基于云计算的协作式自主学习的实践

杜 晓 明

(江苏科技大学(张家港校区) 教学工作部， 江苏 张家港 215600)



·实验教学与创新·

基于云计算的协作式自主学习的实践

杜 晓 明

(江苏科技大学(张家港校区) 教学工作部， 江苏 张家港 215600)

针对传统教学中存在的问题，运用云计算和协作式学习的优势，设计了基于云计算的协作式教学互动模型，并对该模型的设计原则、层次模块、教与学协作流程等方面进行了详细阐述，通过云计算的协作教学与传统教学的实验对比，表明该模型促进了学习者的学习自主性，培养了学习者的协作能力，弥补了传统教学的不足，对教学水平的提高起到了积极的推动作用。

云计算； 协作式学习； 辅助教学

0 引 言

计算机技术经历了由集中到分散再到集中的过程，计算机技术从最初的单机集中处理、多机并发处理到现在的“云”集中处理，“云”集中处理是计算机技术不断发展的必然产物，它是在分布式计算、网格计算和虚拟管理基础上形成的一种新型数据管理与共享模型，它对由大量计算机组成的计算资源进行统一管理和动态分配，它具有按需分配、泛在接入等特点[1]。云计算技术的出现成为了教学改革的强有力抓手，它可以为知识的传授者和知识的接受者提供一个协作式的、共享式的学习环境[2]。本文在对现行教学模式研究的基础上，结合云计算技术，对基于云计算的协作式教学互动模型进行了研究，并将云计算的协作教学与传统教学的实验对比。

1 当前教育模式存在的不足

(1) 学生基础水平不一。现在高校都是面向全国招生，由于教育政策与地理等因素造成了我国教育水平不平衡，西部的教育要远远落后于东部，山区的教育水平要落后于平原(如边远山区的学生对英语的学习还处在无声英语阶段)，进入大学后处于同样的环境下进行学习，势必会造成基础差的同学跟不上课，基础好的觉得没意思[3-4]。

(2) 教师与教学资源分布不均。经验丰富的教授所占比例较小，一般高校以讲师或助教为主要上课队伍。大部分高校陆续构建了本校的精品课程网络平台，由于采用技术相对落后，在老师与学生之间、学生与学生互动相对缺乏，导致学生对于这样的资源失去了兴趣，老师也慢慢不去更新课程资源，最后成为一种摆设[5]。

2 研究价值

教学模式方面，云计算改变了传统的课堂教学，将课堂内外教学进行了有机的整合，促进了教学信息化的进步[6]；学习模式方面，通过云计算网络平台进行协作式学习，以学习者为主体的教学平台，可以有效地锻炼学生的相互合作与创新能力，构建了一个个性化、开放式、共享性的教学环境，其具有以下研究价值[7-8]。

(1) 针对传统教学模式的不足，提出以学生为主体的教学模式，同时有利于学生协作能力的提高[9]。

(2) 基于云计算协作式的教学平台，学生之间、老师与学生之间的互动与交流不在局限于课堂内，在教学活动中，通过异质分组的原则进行，使每个学生的优势和特长得到有效地发挥[10-11]。

3 基于云计算的协作式教学互动模型的设计

3.1 设计原则

(1) 体现以学生为主体的原则。以学生为主体的原则是云计算环境下协作式教学的核心原则，在进行平台设计时在考虑课程内容的前提下要最大限度满足学习者的个性化需求，既要考虑到学习者的知识背景、学习兴趣和自学能力等不同之处，又要体现学习者的自主性和主动性，促进学习者的发现问题和解决问题的能力。

(2) 重视学习资源的建设与更新。云计算辅助学习环境与老师面授有着本质的不同，在学习者学习过程缺少了对学习者的监管，学习者的学习兴趣尤为重要[12]，因此在平台设计时要使整体风格一致，采用最简单的方式为学习者提供便捷的学习资源，另外在学习内容方面要保证知识的广度和深度，及时更新，以提高学习者的学习兴趣。

(3) 加强协作与互动。学习者借助云计算辅助教学平台可以根据兴趣组建自己的学习共同体，不同的学习共同体之间、学习者与传授者之间、不同的传授者之间都可以进行良好地互动与合作，知识的传授者要根据学习内容的不同有目的的引导学习者组建不同主题的学习小组，增强学生学习的积极性[13-15]。

3.2 模型设计

在总结云计算技术的理念研究和实践经验的基础上，根据平台设计原则，设计出了基于云计算的协作式教学互动模型，如图1所示。该模型包括三个层次：硬件基础层、云教学平台层和云访问层。云服务访问者可通过网络访问软件很方便地登录到云教学平台层，该层对所有的资源依据权限、角色、服务形势的不同进行统一分配，支持学习者的在线分组讨论、协作学习，对于实验课程采用虚拟界面技术为访问者提供实验所需要的开发环境等资源，不需要在本地电脑上安装任何软件。

