育地平线报告(Horizon Report)指出，未来可解决的挑战之一就是在云学习环境支持下，非正式学习与正式学习有效融合，人们对于自我导向式的、基于好奇心的学习方式越来越感兴趣[6]。这种混合了正式学习和非正式学习的云学习，能够营造培育探索精神、好奇心及创造力的教育环境。云学习构建了4G时代青少年数字化学习的新的重要范式[7]。云学习支持越来越多的、不同场合的非正式学习，尤其是支持学习风格、学习内容、学习方法、学习资源和学习路径的多样化，为长尾学习、智慧教育和终身教育提供技术支持和智能导航。云学习与协作学习、自主学习、社会化学习形成合力，共同祈盼学习变革带来的颠覆性时刻[8][9]。

祝智庭等认为，在云技术环境下的学习称为“云学习”(Cloud Based Learning)，可以用“公用电厂”来隐喻云技术在教育信息化变革时代的作用和地位[10]。以云计算技术为基础，将教育资源等存储在云端，可供学习者随时随地访问并应用，也可将全球学习者联结到一起进行协作学习。Juan和Julio认为“知识在云端，就是云学习”[11]。杨艳艳等认为，“云学习是基于应用模式的学习，是基于云计算技术的学习，是云计算技术运用在人们学习中的学习”[12]。白云娟和沈书生认为，云学习已经不能单纯从技术角度进行分析，而应该将其看成是一种学习过程，一种学习环境，一种促进人的发展的方式。云学习时代是以“整合资源、集中服务”的思想为指导，是整合一切可以整合的学习与教育资源的时代。云学习的核心思想是资源的集中共享，即将所有的资源集中在一个先进的平台上，使资源在统一平台的统一管理调配下，具备最大的灵活性和利用效率，最终以服务的形式提供给用户[13]。换言之，云学习时代将学习资源和知识存放在云端，按照学习者的需求推送给学习者，以协作与共享为形式，以学习者的主动参与为动力，以自组织学习团队为发展机制，以促进学习者群体行动和集体智慧，从而推动个体知识和群体知识的不断迭代和生成[14]。综上所述，笔者认为，云学习环境是基于云技术支持的学习环境，它既包括云技术，也考虑教育教学模式和方法。全球云学院是激发学习者的天赋潜能，鼓励学习者以学习兴趣和好奇心为学习动力，通过云技术联结全球学习者、助学者、教师、专家等，将他们形成自组织学习团队，协同合作开展基于问题云的学习活动，以促进学习者的思维能力、语言技能、阅读能力、自信力等多种能力共同发展。云学习环境既能满足学习者个性化的学习需求，也为随时随地的多人互动参与学习提供了保障[15]。

目前，我国基于云技术支持的教育平台的应用主要体现在两个方面：一是为教育教学提供云资源，二是为正式学习和非正式学习提供云平台或者云服务，例如“三通两平台”中的教育资源公共服务平台，实际上就是一个云技术支持下的教育服务平台，即它是一个运用云计算技术构成的覆盖全国的、多级分布的、互联互通的云服务体系，可以利用云计算模式最大限度地实现软、硬件资源的集约共享，降低学校信息化成本和建设难度。但是，要各级各类学校更加灵活地使用云平台为学习服务仍然存在很大困难，特别是如何利用云技术促进学习方式的变革以及如何促进云学习环境下的深度学习真正发生等问题，仍然是横亘在我们面前的巨大挑战。英国纽卡斯大学苏伽特·米特拉教授团队设计和开发的全球云学院是在长期的实践探索和理论研究的基础上逐步形成的，在世界范围内产生了很大的影响。本文将以全球云学院为案例开展研究，重点剖析云学院的架构，以及在云学习环境下自组织学习开展涉及的一些关键问题，以期能为我国云学习的深度开展带来更多思考和参照。

二、全球云学院的架构设计

全球云学院的建立和发展并不是一蹴而就的，而是建立在苏伽特·米特拉教授团队长期实践探索和理论研究的基础上，是其自组织学习环境(Self-Organized Learning Environments，SOLEs)理论体系的最新发展。全球云学院是TED组织、苏伽特·米特拉研究团队、Skype公司、微软公司、英国纽卡斯大学和IDEO公司等多方团队共同研发的云学习环境之一。鉴于全球云学院的独特价值和影响力，以及云学院的搭建是建立在云平台的基础上，笔者将从技术视角来分析云学院的架构设计。

