高职院校智慧“云课堂”、信息化教学设计的创新与实践

汪应+陈光海

摘 要：基于教育部首批信息化试点项目和重庆市新技术推广项目，以云计算技术为支撑，自主研发云课堂平台。汇聚了校本资源、交互式视频教程、各种仿真实训软件、慕课微课等所有可用教学资源，有机整合，各系统统一平台、统一入口、统一应用模式，完整记录学习轨迹，大数据分析促进教学模式、学习方式的不断创新和改革，集成的虚拟仿真环境催生课堂形态的改变。

关键词：云课堂；信息化；教育教学；教学资源库

作者简介：汪应（1982-），男，重庆合川人，重庆工程职业技术学院信息工程学院高级实验师，研究方向为软件工程、虚拟化技术、计算机网络、系统集成；陈光海（1964-），男，重庆合川人，重庆工程职业技术学院信息工程学院教授，研究方向为计算机软件及计算机应用、互联网技术。

基金项目：重庆市高等职业技术院校新技术推广项目“基于移动互联网和大数据支撑的智慧校园新技术开发与应用”（编号：GZTG201609），主持人：汪应；重庆市教委科学技术研究项目“基于云技术的高校信息化创新教学综合平台研究及实践”（编号：KJ1732434），主持人：汪应。

中图分类号：G710 文献标识码：A 文章编号：1001-7518（2017）27-0080-04

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》中，提出要“强化信息技术应用，提高教师应用信息技术水平，更新教学观念，改进教学方法，提高教学效果”，随着互联网的深入，教育与互联网的跨界融合成为大趋势，在教育新生态下，打破固化的传统教学结构，探索新型的信息化教学模式，无疑为学生创设了多元融合的育人空间和多元化的学习途径。改革传统传授式的课堂教学模式，研究大数据云计算是信息化产业中最具生命力的一项前沿技术，培养具有时代创新能力的创新型人才，在大力发展教育信息化、实现教育现代化的进程中，要充分利用先进信息技术，为教学手段的创新、课堂教学模式的改革提供强大的技术支持，只有这样，我们国家的教育水平才能走向世界一流水平[1]。

一、高职院校“云课堂”解决的教学问题数据分析

（一）云课堂简介及主要解决的教学问题

教育信息化建设关键在应用，价值体现也在应用。坚持以课堂应用为主，通过“教学互动、教研互动、管理互动、安全互动和企业互动”五个互动应用模式，实现了课堂用、经常用、普遍用；通过抓六大课堂的突破引领，推动高职院校教师的教育理念、教学方法和教学模式的变革。

本云课堂针对课堂教学存在的“5个问题”，系统设计实施信息化教学整体方案，以云计算技术为支撑，自主研发教学资源管理平台，产教融合共建“云课堂”。2012年开始，历经4年多的应用与推广，实施期间10多位国内职教和行业技术专家参与指导，600余位专业教师、20000余名学生参与教学改革。来自英国、德国和国内数百个单位2000多人次参观学习“云课堂”。10多次国家级、省部级会议上展示，在国家教育行政学院作专题推广报告，多所高等院校引进使用，引起了社会广泛关注，在国内外产生了较大影响。实践证明，本云课堂是实施信息化课堂教学的成功范例，具有重要示范作用和推广价值[2]。

（二）主要解决的教育教学问题

一是数字化教学资源难以共享，教学资源分散各处，教师无法利用丰富的资源进行自主备课、授课，学生预习、复习环境条件差，更难以了解人才培养方案和理解课程架构，师生间缺乏互动交流渠道[3]。二是现存教学资源库难以推广，精品课程、在线课程等成形教学资源，不能方便、有效的与教师的自主教学活动相结合，教师思想被“奴役”，导致应用积极性不高。三是各类数字化资源系统独立，行为数据分散，不利于大数据分析，各类数字化教学资源来源渠道多种，应用模式各异，没有统一的入口，使用不方便，学习轨迹记录分散，不利于大数据分析，不能有效推动课堂教学改革。四是传统多媒体教学教态呆板、效果差，教学活动过程应是策动、激发和培育积极情感的过程，传统多媒体教学，教师往往坐在讲台前，边操作边讲授，教态呆板，体态语言少，师生之间缺乏直感交流。五是仿真实训缺乏行业支持、产教融合不充分、使用受时空限制各类仿真实训系统往往安装在实训室，教师备课、上课和学生课内外练习均无法使用，难以在“黑板”上再现。仿真实训项目不丰富、缺乏行业支持，不能满足泛在学习和创新创业教育的需求[4]。

