低碳型教育中云计算辅助教学协作学习

张蕾　何长林　李海军

摘要：对我国云计算辅助教学现状进行研究，指出开展低碳型教育中云计算辅助教学协作学习研究的必要性，首次提出低碳型教育中云计算辅助教学协作学习发展策略。

关键词：低碳型教育（C-Education）；云计算；协作学习；云计算辅助教学

0.引言

随着低碳型教育（C-Education）模式和云计算的深入发展，云计算辅助教学将会以其廉价、便捷和安全的“云”服务特性逐渐成为教育的主流。目前我国对云计算辅助教学的研究尚属起步，对云计算实际的资源开发和应用研究很少，尤其是在探索低碳型教育与云计算辅助教学协作学习之间的关系方面，还缺乏成熟的研究成果和应用对策。如何把云计算理念融入教育信息化建设进程，如何在低碳型教育模式下顺利开展云计算辅助教学是目前我国教育信息化建设亟待研究解决的问题。

低碳型教育中云计算辅助教学协作学习适应云计算在教育技术领域的应用和发展，因此，云计算辅助教学协作学习发展策略的研究，对于在低碳型教育中推广云计算辅助教学具有重要的意义。

1.低碳型教育

低碳型教育是指适应低碳经济社会发展，在教育的各个方面采取措施，促进教育教学活动的各个环节降低能耗、减少污染、减少二氧化碳排放，节约能源、保护环境，推动教育工作科学发展。核心是教育在思想观念、环境建设、资源开发、教学方式等方面适应低碳经济的深刻变革。

2.云计算辅助教学

2.1云计算辅助教学的发展

“云计算辅助教学”（Clouds Computing Assisted Instruction，CCAI）是指学校和教师使用云计算提供的服务，构建个性化教学的信息化环境，支持教师有效教学和学生主动学习，促进学生高级思维能力和群体智慧发展，提高教育质量。目前，云计算辅助教学成为计算机辅助教学在2l世纪的新发展，如何将辅助教学的功能进一步提升，如何利用云计算使教师和学生在整个教学过程中获得更便捷、高效的服务，是我国教育技术领域专家正在深入研究和探讨的问题。

数据显示，虽然我国云计算辅助教学起步较晚，相关研究主要停留在理论上，但是教育界及学术界对它的关注越来越多，人们对“云端”学习所表现出来的信心也越来越大。近几年，Google公司与中国高校建立云计算学术合作项目，清华大学首先加入此项目，与Google合作开设了大规模数据处理课程，并建立云计算实验环境供教学科研使用；IBM公司也与北京工业大学联合研发出首例科教云计算实验平台；山东科技大学为提高学校信息化水平采用云计算技术和虚拟技术构建了校园云数据中心；华为公司与上海中学合作，利用桌面云的方式替换了部分计算机教室和图书阅览室现有的计算机，提供支持基于windows操作系统的日常教学与阅读要求的桌面服务。

2.2云计算支持的协作学习

近几年CSCL、AI-ED、ED-MEDIA等国际重要学术会议都将协作学习作为重要的专题进行讨论。关于它的定义国内外争辩不一，嘎斯基（Guskey T.R.）博士强调协作学习是一种教学形式，教育学家赖特（Light P H）和梅瓦里克（Mevarech Z R）指出协作学习是一种学习环境，国内的何克抗教授提出协作学习是一个过程，而黄荣怀教授则认为是协作学习中合作互助的相关行为，虽然不同的专家对协作学习研究的侧重点不同，但他们普遍认为协作学习是在一定的学习环境中个体主动进行交流和沟通，通过巧妙地构建以及相互分工与合作从事一定的学习活动，从而完成学习目标、构建知识的学习过程，它遵循如下特点：①协作学习以2-4人的小组为单位，成员之间地位平等；②协作学习小组每个成员有独特的想法，协作互助完成任务；③协作学习以每个学生为主体，强调整个学习过程的协作性；④协作学习以最终的学习目标作为学习导向，贯穿协作的整个过程。