有学者从技术架构视角提出云学习平台包括四层架构设计：基础资源层、中间件层、学习应用服务层和用户服务层[16]。基础资源层(IaaS)分为物理层和资源虚拟化层，为高层提供数据存储和网络通讯等基础服务；中间件层构建在基础资源层之上，面向教育软件的开发人员，为开发各类基于云计算的教育应用软件提供开发服务接口和公用API等，即提供PaaS服务；学习应用服务层提供面向学习的SaaS服务，形成基于云学习平台的学习模式等；用户服务层为用户进行分类，并为不同类型的用户提供不同的服务[17]。还有学者从存储视角提出云学习的四层架构设计：存储层、基础管理层、应用接口层和访问层[18]。这两种视角都是从与云技术相关的架构进行的分析。借鉴已有研究，笔者将从技术和应用融合的双重视角来分析全球云学院的架构设计，以期打通云技术和云学习的深层关联。全球云学院技术架构和实践应用涵盖四层框架：用户结构层、学习活动结构层、技术架构层和工具应用层，如图1所示。

图1 全球云学院的整体架构设计

概言之，工具应用层和技术架构层是随着学习活动结构层和用户结构层的变化而变化的。也就是说，云学习用户开展怎样的云学习活动决定了云学习平台和工具的架构，因此，全球云学院涵盖了从顶层用户到底层基础资源的全面、整体的设计和研发。具体而言，用户结构层是对用户进行分类，分析不同用户的不同需求，并为不同类型的用户提供不同的工具应用，确保体现以“人”为本的设计理念；学习活动结构层是在不同学习理念的指导下用户产生的不同学习行为，并提供不同的学习支持服务；技术架构层主要是提供面向云学习的技术支持服务，包括教育软件开发服务接口、服务器架构、防火墙设计、云存储技术等；工具应用层是在云学习环境支持下开展学习活动所需提供的具体工具，尤其是为学习者个性化学习提供服务。

(一)用户结构层

在全球云学院的云学习平台中，主要有三类用户结构：“云奶奶”(又称为“数字协调员”) 、教师和学习者。“云奶奶”是处于全球各地、有一定教育经验和专业知识的协调员，他们每周会抽出一些时间，通过云平台和Skype以帮助孩子们开展学习活动；教师主要是资源协调者、学习的指导者和助学者，教师与协调员的角色很类似；学习者在学习活动中具有较大的自主权、决策权，他们共同为学习过程负责。

1.“云奶奶”

苏伽特·米特拉教授在全球各地开展“墙中洞”教育试验的过程中，引入英国退休女教师充当数字协调员的角色，这些老奶奶最早通过Skype、Facebook等社交网络为孩子们提供学习支持服务，不仅能够帮助孩子们学习课本知识，而且能够帮助他们解决产品设计等问题，挖掘了孩子们的探究兴趣，扩展了他们的视野。后来，随着云学院的逐步发展，人们习惯将所有协调员的角色统称为“云奶奶”。“云奶奶”不再只是英国退休女教师，还有更多年轻人、长者、男士、女士等不同知识背景的人员加入，“云奶奶”团队更加多样化。“云奶奶”是云学习活动中最特殊的角色，他们既不是专家，也不是教师。“云奶奶”有三大使命：第一，掌握和推广云学习的方法。苏伽特·米特拉教授提出的云学习方法主要是自组织学习方法(Self-Organized Learning Method，简称“SOLM”)，“云奶奶”主要帮助没有云学习经验的孩子们参与到学习活动中，并支持和鼓励他们迎接各种独特的学习挑战。第二，给予孩子们积极的鼓励和表扬。第三，努力帮助孩子们达成学习目标，根据不同孩子的个性，采取不同的方法和策略，发展他们的不同能力。另外，“云奶奶”还需把握云学习活动的灵活性和开放性，其中，灵活性是指在鼓励孩子们大胆思考和实践时，“云奶奶”也需在探索过程中不断灵活变化采用新的方法；开放性是指如果孩子们对学习计划之外的事物感兴趣，“云奶奶”也应放手鼓励他们勇敢冒险尝试[19][20]。

