周文姬　周　沫

(武警政治學院訓練部信息管理中心，上海201600)

“云課堂”建設的幾點思考

周文姬周沫

(武警政治學院訓練部信息管理中心，上海201600)

隨著我國高校云校園建設的深入發(fā)展，探索以信息技術為支撐的云課堂環(huán)境建設，已成為教育信息化建設的一項重點任務。文章基于云課堂信息技術應用創(chuàng)新，分別從基本內涵、系統架構以及建設特點等三個方面進行了探索，并就存在的問題提出了幾點解決的對策。

云課堂；云計算；基礎設施；教育信息化

引言

云計算是推動信息技術能力實現按需供給、促進信息技術和數據資源充分利用的全新業(yè)態(tài)，是信息化發(fā)展的重大變革和必然趨勢。教育部在2012年3月發(fā)布的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃2011-2020》年中明確提出了要建設國家教育云基礎平臺的問題。研究推廣云課堂，能突破時空限制、資源限制、教學模式限制，實現時時處處是課堂，課課能共享的建設效果，促進資源建設由“自給自足”向“共建眾享”模式轉變。黎加厚教授于2008年提出了“走向信息化教育‘云’服務”的教育信息化新的發(fā)展方向，首次提出了云計算輔助教學(CCAI)的概念，其含義是在“云”環(huán)境下，利用云服務平臺構建個性化的教學環(huán)境[1]。如何在云計算基礎支撐下構建新型課堂，創(chuàng)新教學模式，擴展培訓空間，是當前教育信息化領域研究的熱點問題，其中云錄播、云課堂和云教室作為主流解決方案在教育領域正如火如荼的發(fā)展運用。但是，目前學術界對三者的內涵沒有統一的界定，技術架構和應用平臺沒有統一標準。為此，文章探討相關概念，結合本單位建設實際，提出一種云課堂建設解決方案。

一、“云”概念辨析

（一）云課堂

云課堂是基于互聯網，采用云計算技術，融入信息化教學手段的創(chuàng)新課堂，是基于移動互聯環(huán)境滿足教師和學生課堂教學互動與即時反饋需求的移動教學課堂。它是一種基于現代信息化技術手段實現高效、互動、有趣，同時結合微課、翻轉課堂為一體的教學形式的新型課堂[2]。但云課堂作為一個網絡學習平臺，目前尚沒有統一定義?？傮w而言，“云課堂”是對傳統課堂的豐富和拓展，體現在三個方面：資源層面將教室里所有的教學資源都存儲在“云端”；硬件層面主要采用虛擬化技術來強化服務器的硬件性能、弱化PC客戶端性能；平臺層面支持多用戶在線交互學習。

（二）云教室

以互聯網為基礎傳輸媒介，采用“云計算”的建設方式和管理方式，通過直播資源和點播資源滿足學生隨時隨地學習需求的，真實教室與虛擬教室相結合的，包含授課、學習、資源建設三項主要功能的網絡平臺[3]。云教室以“雙向視頻會議系統”為基準和核心，融合了網絡通信、高清視頻、數據協作、高清分屏等多種技術。

（三）云錄播

云錄播是指通過集群應用、網絡基礎、分布式編碼設備、集中式解碼資源服務器等系統集合，將高清攝像信號、教學電腦、實物展臺、語音等信號通過分布式轉換編碼設備轉換成網絡信號，傳輸至資源管理中心的云錄播資源管理服務器，并通過“云”錄播管理平臺，實現整個學校的校本教研、微格教研、自主學習、直播、遠程點播等功能[4]。相較于傳統錄播，云錄播主要解決了資源的云存儲問題，同步集中管理，支持直播和點播兩種觀看方式。

綜合分析上述概念，筆者認為三者共性都是在云計算架構下，搭建的新型教學環(huán)境。區(qū)別在于，云教室是利用云技術構建同步在線的虛擬教室，課堂教學效果貼近現場授課，但存在交互性不足、資源生成途徑不通暢等缺點；云錄播利用云存儲技術快速便捷生成教學資源，是教學資源生成的重要手段；云課堂則是多層次綜合利用云技術，依托云課堂軟件平臺，在線向學員推送云存儲上各類教學資源。

二、系統架構

作者團隊以云計算試點院校為契機，在教育科研、日常辦公、后勤保障等諸多場所一次性部署了1500套云終端，特別是把云課堂作為云計算在院校教育中典型運用突出出來，整合教學信息系統、云桌面、錄播、校園電視、視頻會議等多個信息系統，既滿足校內學員學習需求，又服務廣大部隊官兵遠程自主學習的需要。

云課堂是基于萬兆有線局域網，采用云計算技術，將教室內音視頻信號源通過分布式轉換編碼設備轉換成網絡信號，通過云服務器整合教師、學生、課件、聲音等畫面，學員通過云課程服務平臺登陸云終端或通過電視機、遠程視頻會議等終端觀看直播課堂、點播資源、在線交互，滿足學生隨時隨地學習、交流的需求。整個體系提供IaaS（Infrastructure as a Service基礎設施即服務）、PaaS（Platformas a Service平臺即服務）和SaaS (softwareas aService軟件即服務）等三種服務模式（見圖1）。

圖1　云課堂體系結構圖

其中：

IaaS層包括錄播系統、云桌面系統、電視會議系統、IP電視系統。錄播系統主要提供教室內教員、學員、課件的實時畫面；云桌面及服務器主要提供教員、學員本地及遠程登陸學習；視頻會議系統為遠端學員提供在線大規(guī)模集中學習平臺；IP電視系統便于觀看直播課堂和點播授課錄像（見下頁圖2）。

