基于私有云的協(xié)作學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究與探索

中國(guó)醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 張志常 王佐周

1.引言

云計(jì)算時(shí)代的到來(lái)，為教育工作者提供了廣闊的舞臺(tái)。我們結(jié)合醫(yī)學(xué)生的課堂教學(xué)情況，在現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)上，構(gòu)建個(gè)性化、網(wǎng)絡(luò)化的協(xié)作學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)。將這個(gè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效地結(jié)合，有助于培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思想、創(chuàng)新能力的發(fā)展。其意義包括：1)協(xié)作學(xué)習(xí)的教學(xué)模式可以增強(qiáng)醫(yī)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。2)通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，利用私有云實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開展協(xié)作學(xué)習(xí)的教學(xué)方法，對(duì)教學(xué)效果和教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行思考，同時(shí)也為今后利用云計(jì)算環(huán)境開展教學(xué)研究提供借鑒意義。

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

通過(guò)對(duì)云計(jì)算環(huán)境下協(xié)作學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的協(xié)作學(xué)習(xí)教學(xué)模式，對(duì)《醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)》課程進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，在實(shí)踐中獲取協(xié)作學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，研究教師在協(xié)作學(xué)習(xí)教學(xué)過(guò)程中的角色扮演，探尋如何更好地發(fā)揮引導(dǎo)作用，如何設(shè)計(jì)任務(wù)、創(chuàng)設(shè)情景，有效地為協(xié)作學(xué)習(xí)搭建平臺(tái)，達(dá)到以下目標(biāo)：1)通過(guò)私有云實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行基于任務(wù)的協(xié)作學(xué)習(xí)，使學(xué)生在掌握教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)自我學(xué)習(xí)能力、協(xié)作精神和協(xié)作學(xué)習(xí)的能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。2)探索利于云服務(wù)平臺(tái)協(xié)助教學(xué)的模式，為其他課程的學(xué)習(xí)提供借鑒并積累經(jīng)驗(yàn)。3)利用該云計(jì)算實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整合學(xué)校已有的教學(xué)資源。

3.系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

通過(guò)云實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中提供的服務(wù)，可以使教師和學(xué)生能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的獲取教育信息資源，在師生之間進(jìn)行更多的互動(dòng)與交流。教師可以將課件與教學(xué)資料保存在云端，開展教學(xué)工作的時(shí)候直接通過(guò)云服務(wù)進(jìn)行訪問(wèn)。學(xué)生通過(guò)瀏覽器與教師溝通，獲取個(gè)人學(xué)生所需要的資源和服務(wù)，這種學(xué)習(xí)方式突破了時(shí)間和空間的限制。本平臺(tái)使用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的軟、硬件資源組成私有云構(gòu)成了基礎(chǔ)層。平臺(tái)的設(shè)計(jì)遵循經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、高效性原則，其重要組成部分包括：WEB服務(wù)器、負(fù)載均衡設(shè)備、云計(jì)算服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)服務(wù)器等，其總體架構(gòu)如圖1所示。其中，WEB服務(wù)器是師生登錄到平臺(tái)的入口，提供信息檢索、身份驗(yàn)證和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)等功能。云計(jì)算服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)的核心，當(dāng)系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，學(xué)生可以實(shí)時(shí)進(jìn)行在線學(xué)習(xí)。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器存儲(chǔ)用戶資料、訪問(wèn)記錄、課程設(shè)計(jì)、考試等私有數(shù)據(jù)信息，其他的如學(xué)習(xí)資源、開放式課件等服務(wù)性數(shù)據(jù)，存放到云端。

圖1 醫(yī)學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)架構(gòu)

4.研究方法

(1)基于私有云技術(shù)的協(xié)作學(xué)習(xí)平臺(tái)的研究方法。

協(xié)作學(xué)習(xí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建遵循簡(jiǎn)單操作和深度互動(dòng)的特征，其主要作用是增強(qiáng)師生、學(xué)生之間的交流；實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)；培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與自主學(xué)習(xí)能力，其數(shù)據(jù)流圖如圖2所示。

圖2 醫(yī)學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)平臺(tái)數(shù)據(jù)流圖

本平臺(tái)由信息核對(duì)、自主學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)信息反饋、學(xué)習(xí)資源和系統(tǒng)管理五個(gè)模塊構(gòu)成。學(xué)生可以在線學(xué)習(xí)、考試及下載資料等等；教師批改作業(yè)、評(píng)閱試卷，通過(guò)在線答疑完成師生交互；管理員進(jìn)行系統(tǒng)管理。

(2)協(xié)作學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐。

協(xié)作學(xué)習(xí)模式能夠有效提升醫(yī)學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。其教學(xué)原則設(shè)計(jì)如下：

1)重視學(xué)習(xí)過(guò)程。充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，使其能夠展現(xiàn)出創(chuàng)造精神，能在不同的情境下合理運(yùn)用學(xué)到的知識(shí)。組成學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)，使同學(xué)之間能夠相互討論和交流，共同完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的建構(gòu)。

2)強(qiáng)調(diào)“情境”的設(shè)計(jì)。將學(xué)習(xí)與醫(yī)學(xué)背景聯(lián)系起來(lái)，把情境與學(xué)習(xí)目標(biāo)融合在一起，使學(xué)生能夠很好的熟悉和利用IT知識(shí)解決醫(yī)學(xué)問(wèn)題。

3)構(gòu)建IT技術(shù)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合的學(xué)習(xí)環(huán)境。利用云技術(shù)的信息化和智能化的特點(diǎn)，在學(xué)科交叉和融合的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建醫(yī)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)IT技術(shù)的場(chǎng)所。

4)實(shí)現(xiàn)云服務(wù)化的資源共享。通過(guò)對(duì)教學(xué)云平臺(tái)的建設(shè)，師生之間可以把自己擁有的優(yōu)秀教學(xué)資源、設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享出來(lái)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中提供各種信息資源來(lái)支持學(xué)生的知識(shí)學(xué)習(xí)和意義建構(gòu)，包括內(nèi)容資源、軟件資源、在線資源等。促進(jìn)學(xué)生的自主式學(xué)習(xí)和協(xié)作探索。在云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式中，為我們使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)提供了多種選擇，為大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理提供了更多的空間，也為完成各類教學(xué)與科研任務(wù)提供更強(qiáng)大的計(jì)算能力。利用私有云平臺(tái)組織和開展協(xié)作學(xué)習(xí)活動(dòng)，可以對(duì)教學(xué)做有益的提高和補(bǔ)充。

5.結(jié)論

在本課題所創(chuàng)建的私有云協(xié)作學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，并在教學(xué)實(shí)踐中獲取學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，能顧更好地發(fā)揮引導(dǎo)作用。其作用在于：通過(guò)私有云實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行基于任務(wù)的協(xié)作學(xué)習(xí)，使學(xué)生在掌握教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)學(xué)習(xí)信心，培養(yǎng)協(xié)作的精神和能力，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

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