二、高职院校“云课堂”解决教学问题的方法与路径

（一）自主开发智慧型教学资源管理平台

1.集成与共享一切可用教学资源。集成校本资源、交互式视频教程、各种仿真实训软件、慕课微课等所有可用教学资源，教师用工号、学生用学号登录，所有资源全部共享，方便师生共同使用，集成了远程辅导功能，丰富了师生课外交流途径。解决了教学资源的集成与共享，为课堂教学、师生交流、时时处处的仿真實训和自主学习提供了平台，按照学校（S）—专业（P）—课程（C）—教师（T）的逻辑构建云中心。老师在将教学资源上传到云个人空间，学生可使用云平台完成预习、复习、作业上传，以及在任意时间、任意地点的通过多种终端自主学习（如图1所示）。

2.以教师自主教学思路为主线，激发师生再创造激情。资源的使用，并不捆绑教师的思路在精品课程、在线课程等成形的教学资源上，教师是教育的主体，集成的其它各种教学资源都是教师进行再创造的素材，可以再加工，可直接引用，“云课堂”与教师自主教学活动有机结合，极大的调动了教师的使用积极性和主动性。所有资源对学生透明，学生知道最佳学习途径，推动教师不断地进行教学方法、教学模式的改革和创新。

以“云课堂”为基础，汇集三方优质项目资源，建设了多元化师资队伍、项目研发队伍、导师制队伍，搭建了以教学云平台职业能力培养为主线、以虚拟仿真项目为纽带的“教育教学、工程应用、创新创业”三平台，实现了学生角色多维度转变，营造了全方位职业素养提升信息化环境。组建混编师资队伍，开展人员互聘互训；制定配套的运行机制、质量评估、管理与保障等制度和规范。集中对“云平台”培养的过程进行诊断、分析、评价、改进；建立三方共享的技术资源库、项目资源库、人才资源库。提高信息化教学人才培养质量。endprint

3.统一各类数字化教学资源应用模式，为大数据分析创造条件。“云课堂”汇聚所有可用教学资源，有机整合，各系统统一平台、统一入口、统一应用模式，完整记录学习轨迹，大数据分析促进教学模式、学习方式的不断创新和改革，集成的虚拟仿真环境催生课堂形态的改变（如图2所示）。

（二）智慧授课系统让教师回归“原生”讲课姿态

用多点触控电子白板替代投影幕布，教师授课时，直接用手指书写和操作投影对象，如：疑点标释、重点圈画、关键点缩放和旋转等。可以像传统的黑板一样授课，又可利用丰富的数字化教学资源，在视频播放或仿真实训系统中，方便老师叠加板书，生动的教态让课堂教学情境交融、栩栩生辉[5]。

在现有的软件系统基础上开发共享型教学资源库和通过配套政策保证了优质教学资源的原始积累，支撑了共享型教学资源建设和教师课堂多媒体教学。云课堂的运行使教师课堂教学回归“原生教学形态”，既整合了现代多媒体教学的优势，又保持了传统普通黑板的优点，为教育的改革提供了更为广阔的发展平台，将极大地推动教师教学及学生学习等方式的转变。

（三）云计算改变仿真软件运行模式、产教融合共建教学资源

从教育发展的历史来看，师生面对面的课堂教学作为知识传授的方式和教师作为知识传授者的角色在不断削弱[6]。通过服务器虚拟化、应用虚拟化、负责均衡及软件狗服务器等云计算手段，将各类仿真实训软件变为可以通过互联网浏览器使用的服务，用一台物理服务器和若干UBS HUB SERVER，所有仿真程序的Software Dog都插在它上面，稳定虚拟机或应用程序在动态迁移过程中能正常运行。从而方便地集成到教学资源管理平台中，突破了使用的时空限制，能在教室“黑板”上再现，实现了立体化的教学视角，方便了师生时时处处的使用。

以产教融合推进优质教学资源建设，引入针对性极强的仿真实训系统覆盖所有专业，引进美国通用电气（GE）公司、中兴通讯、新道科技、北汽特车等企业，总投资超亿元，大力推进虚拟实训平台建设，极大丰富了高档数控、机器人、通讯、电气、管理等类专业仿真实训系统。校企合作、虚实结合，仿真实训延伸到企业真实项目，把创新创业教育落到实处。

（四）机制保障体系建设，确保高速稳定运行

一是安全措施，制定网络与信息安全管理办法和网络与信息安全的各项应急预案，采取措施增强师生的网络与信息安全意识。二是物理安全，具有成套的电力保障和不间断电源设备，具有消防灭火措施、监控及门禁等，确保信息系统设备、设施的物理安全。三是网络安全，统筹规划网络安全管理，保证重要网络设备的物理安全；做好校园网内的安全防护建设和提供互联网服务区域的安全管理，增强校园网防御能力。四是信息安全，保证云课堂统一管理，对重要资源和虚拟仿真系统进行监测，加强数据安全管理和数据备份措施，防止数据泄露、丢失和篡改。五是建设规划，制定教育信息化规划，统筹设计、科学布局学校教育信息化建设。六是考核激励，将教学单位云课堂信息化工作纳入学校年度考核，建立有效灵活的考核激励机制，促进信息化研发成果的转化实用。七是培训措施，定期培训学校师生用户，定期对管理队伍和技术队伍进行云课堂信息化培训。