2.教师

在云学习活动中，教师不需要讲授具体知识，而是扮演指导者、组织者和帮助者的角色。教师的传统角色更加淡化，而逐渐向协调员角色过渡。教师在孩子们的整个学习过程中是“隐身”的，他们主要负责提出“大问题”，而不会解答孩子们遇到的具体问题，孩子们主要通过自组织的形式形成团队并解答这些问题。

3.学习者

学习者在云学院开展学习的过程中，能够完全掌控自己的学习进程和学习活动，并对自己的学习过程和结果负责。云学院中的学习者“最好是8-12岁的儿童，四人组成一组共同探索他们感兴趣的任何问题；可以相互讨论，包括不同小组之间的相互讨论；可以在任何时候交换小组；可以随意地四处走动；可以观察其他小组的孩子们在做什么，并将信息带回自己的小组；可以向其他朋友分享他在SOLEs中的体验”[21][22]。另外，在云学院开展云学习活动需要学习者具备一些基本技能：阅读能力、语言表达能力、信息搜索和分析能力、理性的辨识能力、小组团队合作能力和团队知识建构能力[23]。

(二)学习活动结构层

云学院的云学习活动又称为自组织学习(Self-Organized Learning，简称“SOL”)，云学习活动主要有三个环节：确定问题、形成自组织学习团队和展示发现。围绕云学习活动的关键和核心是“问题云”，正是这些精心设计的问题，才引导孩子们开展深层次的自组织学习。因此，学习活动结构层主要由“问题云”和学习活动两大部分构成。

1.问题云(Question Cloud)

问题云是由各类大问题汇集而成，展现在云学习平台上供孩子们选择，以便形成问题解决方案。问题云如同充满能量的磁场，将孩子们“吸附”在云学院平台上，如图2所示。大问题来源于多个方面：既可能是专家、家长和教师等提出，也可能是通过孩子们的集体智慧生成，还可能是由“云奶奶”提出。云学习环境依靠大问题的不断联结而形成问题云，云平台将很多不同地域的大脑集结到一起，联结全球不同知识背景的“云奶奶”、教师、孩子们和家长，形成自组织学习社区，从而汇集成一个更机智、更灵动的“云大脑”。“云大脑”将超越个体的智慧、班级的人群圈子，从而形成对同一问题的不同思考和多样化的解决方案。问题云、创新解决方案、人群联结、群体行动等相互碰撞，共同推动对问题深入思考的持续迭代和螺旋式发展，进而形成解决问题的“创新雨”，从而为学习和教学带来“翻云覆雨”的变革。

图2 问题云发展路径

很多大问题来源于孩子们身边，可以通过看、摸、闻、听、尝等感官感受的到，例如“为什么天空会出现红色的月亮”和“为什么世界上没有动物比蓝鲸大”。大问题一般是学习活动中最困难和最重要的问题，属于劣构问题，也是云学习成败的关键。与劣构问题相对应的是良构问题，很多专家从不同视角对其进行了解读，认为良构问题的主要特点包括：(1)问题处于单一学科且往往具有统一或标准的答案；(2)呈现问题的所有组成部分；(3)有一个最佳的、特定的求解过程。劣构问题的主要特点包括：(1)问题来源于日常生活或是对真实场景的模拟；(2)问题缺乏明确的界定且构成存在不可知的部分；(3)难以确定哪些规则和原理是解决问题所必须的；(4)难以确定解决问题的方法和步骤，需要尝试不同解决方案去寻找最佳的解决办法[24]。

以问题的结构(良构—劣构)为横坐标，以问题的复杂程度为纵坐标，则可形成如图2所示的坐标图：A区域是简单的良构问题，B区域是简单的劣构问题，C区域是复杂的良构问题，D区域是复杂的劣构问题。随着孩子们对问题结构认知水平的不断提升，他们能够解决的问题从A区域逐渐发展到D区域。这一过程存在四种问题发展路径：第一条路径是“A→B→D”，即学习者最初解答简单的良构问题，然后发展到简单的劣构问题，再到复杂的劣构问题；第二条路径是“A→C→D”，即学习者最初解答简单的良构问题，然后发展到复杂的良构问题，再到复杂的劣构问题；第三条路径是“A→D”，即学习者不一定遵循一定的规律进行渐进式发展，而是跳跃性的发展，即从简单的良构问题直接发展到复杂的劣构问题；第四条路径是“问题1→……→问题N”，即学习者通过问题的发散与演化，从一个简单问题，衍生出一系列复杂的大问题，从而使问题与问题串联形成问题连续体。

