基于云平臺的自主與協作學習模式研究

楊冬黎　王燕　尹曉喆　高雅田

摘 要： 隨著互聯網技術的快速發展，利用云平臺參與教學已經成為未來發展的趨勢。由于受時空限制、缺乏“個性化”指導等問題，傳統課堂的教學模式已經不能滿足現代的教學要求，而基于云平臺的自主與協作學習模式正好彌補了上述不足。結合地方高校計算機類課程的特點，借助云平臺，師生通過線上、線下交流互動，將有利于提高學生自主學習能力，實踐動手能力和團隊協作能力。實踐驗證，教學效果良好。

關鍵詞： 云平臺; 自主學習; 協作學習; 學習模式

中圖分類號： TP 311文獻標志碼： A

Researchofthe Autonomous- and Collaborative-learning

Model Based on Cloud Platform

YANG Dongli1， WANG Yan2， YIN Xiaozhe1， GAOYatian1

（1.School of Computer and Information Technology;

2.Modern Educational Technology Center， Northeast Petroleum University， Daqing， Heilongjiang? 163318， China）

Abstract： With the rapid development of the Internet technology， using cloud platform to participate teaching has become a trend of future development. The traditional-classroom teaching mode cannot meet the requirements of modern teaching，because of the limitation of time and space and the lacking individualized instruction. The autonomous-and collaborative-learning model based on the cloud platform can make up the above shortcomings.Combined with the characteristics of computer courses in local colleges and universities，teachers and students can communicate online and offline with the help of cloud platform， which will help improving the students' independent-learning ability， practical ability and teamwork ability.The practice proved the effect of teaching is good.

Key words： cloud platform; autonomous learning; collaborative learning; learning mode

0 引言

目前中國高校已經從普適化教育向個性化教育轉變。在未來的教育中，高等教育的趨向將是個性化教育。在高等教育個性化新時代中，教學方法與教學模式將適應性的滿足每個學生學習獨特需求，電子教育、網絡教育是其顯著特點。但是傳統的課堂教學模式中，學生處于被動的填鴨式狀態，一節45分鐘的課程中，由于受時間和空間的限制，師生互動形式上也只有現場提問和回答方式，形式單一，并且師生互動大多為表面上的淺層次交流[1]，點到為止，不能滿足每個學生的學習需求。況且傳統課堂上多媒體、黑板上呈現的內容無法與網絡中充足的教學資源相媲美。借助云平臺[2]的自主學習與協作學習模式正好彌補了這個不足，最大程度的發揮了學生學習的主動性和積極性，發揮了教師的個性化指導性。

1 基于云平臺的自主與協作學習模式介紹

“自主學習”是指學習主體有明確的學習目標，對學習內容和學習過程具有自覺的意識和反應的學習方式[3]。自主學習可以激發學生學習的積極性，主觀能動性、鍛煉學生獨立思考的能力[4]。“協作學習（Collaborative Learning）”是一種通過組團形式組織學生進行學習的一種策略[5]。協作學習對于掌握知識和提高同學之間的交流能力與合作能力起著重要作用，是實現班級學習目標的有機組成部分。

對于培養實踐能力強，滿足社會需要的創新型人才的高校而言，目前需借助教育信息化形式，采用創新型教育模式，提高學生自主學習、團結互助、協作探究的能力。從本質上講，基于自主與協作學習模式云平臺出現正好滿足上述要求。該平臺是一種新型的、目前比較流行的學習方式和學習理念，是對傳統教育的一個有益補充。該平臺既發揮了學生學習的主觀能動性，又適應了社會對人才的要求——“自己行不行，一個團隊行才行”。通過統一、多樣化的云平臺，讓學校、教師、學生等用戶進入該平臺，并且根據各自不同的身份扮演不同的角色，通過平臺上各類工具，將教學、管理、交流融為一體，讓“教育實現真正的信息化”擴大了教育范圍，擴展了教育深度、促進了學習方式轉變和提高高校信息化管理。

