基于智慧教室的教學(xué)云平臺的開發(fā)與設(shè)計

余秋蘭　羅晶

摘要：文中主要圍繞智慧教室系統(tǒng)教學(xué)云平臺，從教師、學(xué)生、管理者三個層面的需求出發(fā)，根據(jù)平臺需實現(xiàn)的功能，選擇、設(shè)計合理的云平臺架構(gòu)，實現(xiàn)學(xué)生實時學(xué)習(xí)，教師實現(xiàn)一對一指導(dǎo)，管理者可開展學(xué)生分析、評教分析，實現(xiàn)三方共贏。

關(guān)鍵詞：云平臺;教學(xué)資源;云計算

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）06-0150-02

0 引言

在學(xué)校，課堂教學(xué)環(huán)節(jié)是學(xué)生接受系統(tǒng)教育最重要的一環(huán)，做好教學(xué)互動環(huán)節(jié)，能保證教學(xué)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，提高教學(xué)水平的關(guān)鍵?，F(xiàn)有傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代化教學(xué)的需要，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集智慧教學(xué)、環(huán)境智慧調(diào)節(jié)、云平臺等新一代信息技術(shù)的智慧教室系統(tǒng)在逐步的推廣運用。云平臺也就是在線學(xué)習(xí)管理平臺，提供在線課程體系管理、課程內(nèi)容設(shè)計及在線學(xué)習(xí)等功能，讓師生無門檻實現(xiàn)在線教、學(xué)活動，幫助學(xué)校更好的落地在線學(xué)習(xí)及至全新的教學(xué)模式革新。

1 教學(xué)云平臺功能架構(gòu)

當(dāng)前環(huán)境下，教師工作繁重，同時面臨知識技術(shù)的轉(zhuǎn)型升級，新工作方式的探索和轉(zhuǎn)變，新的教學(xué)模式需要幫助教師轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)方法。學(xué)生需要一種及時性、互動性、虛擬性、參與性和控制性結(jié)合的方式輕松完成個人教育。管理者希望通過師生的教、學(xué)的大數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化教學(xué)模式以及管理模式。本文通過構(gòu)建以下模塊，實現(xiàn)打造信息化教學(xué)管理云平臺。

1.1 教學(xué)資源平臺模塊

所有教學(xué)資源以知識點為基本單元，資源庫管理者對知識點進(jìn)行必要的歸屬分類，保證未來海量教學(xué)資源有效地被利用。在教學(xué)資源建設(shè)過程中，用戶可以維護(hù)課程的知識點結(jié)構(gòu)圖，設(shè)置相關(guān)屬性。同時用戶配套建設(shè)對應(yīng)知識點的資料庫、習(xí)題庫，便于學(xué)生開展以知識點為基本單元的索引自主學(xué)習(xí)。

資料庫是該平臺上的專屬資料庫，教師可以按照系統(tǒng)模板批量上傳教學(xué)資料至資料庫，按照資料類型、上傳時間篩選功能，教學(xué)資料可以實現(xiàn)基于知識點的分類管理。

習(xí)題庫是資源建設(shè)中的重要部分，互動式輔助教學(xué)的基礎(chǔ)。習(xí)題庫需全面細(xì)致，包含客觀題、主觀題、復(fù)合題等，提供不同的難度系數(shù)，亦與知識點關(guān)聯(lián)。

試題庫采取智能選題和題庫選題模式。智能選題即通過題型、難度系數(shù)、知識點選擇，從習(xí)題庫相應(yīng)題目中選擇所需題目數(shù)量，智能組卷。題庫選題即根據(jù)題型、難度系數(shù)、知識點、手動自定義選擇習(xí)題庫試題組卷。

1.2 互動課堂系統(tǒng)

互動課堂系統(tǒng)為教師提供計劃制定、在線備課、授課演示及同步功能，支持資料推送、調(diào)整制定課堂計劃，支持學(xué)生參與課堂、同步授課內(nèi)容、完成隨堂測試，同時支持學(xué)生在線反饋課堂教學(xué)效果，便于教室調(diào)整教學(xué)計劃、內(nèi)容，實現(xiàn)互動式教學(xué)模式，為師生帶來全新的教、學(xué)互動式體驗，幫助教師提高教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生課堂學(xué)習(xí)成效。

1.3 移動“教學(xué)管”模塊

學(xué)生通過手機端訪問教學(xué)資源庫，實現(xiàn)與平臺端相同的功能。移動端可幫助學(xué)生隨時隨地進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)。學(xué)生按照教師制定的教學(xué)計劃接收推送的資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，系統(tǒng)記錄學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)進(jìn)度，同時也可通過手機端實現(xiàn)簽到、隨堂測試、拍照答題、討論等，并可實時查看教學(xué)互動完成情況。

