基于云計(jì)算的多媒體教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)

劉中宇 劉素娥

中南大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)中心 湖南長沙 410083

建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)不是通過教師傳授就能得到，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境及環(huán)境下借助他人的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資源，通過意義建構(gòu)方式而獲得的。教師是學(xué)習(xí)的幫助者、促進(jìn)者，而不是知識(shí)的灌輸者，它強(qiáng)調(diào)“情境”“協(xié)作”“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”[2]。

云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)為教學(xué)環(huán)境的建構(gòu)提供了技術(shù)可行性和保障，教師和學(xué)生利用該平臺(tái)定制教學(xué)情境，進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)。運(yùn)用這一理念，利用高校與教學(xué)有關(guān)的各個(gè)系統(tǒng)構(gòu)建一個(gè)多媒體教學(xué)環(huán)境云服務(wù)平臺(tái)，它滿足了建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境的要求，提供教學(xué)一條龍服務(wù)，以輔助教師的教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)。

1 云計(jì)算應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域的優(yōu)勢

1.1 實(shí)現(xiàn)教育資源的共享，提供個(gè)性化教學(xué)

(1)隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，教育資源類型逐漸豐富、數(shù)量急劇增長，為建構(gòu)主義學(xué)習(xí)的開展提供了方便，云計(jì)算可以將分散、獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)教育資源有效地整合，并提供方便的訪問方式；(2)云存儲(chǔ)提供了幾乎無限的存儲(chǔ)容量和萬無一失的安全性，教師和學(xué)生可以在云端保存大量的學(xué)習(xí)資源并穩(wěn)定存在，無需擔(dān)心病毒感染[3]；(3)基于云計(jì)算的教學(xué)環(huán)境提供了方便的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)工具，教師可以根據(jù)個(gè)人的教學(xué)風(fēng)格獲取一切可獲取的教學(xué)資源，充分利用云計(jì)算提供的軟件、存儲(chǔ)、安全等要素構(gòu)建個(gè)性化教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)教育資源共享，支持教師的有效教學(xué), 為學(xué)生的建構(gòu)學(xué)習(xí)提供便利[4]。

1.2 提供多種交流方式，促進(jìn)師生互動(dòng)

在教學(xué)過程中，學(xué)習(xí)主體間的交互對于知識(shí)意義的建構(gòu)具有重要作用，基于云計(jì)算的教學(xué)提供多種方便快捷的信息交流手段，如QQ、博客、微博、貼吧[5]，又如教學(xué)平臺(tái)中的討論答疑區(qū)，教師不論在課堂上還是課外，都可查看、參加學(xué)生之間的討論，解答學(xué)生的問題，促進(jìn)學(xué)生高級(jí)思維能力和群體智慧的發(fā)展[6]。

1.3 提供靈活的時(shí)空訪問方式，保證教學(xué)的隨時(shí)隨地性

云計(jì)算可以輕松實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享，只要一臺(tái)可以上網(wǎng)的計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本或手機(jī)，就可以獲得所需資源和服務(wù)[7]。教學(xué)活動(dòng)不受時(shí)間和空間的限制，教師在家里、辦公室或者外地，都可以隨時(shí)準(zhǔn)備教學(xué)工作、實(shí)施教學(xué)過程。學(xué)生可以在宿舍、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室或圖書館下載教師的講義、完成作業(yè)、進(jìn)行課程測試。

2 基于云計(jì)算的多媒體教學(xué)環(huán)境

多媒體教學(xué)環(huán)境是指運(yùn)用多種多媒體教學(xué)設(shè)備、采用現(xiàn)代教育技術(shù)手段進(jìn)行教學(xué)的一種教學(xué)環(huán)境。云計(jì)算輔助教學(xué)是在云計(jì)算環(huán)境中，利用云計(jì)算平臺(tái)構(gòu)建個(gè)性化的信息化教學(xué)環(huán)境，以輔助教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)，促進(jìn)教師和學(xué)生之間的交流，提高教學(xué)質(zhì)量[8]。

2.1 教學(xué)環(huán)境模型

基于云計(jì)算的多媒體教學(xué)環(huán)境主要由云服務(wù)平臺(tái)、云服務(wù)終端設(shè)備組成，其模型如圖1所示。

多點(diǎn)補(bǔ)述點(diǎn)染，讓學(xué)生在以點(diǎn)帶面的拓展延伸中豐富感知，能激活學(xué)生的整體理解感知。多運(yùn)用補(bǔ)述點(diǎn)染，能夠讓學(xué)生在精益求精的基礎(chǔ)上獲得豐富感知。補(bǔ)述點(diǎn)染，讓學(xué)生在尋出一點(diǎn)因由主動(dòng)拓展的過程中發(fā)現(xiàn)表達(dá)生成點(diǎn)和豐富點(diǎn)，強(qiáng)化表達(dá)運(yùn)用。