三、高职院校“云课堂”创新教学模式

（一）教学资源管理平台的研发理念创新

形成了以教师自主教学思路为主线，其它资源为辅的教学资源建设与使用的新理论。精品课程、在线课程等往往固化了知识的传递模式，本应作为教育主体的教师在教学设计和课堂教学中被客体化，教师被动执行着理论与知识传输的“导管”功能，教学主导权被剥夺，导致教师内心的反叛。“云课堂”尊重教师在日常教学实践中积累的教学技能和实践性知识，为教师个人增权赋能，同时形成了配套的信息化教学督查、教学竞赛、师资培训、慕课微课等资源建设制度与机制[7]。

精品课程、在线课程、仿真实训教学系统等往往自成体系，学习记录分散，“云课堂”统一记录，获得学生在学习时产生的各种行为数据，可以使用定量与定性结合的方法进行大数据分析，从而掌握各类学生的学习特征和迷思、困惑之处，教师进一步优化教学策略、改进教学方法，更好地指导学生形成有效的学习策略，促进教学效果的提高。

（二）云课堂教学系统协同创新

建设“教、学、做、思”一体化互动教室，每位学生有独立工位，作息时间与企业保持一致；组建由教师主导的三方混编师资队伍；教学内容源自真实项目，教学过程按照项目开发流程进行，教学资源借助于智慧“云课堂”实现碎片化和体系化。融合校企研優势资源，打造教育教学平台、工程应用平台和创新创业平台，全面提升学生职业技能、工匠精神和创新创业精神。

为解决当前信息化教学中存在各种问题，提高信息化教学效果，摒弃传统黑板，用80、100、120、150寸的多点红外光波触控触控电子白板替代投影幕布，让教师回归原生讲课姿态，触控技术的选择是涉及互动教学成败的关键，只有对投影对象的放大、缩小、旋转等手势的判断精准无误，才能达到预期的效果。表面光波触控技术与抗敲击、防划伤的搪瓷白板的组合，其投影面积大、电子板书功能强，手势判断准、可操作性极高，不伤眼、无尘化，体现了绿色环保理念。云课堂支持师生智能移动终端接入，实现师生课堂信息交互，配备教学录播系统，支持校际间课堂互动，具备智能感知与控制功能，具备三维交互式授课设备（如全息三维投影或VR虚拟现实）。

（三）虚拟仿真实训平台的云计算应用创新

使用云计算技术，将各类仿真实训教学软件变为可以通过互联网浏览器使用的服务，不论是教师家里、学生寝室、所有教室和实训室随时可用，尤其在教师授课过程中，仿真实训教学系统能在“黑板”上再现，更可叠加老师的电子板书，彻底颠覆了传统课堂教学模式，出现了无处不在的仿真实训和个性化创新学习景象[8]。

四、结束语

云课堂形成了以教师自主教学思路为主线，其它资源为辅的教学资源建设与使用的新理论，完善了信息化教学、资源建设等系列制度。优化了教学策略、改进了教学方法，更好地指导了学生形成有效的学习策略，促进了教学效果的提高。课堂效果显著提升，学生受益面广，教师整体信息化应用能力大幅度提升。未来发展继续提炼高职院校专业教学资源的共建共享机制，加强与行业的协同。结合“人人通”工程加强专业教学资源库应用模式的创新探索，实现以学生为中心的个性化、智慧化学习。

参考文献：

[1]杨现民，余胜泉.智慧教育体系架构与关键支撑技术[J].中国电化教育，2015（1）：77-84+130.

[2]潘炳超.翻转课堂模式应用于高校教学的实验研究[J].电化教育研究，2015（3）：83-88.

[3]姚水洪，孟雪，钱一分.基于产科高端服务体系的高职助产专业人才培养策略[J].教育与职业，2015（12）：87-90.

[4]任友群，卢蓓蓉.规划之年看教育信息化的顶层设计[J].电化教育研究，2015（6）：5-8+14.

[5]穆肃，左萍萍.信息化教学环境下课堂教学行为分析方法的研究[J].电化教育研究，2015（9）：62-69.

[6]蒋喜锋，周银杏，刘小强.课堂教学上的分歧：“想当然”的教育者和“出乎意料”的大学生[J].江西师范大学学报（哲学社会科学版），2015（6）：109-114.

[7]吴彬瑛，倪锋.“互联网+”时代高职院校创新创业教育应用研究[J].职教论坛，2017（2）：30-34.

[8]陈建华，余婷.MOOC对高职院校教学的影响及发展建议[J].职教论坛，2017（5）：74-77.

责任编辑 蔡久评endprint