无论是采用一次性策略、两次性策略或者连续多次策略，都是为了更好地发展孩子们的多种能力：语言表达能力、逻辑思维能力和创新能力等。正如皮亚杰所说，“任何认识在解决前面的问题后，又会提出新的问题”[25]。问题云的发展路径正好与皮亚杰提出的“学习者认识发展螺旋”相吻合。皮亚杰勾勒的认知螺旋是一个倒置的圆锥，随着对问题的深入理解，孩子们的认识结构也在螺旋发展，同时推动他们高阶思维能力的发展。换言之，问题云由简单到复杂的发展过程与学习者的认识发展过程都是不断进化的，问题云的发展促进了孩子们认知能力的发展，同时问题云的发展路径与孩子们的认知发展路径高度耦合[26]。

2.学习活动

云学习环境下的学习活动是以大问题为核心的群体知识建构活动，主要有三大环节：确定问题、形成自组织团队和展示发现，如图3所示。

图3 全球云学院的云学习活动结构

第一，确定问题。开展云学习活动最重要的是要选定学习问题，上文提到的大问题就是云学习活动的基础，大问题决定了整个云学习活动的方向和取向。在云学院中，问题云通常包括三类：最新的问题、流行的问题和有特色的问题。云学习活动实际上是基于问题的抛锚式学习。问题的选择与设计就是“锚”的设计。由于“问题驱动”和“问题生成”是该学习方式的主要策略，因此也可以将其视为“基于问题的抛锚式学习”。这种学习方式注重问题发生的情境，关注真实问题的发生，融合学习的建构性、协商性以及实践参与性于一体[27]。而这与基于问题云的学习方式完全吻合，即推动个人知识体系以“我”为中心，聚焦个人学习圈和知识环，使学习活动像蜘蛛织网一样，围绕个人需求和问题解决需求逐层地向外扩展，并通过兴趣和热情将知识整合为以个人中心的网状结构[28]。换言之，个体的知识坐标中心与问题云中心相吻合，从而极大地促进学习者思维能力和认知能力的发展。

第二，形成自组织团队。提出大问题之后，学习者根据对问题的感兴趣程度，自由组合形成自组织学习团队。如果孩子们以自组织的方式组成团队有困难，则可以采用如下办法：一是按照问题进行分组，即根据孩子们对问题的感兴趣程度进行分组，例如给出6个问题，请孩子们自己选择问题，从而形成针对6个问题的6个小组；二是先分大组再分小组，例如一个班有36个孩子，先将他们分成四个大组，每个大组8-10人，然后再将每组分成两个小组；三是先分小组再形成大组，例如先请孩子们2人组成一组，再以两个小组自由组合形成大组。在分组方面，要想达到较理想的自组织状态，往往需要教师多思考和尝试。

第三，展示发现。在小组展示环节，“云奶奶”或教师引导孩子们向各个小组提问质疑，以促进他们深层次的对话和知识加工活动。提问的支架可以是：他们是如何获得答案的？他们是如何思考的？下次如何才能做得更好？即使孩子们不能给出正确的答案也不要紧，他们同样可以从各组的不同讨论中获益。该阶段需要注意以下几点：一是给予孩子们充分的展示空间，以便分享他们小组合作的故事；二是关注讨论问题本身以及他们的调查过程；三是激励孩子们展示，鼓励他们尽量做到与众不同，并学会分享自己以及其他小组的优点；四是应充分利用时机调动学习气氛，大力赞扬和鼓励孩子们进行讨论和辩解[29]。

(三)技术架构层

技术架构层为上层的学习活动结构和用户结构服务。用户可以在任何时间、任何地点通过各种终端设备(台式电脑、平板、手机和笔记本等)访问云学院。访问时先通过防火墙，防火墙对信息和病毒攻击进行防御和隔离，提升网络环境的安全性。当外部访问通过防火墙之后，进入负载均衡服务器(Server Load Balancing，简称“SLB”)。SLB根据负载均衡规则将任务分摊到云主机，通过SLB执行多个操作单元，例如缓存服务器、搜索服务器、云主机、内容分布网络等，从而快速、合理、共同完成工作任务[30]。

