基于“云计算”环境的翻转课堂学习探究

摘 要： 云计算技术不止在商业领域被广泛应用，因为其灵活性和普及性，也广泛在教学领域发挥其功能。翻转课堂是一种以学生为主体的学习方式，学生由被动接受变为主动学习。为了提高学生的学习效率，使学习不再是填鸭式的被动学习，将云计算与翻转课堂相结合，主旨是把强大的云平台和主动学习的翻转课堂相结合，使学生的学习环境和学习思维发生根本性的转变，充分调动学生学习的积极性，也可使得学生对知识的吸收更深入和扎实。

关键词： 云计算； 翻转课堂； 主动学习； 知识吸收

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2014）02-59-02

0 引言

“云计算”铺天盖地席卷网络的时候，不仅在网络成为了热门话题，在教育领域也掀起了波澜。这里的“云”技术是一种隐喻，指的是基于Internet的系统平台，云计算发展到现在已经不是新的领域，在商业领域的应用已经普及，它是计算机数据处理方式的并行计算、分布式计算和网格计算的发展，也可以说是这些计算机科学概念的商业实现。从之前的这些概念或者微软的.NET中人们能够嗅出“云”味道，感受到云气息。如亚马逊网站、谷歌公司、微软公司等，大部分企业将软件与云服务结合起来，并提供第三方托管服务，以及大容量的信息第三方存储服务。

在教育方面，2008年在SEWM上，张智威先生作了“云计算时代的社交网络平台和技术”的报告。黎加厚教授在2009年提出了云计算辅助教学的概念。云计算辅助教学是学校和教师利用“云计算”提供的服务，以此构建个性教学的信息化环境，支持教师课堂以外的教学和学生的学习，完善教学形式。

云计算技术给学生和教师带来了除教室以外的学习场所和机会，在教学过程中云平台的选择不再拘泥于某一个，教师可以根据实际情况选择不同的平台作为辅助教学的工具。在云计算辅助教学的学习环境设计中更强调学习者的需求，设计过程中提供尽可能多的、整体的、丰富的实践网络，作为设计者和教学者要为学习者尽可能地提供真实的情景、活动和任务。

MPI是并行计算的代表性技术[1]，Hadoop是云计算的代表性技术，它是用于存储的分布式系统，也是一个由通用计算设备组成的大型集群上执行分布式应用的框架，提供了简单易用的编程接口，这样易于处理和保存大量数据的分布式云计算平台，具有可扩展性强、成本低、效率高等特点。Hadoop的基本结构如图1所示。

1 翻转课堂的由来及应用

“翻转课堂”（Flipping Classroom）从名称就可以看出其特点，是把“老师白天在教室上课，学生晚上回家做作业”的教学结构进行翻转，构建“学生白天在教室完成知识吸收与掌握的知识内化过程，晚上回家学习新知识”的教学结构，让学生在课堂上完成知识吸收与掌握的内化过程、在课堂外完成知识学习的新型课堂教学结构。

美国林地公园乔纳森·伯格曼和亚纶·萨姆斯在教学过程中观察到，学生并不需要完全在教室接受教师讲授和传递信息，他们可以自主学习知识。真正需要教师帮助的时候，是他们在做功课遇到问题卡住的时候，这个时候教师往往并不在现场。如果把课堂传授知识和课外内化知识的结构翻转过来，形成学习内化在课堂、传授知识在课外的新教学结构，学习的有效性将随之改变。目前我们的教学还是以填鸭式教学为主，这种教学形式的改变可以从根本上转变学生只是被动的听，却无法做到主动思考的被动局面。

如今已经是电子化、信息化、网络化、智能化的时代，只要充分将云计算平台，与翻转课堂的探究性、灵活性以及参与性相结合，就可以实现教学效果的最大化[2]。相对于死板的传统教学模式，如何促进学生学习的兴趣是基于“云计算”的翻转课堂教学中需要进一步研究和探讨的大课题。“翻转课堂”不仅改变了“以教师为中心”的传统教学方式，而且充分完成了学生由被动学习到主动学习的转变。因此基于云计算的翻转课堂，有可能成为传统教学的终结者，而创意这些教学改革的教师也将成为旧的教学方式的掘墓人。尤其是在关注素质教育的今天，基于云计算的翻转课堂为方兴未艾的教育公共服务平台建设提供了可借鉴的范式[3]。在基于云计算的翻转课堂实践中，教育公共服务平台可以发挥其云服务功能，支持自主学习、教育均衡和个性发展，让传统的电教手段在云服务时代焕发新的活力。

2 云计算环境下翻转课堂在教学实践中的应用

在平时的教学过程中，首先从学生的能力角度分析，教学模式的改变[4]大体可分菜鸟和大虾两类，为此可以将任务相应地设置为新手入门和高手过招两类。新手入门的知识必须做到和教材紧扣，知识点不能太多，保证新手可以啃得动；高手过招的难度要适当提高，可以使高手学得充足。在课堂辅导过程中，应该根据水平区别对待，对待新手主动关心，侧重原理讲解和操作步骤的示范，帮助他们完成所分配的任务；对待高手，应该巧于点拨、启发，提出更高的要求，给予更多的创新空间。