云计算支持的协作学习CCSCL（Clouds Computing Supported Collaborative Learning）是利用云计算辅助教学和支持协作学习的技术方法，在云端建立“云”环境，以使师生进行协作交流，是计算机支持的协作学习的延伸和发展。CCSCL使用云汁算辅助教学平台来支持学习，利用云服务的理念，因此CCSCL有以下新特点：①技术不再是学习者和教师学习的负担，所有技术方面的问题，包括软件工具的安装、后期的更新与维护、技术帮助等都由云服务的提供商来解决。②云服务提供给学习者和教师更加丰富的学习资源，并能使学习者和教师更加快捷方便准确地搜索学习资源。③云服务能够针对学习提供更加有效的协作方式。④云服务削弱硬件环境的作用，只要能上网就可能进行协作活动，真正实现随时随地学习。

3.低碳型教育中云计算辅助教学协作学习分析研究

3.1必要性

目前，以降低能耗、减少二氧化碳排放，减少污染、保护环境为基础的低碳型教育日益成为关注的焦点，因此，积极研究探索如何在教育的各个方面利用云计算辅助教学手段，使教育走上低碳型发展道路，对于贯彻国家中长期教育改革和发展规划纲要具有重大的战略意义。

1）探索低碳型信息化教育构建思路。

云计算辅助教学发挥云计算的特点，能够提供强大的教育资源，是构成高效、低碳型信息化教育体系的主要手段。在教育活动中，师生可以利用云计算的资源访问云端资源，充分体现了低碳型教育的理念。

2）促进低碳型教育发展，有效节约能源。

按照科技部《全民节能减排手册》的计算，如果全国5%的中小学计算机配置节能型上网终端，并采用云计算辅助教学模式，将比现有学校配置的计算机教室每年减排折合二氧化碳8.4万吨；如果将学校信息中心使用的1台IBM服务器改为使用云计算辅助教学，每年可以减排折合二氧化碳5吨。其他常见教育活动中如果考虑云计算辅助教学，改变阅读方式，用数字化教育资源替代常用技术设备所减排的二氧化碳量将达到一个惊人的数字。endprint

3）推进云计算辅助教学发展进程。

随着各大公司相继实施大规模的云计算研究项目，云计算辅助教学也成为教育技术工作者关注的焦点。我国一些学者和教育技术工作者已经在关注和研究云计算辅助教学的应用对策。

3.2低碳型教育中云计算辅助教学协作学习发展策略

低碳型教育中云计算辅助教学协作学习的发展应以低碳为基本标准，充分考虑“绿色节能”原则，改善学校信息化基础设施建设的整体结构，整合资源，同时转变旧的教学模式，在教学工具运用、教学活动开展等方面都充分体现低碳的要求。笔者总结了目前我国开展云计算辅助教学的情况，提出如下低碳型教育中云计算辅助教学协作学习发展策略。

3.2.1云计算辅助教学协作学习平台逻辑架构

开展云计算辅助教学协作学习的关键是便捷、有效、易于搭建的学习平台。笔者认为，今后应大力开展教学工作者与网络专家之间的交流合作项目，通过深入交流获得对云计算辅助教学平台的一线需求，这将为最终研发出适应教学需要的云计算辅助教学协作学习平台确定努力的方向。通过这样的平台，教师可以从传统的知识传授者转为教学过程的引导者，而学生的学习则转变为通过协作来解决问题的知识建构，这可以体现建构主义学习理论的特征。图1为笔者设计的基于云计算辅助教学平台的逻辑架构。

云计算辅助教学平台逻辑架构遵从云服务分层体系架构的3层结构：一为云基础设施即服务层IaaS；二为云平台即服务层PaaS；三为云软件即服务层SaaS。本逻辑架构在服务IaaS的基础上结合协作学习原理，设计了PaaS中的教学辅助平台，充分考虑云计算辅助教学协作学习中知识建构过程，设计了学习资源模块、协作交流模块以及评价反馈模块，其中评价反馈模块突出了评价体系在整个云计算辅助教学协作学习过程中的重要作用，这在以往的文献中是没有涉及的。通过该平台协作用户可以享受云提供的邮件、选课、校园一卡通等服务，从而通过云计算教学辅助平台完成协作学习和知识建构。

