基于云中课堂的综合项目实战课程教学模式与关键技术研究

曾文英?张军

摘要：针对综合项目实战教学中专业技能涵盖广、过程长、教学管控与考核难度大等问题，进行基于云中课堂的教学模式设计与关键技术研究。提出云中课堂项目导向、探究式创新教学模式。探讨平台关键技术，包括云计算、大数据、人工智能等的融入。项目实战教学实施策略与途径，包括课程内容、教学方法、评估体系、跨学科融合、优化路径等。研究表明，基于云中课堂，开展综合项目实战课程教学具有资源集成、动态研讨、技术综合、管理灵活等优点，有助于提升学生项目设计能力与职业素养。

关键词：云中课堂；综合项目实战；教学模式；系统构成；实施策略

一、前言

随着科技的飞速发展，教育产业数字化、在线化转型加速。传统的线下教学模式已引入云中课堂等在线教育平台融合在线教学。

云中课堂是一种基于云计算的在线教育平台，它通过虚拟现实技术、大数据分析、人工智能等先进技术，为教育者提供了一个全新的教学模式。学生可通过网络平台学习，不受时间和地点的限制，教育者可远程教学和辅导。

综合项目实战教学以实际项目为载体，以实践为主线，以能力培养为目标，通过实践提升技能。综合项目实战教学中存在专业技能涵盖广、过程长、教学管控与考核难度大等问题。引入云中课堂可为教育者提供更加高效和精准的教学指导和个性化服务。云课堂有助于构筑多元化情境，融合思政元素，引导学生主动参与和实践探究[1]。

CDIO教育理念强调项目导向，强调做中学。以项目为核心开展教学，分模块知识点，构建实践项目[2]。云中课堂为之提供了良好载体，如业界知名的学堂在线、中国大学MOOC、智慧树、超星、腾讯课堂、网易云课堂、华文慕课、好大学在线、智慧职教、优学院等。基于云计算开发和教学已成为趋势，如华为云DevCloud的线上开发工具[3]。

基于云中课堂的项目教学是数字化转型需求。需进行教学环境、资源、模式的创新，构建教育生态新场域[4]。需构建基于云课堂的实训教学体系、教学环节与方法调整、教学资源应用[5]。

