建构注义视野下基于云计算的网络教学环境设计

摘要：云计算技术应用于教育领域是教育信息化发展的必然趋势。文章在分析云计算应用于教育领域优势的基础上，结合建构主义理论，设计了一种基于云计算的网络教学环境，并对该教学平台的组成架构和功能模块进行了阐述。

关键词：云计算； 云计算辅助教学； 建构主义； 网络教学平台

中图分类号：TP3934 文献标识码：A文章编号：2095-2163（2013）06-0067-03

0引言

2008年12月中国教育技术协会年会上，黎加厚教授首次提出了“云计算辅助教学”（ Cloud Computing Assisted Instructions，CCAI）的概念。所谓“云计算辅助教学”是指学校和教师利用“云计算”支持的教育“云服务”，构建个性化教学的信息化环境，支持教师的有效教学和学生的主动学习，促进学生高级思维能力开发和群体智慧潜能发展，由此而推动教学质量获得显著提高[1]。进一步来说，也就是充分利用云计算所带来的云服务为学校教学提供资源共享，存储空间无限宽广的便利条件，从而引领现代教学的智能化发展，因而具有重要的研究与实用价值。

云计算是分布式处理、 并行处理和网格计算共同发展的综合成果。广义的云计算是指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。云计算的思想最早出现于20 世纪60 年代，麦卡锡曾经说过：“计算迟早有一天会变成一种公用基础设施。”这就意味着计算能力可以作为一种商品通过互联网进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便、且费用低廉。从最根本的意义上来说，云计算就是数据、应用和服务都存储在云端，通过充分利用数据中心的强大计算能力，来实现用户业务系统的自适应性[2]。

云计算的本质就是整合资源。对于教育领域而言，就是整合大量的甚至是复杂的教育资源和数据资源，并进行集约化的使用和管理，再以服务形式推向广大云端用户。

建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，并利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而真正获得。建构主义既强调学习者的认知主体作用，又兼顾了教师的指导作用，此处的教师是意义建构的帮助者和促进者，而不仅仅只是知识的传授者与灌输者[3]。学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而并非外部刺激的被动接受者和知识灌输的对象。教师必须创设一种良好的学习环境，学生在这种环境中可以通过开展实验、独立探究、合作学习等方式来展开相应学习。教师要成为学生建构知识的积极帮助者和引导者，应当激发学生的学习兴趣，引发和强化学生的学习动力。通过创设符合教学内容要求的情景和提示新旧知识之间联系的线索，帮助学生建构当前所学知识的意义。为使学生的意义建构更为有效，教师应尽可能组织协作学习，展开讨论和交流，并对协作学习过程进行引导，使之更加利于意义建构的实现。

云计算技术的蓬勃发展为教学环境的建构提供了技术上的可行性和保障。正是基于这一理念，笔者构建一个基于云计算技术的网络教学平台，教师可以利用该平台定制教学情境，学生则可以利用这个平台构建个人学习过程，进行自主学习和协作学习。该教学环境是建构主义教学理论的良好实践空间，满足了建构主义对学习环境的要求，而且提供了教学一条龙服务，以此辅助教师的教学，有利于促进师生之间的交流，同时也促进了学生的个性化学习。

1云计算技术在网络教学领域的优势

11提供海量的存储空间和软件服务

云平台可以提供巨量并且安全的信息存储服务（PaaS），各种教育资源存储在云端，提供云计算服务的企业负责管理和维护这些数据的正常运转，保证具有足够强的计算能力和足够大的存储空间可提供给用户按需使用，用户不必担心病毒危害或信息丢失等诸如此类的问题，同时，严格的权限管理策略还可以实现用户与指定的人共享数据[4]；云平台还可以提供软件服务（SaaS），用户所需的应用程序并不运行在用户的个人计算机、手机等终端设备上，而是运行在互联网上大规模的服务器集群中。用户只需付出较为低廉的代价，就可以在线使用各种正版软件，大大降低了学校在软、硬件更新与维护方面需要付出的时间及经济成本。

1.2教与学方式的转变

1.2.1教师授课方式的转变

一改传统的授课方式，在课堂上，教师构建或筛选教学资源，并引导学生学会利用资源。可以说，这样的教学方式突破了教师本身教学素质的局限，增强了课程自身的新颖性和实践性[4]。

1.2.2学生学习方式的转变

通过SaaS构建自己的学习圈，完成网络学习和非正式学习，形成完全良性的网络学习空间，学生不再是被动地接收知识，而是可以根据自身的知识结构和学习方向，自主地选择学习资源，并且可以和拥有相同学习目标的其他学生组成学习小组，实现更高效率的协作学习。甚至，云计算还可以虚拟构造实验室，帮助学生完成从理论知识向实践技能的有效转化[4]。

13促进师生互动以及学生之间的交流互动

在教学过程中，学习主体之间的信息交互、教师的及时指导对于知识的建构均起着关键性的重要作用。基于云计算的网络教学环境重视学习的自主性和协作性，提供多种方便快捷的信息交流手段，诸如，教学平台中的讨论答疑区，论坛等。这就使得教师无论身处课内还是课外，都可查看、参与学生之间的讨论，及时解答学生的问题，学生之间的交流互动同时也可以促进学生创新力、执行力和团队协作智慧的发展，进而提升学生的专业技能和未来的职业能力。