2 基于云平臺的自主與協作學習教學設計

本文分析的教學設計主要包括：教學過程設計和云平臺架構設計兩大部分。

2.1 教學過程設計

首先，教師通過云平臺發布任務，學生在云平臺上領取自己感興趣的任務，然后帶著任務去思考、去探究，互相分工合作，完成任務。其次，教師與學生通過云平臺進行文字、語音等在線交流和互動，讓師生通過云平臺能更好的表達各自的觀點，讓思想觀念和行為方式產生一定的碰撞，這極大增強了教師與學生的互動比例。其三，教師可以實時調整指導策略，根據學生的互動反饋，不斷挖掘學習小組中的學生潛力，給予學生個性化的指導。其四，由于是小組協作關系，組內成員由于各自的教育背景、動手能力、興趣愛好、年級不同，彼此相互合作，取長補短。其五，學生個體可以將其在學習過程發現或者檢索到的資料、微課、MOOC等電子資料上傳至云平臺，與其他人共享。

2.2 云平臺層次架構設計

根據上述教學過程設計需要，根據云計算具有彈性高、擴展性強和基于Web存儲等優點，使用云計算虛擬池的技術，構建云平臺，使其達到隨時服務在身邊的每個師生，即需即拿，即拿即用，操作簡便易用。

該平臺在原有的基礎設施即服務（IaaS）、平臺即服務（PaaS）和軟件即服務（SaaS）的基礎上延伸和發展[6]，對應設計自主與協作學習模式的云平臺，該云平臺層次架構設計如下。它共分5層，分別是：云客戶端層、用戶端層、教學服務層、中間件服務層、虛擬化平臺層。具體如圖云平臺架構，如圖1所示。

（1） 云客戶端層：各類用戶可以在不同時間、不同地點，不同的終端（比如臺式機電腦、筆記本電腦、手機、IPAD、可穿戴設備例如手表等）下，先通過注冊，然后登錄云平臺上傳、下載、分享、討論。

（2） 用戶端層：該層包括本校教師、學生、系統管理員、校外遠程用戶。其中系統管理員的權限最大，可以增加、刪除、修改、管理所有用戶的信息。

（3） 教學服務層：教師通過云平臺，先發布任務，上傳相關的教學資料（包括教學視頻、電子教案、數字圖書、網絡課件資料等）。學生通過云平臺領取任務，利用自己的碎片化時間，利用云平臺上提供的教學資料進行自主學習。如果遇到問題，再通過云平臺提出疑問，表達自己的想法和困惑。由于云平臺上用戶數量眾多，教師與學生集思廣益，相互協作，解決問題的速度明顯加快。

（4） 中間件服務層：屬于PaaS層，是一個應用服務平臺，它為用戶提供一系列的應用開發、虛擬主機托管等服務。這些由管理員統一調度管理，不需要普通用戶具體了解。

（5） 虛擬化平臺層：屬于IaaS層，由物理資源層和資源池層構成。其中物理資源層由高校現有的服務器、存儲設備、網絡設備等構成[7]。它采用相關虛擬化技術，將分散的各類資源虛擬接入到云平臺，形成虛擬資源并且聚集在虛擬資源池中，資源池隱藏了底層資源的復雜性和動態性，對外提供統一的計算服務[8-9]。自主與協作學習模式云計算支撐的云平臺IaaS層建設，如圖2所示。

3 基于云平臺的教學實踐

利用云平臺輔助學科教學（在線教育云平臺），如圖3所示。

在教學實施前，教師向學生系統地講解如何使用云平臺[10]。學生則以自己的學號注冊并登陸，選擇加入某門課程，進行學習。教師創設不同任務，接收學生反饋，對學生進行個別化指導。學生則通過自主探究、小組協作、成果展示分享等使問題予以解決，從而達到內化知識的目的。

課前，教師通過分析教學目標，將各章節教學資源提前上傳到云平臺上、發布相應的學習任務單。學生通過下載文件查看學習任務單，觀看教學視頻，完成任務。視頻中插入了嵌入式的試題，幫助學生及時鞏固知識點。教師通過學生登陸云平臺的在線時間記錄、通過他們在平臺上的討論記錄，能明顯的感覺到小組中每一位同學都成了“活躍份子”，學習的積極性、主動性明顯增強。而且學生遇到問題或者困惑時，馬上發出“求助信號”，小組同學共同探討，有時候一個問題大家會給出好多個解決辦法。無形中鍛煉了學生團隊合作意識。

