云计算环境下高校现代教育技术的研究

李俭

摘要：高等教育现代化的标志之一就是在教育教学中普遍运用现代教育技术，而云计算领域是教育发展的方向，其重要性正日益凸显。文章分析探讨现代教育技术的发展方向和前景，并以操作系统课程为例，对云计算平台下的教学手段、教学模式等进行案例模拟和说明。

关键词：云计算环境；多元性服务；高校现代教育技术

文章编号：1672-5913（2013）07-0024-04

中图分类号：G642

云计算以其独有的技术优势越来越深入到我们的生活中，各行各业都已着手开始云计算的应用研究。云计算进人校园，服务于教育已成为必然趋势，CCAI（云计算辅助教学）、CCBE（云计算辅助教育）也以崭新的姿态呈现在教师与学生面前。如何使用云，最大程度地利用云计算所提供的服务辅助教育是当前各高校普遍研究讨论的问题。

1 云计算环境对于现代教育技术的独有特点和优势

云计算是分布式处理、并行处理、网格计算的发展。它以网络互联为基础，运用分布式特点，将计算任务分布在由大量计算机构成的资源池上，这些计算机组成了“云”。和现有的网络技术相比，云计算对于现代教育技术的优势表现在以下几方面：

1）多元性服务。云计算使用基于海量数据的数据挖掘技术来搜索网络中的数据库资源，并运用各种方法为用户提供详尽、准确的信息和结果，所以云具备高效的计算和存储能力，能够完成单机用户望尘莫及的海量计算和存储等工作。在云计算模式中，所有计算、存储、应用和服务请求的数据资源均存储在云中，用户可以随时随地使用终端通过网络接入云平台，使用统一的云服务，按自身需求获取信息，并可以实现不同终端、设备间的数据与应用的共享，为工作带来极大的便利和效率。云的多元性服务恰好适合现代教育技术灵活多变、数据随时更新的特点。

2）安全的数据存储。云计算可以提供最可靠、最安全的数据存储中心，因为分布式系统具有高度容错机制，云计算作为分布式处理技术的发展，依托数据中心可以实现严格、有效的控制、配置与管理，具有更好的可靠性、安全性和连接性能，同时高度集中化的数据管理、严格的权限管理可以让用户避免数据丢失、病毒入侵等麻烦。在这种情况下，用户只需要把数据存入云即可，具体的存储策略由云来负责。高校的教师和学生每天都要产生大量的数据和信息，云的存储特点解决了高校数据存储的难题。

3）软件的交付使用。云计算采用按需分配和按需使用的服务交付模式，建立集资源、业务、人员、流程于一体的IT服务管理系统。人们通过网络获得的服务既可以是互联网相关的软件服务，也可以是其他服务；云中资源的使用者可以是无限扩展的，并且可随时获取、按需试用，随时扩展、按使用付费。高校可以鼓励教师进行适用于本校的软件项目开发，并将其放入校园云。

4）节约设备成本。在连接云时，用户终端不再需要具有计算、存储等功能，只需标准的I/O设备和浏览器即可。所以用户不用再费心地在软、硬件方面管理自己的计算机，只要开机后能接人云平台，一切工作都可以顺利完成。因为在云上，所有的软件都是最新版本，所有的硬件都力求达到更快更新。一直以来，现代教育技术偏向于重硬件、轻软件，而在云中将会随时为教师和学生提供多种多样的软件服务，而且教师和学生只需具备方便简单的移动终端即可，这就解决了高校购买软硬件、维护软硬件的资金困难和技术问题。

基于云计算的固有特点，云计算能够比其他新技术更快地进入高校，尤其是云计算对用户终端的要求很低，这更加决定了云计算将会在拥有成千上万学生的高校大受欢迎。与此同时，我们要加快对云计算环境下现代教育技术的研究与探讨，为即将到来的校园云作好准备。

2 云计算环境下的现代教育技术

在教育的各个领域中都可以充分利用云计算提供的服务来辅助人们的教育活动，此时，云计算环境下的教育是以实现教学过程、教学资源、教学效果、教学效益最优化为目的。若让云计算更好地运用于教育和教学实践，可以从以下几方面来加以研究：

