基于云平台网络教学资源共享与交互式教学应用研究
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）30-0238-03
当前，随着“互联网+”为核心的革命浪潮兴起，推动着新兴互联网信息技术与传统行业的深度融合。云计算作为一种使计算能力可以作为一种商品进行流通的新型技术，被越来越多地应用于各个项目中，为当前教育资源总体缺乏且分布不均的现状提供了一种优化资源的选择，“教育云”在教育界被越来越多地得到应用和推广。
一、网络教学资源和平台国内外现状
高校教学资源主要包括优质课程资源、网络课程资源、教学硬件设施资源、图书文献及电子信息资源等。随着信息化技术的发展，高校的教学资源数量呈几何级数增长，严重制约高校的教学和管理。
在国内方面，截至2009年底，上海市46所高校中，有44所学校将“精品课程”作为重要的网络教学资源，有28所已经构建了网络教学平台[1]。截至2014年6月，优慕课公司在全国250多所高校利用在线教育综合平台建设网络课程70万门，累计访问量24亿人次[2]。另外，国内一些企业也积极建设了一些网络开放教学平台，如百度教育[3]、网易公开课[4]、中国大学MOOC[5]。
在国外方面，典型的共享信息平台有世界上信息量最大、点击量最大的美国教育资源信息中心（ERIC）[6]和美国麻省理工学院免费公开课程项目[7]。另外，Google、IBM以及EMC等云计算厂商在美国大学校园及全球推广云计算计划，通过云计算降低分布式计算技术在学术研究方面的成本，学生可以通过网络开发各项以大规模计算为基础的研究，如：东非“健康联盟”云计算项目通过虚拟计算实验室拓展可供学生远程访问的教学资源。
二、已有网络资源存在问题分析
从前面可以看出，国内外在网络教学资源建设上已经取得了不少的成绩，也推出了多种不同的学习、教学模式，如MOOC、微课、精品课程等，但仍然还是有很多没有解决的问题，这些问题主要体现为：
1.未充分调动师生积极性。很多教学平台设计功能复杂，追求大而全，导致很多老师和学生使用不方便或者操作流程复杂，打击了老师和学生使用平台的积极性。另外，平台有些功能未能满足教学要求，如在线批阅学生作业，很多平台只是提供文档上传功能，不具备在线批阅功能。
2.网络教学资源未与课堂教学实时同步。部分高校老师会按照学校要求上传教学日历、教学大纲、教学课件等资料。但当网络资料上传后就很少更新，也不及时跟踪学生学习网络资源状况，这样导致网络教学资源仅仅是静态展示库，网络教学的应用无法落到实处。
3.现有网络教学资源平台无法实现个性化定制。现有网络教学资源平台基本上可以满足资源上传、下载功能，但无法实现虚拟仿真实验模板定制、学生作业抄袭管理和远程多种平台实时访问和管理等功能。这严重制约了课程交互式教学。
4.现有平台难以支持大容量数据存储、传输和访问。现有网络教学平台普遍难以提供1GB以上文件上传、共享访问服务，有的虽然支持大文件上传，但传输时间也很长，而很多教学资源依赖视频教学，导致网络教学一些重要资料不能够及时提供给学生，影响了网络教学效果。
三、云计算技术推动教育信息化的优势
云计算结合了分布式计算和网格计算的特点，以租借的形式为用户提供按需共享服务，极大地提高了资源的利用率，解决了异构、同构环境下软硬件资源管理的问题，且资源可以按需进行动态扩展和配置。
2009年我国于上海举办了第一届“云计算辅助教学高级培训”，其目的也在于逐步推进云计算辅助教学在我国各级各类学校中的应用[8]。云计算技术推动教育信息化的优势主要体现在三个方面：
1.实现资源共享，满足未来发展需求。云计算可以整合教育资源，将以往孤立的优质教育资源集中整合于“云端”，形成一个海量的资源池。
2.降低教育成本，节省资源。云计算对用户接入配置要求很低，用户只需要有宽带云计算接入接口就能正常工作，无须投入大量资金购买相关硬件；云服务可以提供定制服务，常用软件在云端都可以集中提供。
3.充分激发出学生学习的主动性。云计算具有强大的互动功能，学生在云+端“交互式”学习中，完全实现了自主学习。教师也从学习的推动者真正转换为学习的引导者，通过观察学生的学习情况，对学生进行指导。
4.提供了灵活、多变的教学手段。桌面云解决了师生交互、资源上传、作业提交、课堂在线考试等问题。服务器云解决了软硬件虚拟化、考试服务器系统部署、办公自动化等功能，通过网络，师生都可以随时、随地学习。
四、我院在云平台教学实践的改革
2013年，我校利用中央与地方共建高等学校专项资金500万元建设了一个H3C私有云实验室。学院为每一位老师配置了2G内存、500GB硬盘、3.0GB主频CPU虚拟计算机一台，也为全院将近2000名学生每人配置了4G内存、200GB、3.0GB主频虚拟计算机一台。
为了能够充分发挥云平台在教学方面的作业，学院主要从以下几个方面进行了重点建设：
1.充分利用云硬件资源，优化教学条件。我院计算机中心除了承担本院学生日常的教学任务外，还承担了全校所有公共课（如高等数学、马克思原理）、计算机等级考试、全校英语听力教学等内容。以前学院每年都需要投入大量资金购置新电脑，现在已经将这些功能全部移植到云虚拟计算机上。 2.充分利用云平台存储功能，构建覆盖全院师生的专业课共享资源体系。学院要求每一位老师必须将课程教学资料（如教学日历、教学大纲、教学实施方案、教学课件、教学实验、作业、辅助资料等）全部上传到云平台，学生可以随时查看、下载学习。云平台教学资源库如图1所示，该资源库的建立很好地解决了以往网络教学平台资源单一、难以相互共享访问、查询不方便等问题。