14提供灵活的访问方式，教学可随时随地进行

云计算是一个整合的计算环境，所有的数据都存储在云端，只要用户接入了云计算平台，就能够使用相同的工作环境，云平台的高速计算和数据传输能力，实现了Anytime、Anywhere、Anyway（即任何时间、任何地点、任何方式）的3A级用户体验，满足不同用户的学习交流需要。用户可以根据个人需求、知识背景与兴趣爱好来自由选择资源配置。学生在任何时间、任何地点，若想学习教师讲过的知识，就可以打开手机、PDA 或者笔记本电脑，在线查看或下载教师的电子教案、教学视频、教学课件等[5]。在这个过程中，学生自始至终是整个学习过程的主导者，可以自行控制学习进度，还可以定制自己的学习内容、选择自己的学习同伴和灵活的学习方式。教师也可以不拘任何时间和地点即可开展教学活动，只要能打开移动终端，就可以上传教学资源，并为学生在线安排学习任务，检查学习效果，及时跟踪学生的学习进程，而且在必要时即时给予良好的指导等[6]。

2基于云计算的网络教学环境设计

2.1网络教学平台的模型设计

基于云计算的网络教学平台可由学校建立私有云，也可以采用由教育主管部门主力引导，云服务开发企业积极参与，公有云与私有云相互结合的整体开发模式，而后者也必将成为未来云计算在教育领域的必然发展趋势。基于云计算的网络教学平台的总体功能构架如图1所示。

由图1可见，平台采用多层的“云计算”体系结构，其最底层是基础设施层，对应云计算的基础设施即服务（IaaS），通过虚拟化技术，将服务器、数据库、网络设备和存储设备等全面虚拟化，建立一个随需选用的资源共享的基础资源池，并将计算能力和数据存储作为一种服务存放在“云端”租借给用户， 同时提供对外统一的访问方式，从而提高数据的访问性能。第二层是网络教学平台的平台服务层，对应云计算的软件即服务（SaaS），提供在线的软件服务，包括：在线学习、互动平台、在线测试、资源中心等各类功能模块；第三层是客户端访问层，访问方式包括：电脑 PC、3G 手机及其他移动终端。此外，还有一个管理层，这一层是为横向的三层实现服务的，并为这三层提供管理和维护等方面的多种技术，主要包括：帐号管理、SLA监控、计费管理、安全管理、负载均衡、运维管理[7]。

2.2教学过程设计

2.2.1教学前期准备

教师可以根据学生的专业特点、学生的具体情况准备和组织相关教学资料，撰写课程大纲、学习目标、学习的重点与难点，制作教学课件，学习方法指导等并向网络教学平台上传；学生可以登录网络教学平台，使用或参考平台上的相关资源，进行课前预习。

2.2.2教学过程支持

课堂教学过程中，教师只要登录网络教学平台，即可使用预先已上传的课件、讲义和其他教学资源。学生也可下载教师课件，向教师和同学提出疑问，记录自己的学习收益，心得体会；教师可以查看学生的学习笔记，了解学生的学习难点、学习心理，及时调整自己的教学策略[6]。

2.2.3课后学习支持

课后，教师和学生可通过电脑、手机等移动设备随时随地登录网络教学平台。对于教师，可以随时进入教学平台查看学生作业完成情况，批改学生作业，及时回复学生的提问；学生则可通过云平台提供的学习交流区和论坛等与同学、老师进行交流互动，上传作业，查看作业批改结果，也可以利用网络在线测试系统对自己所学进行测试[6]。教师还可以将学生的优秀作品到平台上，使学生实现互相借鉴学习，并增强学生的成就感和学习兴趣。3构建基于云计算的网络教学资源，实现资源的

真正共享近几年，随着信息产业的飞速发展以及各高职院校对教育信息资源建设的日趋重视，很多学校都积累了大量的教育信息资源，然而这些资源却存在着重复建设、资源利用率低、资源共享程度低、以及资源分布不合理等现象。如何消除这些弊端已经成为一项具有高度迫切性的重要任务。笔者认为，可通过一定的行政手段和技术手段，将各高校现有的软、硬件资源加入“云”系统，进一步提高基础设施的利用率，而将分散的优质网络教学资源进行有效的整合，纳入到基于云计算的教学资源平台进行集中展现，则实现了资源共享，同时解决了教育资源重复性高，优质资源缺乏等问题[8]。

4结束语

随着云计算技术与应用模式的快速发展与逐渐成熟，云计算技术将在国内的教育领域中得到广泛应用，基于云计算的网络教学平台也必将在此过程中发挥巨大作用。当然，这还需要国内的教育主管部门提高互联网科技应用意识，并站在全国教育整体发展的战略高度，充分认识云计算应用模式对教育资源的巨大整合作用，从而对云计算技术和教育领域的结合发挥有益的指导和规范作用。

参考文献：

[1]黎加厚.低碳型教育与云计算辅助教学[J].中国信息技术教育，2010（1）：73-77.

[2]张建勋，古志民，郑超. 云计算研究进展综述[J].计算机应用研究，2010（2）： 429-433.

[3]何克抗.建构主义的教学模式、教学方法与教学设计[J].北京师范大学学报（社会科学版），1997（5）：74-81.

[4]曾静.云计算时代高职院校面临的机遇和挑战[J].教育技术装备，2010（22）：4-35.

[5]李云波.基于云计算的多媒体教学平台建设研究[J].软件导刊，2013（6）：93-95.

[6]刘中宇.基于云计算的多媒体教学环境设计[J].现代教育技术，2013（2）：43-46.

[7]匡胜徽，李勃. 云计算体系结构及应用实例分析[J].计算机与数字工程，2010（3）： 60-63，91.

[8]邢丽刃，徐博.基于云计算的网络教学资源平台建设研究[J].武汉大学学报（理学版），2012（10）：159-161.