圖1 基于云計(jì)算的多媒體教學(xué)環(huán)境模型

(1)云服務(wù)平臺(tái)：云計(jì)算將分散獨(dú)立的教務(wù)系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、教室網(wǎng)、多媒體資源庫、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)有機(jī)集成在一起，它們之間相互聯(lián)系，相互配合，共同支持著整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的進(jìn)行。教務(wù)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)課程安排，教學(xué)管理等工作；設(shè)備管理系統(tǒng)管理著學(xué)校的各種儀器設(shè)備；教室網(wǎng)呈現(xiàn)了教室、設(shè)備的信息及運(yùn)行狀態(tài)，為教室排課提供參考；多媒體資源庫及教學(xué)平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)意義建構(gòu)的主要場所，多媒體資源庫中包含內(nèi)容豐富、形式多樣的教學(xué)資源，教師可以方便地調(diào)用，有利于情境創(chuàng)設(shè)和知識(shí)的獲取與保持，促進(jìn)學(xué)生的意義建構(gòu)。教學(xué)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)、交流和評(píng)價(jià)的全過程，達(dá)到支持個(gè)性化學(xué)習(xí)、支持協(xié)作學(xué)習(xí)、改進(jìn)評(píng)價(jià)策略和方法的目的。在教學(xué)過程中，學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生之間的對話、合作，有利于激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，使學(xué)生逐步形成自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)意義建構(gòu)的目的[9]。

(2)云服務(wù)終端：云服務(wù)終端中的多媒體教學(xué)環(huán)境是指教師進(jìn)行授課的場所，主要包括公用多媒體教室、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室、數(shù)字語音實(shí)驗(yàn)室，移動(dòng)終端設(shè)備可以是臺(tái)式計(jì)算機(jī)、筆記本電腦，也可以是iPad、手機(jī)等，教師和學(xué)生可以隨時(shí)隨地進(jìn)入教室網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)等查看相關(guān)信息。

(3)教學(xué)支持者：包括教學(xué)管理人員、教學(xué)設(shè)備維護(hù)人員、云計(jì)算管理人員。

基于云計(jì)算的多媒體教學(xué)通過統(tǒng)一的云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)，對所有集中在這個(gè)平臺(tái)上的資源進(jìn)行統(tǒng)一管理調(diào)配，根據(jù)用戶的需求實(shí)現(xiàn)彈性擴(kuò)展。該教學(xué)環(huán)境以學(xué)生為中心，充分發(fā)揮學(xué)生的自主性，教師在整個(gè)教學(xué)過程中起組織者、指導(dǎo)者的作用。充分體現(xiàn)了“情境”“協(xié)作”“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”這四大教學(xué)環(huán)境要素。

2.2 教學(xué)過程設(shè)想

基于云計(jì)算的多媒體教學(xué)過程就是云服務(wù)平臺(tái)為教學(xué)提供全方位服務(wù)的過程：

(1)課前教學(xué)設(shè)備的準(zhǔn)備：教師在教室網(wǎng)查詢本人的課程安排、檢查教室的教學(xué)環(huán)境是否滿足其教學(xué)需求，如果設(shè)備配置不足，則可通過教室網(wǎng)提出申請和要求。教師不需親臨教室就可了解課堂教學(xué)所需的各種裝備和環(huán)境。此外，教室網(wǎng)還提供教室預(yù)約和審批功能，實(shí)現(xiàn)完全的網(wǎng)上辦公。

(2)課前教學(xué)資源的準(zhǔn)備：每學(xué)期初，教師的課程和學(xué)生的選課情況會(huì)導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和課堂教學(xué)的同步。教師可通過多媒體資源庫進(jìn)行教學(xué)資料的檢索，并上傳講義及教輔資料至云服務(wù)平臺(tái)，撰寫課程學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)，布置學(xué)生課前預(yù)習(xí)及課堂作業(yè)。這樣，教師可以隨時(shí)隨地完成課程的課前準(zhǔn)備。

(3)課中教學(xué)過程的支持：教師刷校園卡，通過身份認(rèn)證后，開啟多媒體教學(xué)設(shè)備，教師只要登錄網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)即可下載已上傳的講義和其他教學(xué)資源，避免了網(wǎng)絡(luò)病毒的傳播。學(xué)生也可進(jìn)入該教學(xué)平臺(tái)下載教師課件，向教師和同學(xué)提出疑問，或者記錄自己的學(xué)習(xí)收益、心得體會(huì)；教師可以看到學(xué)生的學(xué)習(xí)筆記，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)，調(diào)整自己的教學(xué)策略。