1）多种形式的学习方式。

①元缝学习：云计算能够使学习方便、快捷、高效。由于云终端的要求很低，所以学生只需通过简易在手的云终端设备，任何时间任何地点都可以连接到云进行学习和交流，即开启了无缝学习时代。学生能够根据时间、地点、场景等的变化，根据不同的需求，选择不同的手段去学习，体验学习的乐趣，移动学习也必将为学生创造一个虚拟的学习环境。另外，在教师授课期间，也可以将授课过程同步到云端，若学生因病或其他原因无法到课堂听课，就可以通过终端设备连接到云参加课堂学习。

②个人学习情境构建：学生可以根据自己的学习需要构建学习情境。学生在原有的知识体系上构建学习情境之后，随着接触的知识越来越多，逐渐将新知识规划到学习情境之中，每次连接到云后总能第一时间找到自己的学习点，从而展开学习。

③建立学习团队：学生可以根据自己的兴趣爱好（比如数据挖掘方面、人工智能方面等）建立或加入到相应的学习团队中，不但平时可以进行该方面知识的交流和探讨，也便于参加相应的实践活动，从而加深该方面知识的广度和深度。

④在线协作：这一部分最能体现云的思想，使云的优势得到更大地发挥。在线协作活动的形式可以多样，例如投票、问卷、测验、基于项目的学习、程序教学、互动评价、小组协作和教师团队协作等。

2）学习资源。

随着数字化学习资源的不断开发，学生可以通过网络获取更多的电子材料。通过云计算平台，学生可以将自己的学习资源存储在云中，并能随时下载与更新，这将大大拓展他们的学习空间，提高学习效率。

①设计与开发：为使云计算更好地为教学服务，教师针对云的软件设计与开发的科研项目也要随时加强，根据课程的需要不断进行更新。例如对金融领域的各种交易进行云端现场模拟，方便学生理解所学知识，从理论上升到实践的高度。

②利用与管理：学校可以根据学生的课程需要及学习需求，提供经济、方便的应用软件定制服务，例如针对会计系的学生，学校可以提供用友软件的使用服务，学生不用再各自进行下载或购买软件，直接利用终端设计连接到云，进行用友软件的使用，并对其使用进行相应的付费，这既节约了时间，也节约了资金。针对各年级各专业学生使用学习资源的不同，应该定期对资源进行有效的管理。

③资源汇总：将资源进行一定程度的整合，呈现方式一定要直观，便于学生集中查找，也便于创建者更新。资源的选择尽量不要层次太深，否则容易出现错误。资源要不断更新，突出显示在对应的地方。另外，要重视知识产权，所有非原创资源都要注明出处。

3）教学环境设计。

云计算提供给用户良好、方便的网络服务，教师可以根据自身教学特点及方法创建教学环境，这就是基于建构主义学习理论的协作式教学环境。

①教学师资环境：教师可以按课程组分别构建课程平台，该课程平台包括课程简介、教学周历、在线教学等模块，并随时将本组教师的教学资源在云计算平台上进行整合、优化，这样就方便了教师进行课程交流、教学资源共享、教学研讨、协作备课等，以便促进课程的改革和发展。

②学生学习环境：学生可以根据自身的知识掌握情况，构建自主的学习环境，以实现个性化学习。学生能够在课余时间，通过网络辅助教学平台进一步学习、理解、掌握知识点。

新教学平台使教学的时间和地点都发生了巨大的变化，教学地点已不仅仅局限在传统的课堂和实验室中，教学时间也不仅仅局限在某一固定时间段，教学随时随地都可能发生。这个环境的使用者包括：学生、家长、助教等。云计算使技术淡化，使用者即使是新手也可以快速找到所需资源。

4）教学策略。

云计算平台能够更大程度地使学生基于问题进行学习，成为学习的主体。能更好地发挥云计算优势的教学策略包括以下几种：

①主体参与策略：主体参与策略注重学生的主动性体验、自主性体验以及成就性体验。通过主体参与，使学生自主完成知识的主动建构，使学生深刻、灵活、扎实地掌握知识，同时在参与中促进主体性发展。主体参与的意识表现在学生对知识的渴求、质疑和探索。

②合作学习策略：在强调合作学习的基础上，对教学内容、教学方式、教学评价、教学过程等进行总体策划，使学生在团队中参与完成共同的任务，有明确责任分工地互助学习。通过合作学习，培养学生社会适应性，在合作交往中发展主体性。合作学习策略使学生之间学会共处，学会在共处之中求知，在共同探究问题时优势互补，取得学习的最佳效果，同时也培养了学生的团队精神，提高了工作效率。