教師同樣可以通過手機端了解學(xué)生教學(xué)相關(guān)情況，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)，教師可通過系統(tǒng)的論壇、答疑等模塊實現(xiàn)師生間一對一的指導(dǎo)，及時解決學(xué)習(xí)難題，加快學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和提高理解深度。

系統(tǒng)管理人員可通過設(shè)置教學(xué)投票、教學(xué)評價環(huán)節(jié)，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計對學(xué)生以及教師同行評教的信息進(jìn)行查詢和統(tǒng)計。管理者可以根據(jù)不同的教學(xué)領(lǐng)域、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)主題，抽取所需的大數(shù)據(jù)，開展學(xué)生學(xué)習(xí)分析，預(yù)測學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡，推薦學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)資料。

2 教學(xué)云平臺的體系架構(gòu)

本文研究的系統(tǒng)教學(xué)云平臺數(shù)據(jù)存儲在私有云中。 云平臺就是利用云計算技術(shù)，也即是一種利用internet運行的超級計算機模式，云技術(shù)不僅可以提供大量數(shù)據(jù)的存儲，還能為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理并將分析記過反饋給用戶。

云計算系統(tǒng)架構(gòu)方面，業(yè)界與學(xué)術(shù)界還沒有形成一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。目前根據(jù)教學(xué)資源云平臺的目標(biāo)，參照現(xiàn)有的技術(shù)條件，設(shè)計成面向服務(wù)的層次化體系結(jié)構(gòu)，由支持層、資源層、應(yīng)用層、訪問層、管理層構(gòu)成，如圖1所示。

支持層為整個云平臺提供數(shù)據(jù)計算、存儲、通訊和管理的硬件支持，包含服務(wù)器、備份存儲設(shè)備、防火墻、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

資源層包含數(shù)字資源和數(shù)據(jù)庫資源。其中數(shù)字資源包含電子文獻(xiàn)資料庫、課程視頻資源庫、題庫、用戶數(shù)據(jù)庫等供云平臺提供調(diào)用的各類資源。

應(yīng)用層主要提供各種資源的應(yīng)用，包括各類資源的應(yīng)用、用戶交流論壇、互動社區(qū)、教學(xué)計劃制定、題庫生成、教學(xué)評價等用戶的網(wǎng)上活動。

訪問層主要提供Web訪問服務(wù)、APP訪問服務(wù)、各種數(shù)據(jù)接口服務(wù)等功能，支持局域網(wǎng)模式、無線模式、4G等多種接入服務(wù)。

管理層利用云技術(shù)提供安全管理、資源管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等管理功能。

這五個層次的功能包含了整個教學(xué)云平臺的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、軟件平臺建設(shè)和硬件平臺建設(shè)，五個層次的功能相輔相成構(gòu)成了一個完整的教學(xué)資源云管理平臺。

3 結(jié)語

隨著在全國課程改革的深入推動進(jìn)程中，將信息化技術(shù)與教育教學(xué)融合，實施智慧教學(xué)已經(jīng)成為了國家和社會發(fā)展的宏觀需求，《中國教育現(xiàn)代化2035》和《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實施方案（2018-2022年）》提出促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，支持學(xué)校充分利用信息技術(shù)開展人才培養(yǎng)模式和教學(xué)方法改革，逐步實現(xiàn)信息化教與學(xué)應(yīng)用師生全覆蓋。

信息技術(shù)與教學(xué)融合，需充分利用優(yōu)質(zhì)教育教學(xué)資源和軟件工具，利用信息技術(shù)開展啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)，鼓勵發(fā)展性評價，探索建立以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)新模式，提高信息化教學(xué)、信息化管理水平。本文研究的教學(xué)云平臺就是集互聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)于一體的新型教學(xué)系統(tǒng)，是教育形式和現(xiàn)代化教學(xué)手段，是教育行業(yè)新的機遇。

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The Development and Design of Teaching Cloud Platform Based on Wisdom Classroom

YU Qiu-lan，LUO Jing

（Wuhan vocational college of software and engineering，Wuhan Hubei? 430205）

Abstract：The article focused on the? teaching cloud platform of wisdom classroom， from the needs of teachers， students， and managers ， according to the functions that the platform needs to achieve， selected and designed a reasonable cloud platform architecture to achieve real-time learning for students and one-on-one guidance for teachers. Managers can carry out student analysis， evaluation and analysis. It can achieve win-win results for all three parties.

Key words：cloud platform;teaching resources;cloud computing