云学院的云主机负责应用服务器和Web服务器，以帮助协调应用和网络服务。云学院的APP Server是基于“Nginx+Passenger+Rails”，应用服务器自动管理并发性、对象分布、网络安全、资源管理等事务。Nginx是一个高性能的Web服务器，本身和Ruby没有关系，由于Nginx处理链接和静态文件的性能非常好，一般在Rails之前放上Nginx接受客户端请求，并分发给后端的Rails进程。Passenger是一个Rails应用服务的管理工具，可以统一管理Rails进程的数量、生命周期、请求队列等等。Nginx启动时会启动Passenger，Passenger根据配置引导Rails应用，Rails启动时会调用Bundle加载Rails应用所需的Gems[31]。Rails接受请求的模型是一个进程处理一个请求，单个进程效率比较低，为了处理比较高的并发，所以会开启多个进程。缓存服务器(Redis)以优化Rails的缓存配置，节省网络带宽等。搜索引擎服务器(Elastic Search Server，简称 “ESS”)是一个基于Lucene构建的开源、分布式RESTful搜索引擎，设计用于云计算中，能够达到实时搜索，而且运行稳定、可靠、快速和便捷。支持通过HTTP使用JSON进行数据索引[32]。云学院的内容分布网络(Content Delivery Network，简称“CDN”)用于加速静态文件，通过高性能、可扩展性及低成本的网络系统将内容传递给用户[33]。用户即是通过缓存服务器、搜索服务器等来访问云存储内容，包括博客(Blog)、自组织学习环境(SOLEs)、学习社区(Learning Community)和大问题(Big Question)。云学院的技术架构如图4所示。

图4 全球云学院技术架构

(四)工具应用层

教师或“云奶奶”可以协助孩子们使用云学院提供的工具来搭建云学习环境。当孩子们设置好云学习活动之后，首先要确定大问题并设定云学习活动的时间。其次，当配置好云学习活动页面之后，会自动生成两个链接：一个用于将问题展示在教室大屏幕上，提醒全班同学持续关注大问题和活动剩余时间；另一个链接是为孩子们提供几种网络工具。这些工具主要包括：(1)安全的网络搜索环境，由Bing提供信息、图片和视频，让孩子们根据兴趣去搜索问题的答案；(2)云剪贴板，从搜索网页中直接保存搜索到的内容，并将其存储在云空间中，便于后面展示页面时提取和使用，也可以将思维导图或头脑风暴图上传到云剪贴板；(3)简单的展示工具，类似云端PPT，用于将剪贴板的内容整合形成小组汇报。在具体应用云学院平台时，孩子们可以新建自己的云学习活动页面。页面主要包括两部分：云学习活动记录和云学习活动展示分享。云学院的各种网络工具可以方便地记录自组织学习团队调研的详细过程。苏伽特·米特拉教授及团队仍在持续迭代开发云学院，以帮助孩子们更好地开展云学习活动。另外，云学院还整合了Skype、Facebook等社交网络工具，以协助“云奶奶”能够与“千里之外”的孩子们进行互动[34]。

三、全球云学院对我国云学习的启示

(一)政策制定层面：大力整合多方资源，推进教育公平发展新路径

全球云学院建立的初衷和本质是为了解决印度新德里“贫民窟”地区与“富人区”孩子们的教育差距问题。我国农村地区已实施了具有中国特色的“农远工程”以及促进中西部、城乡教育均衡发展的信息化战略，尤其是硬件建设和标准化资源开发方面取得了骄人成就，但是仍然面临诸如软件配套与更新不足、资源应用效率低下、人才匮乏等问题。在进行下一轮教育信息化建设进程中，尤其是政策制定层面，我国可以参照全球云学院的做法，充分整合政府教育部门、企业、高等院校、公益组织和中小学等多方优势，协同推进教育公平发展的新路径。具体而言，政府教育部门应在宏观层面做好政策制定、各方资源对接和协调服务工作；企业应主要提供技术支持和平台开发，包括需求分析、产品设计、开发和维护等所有技术环节；高等院校应提供云学习理念和方法论支撑；公益组织可承担云学习模式和方法的宣传推广任务，将云学习项目推广到更多偏远地区；中小学校既是云平台的使用者和受益方，也是最重要的评估者，因此，云平台应充分考虑中小学校的现实需求，真正促进学校发展和学生学业进步。