图1 基于云计算的协作式教学互动模型

(1) 硬件基础层。采用虚拟化技术将各种类型的主机与存储合并，实现硬件负载均衡和按需动态分配与调整，为云计算教学平台提供了快捷的、可伸缩的硬件基础服务。

(2) 云教学平台层。实现对用户需求的集中化、自动化、标准化、弹性化和快捷化服务管理，该层两个核心是数据库管理和中间件管理，通过集群技术为学习者提供数据提取、存储、备份与共享等数据服务；通过软件集群技术和内存数据网络技术为学习者提供SDK和API等编程环境。对于学习者和教师提供的功能是不一样的，教师用户将教学目标、教学内容等添加到资源管理，根据学生的学习情况将学生进行分组，分组原则是“异质”分组，将知识背景、学习兴趣和自学能力不同的同学分成一个协作小组，实现小组内互相协作、小组间竞争的学习环境。学习者根据教师的指导创建自主学习环境，学习者在自主学习环境中可以实现多种协作学习与互动：一种是可以创建组讨论进行显性知识和隐性知识的交流与共享；另一种是遇到难题，可以向小组内、其他小组以及老师进行求助；再一种可以实现协作开发，即小组内成员共同完成一项作品。教师根据课程的目标、内容与特点制定出完备的评价标准，允许学生自己、小组之间、教师等进对作品进作评价。

(3) 云访问层。云访问者可以通过电脑、平板电脑、手机等通过IE浏览器或虚拟桌面形式登录到云教学平台。

3.3 基于云计算的协作式教学的实施过程

根据基于云计算的协作式教学互动模型提出由教学目标、学习任务分解、学习小组分配、协作学习内容设计和评价设计等5个步骤构成整个协作学习教学流程，设计出了教与学协作流程如图2所示。

教师根据课程的特点制定出教学目标和内容，学习任务分解是对教学目标的细化，在分解时应考虑任务结果的开放性，尽量少些“对”或“不对”的任务，任务的完成要在网络环境下协作完成；根据学生的学习情况进行异质分组；协作学习内容设计包括学习资源的分配、学习工具的设计、学习情景设计和进度安排等；学习者在组内进行协作学习，并完成自己的任务，进行组内成员之间的互评，如有学习者的任务完成的不达标可进行再次修改，只有当所有学习者的任务都评介通过后方可提交学习成果，任课教师、其它小组成员对提交的学习成果进行思想方法评价、过程评价和结果评价，评价出不达标的需要返回重新进行修改，评价优秀的给予适当的奖励，并加入资源库，供其他小组学习借鉴。在整个学习过程中，教师需要进行阶段性的评价，对于偏离主题的小组要及时纠正。

图2 基于云计算的协作式教学的实施过程

4 基于云计算的协作教学与传统教学的实验对比

本实验对像选取某高校12级物流管理、12级财务管理、13级物流管理和13级财务管理四个专业的学生，以“Visual Foxpro”这门课为实验对比课程，因为这门课程分为理论教学和课程设计两个环节，理论教学和课程设计的结果对比均可采用学生第一次参加江苏省高等学校计算机等级考试的通过率(分为笔试和机试两部分)；以13级财务管理作为实验班，另外三个专业作为普通班进行比较。对比结果如图3所示。

图3 江苏省高校计算机等级考试实验对比结果

从实验结果中可以看出13物流管理专业和12物流管理专业通过率相当，说明试卷难度和教学效果变化不大，13财务管理专业比13物流管理专业和12财务管理专业通过率有了明显提高，可以从纵向和横向比较说明实验班通过率比普通班通过率有了明显提高，所以基于云计算的协作式教学比传统教学是有很大的改进的。

5 结 语

云计算在教育中的应用，促进了教育信息化的发展和教学理念的改变，将协作式学习与云计算结合起来，充分发挥云计算的优势搭建出自主学习的环境，学习者可以不受时间和地点的限制进行理论学习、课程设计、协作开发和模拟真实的实训环境，教师可以在“云”中开设课程、管理教学资源对教学过程进行控制以及与学习者进行时时交流。使教学活动得到延伸，丰富了学习者的学习方式和教育者的教学手段，完善了人才培养机制，创新了教学模式，补充了课堂教学的不足，推动了教学水平的发展。

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Research on Collaborative Interactive Teaching Model Based on Cloud Computing

DUXiao-ming

(Department of Teaching, Zhangjiagang Campus, Jiangsu University of Science and Technology, Zhangjiagang 215600, China)

In order to solve the problems of traditional teaching, it designs of collaborative interactive teaching model based on cloud computing, using the advantages of cloud computing and collaborative learning. It elaborates design principle, hierarchical module, teaching and learning and collaborative process of the model. According to the experimental comparison of collaborative teaching of cloud computing and teaching based on the traditional method, the model promotes learning and learner autonomy, cultivates student's cooperation ability, makes up for the shortcomings of traditional teaching, and improve the teaching level.

cloud computing; collaborative learning; assisted instruction

2015-12-20

国家自然科学基金(ID：11401262)； 江苏省教育科学“十二五”规划课题(ID:D/2015/01/77)

杜晓明(1984-)，男，河北邯郸人，硕士，助理研究员，教务处副科长，研究方向：云计算、教务管理。

Tel.：15851648609; E-mail: justmouse007@163.com

G 443； G 642

A

1006-7167(2016)08-0171-03