云計(jì)算環(huán)境下高校現(xiàn)代教育技術(shù)的研究

李儉

摘要：高等教育現(xiàn)代化的標(biāo)志之一就是在教育教學(xué)中普遍運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)，而云計(jì)算領(lǐng)域是教育發(fā)展的方向，其重要性正日益凸顯。文章分析探討現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展方向和前景，并以操作系統(tǒng)課程為例，對(duì)云計(jì)算平臺(tái)下的教學(xué)手段、教學(xué)模式等進(jìn)行案例模擬和說明。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算環(huán)境；多元性服務(wù)；高?，F(xiàn)代教育技術(shù)

文章編號(hào)：1672-5913（2013）07-0024-04

中圖分類號(hào)：G642

云計(jì)算以其獨(dú)有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)越來越深入到我們的生活中，各行各業(yè)都已著手開始云計(jì)算的應(yīng)用研究。云計(jì)算進(jìn)人校園，服務(wù)于教育已成為必然趨勢(shì)，CCAI（云計(jì)算輔助教學(xué)）、CCBE（云計(jì)算輔助教育）也以嶄新的姿態(tài)呈現(xiàn)在教師與學(xué)生面前。如何使用云，最大程度地利用云計(jì)算所提供的服務(wù)輔助教育是當(dāng)前各高校普遍研究討論的問題。

1 云計(jì)算環(huán)境對(duì)于現(xiàn)代教育技術(shù)的獨(dú)有特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

云計(jì)算是分布式處理、并行處理、網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展。它以網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)為基礎(chǔ)，運(yùn)用分布式特點(diǎn)，將計(jì)算任務(wù)分布在由大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，這些計(jì)算機(jī)組成了“云”。和現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比，云計(jì)算對(duì)于現(xiàn)代教育技術(shù)的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在以下幾方面：

1）多元性服務(wù)。云計(jì)算使用基于海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)來搜索網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)庫(kù)資源，并運(yùn)用各種方法為用戶提供詳盡、準(zhǔn)確的信息和結(jié)果，所以云具備高效的計(jì)算和存儲(chǔ)能力，能夠完成單機(jī)用戶望塵莫及的海量計(jì)算和存儲(chǔ)等工作。在云計(jì)算模式中，所有計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用和服務(wù)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)資源均存儲(chǔ)在云中，用戶可以隨時(shí)隨地使用終端通過網(wǎng)絡(luò)接入云平臺(tái)，使用統(tǒng)一的云服務(wù)，按自身需求獲取信息，并可以實(shí)現(xiàn)不同終端、設(shè)備間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用的共享，為工作帶來極大的便利和效率。云的多元性服務(wù)恰好適合現(xiàn)代教育技術(shù)靈活多變、數(shù)據(jù)隨時(shí)更新的特點(diǎn)。

2）安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。云計(jì)算可以提供最可靠、最安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，因?yàn)榉植际较到y(tǒng)具有高度容錯(cuò)機(jī)制，云計(jì)算作為分布式處理技術(shù)的發(fā)展，依托數(shù)據(jù)中心可以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格、有效的控制、配置與管理，具有更好的可靠性、安全性和連接性能，同時(shí)高度集中化的數(shù)據(jù)管理、嚴(yán)格的權(quán)限管理可以讓用戶避免數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等麻煩。在這種情況下，用戶只需要把數(shù)據(jù)存入云即可，具體的存儲(chǔ)策略由云來負(fù)責(zé)。高校的教師和學(xué)生每天都要產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)和信息，云的存儲(chǔ)特點(diǎn)解決了高校數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的難題。

3）軟件的交付使用。云計(jì)算采用按需分配和按需使用的服務(wù)交付模式，建立集資源、業(yè)務(wù)、人員、流程于一體的IT服務(wù)管理系統(tǒng)。人們通過網(wǎng)絡(luò)獲得的服務(wù)既可以是互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的軟件服務(wù)，也可以是其他服務(wù)；云中資源的使用者可以是無限擴(kuò)展的，并且可隨時(shí)獲取、按需試用，隨時(shí)擴(kuò)展、按使用付費(fèi)。高校可以鼓勵(lì)教師進(jìn)行適用于本校的軟件項(xiàng)目開發(fā)，并將其放入校園云。

