基于私有云的协作学习实验平台研究与探索

2014-03-16中国医科大学基础医学院张志常王佐周

电子世界 2014年9期

中国医科大学基础医学院张志常王佐周

1.引言

云计算时代的到来，为教育工作者提供了广阔的舞台。我们结合医学生的课堂教学情况，在现有的计算机实验室基础上，构建个性化、网络化的协作学习实验云平台。将这个网络教学平台与实验教学有效地结合，有助于培养学生协作学习能力、创新思想、创新能力的发展。其意义包括：1)协作学习的教学模式可以增强医学生自主学习能力。2)通过教学实践，利用私有云实验平台开展协作学习的教学方法，对教学效果和教学过程中存在的问题进行思考，同时也为今后利用云计算环境开展教学研究提供借鉴意义。

2.系统设计目标

通过对云计算环境下协作学习实验平台的设计与实现，采用任务驱动的协作学习教学模式，对《医学信息系统》课程进行教学实践，在实践中获取协作学习过程中学生的学习特点，研究教师在协作学习教学过程中的角色扮演，探寻如何更好地发挥引导作用，如何设计任务、创设情景，有效地为协作学习搭建平台，达到以下目标：1)通过私有云实验平台进行基于任务的协作学习，使学生在掌握教学内容的基础上，增强自我学习能力、协作精神和协作学习的能力，提高学生的学习主动性。2)探索利于云服务平台协助教学的模式，为其他课程的学习提供借鉴并积累经验。3)利用该云计算实验平台整合学校已有的教学资源。

3.系统功能设计

通过云实验平台中提供的服务，可以使教师和学生能够及时、准确的获取教育信息资源，在师生之间进行更多的互动与交流。教师可以将课件与教学资料保存在云端，开展教学工作的时候直接通过云服务进行访问。学生通过浏览器与教师沟通，获取个人学生所需要的资源和服务，这种学习方式突破了时间和空间的限制。本平台使用现有计算机实验室的软、硬件资源组成私有云构成了基础层。平台的设计遵循经济、实用、高效性原则，其重要组成部分包括：WEB服务器、负载均衡设备、云计算服务器和数据库存储服务器等，其总体架构如图1所示。其中，WEB服务器是师生登录到平台的入口，提供信息检索、身份验证和网络学习等功能。云计算服务器是整个系统的核心，当系统处于运行状态时，学生可以实时进行在线学习。数据库服务器存储用户资料、访问记录、课程设计、考试等私有数据信息，其他的如学习资源、开放式课件等服务性数据，存放到云端。

图1 医学生协作学习实验云平台架构

4.研究方法

(1)基于私有云技术的协作学习平台的研究方法。

协作学习平台的设计与构建遵循简单操作和深度互动的特征，其主要作用是增强师生、学生之间的交流；实现个性化学习；培养学生的创新精神与自主学习能力，其数据流图如图2所示。

图2 医学生协作学习平台数据流图

本平台由信息核对、自主学习、学习信息反馈、学习资源和系统管理五个模块构成。学生可以在线学习、考试及下载资料等等；教师批改作业、评阅试卷，通过在线答疑完成师生交互；管理员进行系统管理。

(2)协作学习的教学设计与实践。

协作学习模式能够有效提升医学生的创新能力、团队合作能力和实践动手能力。其教学原则设计如下：

1)重视学习过程。充分发挥学生学习的主动性，使其能够展现出创造精神，能在不同的情境下合理运用学到的知识。组成学习团队，使同学之间能够相互讨论和交流，共同完成对所学知识的建构。

2)强调“情境”的设计。将学习与医学背景联系起来，把情境与学习目标融合在一起，使学生能够很好的熟悉和利用IT知识解决医学问题。

3)构建IT技术与医学相结合的学习环境。利用云技术的信息化和智能化的特点，在学科交叉和融合的基础上，创建医学生自主学习和协作学习IT技术的场所。

4)实现云服务化的资源共享。通过对教学云平台的建设，师生之间可以把自己拥有的优秀教学资源、设备通过网络共享出来，在学习过程中提供各种信息资源来支持学生的知识学习和意义建构，包括内容资源、软件资源、在线资源等。促进学生的自主式学习和协作探索。在云计算的网络应用模式中，为我们使用网络进行学习提供了多种选择，为大数据的存储与管理提供了更多的空间，也为完成各类教学与科研任务提供更强大的计算能力。利用私有云平台组织和开展协作学习活动，可以对教学做有益的提高和补充。