基于私有云的協作學習實驗平臺研究與探索

中國醫科大學基礎醫學院 張志常 王佐周

1.引言

云計算時代的到來，為教育工作者提供了廣闊的舞臺。我們結合醫學生的課堂教學情況，在現有的計算機實驗室基礎上，構建個性化、網絡化的協作學習實驗云平臺。將這個網絡教學平臺與實驗教學有效地結合，有助于培養學生協作學習能力、創新思想、創新能力的發展。其意義包括：1)協作學習的教學模式可以增強醫學生自主學習能力。2)通過教學實踐，利用私有云實驗平臺開展協作學習的教學方法，對教學效果和教學過程中存在的問題進行思考，同時也為今后利用云計算環境開展教學研究提供借鑒意義。

2.系統設計目標

通過對云計算環境下協作學習實驗平臺的設計與實現，采用任務驅動的協作學習教學模式，對《醫學信息系統》課程進行教學實踐，在實踐中獲取協作學習過程中學生的學習特點，研究教師在協作學習教學過程中的角色扮演，探尋如何更好地發揮引導作用，如何設計任務、創設情景，有效地為協作學習搭建平臺，達到以下目標：1)通過私有云實驗平臺進行基于任務的協作學習，使學生在掌握教學內容的基礎上，增強自我學習能力、協作精神和協作學習的能力，提高學生的學習主動性。2)探索利于云服務平臺協助教學的模式，為其他課程的學習提供借鑒并積累經驗。3)利用該云計算實驗平臺整合學校已有的教學資源。

3.系統功能設計

通過云實驗平臺中提供的服務，可以使教師和學生能夠及時、準確的獲取教育信息資源，在師生之間進行更多的互動與交流。教師可以將課件與教學資料保存在云端，開展教學工作的時候直接通過云服務進行訪問。學生通過瀏覽器與教師溝通，獲取個人學生所需要的資源和服務，這種學習方式突破了時間和空間的限制。本平臺使用現有計算機實驗室的軟、硬件資源組成私有云構成了基礎層。平臺的設計遵循經濟、實用、高效性原則，其重要組成部分包括：WEB服務器、負載均衡設備、云計算服務器和數據庫存儲服務器等，其總體架構如圖1所示。其中，WEB服務器是師生登錄到平臺的入口，提供信息檢索、身份驗證和網絡學習等功能。云計算服務器是整個系統的核心，當系統處于運行狀態時，學生可以實時進行在線學習。數據庫服務器存儲用戶資料、訪問記錄、課程設計、考試等私有數據信息，其他的如學習資源、開放式課件等服務性數據，存放到云端。

圖1 醫學生協作學習實驗云平臺架構

4.研究方法

(1)基于私有云技術的協作學習平臺的研究方法。

協作學習平臺的設計與構建遵循簡單操作和深度互動的特征，其主要作用是增強師生、學生之間的交流；實現個性化學習；培養學生的創新精神與自主學習能力，其數據流圖如圖2所示。

圖2 醫學生協作學習平臺數據流圖

本平臺由信息核對、自主學習、學習信息反饋、學習資源和系統管理五個模塊構成。學生可以在線學習、考試及下載資料等等；教師批改作業、評閱試卷，通過在線答疑完成師生交互；管理員進行系統管理。

(2)協作學習的教學設計與實踐。

協作學習模式能夠有效提升醫學生的創新能力、團隊合作能力和實踐動手能力。其教學原則設計如下：

1)重視學習過程。充分發揮學生學習的主動性，使其能夠展現出創造精神，能在不同的情境下合理運用學到的知識。組成學習團隊，使同學之間能夠相互討論和交流，共同完成對所學知識的建構。

2)強調“情境”的設計。將學習與醫學背景聯系起來，把情境與學習目標融合在一起，使學生能夠很好的熟悉和利用IT知識解決醫學問題。

3)構建IT技術與醫學相結合的學習環境。利用云技術的信息化和智能化的特點，在學科交叉和融合的基礎上，創建醫學生自主學習和協作學習IT技術的場所。

4)實現云服務化的資源共享。通過對教學云平臺的建設，師生之間可以把自己擁有的優秀教學資源、設備通過網絡共享出來，在學習過程中提供各種信息資源來支持學生的知識學習和意義建構，包括內容資源、軟件資源、在線資源等。促進學生的自主式學習和協作探索。在云計算的網絡應用模式中，為我們使用網絡進行學習提供了多種選擇，為大數據的存儲與管理提供了更多的空間，也為完成各類教學與科研任務提供更強大的計算能力。利用私有云平臺組織和開展協作學習活動，可以對教學做有益的提高和補充。

5.結論

在本課題所創建的私有云協作學習實驗平臺中，采用任務驅動的教學模式，并在教學實踐中獲取學習過程中學生的學習特點，能顧更好地發揮引導作用。其作用在于：通過私有云實驗平臺進行基于任務的協作學習，使學生在掌握教學內容的基礎上，增強學習信心，培養協作的精神和能力，提高學生自主學習能力。

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