4）節(jié)約設(shè)備成本。在連接云時(shí)，用戶終端不再需要具有計(jì)算、存儲(chǔ)等功能，只需標(biāo)準(zhǔn)的I/O設(shè)備和瀏覽器即可。所以用戶不用再費(fèi)心地在軟、硬件方面管理自己的計(jì)算機(jī)，只要開機(jī)后能接人云平臺(tái)，一切工作都可以順利完成。因?yàn)樵谠粕?，所有的軟件都是最新版本，所有的硬件都力求達(dá)到更快更新。一直以來，現(xiàn)代教育技術(shù)偏向于重硬件、輕軟件，而在云中將會(huì)隨時(shí)為教師和學(xué)生提供多種多樣的軟件服務(wù)，而且教師和學(xué)生只需具備方便簡(jiǎn)單的移動(dòng)終端即可，這就解決了高校購(gòu)買軟硬件、維護(hù)軟硬件的資金困難和技術(shù)問題。

基于云計(jì)算的固有特點(diǎn)，云計(jì)算能夠比其他新技術(shù)更快地進(jìn)入高校，尤其是云計(jì)算對(duì)用戶終端的要求很低，這更加決定了云計(jì)算將會(huì)在擁有成千上萬學(xué)生的高校大受歡迎。與此同時(shí)，我們要加快對(duì)云計(jì)算環(huán)境下現(xiàn)代教育技術(shù)的研究與探討，為即將到來的校園云作好準(zhǔn)備。

2 云計(jì)算環(huán)境下的現(xiàn)代教育技術(shù)

在教育的各個(gè)領(lǐng)域中都可以充分利用云計(jì)算提供的服務(wù)來輔助人們的教育活動(dòng)，此時(shí)，云計(jì)算環(huán)境下的教育是以實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程、教學(xué)資源、教學(xué)效果、教學(xué)效益最優(yōu)化為目的。若讓云計(jì)算更好地運(yùn)用于教育和教學(xué)實(shí)踐，可以從以下幾方面來加以研究：

1）多種形式的學(xué)習(xí)方式。

①元縫學(xué)習(xí)：云計(jì)算能夠使學(xué)習(xí)方便、快捷、高效。由于云終端的要求很低，所以學(xué)生只需通過簡(jiǎn)易在手的云終端設(shè)備，任何時(shí)間任何地點(diǎn)都可以連接到云進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流，即開啟了無縫學(xué)習(xí)時(shí)代。學(xué)生能夠根據(jù)時(shí)間、地點(diǎn)、場(chǎng)景等的變化，根據(jù)不同的需求，選擇不同的手段去學(xué)習(xí)，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣，移動(dòng)學(xué)習(xí)也必將為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境。另外，在教師授課期間，也可以將授課過程同步到云端，若學(xué)生因病或其他原因無法到課堂聽課，就可以通過終端設(shè)備連接到云參加課堂學(xué)習(xí)。

②個(gè)人學(xué)習(xí)情境構(gòu)建：學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)需要構(gòu)建學(xué)習(xí)情境。學(xué)生在原有的知識(shí)體系上構(gòu)建學(xué)習(xí)情境之后，隨著接觸的知識(shí)越來越多，逐漸將新知識(shí)規(guī)劃到學(xué)習(xí)情境之中，每次連接到云后總能第一時(shí)間找到自己的學(xué)習(xí)點(diǎn)，從而展開學(xué)習(xí)。

③建立學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)：學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛好（比如數(shù)據(jù)挖掘方面、人工智能方面等）建立或加入到相應(yīng)的學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)中，不但平時(shí)可以進(jìn)行該方面知識(shí)的交流和探討，也便于參加相應(yīng)的實(shí)踐活動(dòng)，從而加深該方面知識(shí)的廣度和深度。

④在線協(xié)作：這一部分最能體現(xiàn)云的思想，使云的優(yōu)勢(shì)得到更大地發(fā)揮。在線協(xié)作活動(dòng)的形式可以多樣，例如投票、問卷、測(cè)驗(yàn)、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)、程序教學(xué)、互動(dòng)評(píng)價(jià)、小組協(xié)作和教師團(tuán)隊(duì)協(xié)作等。