(4)課后教學(xué)內(nèi)容的整理：教師和學(xué)生可通過計(jì)算機(jī)、手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)隨地登錄教學(xué)平臺(tái)，平臺(tái)自動(dòng)提醒上課的時(shí)間及地點(diǎn)。教師可以隨時(shí)進(jìn)入教學(xué)平臺(tái)批改學(xué)生作業(yè)，在作業(yè)完成動(dòng)態(tài)模塊查看學(xué)生作業(yè)完成情況，進(jìn)入學(xué)生的討論區(qū)，查看學(xué)生的聊天記錄并參與討論，隨時(shí)解答學(xué)生學(xué)習(xí)上的問題。對于學(xué)生，可進(jìn)入答疑討論區(qū)參與課程學(xué)習(xí)討論，系統(tǒng)還可以自動(dòng)提醒學(xué)生提交作業(yè)，教師批改作業(yè)后，系統(tǒng)自動(dòng)通知學(xué)生作業(yè)成績。

3 云計(jì)算教學(xué)環(huán)境的構(gòu)建

3.1 保障硬件設(shè)施建設(shè)，滿足云計(jì)算教學(xué)硬件需求

為保證多媒體教學(xué)的順利進(jìn)行，教室硬件配置需要滿足一定的要求，主要是一臺(tái)教師計(jì)算機(jī)、適量的學(xué)生計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)中控、大屏幕液晶投影機(jī)以及能登錄校園網(wǎng)或Internet的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境[10]。在這樣的教學(xué)環(huán)境下，教師可以根據(jù)本地教學(xué)的需求，充分利用云計(jì)算提供的服務(wù)，構(gòu)建個(gè)性化的教學(xué)環(huán)境。

3.2 建立教室網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)教室資源的數(shù)字化管理

作為云計(jì)算應(yīng)用的初級(jí)階段和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，首先構(gòu)建教室網(wǎng)，完成教室各種設(shè)備、資源、信息的數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)教室網(wǎng)上動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)信息發(fā)布、管理和控制，其功能如下：

(1)教室課程安排：以教務(wù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，發(fā)布和管理多媒體教室、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室、數(shù)字語音實(shí)驗(yàn)室的課程安排。

(2)教室設(shè)備管理及控制：以資產(chǎn)設(shè)備管理數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，動(dòng)態(tài)發(fā)布設(shè)備資源信息、設(shè)備使用、設(shè)備維護(hù)、設(shè)備異動(dòng)、設(shè)備報(bào)廢及更新等。

(3)教室使用預(yù)約：教師對教室的使用預(yù)約，學(xué)生對計(jì)算機(jī)座位的使用預(yù)約及使用記錄管理。

(4)教室空閑狀態(tài)展現(xiàn)與搜索：直觀展現(xiàn)每個(gè)教室的占用情況，為教室的使用預(yù)約提供參考，為學(xué)生尋找上自習(xí)的位置提供便利。

設(shè)備作為教學(xué)不可或缺的工具，教室網(wǎng)的構(gòu)建有利于教師隨時(shí)掌握教室動(dòng)態(tài)，了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，為教學(xué)提供有力的支撐。

3.3 構(gòu)建高校多媒體資源庫，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的共享

教育信息呈現(xiàn)的多媒體化是構(gòu)建信息技術(shù)教學(xué)環(huán)境的基礎(chǔ)，它能夠生動(dòng)形象地表達(dá)教學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，將隱性知識(shí)上升為顯性知識(shí)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源數(shù)量急劇增長，同時(shí)資源較為分散，共享率低，重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重，組織不合理，用戶需花大量的時(shí)間查找所需的資源。另外，學(xué)校需要花費(fèi)昂貴的資金購買存儲(chǔ)設(shè)備對教學(xué)資源存儲(chǔ)并維護(hù)。云計(jì)算的運(yùn)用能夠很好地解決以上問題。

構(gòu)建高校多媒體教學(xué)資源庫是以省或高校為單位，相關(guān)教育部門出資，將海量的教學(xué)資源集中起來，利用云的無限存儲(chǔ)能力，將教學(xué)資源放置在云端，并提供方便的資源檢索，用戶的需求都能通過存儲(chǔ)云調(diào)用教學(xué)資源，獲取服務(wù)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的共享，達(dá)到教學(xué)資源整合的目的。