3.准备构建云虚拟仿真实验教学中心。随着信息化深入到教学的各个方面，教学模式也在发生转变，比如学生需要个性化电脑桌面环境以满足多元化的实验学习，教师在正常教学过程中需要在多种教学环境快速切换，而传统的分散式管理已无法满足定制化、快速化的教学需求，利用云桌面完全可以满足这种需求，打造“没有围墙的大学”，满足现代大学生利用互联网自由学习的需求。
五、创新型的交互式课堂教学探索
在学院提供云平台教学条件下，笔者选取了“无线网络技术”、“Linux编程技术”两门课程进行了交互式课堂教学模式探索。具体的实施步骤如下：
1.建立网络课程教学资源。教学日历和教学大纲：提供详尽的教学日历和教学大纲，让学生及时了解课程的教学内容、教学实施模式、进度安排等。
电子教案：提供授课电子教案，供学生和其他教师参考。
重点讲授：以视频录像形式讲解课程中的重点和难点问题。
讨论交流：根据教学进度和实施效果，设立讨论议题，就重点和难点问题进行讨论和交流。
相关资源：提供其他丰富多彩的图片、动画、音频和视频等多媒体资源和素材，丰富教学内容。
作业：每门课布置5～10次作业，作业安排具体、翔实，给出评分细则和每次提交截至时间。
实验：提供实验操作手册，实验安排、实验要求、实验报告撰写规范等。
考试自测：每一章都提供了大量的练习题和自测题，学生可以就所学内容进行练习和自我测试。
云虚拟桌面：每个学生都能够启动自身的虚拟桌面云，在云桌面中完成课程相关实验、测试和程序编写。
2.课程的教学组织形式改革。笔者依托云平台条件深入研究和探索课程教学组织形式改革，设计的主要教学形式包括：（1）指定时间，集中分组技能训练，学生必须在规定时间内在各自的虚拟机上操作使用教学资源和教学实践训练。（2）安排机动时间，由学生自己通过移动互动平台预约，进行个别技能自主训练。（3）布置课外作业，每堂课的内容讲解只是占学生课堂教学很少的部分，学生必须通过平台预习、查询相关文献、课后独立完成所布置作业。（4）开展专业动手能力考核，平台建立专门的课程测试工程，每一门课设计4～5个工程，工程题目以学生动手操作为主。学生根据教学进度，提交工程报告、源程序、测试报告和总结报告等。（5）建立相应课程的云虚拟桌面模板，如WindowsXP基础模板、Windows程序设计模板、Linux编程模板等，学生根据作业或实验要求，手动选择进入不同模板的虚拟计算机中，完成相应的学习。
3.建立课程有效反馈、跟踪机制。基于云平台的网络教学探索与实践，笔者和我院老师在实践中发现，老师和学生都需要投入大量时间和精力来学习平台操作使用，教师通过相互交流学习，相互共享核心资源，改进教学方案和实施步骤，同学生建立紧密的协同学习机制。笔者主要从以下几个方面建立反馈、跟踪机制：（1）跟踪观察。关注学习平台的正常使用，对出现的问题进行专题研讨，及时解决并提出改良方案。（2）根据学生动态反馈需求及时调整教学资源和任务设置，改进教学模式。（3）关注学生的使用过程，包括作业完成情况，浏览、发帖、回帖等交流活动，分析学生对专业知识的建构过程，并对其过程进行及时的反馈和评价。（4）单独交流。与学生进行个别交流，了解学生的技术能力，培养精英团队，以精英教育激励学生的参与和体验，发挥模范带头作用。
通过运用云桌面+智能终端结合的教学模式，保障师生之间主动积极的参与以及无障碍的沟通交流、建构知识意义、自主完成学习任务并多维度收集反馈信息的互动方式，培养学生的创新合作精神，增强实践能力，从而有效促进教学改革、提高教学效果。
4.改革学生成绩评价体系。课程成绩是当前大学生最关心的问题之一。我校以前课程成绩构成固定、单一（必修课：平时成绩占20%、期末成绩占80%；选修课：平时成绩占40%、期末成绩占60%）。这种方式存在设置不合理，导致部分学生平时上课不积极、作业不认真完成、考试作弊。
笔者以云平台为切入点，首先，实现对学生在课程学习的每一个过程进行有效监管，学生作业、实验、平时测试等都只能在云虚拟桌面独立完成，无法抄袭。另外，对课程成绩构成体系进行改革，包括平时作业、出勤、小测验、工程训练、实验、期末考试等，将期末考试比例降到40%，从整个实施效果看，学生学习积极性和能力得到很大提高。
六、结束语
本文针对云平台教学资源共享和交互式教学进行了实践研究，主要发挥云计算技术服务教学信息化技术优势，颠覆传统教学模式改革，主要体现在：
1.利用云端丰富多彩的教学资源，激发学生学习积极性和学习动机，从“要我学”转变为“我要学”。
2.颠覆传统课程教学流程，从“先教后学”到“先学后教”。传统课堂教学环节是“课堂信息传递、课后消化吸收”，而基于云平台的课堂教学是“课前信息传递、课中消化验收、课后总结提高”。
3.改变课堂知识教学模式，实现互动教学、可监控教学。在云端，老师可以实时监控每一位学生的学习动态，对学生提供学习指导，也可真正杜绝学生抄袭现象发生。
4.改变以教师为中心的课堂模式，真正实现以学生为中心。在云教学平台，教师从知识传授者变成了学习的组织者、指导者；而学生拥有了自己的学习主动性，能够按自己的步调自主学习，真正成为整个课堂的主角，真正提高大学课堂教学的效率。