2）學(xué)習(xí)資源。

隨著數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的不斷開發(fā)，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)獲取更多的電子材料。通過云計(jì)算平臺(tái)，學(xué)生可以將自己的學(xué)習(xí)資源存儲(chǔ)在云中，并能隨時(shí)下載與更新，這將大大拓展他們的學(xué)習(xí)空間，提高學(xué)習(xí)效率。

①設(shè)計(jì)與開發(fā)：為使云計(jì)算更好地為教學(xué)服務(wù)，教師針對(duì)云的軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)的科研項(xiàng)目也要隨時(shí)加強(qiáng)，根據(jù)課程的需要不斷進(jìn)行更新。例如對(duì)金融領(lǐng)域的各種交易進(jìn)行云端現(xiàn)場(chǎng)模擬，方便學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)，從理論上升到實(shí)踐的高度。

②利用與管理：學(xué)校可以根據(jù)學(xué)生的課程需要及學(xué)習(xí)需求，提供經(jīng)濟(jì)、方便的應(yīng)用軟件定制服務(wù)，例如針對(duì)會(huì)計(jì)系的學(xué)生，學(xué)?？梢蕴峁┯糜衍浖氖褂梅?wù)，學(xué)生不用再各自進(jìn)行下載或購(gòu)買軟件，直接利用終端設(shè)計(jì)連接到云，進(jìn)行用友軟件的使用，并對(duì)其使用進(jìn)行相應(yīng)的付費(fèi)，這既節(jié)約了時(shí)間，也節(jié)約了資金。針對(duì)各年級(jí)各專業(yè)學(xué)生使用學(xué)習(xí)資源的不同，應(yīng)該定期對(duì)資源進(jìn)行有效的管理。

③資源匯總：將資源進(jìn)行一定程度的整合，呈現(xiàn)方式一定要直觀，便于學(xué)生集中查找，也便于創(chuàng)建者更新。資源的選擇盡量不要層次太深，否則容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。資源要不斷更新，突出顯示在對(duì)應(yīng)的地方。另外，要重視知識(shí)產(chǎn)權(quán)，所有非原創(chuàng)資源都要注明出處。

3）教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)。

云計(jì)算提供給用戶良好、方便的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，教師可以根據(jù)自身教學(xué)特點(diǎn)及方法創(chuàng)建教學(xué)環(huán)境，這就是基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的協(xié)作式教學(xué)環(huán)境。

①教學(xué)師資環(huán)境：教師可以按課程組分別構(gòu)建課程平臺(tái)，該課程平臺(tái)包括課程簡(jiǎn)介、教學(xué)周歷、在線教學(xué)等模塊，并隨時(shí)將本組教師的教學(xué)資源在云計(jì)算平臺(tái)上進(jìn)行整合、優(yōu)化，這樣就方便了教師進(jìn)行課程交流、教學(xué)資源共享、教學(xué)研討、協(xié)作備課等，以便促進(jìn)課程的改革和發(fā)展。

②學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境：學(xué)生可以根據(jù)自身的知識(shí)掌握情況，構(gòu)建自主的學(xué)習(xí)環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)。學(xué)生能夠在課余時(shí)間，通過網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)進(jìn)一步學(xué)習(xí)、理解、掌握知識(shí)點(diǎn)。

新教學(xué)平臺(tái)使教學(xué)的時(shí)間和地點(diǎn)都發(fā)生了巨大的變化，教學(xué)地點(diǎn)已不僅僅局限在傳統(tǒng)的課堂和實(shí)驗(yàn)室中，教學(xué)時(shí)間也不僅僅局限在某一固定時(shí)間段，教學(xué)隨時(shí)隨地都可能發(fā)生。這個(gè)環(huán)境的使用者包括：學(xué)生、家長(zhǎng)、助教等。云計(jì)算使技術(shù)淡化，使用者即使是新手也可以快速找到所需資源。