3.2.2云计算辅助教学协作学习模型设计

设计具体的协作学习模型引导学生协作学习是云计算辅助教学协作学习发展的关键。经过尝试应用不同的学习平台，我们已经对各教学平台的特点有了较清晰的认识，但影响云计算辅助教学协作学习快速推进的一个重要原因是没有教学设计流程及协作学习流程的具体模型，这导致了教师的教学设计没有章法、协作学习过程混乱以及协作学习效果不明显。因此，笔者提出一个云计算辅助教学协作学习参考模型，从而规范协作学习过程中教学过程设计以及协作学习流程，这将促使云计算辅助教学协作学习快速发展，参考模型如图2所示。

云计算辅助教学协作学习参考模型主要分为3个层次：实践构思与学习准备、云计算辅助教学协作学习和实践总结。实践构思与学习准备阶段是云计算辅助教学协作学习的基础，实践开始前应对学习者特征进行充分分析，按照学生特点划分协作小组，同时确定学习内容并设计学习任务，确定实践的条理性、可行性、可控性以及价值性，以保证实践顺利进行。

云计算辅助教学协作学习阶段是整个实践过程的关键，在此过程中学生是主体，教师只是引导者和观察者。实践的过程设计符合云计算辅助教学平台逻辑架构，分为内容呈现模块、协作学习模块以及评价反馈模块3部分。在云计算辅助教学协作学习实践参考模型中特别强调学生的主体作用，学生通过自主学习完成云学习环境下知识的有效建构，在实践过程中，小组组内成员及组间成员进行有效交流、协作，该过程进一步加固了知识体系的建构，同时评价反馈模块对整个协作学习过程进行有效干预，通过学习调查、作品展示观察学生的表现、活动的情况与特征，并适当对学生的学习行为进行干预，保证协作学习过程更加顺利地实施并且获得预期的效果。

实践总结部分对整个云计算辅助教学协作学习过程进行价值评定和审核，在此前的实践构思与学习准备及云计算辅助教学协作学习过程顺利完成的前提下，总结云计算辅助教学协作学习的规律和特点并形成可行的云计算辅助教学协作学习方案，作为可参考的研究依据。

3.2.3云计算辅助教学协作学习多元化评价体系的设计

教学评价体系是设计云计算辅助教学协作学习活动的重要组成部分，评价设计应以教学目标为依据，针对各教学内容和教学环节进行价值判断，最终量化为数据。以往的教学评价体系主要侧重于学习知识的效果即成绩上，在云计算辅助教学协作学习中，评价设计应更多体现学习者的创新能力、协作能力和沟通能力的培养，如图3所示。

云计算辅助教学协作学习多元化评价体系分为平时表现、个人学习能力、协作能力和成果展示4个一级指标，同时每个一级指标又根据学习进程设计了若干个二级指标和三级指标。所有指标都充分考虑个体评价和小组评价内容，针对课堂、云端及课后学习表现，结合整个云计算辅助教学协作学习过程，提出云计算辅助教学协作学习效果的量化指标。在设计评价指标过程中，笔者还重点考虑了个人学习能力、协作能力以及成果展示因素，旨在突出学生潜在能力的培养和激发，从而作出最全面、最综合的评价。另外，该评价体系还具有一定的反馈功能和激励功能。

4.结语

可以预想未来的教育将不再局限于时间、地点和内容，未来的学习将是更加自由、个性化的学习。笔者确信，随着云计算和云计算辅助教学研究的深入，云计算辅助教学相关的应用方法和规范也将会不断地完善和发展，同时教育教学方式也将转变为更加重视培养学习者协作能力、团队意识等全面发展的素质教育模式。endprint