在政策制定过程中，为进一步促进教育公平和均衡发展，应优先考虑建构我国农村和西部地区的云学习环境，尤其是区(县)、乡(镇)一级教育部门建设的云学习平台，尽力帮助解决师生的实际问题。在促进孩子们能力发展方面，可以选择教师数量不足或教师教学水平薄弱的偏远地区建立试点，深入探索云学习平台的创新应用，例如，孩子们如何通过云平台开展深度探究，怎样通过云学习平台解决身边遇到的问题，如何让他们跟随“网络导师”开展学习等深层次问题；在促进教师专业成长方面，政府可以结合国家推行的《乡村教师支持计划(2015-2020)》和国培计划，按照乡村教师的实际需要，提供“教育超市”可选课程方式，增强教师培训的针对性和实效性。这种符合农村教学需求的新型云平台教学模式，不仅能节省国家对农村教师的人力资源投入，而且能推进农村教育信息化发展，从而为教育公平发展提供新的路径。

(二)研究与实践层面：开展“自下而上”与“自上而下”相结合的教改试验，为变革学习提供可能

从1999年至今，苏伽特·米特拉教授在全球各地开展“墙中洞”教育试验长达16年之久，从孩子们的实际需求出发，以“自下而上”的方式渐进推动教育教学变革。我国云学习平台的建设和应用大部分采用 “自上而下”的推动方式。在新一轮的云学习研究中，我们也可以尝试将“自下而上”与“自上而下”相结合，尤其在开展教育云资源公共服务平台的实践应用过程中，既要落实“自上而下”的国家政策，做到所有中小学校的“班班通”“校校通”“人人通”，更要立足于“自下而上”教改试验生成的宝贵经验，推动更多创新应用自发生长，真正促进学习的变革。

笔者认为，“自上而下”的顶层设计与“自下而上”的教改试验相结合，可以为深度变革学习方式提供多种路径。第一，处于不同地区和地域的师生利用云平台相互协作，从不同地域、不同文化、不同气候等视角，对同一问题开展跨文化、跨地域的教学合作与问题探索；第二，开展云平台支持下的大问题竞赛，鼓励不同地区、不同班级的孩子们相互提出问题，激励他们相互对话、质疑和争辩，形成各自的独特观点，解答对方提出的问题并进行评价等。第三，通过云平台与解决问题相关的人、事、物建立联结，例如，四川成都川大附小的孩子和英国伦敦一所小学的孩子分别学习英国文化和中国文化，通过云平台让中英两国的小朋友建立联系。第四，云平台能够跨越传统课堂人数受限、课堂交互不充分、上课时间有限等问题，从而将课堂延生到课外，例如，可以利用云平台实现孩子们在线下进行交互，师生和家长可以共同参与孩子们的作品制作等。总之，利用国家“自上而下”大力投资建设的云学习平台，开展“自下而上”的教改试验，能够衔接知识与能力的“势差”，推动知识的快速流动和师生的深度互动。

(三)教与学实施层面：精心设计“大问题”，促进深度学习

构建云平台的最终目的是服务于教与学。从前文对全球云学院的架构分析中可以看出，问题云和学习活动是学习活动结构层的核心和特色。正是大问题的精心设计和学习活动的合理组织才真正促进了孩子们的深度学习和自组织学习。我国在发展基于云平台的学习活动中，教与学实施层面体现出诸如网上学习流于形式、交互层次浅等问题[35]。因此，在新一轮的应用过程中，教师应立足于本地基于云平台的软硬件实际情况，尤其要充分考虑所面对的学生的实际，合理、精心地设计一些具有适度开放性的大问题[36][37]。这些大问题既要涉及书本知识，又要与生活实践相联系，还要有利于培养孩子们的思考、动手、协作等能力，以此来激发和培养他们的学习兴趣，促进深度学习。

另外，教师本身也要充分认识到数字时代孩子们的学习正在由学习内容知识向培养认知能力转变，由浅层知识点学习向基于真实情境中“大问题”解决转变。 只有围绕孩子们身边的真实问题情境，“以孩子为本”，通过真实对话形成自己的观点，才能促进大问题由简单向复杂发展，进而不断提升孩子们的认知螺旋。