課后是鞏固知識的階段，教師將教學重難點上傳到云平臺，學生通過查看文件進一步復習知識，查漏補缺。如果遇到疑難問題，學生可以通過平臺提問，教師回帖，進行個別化指導。

4 教學結果分析

下面分別從東北石油大學的2018級和2019級中選取一個班，以“VB程序設計”課程為例，采用基于云平臺的自主與教學模式的教學方法和沒有采用此方法的對比，對比結果如下。

（1） 學習主動性增強。由于移動設備的便攜性，再加上沒有時空限制，學生何時何地皆可學習。通過在線教育云平臺顯示，學生利用碎片化時間登陸云平臺的在線時間數據，可以看到學生課后主動自學的時間變多了。

（2） 雙向性增強。借助云平臺，師生之間是一種平等的“參與——合作”的關系，二者可以闡述自己的想法，最后達成一種默契。使得教學不再是教師思想影響學生的“單項教學”方式。

（3） 互惠性增強。通過師生與生生之間的交往或者交流，產生“教學相長”的結果。恰恰這個結果就是教學交流互補互惠的最好證明。

（4） 成績提高。從東北石油大學的同一個老師所教授過的2018級和2019級學生中各抽取一個班做比較。兩個班人數都是29人。以“VB程序設計”這門課的期末成績為例，2018級是按照原有教學模式進行教學的，而2019級則借助云平臺，采用自主與協作學習模式進行教學。通過對比發現，2019級對照班學生的成績優秀率與良好率都高于沒有使用該種教學方法的2018級對照班的學生。從而間接證明基于云平臺的自主與協作學習模式有利于成績提高。VB成績對比表格，如表1所示。

5 總結

基于云平臺的教學是教育云在教育領域中的具體體現。實踐結果表明，云平臺下的自主與協作學習模式有利于對教育資源進行優化，有利于提高學生的積極性主動性;有利于提高小組合作意識。

參考文獻

[1] 曾敏，唐聞捷，王賢川.基于“互聯網+”構建新型互動混合教學模式[J].教育與職業，2017（5）：28-29.

[2] 劉華榮.基于“職教云平臺”的混合式教學實踐研究——以高職《圖文信息傳播技術》課程為例[D].湖北：華中師范大學，2019.

[3] 張顯枝.新建本科高校大學生英語自主學習能力現狀研究[D].福建：閩南師范大學，2018.

[4] 柳靜.調動學生數學課堂積極性的兩種實踐方法[D].河北：河北師范大學，2014.

[5] 何雙泉.云計算輔助教學下協作學習的活動設計策略初探[J].中國教育技術裝備，2010（36）：142-144.

[6] 陳振華.基于云計算的網絡教學平臺架構設計與實現[J].計算機光盤軟件與應用，2013（13）：31-32.

[7] 陶曉環，李萃.面向云計算人才培養的專業課程群建設[J].傳播職業教育，2019（2）：18-20.

[8] 陳梅，劉江越，李自臣.基于“智慧職教云”的混合式教學探索[J].黑龍江科學，2019，10（1）： 25-27.

[9] 廖大強.面向多目標的云計算資源調度算法[J].計算機系統應用，2016，25（2）：180-189.

[10] 何欣楓，田俊峰，劉凡鳴.可信云平臺技術綜述[J].通信學報，2019，40（2）：154-162.

（收稿日期： 2019.12.19）

基金項目：黑龍江省教育科學十三五規劃課題研究成果（657018101）;黑龍江省東北石油大學引導性創新基金（2018YDL-21）;東北石油大學青年科學基金（2018QNL-25）;黑龍江省自然科學基金（LH 2019F004）;黑龍江省教育科學規劃課題（GBC1317027）

作者簡介：

楊冬黎（1979-），女，碩士，講師，研究方向：計算機應用及計算機基礎教育。

王燕（1978-），女，碩士，副教授，研究方向：云服務與計算機應用。

尹曉喆（1982-），女，碩士，副教授，研究方向：圖形圖像處理技術。

高雅田（1979-），女，博士，副教授，研究方向：計算機應用。