4）教學(xué)策略。

云計(jì)算平臺(tái)能夠更大程度地使學(xué)生基于問題進(jìn)行學(xué)習(xí)，成為學(xué)習(xí)的主體。能更好地發(fā)揮云計(jì)算優(yōu)勢(shì)的教學(xué)策略包括以下幾種：

①主體參與策略：主體參與策略注重學(xué)生的主動(dòng)性體驗(yàn)、自主性體驗(yàn)以及成就性體驗(yàn)。通過主體參與，使學(xué)生自主完成知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)，使學(xué)生深刻、靈活、扎實(shí)地掌握知識(shí)，同時(shí)在參與中促進(jìn)主體性發(fā)展。主體參與的意識(shí)表現(xiàn)在學(xué)生對(duì)知識(shí)的渴求、質(zhì)疑和探索。

②合作學(xué)習(xí)策略：在強(qiáng)調(diào)合作學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)評(píng)價(jià)、教學(xué)過程等進(jìn)行總體策劃，使學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中參與完成共同的任務(wù)，有明確責(zé)任分工地互助學(xué)習(xí)。通過合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)適應(yīng)性，在合作交往中發(fā)展主體性。合作學(xué)習(xí)策略使學(xué)生之間學(xué)會(huì)共處，學(xué)會(huì)在共處之中求知，在共同探究問題時(shí)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，取得學(xué)習(xí)的最佳效果，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，提高了工作效率。

③差異發(fā)展策略：針對(duì)學(xué)生差異，在課堂教學(xué)中可以嘗試從3個(gè)方面開展個(gè)別化教學(xué)：基于學(xué)業(yè)基礎(chǔ)不同的異步分層教學(xué)；基于方法、技能不同的學(xué)習(xí)策略指導(dǎo)；基于多元智能類型的多元智能開發(fā)。在具體的教學(xué)活動(dòng)中將3個(gè)方面內(nèi)容進(jìn)行整合，就能做到讓課堂充滿活力，讓教學(xué)充滿創(chuàng)意，讓學(xué)生發(fā)展更為全面。

④體驗(yàn)成功策略：創(chuàng)設(shè)激勵(lì)性教學(xué)情境，以使學(xué)生獲得成功體驗(yàn)，強(qiáng)化學(xué)生的探索精神，發(fā)展學(xué)生的自我參與意識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生的主動(dòng)發(fā)展。體驗(yàn)成功策略要求教師必須明確學(xué)生的內(nèi)心需要，從而找到有效的激勵(lì)方式；引導(dǎo)學(xué)生樹立明確的、科學(xué)的奮斗目標(biāo)，從而幫助學(xué)生獲得成功體驗(yàn)；要正確處理學(xué)生的心理挫傷，有效地維持學(xué)生的心理平衡。

云計(jì)算為學(xué)生提供了高效方便的學(xué)習(xí)參與平臺(tái)，拉近了教師和學(xué)生的距離。教師要好好利用該平臺(tái)，采取各種有益的教學(xué)策略，使教學(xué)達(dá)到更好的效果。

3 模擬案例

操作系統(tǒng)課程包括理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)2部分?，F(xiàn)在，我們以操作系統(tǒng)課程教學(xué)為例，來模擬該課程在云計(jì)算環(huán)境下的教學(xué)過程。

1）教學(xué)軟件設(shè)計(jì)。教學(xué)軟件可以輔助教師授課，達(dá)到生動(dòng)形象、方便學(xué)生理解并掌握所學(xué)知識(shí)的目的。教師可以將課程中的操作系統(tǒng)功能進(jìn)行分類，采用工作流程設(shè)計(jì)展現(xiàn)各功能的主要任務(wù)及相關(guān)策略；對(duì)比較抽象、難于理解的內(nèi)容，例如進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換或SPOOLING系統(tǒng)的工作過程，可以采用動(dòng)畫形式加深學(xué)生的印象，從而能夠清楚地記憶相關(guān)知識(shí)點(diǎn)；精心設(shè)計(jì)各類操作系統(tǒng)具體應(yīng)用案例，引導(dǎo)學(xué)生逐一理解，并舉一反三，由淺入深地解決具體問題。