(四)学习效果保障层面：采用混合学习方式，开放共享云学习支持服务

我国在建设服务类云学习资源和平台时，可以尽力采用线上线下的混合方式[38]。这种学习方式为保障学习效果提供了多样化形式和多种选择，教师可以根据不同学习对象、不同学习需求和不同学习情境来进行混合，选择更加有效的学习方式，这正是混合学习给学习者带来的创新学习机遇和保障[39]。

采用基于云平台的混合学习方式，可以做到三个层面的开放共享：第一，云平台可以向任何人开放，任何人都可以自由参与，学习者在线下形成自组织学习团队，并通过各种社交媒体联结异地的人、事、物。第二，云平台的技术接口开放，平台也能自由整合应用Skype等社交工具、搜索引擎等，开放的云平台系统能够促使孩子们根据兴趣需求进行自组织学习，联结开放资源，形成网络学习共同体，合作生成知识，共同创建学习作品。第三，云学习工具包开放分享，通过开放分享云学习平台的应用方法工具包，任何愿意参与的教师和孩子都可以自行摸索云学习活动实践，创生出多样化的创新实践模式。这种以“云学习平台+创新实践模式+方法工具包”为特征的开放、自由和免费的大众化传播方式，推动了云学习平台的不断“进化” 与迭代。

[1]中国政府网.习近平致国际教育信息化大会的贺信[EB/OL].http://www.gov.cn/xinwen/2015-05/23/content_2867645.htm,2015-05-23.

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[3]汪瑞林.教育如何应对第三次工业革命——访全国人大代表、湖北省人大常委会副主任周洪宇[N].中国教育报,2013-03-07 (03).

[4]Razia Sultana.Learning in the cloud: A new challenge for a global teaching system in optics and photonics[EB/OL].http://spie.org/Documents/ETOP/2013/6_Computer%20Assisted%20Learning/ETOP2013_6-07.pdf,2013-06-07.

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吴长城：硕士，实验师，研究方向为网络学习社区理论与实践、自组织学习等(304512191@qq.com)。

刘选：硕士，讲师，研究方向为远程教育、数字化出版(liuxuan123@126.com)。

李端：本科，工程师，研究方向为云平台开发与应用(1265325084@qq.com)。

2015年8月8日

责任编辑：赵兴龙

Architecture Design of the School in the Cloud and Its Enlightenment to Cloud Learning Practice of China

Wu Changcheng1,Liu Xuan2,Li Duan3
(1.College of Basic Education,Sichuan Normal University,Chengdu Sichuan 610066; 2.Editorial Department,Sichuan Radio and TV University,Chengdu Sichuan 610073; 3.Chengdu Yi Xue Hui Information Service Center,Chengdu Sichuan 610023)

Cloud technology supported education reform is one of the hot issues of global educational informatization.Professor Sugata Mitra,from Newcastle University of United Kingdom,and his team develop the School in the Cloud,which is their latest achievements of the theory and practice of self-organized learning for many years,which is the model of cloud learning practice in the world.Depth analysis of Institute of the School in the Cloud with two dimensions of technical and practical application,that is a new perspective,this can form the analytical framework of four levels: user structure layer,learning activities structure layer,technical infrastructure layer and tools application layer.Users structural layer is most important part,that is because cloud platform is the center of user needs; learning activities structural layer is the core of the school in the cloud,including three parts: the identi fi cation of Big Questions,the formation of self-organized learning team and showing fi ndings; technical architecture layer and application tools layer are the support environment and security of cloud platform.In the process of promoting the construction of a new round of cloud learning platform,we should learn from the school in the cloud: in policy-making,strong integration of multiple resources,and develop the new path of educational equality; in research and practice,we should carry out “from under up” and “top-down”combination in structure reform,provide chance for learning change; in implement on teaching and learning,we should well-design“Big Question” to promote deep learning; on the learning effect security,we can use the blended learning style and open sharing cloud learning support services.

the School in the Cloud; Cloud Platform; Cloud Learning; Self-organized Learning; Architecture Design

G434

A

1006—9860(2015)10—0088—09

* 本文系四川省教育厅人文社科一般项目“大规模开放在线课程(MOOC)的演化发展及开放大学的应对”(项目编号：15SB0362)、四川师范大学实验技术与管理项目“小学科学教育云技术平台建设与应用研究”(项目编号：SYJS2013-07)研究成果。