二、教学模式设计与系统功能

基于云中课堂的综合项目实战教学模式，旨在通过项目实战在云中自主探究学习和创新实践。促进学生主动学习，提高积极性和参与度，提升学生实操技能。

基于云中课堂，利用云资源可实现项目获取与灵活应用、个性化学习、协作学习等多种方式融合，提升学生综合运用知识和技能进行真实项目设计与开发的能力与素养。

云中课堂项目导向、探究式创新教学模式，以云中课程资源为起点，辐射发散学习和实战。

（一）基于云中课堂的综合项目实战课程教学模式设计

云中课堂把课堂讲授转化为教、学、做与研讨等多形式融合。

基于云中课堂的综合项目实战教学模式，包括从课程设计、教学设计、教学实施、指导评价等环节，项目导引、任务驱动、自主与协作等多线并行学习与实战。

学生实践项目开发的全过程包括需求分析、设计、编码、测试等环节。教学内容围绕实际项目展开，涉及前端技术、后端技术、数据库技术、项目管理等方面。

1.教学过程

项目导入：教师介绍项目背景和目标，引导学生进行需求分析。

知识讲解：教师讲解项目所需的技术和工具，为学生提供必要的知识储备。

团队协作：学生分组进行项目开发，团队协作完成项目任务。

进度监控：教师定期检查学生进度，提供必要的指导和帮助。

成果展示：学生完成项目后，进行成果展示和汇报，接受教师和同学的评估。

2.教学资源

充分利用云中课堂的在线资源，包括视频教程、在线文档、案例库、习题等，实时互动，在线答疑、讨论。

3.实施方案

课程设置：根据教学目标和内容，设置合理的课程结构，包括理论课程和实践课程。

师资力量：组建具有丰富项目经验和教學经验的教师团队，确保教学质量。

学生管理：云中学生管理，包括考勤、讨论、作业提交、成绩评定等环节。

反馈机制：基于云中课堂建立有效的反馈机制，及时了解学生需求和教学效果，不断优化教学过程。

4.实施流程

基于云中课堂的综合项目实战，项目导向、模块化任务驱动教学，提高学生的学习效果和实践能力；云中个性化学习与小组项目结合，培养学生的团队协作和创新精神。

基于云中课堂，综合项目实战课程教学模式实施流程如图1。

（二）系统功能

云中课堂可提供资源、教学和考核等功能。提供数据资源的集中管理，在线教学和评测、课内外结合学习、实验、研讨、协作和统计分析等功能。

课程管理：包括课程创建、信息编辑、资源上传、进度设置等。可设定课程的开放时间、学习时长、作业时间等。

学生管理：包括学生注册、信息修改、分组管理等功能。教师可查看学生的学习进度、成绩等信息。

教学内容管理：多种教学内容形式，如文本、图片、视频、音频等。可选择合适的教学内容形式，对教学内容进行编辑。

互动教学：包括在线讨论、实时问答、小组讨论、互动交流等。

项目实战：学生可在平台上选择或创建项目，可组队，提交项目和评价。

考试与评估：在线考试，教师可设定考试题目、时间、评分标准等。系统自动评卷、可视化分析统计等。

教学资源共享：是教学资源上传与共享功能。

三、关键技术与平台

基于云中课堂的综合项目实战课程教学关键技术涉及多种技术，包括云计算、大数据、人工智能、融合创新、项目管理等，教学、项目管理、评估与反馈等融合。

（一）关键技术

云中课堂借助云计算、大数据、人工智能、知识管理、协同平台和虚拟仿真等多种技术，建构综合项目实战教学空间。云计算是基座，大数据可以分析学生学情、智能辅导、在线引导和推荐学习资源、在线实战和诊改、个性化与团队协作结合。