多媒體教學(xué)資源庫的教學(xué)資源涵蓋媒體素材、案例素材、文獻(xiàn)資料、課件素材、學(xué)習(xí)網(wǎng)站、信息資源庫等，囊括文字、聲音、動(dòng)畫、影像等多種表現(xiàn)形式，涉及各個(gè)學(xué)科各個(gè)年級(jí)，并以合理的組織方式將資源有序地組織起來，分門別類，讓用戶在最短的時(shí)間內(nèi)找到所需資源。整個(gè)系統(tǒng)就是一個(gè)資源整合平臺(tái)、多個(gè)學(xué)科知識(shí)交流的中心。我們在使用、下載資源的同時(shí)，也應(yīng)分享自己的資源，盡可能將原來僅僅為本校、本地服務(wù)的教育資源鏈接到云端，轉(zhuǎn)化為云便利，為更多的學(xué)校和教師提供服務(wù)，充分發(fā)揮教育資源價(jià)值的最大化，實(shí)現(xiàn)教育資源合理有效利用。

3.4 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，促進(jìn)師生的交流與溝通

教學(xué)平臺(tái)是一個(gè)集教學(xué)資源、學(xué)習(xí)資源和教學(xué)支持服務(wù)于一體的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境[11]。它主要依托在校園網(wǎng)上，學(xué)習(xí)者可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)訪問教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生可以在線查看教師的電子教案或視頻教學(xué)；只要打開可以上網(wǎng)的終端設(shè)備，師生之間即可以通過各種交流工具參與討論互動(dòng)，進(jìn)行自主性、建構(gòu)性學(xué)習(xí)。

作為基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的教學(xué)平臺(tái)，應(yīng)包括學(xué)科前沿、學(xué)習(xí)工具模塊、網(wǎng)上備課模塊、資源共享模塊、答疑討論模塊、作業(yè)管理模塊、試題庫等功能模塊。學(xué)科前沿主要提供該課程的簡介、專業(yè)前沿、最新動(dòng)態(tài)，網(wǎng)上備課模塊用于教師課前備課，填寫學(xué)習(xí)難點(diǎn)、重點(diǎn)等。教師可以將自己的電子教案和課件存放在云服務(wù)器上，放入資源共享模塊，供教師及學(xué)生隨時(shí)隨地下載，學(xué)生也可以將自己的學(xué)習(xí)資源存儲(chǔ)在教學(xué)平臺(tái)中。

4 結(jié)束語

基于云計(jì)算的多媒體教學(xué)實(shí)現(xiàn)了教學(xué)環(huán)境要素的信息數(shù)字化，將教學(xué)環(huán)境的各個(gè)要素整合在一起，達(dá)到數(shù)據(jù)及資源的共享，給教師的教與學(xué)生的學(xué)帶來很大便利，體現(xiàn)了以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)思想。同時(shí)，云計(jì)算在教學(xué)中的應(yīng)用對教師提出了更高的要求，教師應(yīng)掌握“云時(shí)代”教學(xué)的新理念和新方法，適應(yīng)教育發(fā)展的需求，促進(jìn)信息化教育的發(fā)展。

[1]袁梁.應(yīng)用云計(jì)算構(gòu)建師生協(xié)作平臺(tái)[J].教育信息技術(shù),2010(2):50-52.

[2]潘曉南.美國大學(xué)利用數(shù)字化教學(xué)環(huán)境實(shí)踐建構(gòu)主義教育思想的探討[J].中國大學(xué)教學(xué),2006(12):38-39.

[3]朱惠娟.云計(jì)算及其在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建中的應(yīng)用初探[J].中國電化教育,2009(4):105-107.

[4]霍麗榮,于淼,高義棟.云計(jì)算支持的群體協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境研究.中國信息技術(shù)教育,2010(5):77-80.

[5]楊濱,任新英.“云服務(wù)”環(huán)狀體系在高等教育中的構(gòu)建[J].軟件導(dǎo)刊:教育技術(shù),2011(8):93-95.

[6]何雙泉.云計(jì)算輔助教學(xué)下協(xié)作學(xué)習(xí)的活動(dòng)設(shè)計(jì)策略初探[J].中國教育技術(shù)裝備,2010(36):142-144.

[7]鐘鋒.云計(jì)算輔助教學(xué)的協(xié)作式教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].中國教育信息化:高教職教,2011(6):63-66.

[8]夏仲文,牛朕.云計(jì)算輔助教學(xué)下的混合式學(xué)習(xí)研究：以教育科學(xué)研究方法課程教學(xué)為例[J].中國信息技術(shù)教育,2010(21):74-76.

[9]趙立影.從活動(dòng)理論看以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2004,14(4):19-21.

[10]馮伯虎,彭菊花.試論基于信息技術(shù)的教學(xué)環(huán)境的構(gòu)建[J].教育信息化:學(xué)術(shù)版,2006(1):12-14.

[11]王艷麗,程云.“數(shù)字布魯姆”對網(wǎng)絡(luò)非正式學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建的啟示[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2011,21(11):32-36.