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摘要：云计算平台的数据共享性、计算高速性以及服务便利性为开展协同学习提供了有力支撑。文中以提升学生应用能力为目标，以学习者为主的研究在云计算平台下开展协同学习模式，进行云计算协同学习平台设计和应用协同学习教学设计，并提出了教学方案改进的方法和措施。文中设计的系统可有效缓解以往资源利用不可共享的弊端，满足学习者的多方面学习诉求，并可以有效地提升学习效果。
关键词：云计算；协同学习平台；在线学习；教学设计；教育信息化
本文引用格式：杨志和，等.基于云计算的协同学习平台设计与研究[J].教育现代化,2020,7(36):20-22.
Design and Research of Collaborative Learning Platform based on Cloud Computing
YANG Zhi-he,CHENG Wang-bin,LIU Shuo-qing,LIANG Juan,HUANG Bo-ji,YANG Mai-xin
(School of Information Science and Engineering,Hunan Institute of Science and Technology,Yueyang Hunan)
Abstract:The data sharing,computing speed and service convenience of cloud computing platform provide strong support for collaborative learning.In order to improve the application ability of students,this paper focuses on the study of learners to carry out collaborative learning mode under the cloud computing platform,designs the cloud computing collaborative learning platform and application collaborative learning teaching design,and puts forward the methods and measures to improve the teaching scheme.The system designed in this paper can effectively alleviate the disadvantages of unshared resource utilization in the past,meet the learners'multi-faceted learning demands,and effectively improve the learning effect.
Key words:Cloud computing;Collaborative learning platform;Online learning;Instructional design;Educational informatization
一 引言
在大数据全面来临的背景下，凭借着不可替代的优势，云计算为教育教学领域带来了新的机遇和挑战。尤其是对于网络教育来说，群组协作的方便、存储空间的巨大、数据处理的可靠、相互之间的兼容性以及超强的容错能力都给在线学习平台提供了核心的保障[1]。当下，网络的发展为教学领域提供了新环境，也为教育的创新开辟了新路径，从最开始的Web1.0网络时代逐步发展到今天的以“云计算”为特征的社会化网络时代。“云服务”是社会信息化的现代服务，所有资源都在“云端”中。
以商业计算为模型的云计算，可以通过软件在云端实现存储超级计算、网络带宽、数据处理、数据存储等互联网资源。在云环境下用户可以不用安装任何的应用程序，就可以利用网络终端设备完成对各种网络资源的访问。以云计算为基础的协同学习是在以计算机为基础的协同学习(CSCL)模式下的继承与发展，通过利用云计算的辅助教学功能与支持协作学习技术，在云端构建“云环境”，为学生和教师之间的协作学习、协作交流提供学习模式[2]。
二我国云计算协同学习平台发展现状
经过多年发展，目前在线学习平台模在全国已有几十所高校通过了网络教育试点验收。除此之外，各种基于在线学习的有偿性网络运营中心正在逐步出现。据部分统计，国内目前已有的在线学习平台注册人数已接近一亿人，并且注册人数在不断上升。另外，云计算辅助教学显得更加新颖，而这也就要求教师需要具备更好的教学能力[3]。同时企业也在不断地加快在线网络学习平台的建设。随着互联网与教育的深度融合，利用大数据、云计算形成的互联网教学模式已经成为了智慧教育课堂发展的重点[4]。
国内快速发展的在线学习平台建设取得了一定的成就，但依然不能忽视当前存在的共性问题[5]。首先，存在大量信息孤岛现象，使得整合开发学习资源缺乏统一性，且利用率不高，共享效果差。不同的教育机构都在对相同学习内容进行反复制作，浪费了大量人力与物力。其次，以个体为单位开发的在线学习平台，一旦有大量用户访问，相关的软硬件设施就会出现崩溃现象。最后，在线学习平台受传统设计思维影响与新时期的教育格格不入，因此引入创新数据处理技术和计算模型迫在眉睫。
三 基于云计算的协同学习平台设计
在线学习平台的构建从需求上来说需要五层结构：基础设施层、管理层、用户层、应用层和数据存储层，这些是满足在线学习平台正常运转的支撑。
（一）基础设施层
在平台的设计中基础设施层具有重要地位。基础设施层提供的硬件资源主要有网络设备、服务器功能和存储空间。这些硬件资源都是通过虚拟化技术来实现的，即利用虚拟机将存储资源虚拟隔离，这一举措提升了存储资源的整合利用率。
（二）管理层