云计算技术：为云中课堂提供了弹性的计算和存储资源，實现在线教学、学习、实验等服务，包括视频会议、屏幕共享、文件存储和管理等。

大数据分析技术：对学生学习行为、成绩等数据进行分析挖掘和预测，实现个性化学习支持和智能化评估。

实时互动技术：师生实时讨论交流。

多媒体技术：分布多媒体教学资源，如视频、音频、动画课件等。

人工智能技术：实现智能辅导、智能答疑、智能推荐、智能阅卷等。

跨学科知识融合技术：项目关联知识和技能融合，促进学生创新应用能力。

项目管理技术：对项目进度与文档规范化管理。

协同工具与平台：协同设计与编辑，团队协作和项目管理。可融合低代码平台、原生编程平台等交互原型设计与敏捷开发。

虚拟仿真技术：构建虚拟环境，模拟实践。基于全景图像分割与融合等技术，构建虚拟数字空间，进行场景重构、流程重组、角色扮演等，提升项目工程规范。

（二）平台构成

云中课堂教学平台构成主要包括多个子系统，实现教、学、做结合，协作学习和个性化学习结合。

云中教学实战平台：围绕综合项目实战，提供在线教学、学习、实验、交流等功能。

教学资源库：存储多媒体教学资源，如课件、案例、视频等。

教学管理系统：教学过程各环节管控，如课程章节、课堂作业、成绩管理。

项目管理平台：规范化管理项目实践过程，包括项目进度管理、资源管理、团队协作等。

数据分析系统：对学生的学习行为、成绩等分析挖掘，提供个性化教学支持。

评估与反馈平台：通过大数据、人工智能技术，进行学生学习行为分析和评估，提供个性化学习建议。

产教融合平台：与企业共同开展项目实践，提供真实实践案例。

现有多种类型的云中课堂平台，如慕课、微课、工单课堂等。趋势是融合新技术如人工智能、数据分析、云服务、物联网等。

四、教学实施策略与途径

基于云中课堂的综合项目实战课程教学实施涵盖课前、课中、课后等环节，广义可包含项目调研、分析、设计、开发、部署与发布、维护等全生命周期。

基于云中课堂教学，需充分利用互联网技术和在线资源，注重学情和技能，提供学习资源与环境支持，及时评估反馈，提升职业能力与素养。

（一）教学实施策略

制定教学计划：根据课程目标，制定教学计划，包括教学进度、方法、资源等。

准备教学资源：根据教学计划，准备教学资源，包括课件、案例、工具等。

建立学习小组：根据学生的兴趣和特长，建立学习小组，互助和协作。

实施教学：多种教学方法，如讲解、演示、实践等，掌握综合项目实战技能和方法。

监督与评估：基于云中课堂对学生的学习情况进行监督和评估，及时发现问题并给予指导，提升学生分析问题和解决问题能力。

（二）实施途径

以项目为载体，依托云课堂，按需进行技能训练与实战。

项目案例引导：在线直播功能，实时讲解和演示教学内容，提高学生的学习效果。

任务驱动研讨：多方式互动，鼓励学生提问和讨论，激发学生的学习兴趣。

智能评测作业：布置相应的作业和实践项目，让学生在实际操作中掌握技能。

单元测试与考试：项目化考核和评估，激发学生学习动力。

个性化学习与协作项目实战结合：因材施教，设定多层次目标任务，成果导向。

五、课程教学实践与评价体系

（一）体系设计

基于云中课堂的综合项目实战课程教学实践与评价体系包括项目设计、实施、评价、反馈等方面。

项目设计与实施：教师需在课程开展之前进行综合项目的设计，明确项目的目标、任务和要求。在实施过程中，教师应提供相应的指导和支持，确保学生能够顺利完成项目。

学生表现评价：针对学生在综合项目实践中的表现，可采用多种评价方式。例如，通过观察学生的项目进展、参与度和贡献等来评估学生的工作态度和团队合作能力。

项目成果评价：综合项目实战课程的核心是学生能够产出具体的项目成果。因此，教师可根据项目的要求和预设的评价标准，对学生提交的项目成果进行评价。评价标准可包括项目的完整性、技术性、创新性、实用性等方面。