③差异发展策略：针对学生差异，在课堂教学中可以尝试从3个方面开展个别化教学：基于学业基础不同的异步分层教学；基于方法、技能不同的学习策略指导；基于多元智能类型的多元智能开发。在具体的教学活动中将3个方面内容进行整合，就能做到让课堂充满活力，让教学充满创意，让学生发展更为全面。

④体验成功策略：创设激励性教学情境，以使学生获得成功体验，强化学生的探索精神，发展学生的自我参与意识，从而实现学生的主动发展。体验成功策略要求教师必须明确学生的内心需要，从而找到有效的激励方式；引导学生树立明确的、科学的奋斗目标，从而帮助学生获得成功体验；要正确处理学生的心理挫伤，有效地维持学生的心理平衡。

云计算为学生提供了高效方便的学习参与平台，拉近了教师和学生的距离。教师要好好利用该平台，采取各种有益的教学策略，使教学达到更好的效果。

3 模拟案例

操作系统课程包括理论教学与实验教学2部分。现在，我们以操作系统课程教学为例，来模拟该课程在云计算环境下的教学过程。

1）教学软件设计。教学软件可以辅助教师授课，达到生动形象、方便学生理解并掌握所学知识的目的。教师可以将课程中的操作系统功能进行分类，采用工作流程设计展现各功能的主要任务及相关策略；对比较抽象、难于理解的内容，例如进程的状态转换或SPOOLING系统的工作过程，可以采用动画形式加深学生的印象，从而能够清楚地记忆相关知识点；精心设计各类操作系统具体应用案例，引导学生逐一理解，并举一反三，由浅入深地解决具体问题。

2）教学环境设计。

①教师教学辅助平台：操作系统课程组教师共同建立基于云计算的教学辅助平台，包括课程介绍、实验介绍等一系列课程基本信息；同时可以利用云计算平台的特点，实现共同备课，包括课程建设、即时讨论有关操作系统的最新技术等，最终形成统一完整的教学课件、教学讲义以及学习辅助材料，并可以随着新知识的增加而不断更新。

②学习互动平台：学生可以通过云计算的教学平台实现主动学习，包括师生互动和生生互动。学生可以访问课程网站上的课程课件、讲义及学习资源，所有的作业及实验均通过该平台提交，供教师作为学生平时分的参考。按照编程水平，将学生划分为几个小组，设立小组长，通过平台讨论作业难点及课程学习情况。

3）教学过程设计。教师首先要根据操作系统课程的主要内容进行分模块设计，每个模块都采用形象生动的动画以及图示帮助学生理解相关知识，例如进程的调度算法、页面置换算法、磁盘调度算法等。另外，云还可以提供操作平台供学生进行创新模拟，发挥学生的想象空间。

4）教学模式设计。在原有教学目的、教学重点、教学难点、教学策略的基础上，在教学过程这一整个教学设计中最为重要的环节里增加教师活动、学生活动、预测与对策、设计意图。大体反映出的教学逻辑思路为：做什么→怎么做→为什么→怎么样，从而完成一个相对独立、完整的教学周期。

5）评价和管理。在云计算下实现论坛和在线统计功能。可以针对学生完成的作业和实验项目举办评选活动，评选出最佳作业和最具创意作业等，分别给予表扬和考试适当加分；对课程内容安排及教学满意度进行调查，根据学生反馈情况及时修改和完善操作系统课程的教学课件、教学讲义和学习资料，分析当前的教育技术是否能促进学生学习，包括学生主动协作学习和个性化发展。

通过对模拟案例的研究和分析，在云计算环境下进行操作系统课程教学能够极大地激发学生的学习兴趣，并能形成良好的学习氛围和团队合作意识，使学生不但在业务能力方面有所提高，在综合能力提升方面更有巨大的收获。

基于云计算平台的操作系统课程教学平台如图1所示。

4 结语

云计算以其独有的特点和优势来到我们面前，云计算平台下的学习时代已经到来，它为基于云计算的现代教育技术提供了广阔的空间和明确的方向。我们不但要充分利用云的服务，更要通过创新来虚拟出更加强大丰富的云，使云计算为教育作出更大贡献。

（编辑：郭田珍）