在教与学的过程中除了传授知识和运用所学知识之外，更要注重学生各方面能力的培养，正所谓“授之以鱼”，不如“授之以渔”。在尝试新学习方法的时候最好保证过程的畅通，否则会在很大程度上影响学生的学习热情，这就要求教师为整个教学做好周密的安排，并且要有突发事件的应对措施。云平台有很多，如Wiki、博客、QQ、Moodle、E-mail等，做到让学生时刻都处于云计算环境中学习。

基于云计算的翻转课堂教学应用的推广，得益于其探究性，让学生主动学习。从技术促进教育变革的角度来看，基于云计算的翻转课堂经常在课堂教学中运用视频教学等信息技术，在形成“熟练运用信息技术的学生（tech-savvy students）” [5]的基础上，把学生灵活运用数字化设备作为学习过程的组成部分，鼓励学生自带数字化设备到学校，根据自己的学习步调进行个性化学习，这为“翻转课堂”准备了自主学习主体和数字化基础。

从“翻转课堂”的最新创意来看，结构和模式的翻转源于“以学习为中心”的基本思考。其结果不仅创新了教学方式，而且翻转了传统教学结构、教学方式和教学模式，建立起比较彻底的以学生为中心的教学方式。同时，教师则上升为学生学习的组织者、帮助者和指导者的导演层次。如果没有高技术素养的教师和学生，就不可能有翻转教学结构、教学方式和教学模式的重大变革。可见，信息技术已经远远突破“辅助教学”的概念而成为教育不可或缺的工具和要素。

在教学视频的制作中，根据翻转课堂的特点，不能是传统意义上的优质课视频或精品视频的简单改变。他们的主要区别在于：一是长度不同，优质课、精品课是按照一节课的教学要求制作的，长度是45分钟或者40分钟，而翻转课堂是根据教学内容进行制作，一般不超过10分钟，在制作中，要事先认真研究课程特点和教材，找到核心内容，并且用10分钟，最多两个十分钟的视频讲核心内容讲完；二是翻转课堂中的视频只有声音和板书，不出现教师的形象，学生观看板书的演示、听教师的讲解，这样注意力会更集中；三是翻转课堂中的教学视频中没有师生的互动，是教师的单向传授，互动是在真实的课堂中实现的，每个专题视频与在线测试相结合，有些直接发纸质的测试题，用于学生的自我测试。

翻转课堂使得学生自己掌控学习，学生观看视频的节奏全由自己掌握，懂了的快进跳过，没懂的倒退反复观看，也可以停下来仔细思考或做笔记，甚至可以通过聊天软件向教师和同学寻求帮助，增加了学习中的互动，改变了教师与家长的交流。

基于云计算的翻转课堂创设了学生自主学习的环境，学生在没有压力的影响下自主地学习，教师不再是讲堂上的圣人，而是身边的导师，采用在线学习和个别化指导相结合的混合模式。学习流程图如图2所示。

3 学习效果的评价

个人学习能力的评价主要是从两个方面进行衡量：独立思考能力的锻炼和学习技能的掌握[6]。这是从平时的课堂以及课前课后的交流相处中给出的评价。学习不只是发生在课堂上，如果学生只利用课堂上的时间学习，是无法完成学习任务的。对于一个学生学习能力的评价不应该只在考卷的成绩上，而应该通过一切能获得这方面信息的日常学习过程中判断。

因此在对学生学习能力的评价上不做地点和时间范围的限制，评价也就在交流中产生，在这一方面的评价上无论是学生互评还是教师评价都将具有更大的空间，在结束课程的时候再对每个学生的学习能力和学习成绩进行判断才是公平的。

4 结束语

基于云计算的翻转课堂学习在提高学生的学习效率、创新能力、自主学习能力等方面效果明显，因为其自主性和灵活性受到学生们的喜爱。但因为其依赖于网络，对于缺少网络环境的学生来说是无法完成的。随着国家对教育投入的加大，以及网络化的普及，这种学习方式会进一步得到推广。不论哪种学习方式都有优点和不足，我们在教学过程中应该充分发挥这种学习方式的优势，通过其他方式弥补其不足。在教学中采用何种教学方式，是为了激发学生的兴趣，使得学生愿意学；兴趣是最好的老师，我们的最终目的在于学生思维的转变，使学生把学习当成一种乐趣，翻转课堂正是源于这个原因，把被动地接受转变为主动学习的过程。

以云计算平台作支撑设计的翻转课堂教学，在C语言程序设计中的一些实例教学中，我们采用了翻转课堂的教学方式，通过实例教学的应用，学生掌握的知识范围和熟练程度都比直接课堂教学效果好。目前因为硬件资源没能完全配套，以及教师掌握多媒体技术的层次不同，基于云计算的翻转课堂的实施还有一定的难度，在技术上还需要进一步改进，在以后的研究中应该更侧重于简化技术，提高可行性。

参考文献：

[1] 王鹏.云计算的关键技术与应用[M].人民邮电出版社，2001.

[2] 钟晓流，宋述强，焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究，2012.2（19）：58-65

[3] 王旭卿，陈燕.基于协作共享的教育实习信息化研究[J].教师教育研究，2011.23（1）：33-38

[4] 夏仲文.对云计算辅助教学的批判性思考[J].中国信息技术教育，2010.11：59-62

[5] 王庆波，金涬等著.虚拟化与云计算[M].电子工业出版社，2009.

[6] 周黎.云计算支持的协作学习[D].上海师范大学，2010.