团队合作评价：团队合作项目中，教师可评估学生团队合作的表现与能力，包括沟通能力、协作能力、解决问题的能力等。

自我评价与反思：学生在参与综合项目实践后，应进行自我评价和反思，回顾自己的工作过程，总结经验和教训，并提出改进的意见和建议。

同行评价：除了教师的评价外，可引入同行评价机制。通过组织同学之间的互评活动，促进学生相互学习和交流。

评价体系多维度、全面，既要考查学生的项目成果，也要评估学生的团队合作能力和个人表现。评价应与课程目标和要求相匹配。评价结果反馈至学生，促进学生不断改进和提高。

（二）实践案例

以云中课堂项目实战课程中的人工智能深度学习项目为例，让学生在实战中学习和应用深度学习原理和技术。

讲解深度学习基础知识：包括神经网络的基本概念、激活函数、损失函数、优化器等。通过云中课堂提供案例和应用需求激发学生学习兴趣。

确定项目目标和问题建模：云课堂提供项目案例启发学生思维，引导学生进行讨论和分析，让学生明确项目目标和需解决的问题，使用数学模型和算法来解决这些问题。

选择合适的深度学习框架：通过云课堂与相关资源推荐，引导学生了解不同框架的特点和适用场景，可基于云中课堂、云实验实践自选合适的框架，安装和配置框架。

设计模型并进行训练：设计深度学习模型时，引导学生了解不同的模型结构和算法的特点，设计模型，用训练数据训练模型，调整模型的参数以提高性能。

模型评估和优化：通过云中课堂可视化仿真引导学生进行模型评估和优化，评估模型的性能和准确度，使用不同的优化算法来优化模型的参数和结构。

项目总结和展示：借助云中课堂展示、自评与互评等。项目完成后，学生进行项目总结和展示，分享自己的经验和感悟。学生可参考模板，撰写科技论文或报告，提升科研能力。

总之，云中课堂项目实战课程中的深度学习项目需引导学生从理论到实践，从问题建模到模型评估和优化，逐步深入进行实践和学习。

六、课程教学优化与提升路径

基于云中课堂的综合项目实战课程教学可通过多种路径，优化与提升教学质量和效能。

明确教学目标：包括知识目标、能力目标、素质目标和思政目标。

精选教学内容：根据目标，精选与项目相关内容，注重理实结合、前沿性和实用性。

课程设计与更新：定期评估和更新课程的内容和任务，确保与行业发展和企业需求一致，注重培养实践能力和创新思维。

项目案例与项目库更新：充实项目案例库，动态融合科研项目与企业项目，对接产业技术发展需求、企业岗位能力，激发潜力。

优化教学方法：采用多种教学方法，如案例分析、项目实践、小组讨论等，激发学生学习主动性。注重个体差异，实施个性化教学，启发创新思维。充分利用云中课堂工具，如视频会议、屏幕共享、在线讨论等，运用主流工具协同开发，促进学生团队协作。

加强实践教学：通过项目化实践提升知识和技能，及时评价和反馈成果。

强化师资力量：提高教师专业素养和教学能力，跟踪前沿，产、教、科融合。

完善評价体系：多元评价，包括对学生的知识、能力和素质进行评价，过程评价和结果评价结合，注重公正性和客观性。

持续改进：持续改进教学过程。根据学生反馈和社会需求变化，优化调整教学内容和方法。

教学优化多面化，包括明确教学目标、精选教学内容、优化教学方法、加强实践、强化师资、完善评价体系及持续改进。

结合云中课堂，进行深度学习学情分析系统设计，解决学生课堂行为识别、学习状态评估等问题。构建深度学习学情分析系统，通过视频摄像获取课堂情景，进行图像分割和识别，实现对课堂行为、学习状态等分析、呈现和管理。

七、结语

基于云中课堂的综合项目实战课程教学模式和关键技术涵盖范围广。提出了线上线下结合、个性化探究学习与小组协作融合教学模式。关键技术包括云计算、数据分析、协同工具与平台、虚拟仿真等。结合人工智能技术，实现对学生学习过程和表现的个性化分析和资源推荐。跨学科融合，将不同学科的知识与技能融合到综合项目实战课程中。实践与产业对接，校企合作，将真实项目引入综合项目实战，全过程多元评价。通过云计算、大数据分析、实时互动和多媒体等技术应用，为学生提供更加个性化、高效的学习体验。通过云中课堂平台的构建和使用，促进教育资源的共享和优化配置，推动教育数字化转型和创新人才培养。

参考文献

[1]焦苗苗.构筑多元化情境实现“云课堂”目标——思政学科高效课堂构建策略探究[J].陕西教育（综合版），2023（10）：37-38.

[2]杨英鹏，孙清闻，何宗刚，等.基于CDIO的网络工程项目实战课程设计与实践[J].软件工程，2019，22（09）：53-56.

[3]吕云翔，许鸿智，杨洪洋，等.华为云DevCloud敏捷开发项目实战[M].北京：清华大学出版社， 2021.

[4]戴岭，祝智庭.教育数字化转型的逻辑起点、目标指向和行动路径[J].中国教育学刊，2023（07）：14-20.

[5]杜雪娟.基于云课堂的计算机教学创新与实践[J].电子技术，2023，52（09）：262-263.

基金项目：1.2022年广州市科技计划基础与应用基础研究项目“基于深度学习的全景图像分割及应用关键技术研究”（项目编号：202201011693）；2.广东省高等学校教学管理学会2021年度课程思政建设项目“综合项目实战——鸿蒙应用开发”（项目编号：X-KCSZ2021267）；3.广东省教育科学规划课题（高等教育专项）（项目编号：2022GXJK477）；4.广东省高职教育计算机类专业教学指导委员会2023年教育教学改革研究与实践项目“基于CDIO理念的综合项目实战课程教学改革研究与实践”（项目编号：JSJJZW2023003）；5.2023年广东科学技术职业学院校级教学质量工程项目（继续教育教学改革研究与实践项目）“基于云计算的创新项目化职业能力提升改革研究与实践”（项目编号：3）

责任编辑：张津平、尚丹