管理层在在线学习平台中担负着重任，为系统的正常运行提供保证，也为各种程序提供了第三方平台。基于管理层，平台的可靠性和安全性得到了提升。
（三）用户层
在云计算技术推动下，在线学习平台用户为师生。师生可以在平台就学习方面进行交流和答疑，教师还可以通过布置作业来做好指导工作，而学生也可以通过下载资源去进行自我检测。
（四）应用层
作为协同学习平台重要的组成部分，应用层的作用在于为教育教学提供有关的SaaS(软件即服务)。该层虽不承载具有针对性的数据内容，但有着支持整个系统的作用，并且为平台提供云服务。
（五）数据存储层
在整个设计过程中，在线学习平台的核心架构层是数据存储层。利用云计算整合资源使得存储空间问题迎刃而解。通过服务器集群提供的服务，云端的教学资料可以做到随用随取、统一管理，即提升了资源利用率，也消除了信息孤岛现象。在利用不同数据的不同特点采取相应的存储形式时，应做好结构化与非结构化数据处理，便于数据的统一管理和存取。
四 云计算平台下应用协同学习教学设计
（一）在协同学习模式下，灵活实现学生协同分组
传统模式下的协同分组通常是以课堂中座位安排、寝室或以成绩为单位等方式来进行搭配分组，但在云计算平台中，通过考虑异质原则，根据思维方式、学科强弱、兴趣爱好、个性特质等方面进行分组，分组之后，每组的实力都得到均衡，且每组都有各自的特点及优势，更容易做出创新的设计[6]。
（二）在协同学习模式下，多样化实现组内深度互动
云计算平台利用智能终端模式让学生随时随地都可以进入教学平台，平台上可以进行学习讨论并共同完成项目，比起传统的只在课堂上的互动，云计算平台的互动形式、互动时间以及空间都更具延展性，更能实现深度互动。且课余时间学生可以在不同的时间及地点进入云计算平台进行学习与讨论，还可以将学习中遇到的问题发送给老师并实现与老师的互动。
（三）在协同学习模式下，创新课程设计
云计算平台还可以进行跨专业交流，并结合协同分组，让学生在合作学习中更加系统地学习各类专业知识。例如，计算机网络课程的TCP/IP模块教学利用网络抓包创建一个项目模块，再分组进行数据分析，而在动态网站课程设计中，post和get在表单提交之后，不同的TCP分组会进行数据封装。利用云计算平台的虚拟化技术，可以将两门不同课程的项目学习模块作为同一个项目的模块，由不同的学生分组去完成，继而可以开发出两个课程交互的课程学习模块，且学生也可以在课程学习中深入学习和理解了知识点。
（四）在协同学习模式下，充分结合现代教学技术现有资源
基于云计算平台的协同学习，使保持协同学习模式特点的同时，又充分发挥了现代教学技术的优势。目前流行的“翻转课堂”就是基于这种模式，课前小组成员通过一起看微课、讨论并记录下难点与问题，然后在课堂上与老师和其他组的同学进行讨论与学习，这样个人疑惑便可以在小组讨论中解决，再将剩下的小组不能解决的疑惑拿到课堂上讨论并解决，这使得课堂效率更高。
五 云计算协同学习平台的应用
构建“互联网+教育”的学习平台，是教育工作者的重要目标。引入“教育+平台”的服务模式成为了教学领域的新趋势。传统的学习在网络传输速率、教育资源管理等方面存在局限性。但在云计算环境下，构建云计算学习平台是教育技术研究者的新任务。移动云计算是在云计算技术基础上融合了移动互联网技术和移动计算，从而为移动学习用户提供云服务[7]。
移动云计算的服务模型一般由三部分组成，分别是“端”、“云”、“管”。所谓的“端”是学习者能够通过网络接入到“云”的移动终端设备；“云”是提供资源或云服务的相关基础设施，并且“云”由平云、基云和软云三个层次构成；“管”是指提供数据传输的通信网络。
1.“端”即移动终端。移动终端与智能技术的迅猛发展使得移动设备不仅支持播放音频、视频和游览文档，而且运行环境也越来越安全和稳定；使学习者进行学习时可以随时利用移动终端调用规格大的流媒体文件。
2.“管”即移动网络通信。在5G移动网络即将到来的环境下，可以大规模高效率地传输学习资源。3.“云”即云端服务。平云是云端服务架构的中间层，为用户提供应用程序的运行环境；软云是云端服务架构的顶层，将应用软件封装成服务提供给用户；基云处于云端架构的底层，采用托管的方式将硬件等基础设施资源作为服务提供给用户使用。移动云计算在教育领域运用最多的应用是移动云存储。所以移动云计算环境下，学习者可以通过移动终端去快速地获取大量的移动学习资源。
六 总结
在线学习中云计算应用将会最大程度地利用教学资源，并且结合云计算的教育平台在推进协同学习模式的过程中有很大的优势。云计算平台的服务支持性、高计算性、数据共享性等特点使得协同学习模式的推广和应用更加快速，打破协同学习模式时间与空间的限制，让教师在教学中贴近生活的同时充分调动了学习者的主观能动性。云计算技术还可以通过搭建极具个性的教学平台，促进多样化教学的开展，并提升教学质量和效果[8]。目前我国已有的在线学习平台和云计算的融合还需进一步探索实践，不断对其平台功能进行完善和加强，最终使在线学习平台成为学习者进行终身学习建设的坚实基础和保障。结合协同学习模式的在线学习系统易于被学习者接受，同时该系统以学习者为主，可以提高资源共享的利用率，从而可以大幅度地提升学习效果并满足学习者的学习需要和要求[9]。
参考文献
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[6]许学添.基于云计算平台的协同学习模式应用研究[J].信息技术与信息化,2017(3):108-110.
[7]崔勇,宋健,缪葱葱,等.移动云计算研究进展与趋势[J].计算机学报,2017,40(02):273-295.
[8]姬跃武.基于云计算的混合式学习在计算机教学中的应用研究[J].教育观察,2019,8(5):131-132.
[9]谢洋.浅析移动云计算在移动学习中的应用[J].信息技术与信息化,2018,(7):128-130.
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