2）教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)。

①教師教學(xué)輔助平臺(tái)：操作系統(tǒng)課程組教師共同建立基于云計(jì)算的教學(xué)輔助平臺(tái)，包括課程介紹、實(shí)驗(yàn)介紹等一系列課程基本信息；同時(shí)可以利用云計(jì)算平臺(tái)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)共同備課，包括課程建設(shè)、即時(shí)討論有關(guān)操作系統(tǒng)的最新技術(shù)等，最終形成統(tǒng)一完整的教學(xué)課件、教學(xué)講義以及學(xué)習(xí)輔助材料，并可以隨著新知識(shí)的增加而不斷更新。

②學(xué)習(xí)互動(dòng)平臺(tái)：學(xué)生可以通過云計(jì)算的教學(xué)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)學(xué)習(xí)，包括師生互動(dòng)和生生互動(dòng)。學(xué)生可以訪問課程網(wǎng)站上的課程課件、講義及學(xué)習(xí)資源，所有的作業(yè)及實(shí)驗(yàn)均通過該平臺(tái)提交，供教師作為學(xué)生平時(shí)分的參考。按照編程水平，將學(xué)生劃分為幾個(gè)小組，設(shè)立小組長(zhǎng)，通過平臺(tái)討論作業(yè)難點(diǎn)及課程學(xué)習(xí)情況。

3）教學(xué)過程設(shè)計(jì)。教師首先要根據(jù)操作系統(tǒng)課程的主要內(nèi)容進(jìn)行分模塊設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊都采用形象生動(dòng)的動(dòng)畫以及圖示幫助學(xué)生理解相關(guān)知識(shí)，例如進(jìn)程的調(diào)度算法、頁面置換算法、磁盤調(diào)度算法等。另外，云還可以提供操作平臺(tái)供學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新模擬，發(fā)揮學(xué)生的想象空間。

4）教學(xué)模式設(shè)計(jì)。在原有教學(xué)目的、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn)、教學(xué)策略的基礎(chǔ)上，在教學(xué)過程這一整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)中最為重要的環(huán)節(jié)里增加教師活動(dòng)、學(xué)生活動(dòng)、預(yù)測(cè)與對(duì)策、設(shè)計(jì)意圖。大體反映出的教學(xué)邏輯思路為：做什么→怎么做→為什么→怎么樣，從而完成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立、完整的教學(xué)周期。

5）評(píng)價(jià)和管理。在云計(jì)算下實(shí)現(xiàn)論壇和在線統(tǒng)計(jì)功能?？梢葬槍?duì)學(xué)生完成的作業(yè)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目舉辦評(píng)選活動(dòng)，評(píng)選出最佳作業(yè)和最具創(chuàng)意作業(yè)等，分別給予表揚(yáng)和考試適當(dāng)加分；對(duì)課程內(nèi)容安排及教學(xué)滿意度進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)學(xué)生反饋情況及時(shí)修改和完善操作系統(tǒng)課程的教學(xué)課件、教學(xué)講義和學(xué)習(xí)資料，分析當(dāng)前的教育技術(shù)是否能促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，包括學(xué)生主動(dòng)協(xié)作學(xué)習(xí)和個(gè)性化發(fā)展。

通過對(duì)模擬案例的研究和分析，在云計(jì)算環(huán)境下進(jìn)行操作系統(tǒng)課程教學(xué)能夠極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并能形成良好的學(xué)習(xí)氛圍和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，使學(xué)生不但在業(yè)務(wù)能力方面有所提高，在綜合能力提升方面更有巨大的收獲。

基于云計(jì)算平臺(tái)的操作系統(tǒng)課程教學(xué)平臺(tái)如圖1所示。

4 結(jié)語

云計(jì)算以其獨(dú)有的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)來到我們面前，云計(jì)算平臺(tái)下的學(xué)習(xí)時(shí)代已經(jīng)到來，它為基于云計(jì)算的現(xiàn)代教育技術(shù)提供了廣闊的空間和明確的方向。我們不但要充分利用云的服務(wù)，更要通過創(chuàng)新來虛擬出更加強(qiáng)大豐富的云，使云計(jì)算為教育作出更大貢獻(xiàn)。

（編輯：郭田珍）