圖2　IaaS的系統組成

PaaS層主要包括云課程服務、教學基礎數據管理、IP電視管理、云錄播、資源管理發(fā)布平臺等。云課程服務平臺是課堂服務、運維、管理平臺；教學基礎數據管理是基礎公共數據平臺，提供所有平臺的身份認證數據、學科課程數據、課表信息等；IP電視管理平臺利用組播技術，接入教室直播流信號，此外對外發(fā)布教學課程視頻；錄播平臺利用錄播策略，整合教室前段各類音視頻網絡信號，提供給電視系統、資源發(fā)布平臺等；教學資源管理發(fā)布平臺提供學員在線學習的各類教學資源，如試題、教材、課件等。

SaaS層可供云用戶直接使用的各種軟件。課上、課下學員都可以通過云終端與老師展開互動交流，瀏覽教學資源。課外學員通過教學資源發(fā)布平臺觀看教學資源，展開互動。此外，校外學員可以通過電視會議系統收看任一教室授課錄像。

云課堂支持多包括云終端、PC機、電視機、電視會議主機等訪問。

云課堂在軟硬件建設環(huán)境、功能定位、建設背景等方面既區(qū)別與地方院校，又不同與一般的軍隊高校，主要有以下特點：

1.統一規(guī)劃，系統融合。鑒于筆者團隊建設的信息系統都是統一設計規(guī)劃，一次建設，故此在設計之處就考慮了系統間融合。涉及前段設備音視頻設備全部數字化為網絡信號，監(jiān)控系統、錄播系統、電視會議系統、校園電視系統公用音視頻信號源，為云課堂平臺提供了核心數據。

2.兼顧內外，同步建設。云課堂建設既區(qū)別國家開放大學這種純服務于遠程學習，又區(qū)別與傳統院校滿足本級學生學習，它是一種立足在校學員課堂學習為主，兼顧校外官兵集中學習和自主點播學習的多途徑學習方式，因此建設中在技術架構上兼顧兩種學習方式。

3.集中存儲，多屏互動。授課視頻、教學講義、測試題庫等課程資源全部存儲在云計算機房內，云終端、電視機、遠程PC、電視電話會議機等終端隨時通過云課程服務平臺登陸學習，在線交流，互動點屏。

4.統一認證，數據共享。基礎設施、軟件平臺、應用服務和終端全部通過教學基礎數據管理平臺里的人員信息數據審核登陸，實現一次認證，多系統登陸。各平臺生成的數據，統一進入資源池，供其他平臺共享使用，不再重復存儲，既統一了數據，又節(jié)約存儲空間。

三、存在的主要問題及對策

通過云課堂實踐和探索，我們認為以下幾個方面還需進一步加強：

1.受軍隊信息安全特殊環(huán)境限制，在移動學習技術上，系統還需要進一步研究，既服務移動在線學習需求，又達到信息安全標準。

2.在大數據語境下的云課堂學習，會源源不斷地產生各種教學相關的信息數據，這些信息可成為教學研究的重要資源，能幫助學員更加有效學習知識。

為此，我們提出以下對策：

一是接受新的教學模式。在“云課堂”環(huán)境下開展教學的教學模式，明確以學員為中心，強調協作學習的關鍵作用，強調對學習環(huán)境的設計，強調利用各種信息資源來支持學習。教師只有充分認識“云課堂”的特點和規(guī)律，才能勝任信息化條件下的教學工作。

二是注重“云資源池”建設。院校教學主管部門協調教研單位、信息管理中心、圖書館等涉及網絡教學資源的各個部門、人員，通力合作要，日積月累地搞好包括以學科網站、教材庫、案例庫想定庫、網絡課程、試題庫等為主要內容的“云資源池”建設，供學員便捷地獲取更多豐富的教學資源，提高學習效果。

三是配套相關制度保障。相較于傳統課堂，教員開展“云課堂”模式下的教學活動，勢必需要準備更多的教學資源，耗費更多的精力，要想調動教員積極性，必須建立相配套的激勵機制，在課時計算、教學評價、職稱評定等方面適當予以傾斜。

四是提升教師信息素養(yǎng)。教師是開展信息化教學的關鍵。只有努力提高教師的信息素養(yǎng)，才能使教育改革順利進行，才能確保“云課堂”的教學效果。要通過技能培訓、環(huán)境營造、學習交流等多種途徑提升教員信息意識、知識、能力和道德四個方面的信息素養(yǎng)。

五是設計大數據分析引擎，提供大數據的采集、分析和可視化呈現等服務。

四、結語

云課堂建設尚處于起步階段，大規(guī)模的運用案例還不是很多，特別是不同教育性質和教育階段的院校，在“云課堂”建設上側重點和技術架構上也不盡相同，為此各院校一定要結合本校性質、規(guī)模、軟硬件基礎等實際情況，合理地整合資源、搭建平臺、完善機制，才能更好地運用“云課堂”技術服務教學，提高人才培養(yǎng)質量。

［1］黎加厚．走向信息化教育“云”服務［J］.中國教育信息化，2008（20）.

［2］程壽綿.高職院校課堂教學創(chuàng)新研究——云課堂探討［J］.電腦知識與技術，2015（34）.

［3］馬小強，劉銘.國家開放大學“云教室”應用的現存問題及對策［J］.中國電化教育，2016（5）.

［4］百度百科［EB/OL］.http：//baike.baidu. com/link？url=X85KqdECRlLZM1BYnT5ZUKRYkRVt Pn1Qka2RJxys6RtOw0vEJBhmTJH1ILIZFglLigwLkEG Bx9UfGgMDehzw7a.

［責任編輯周個妹］

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1008-7656（2016）03-0021-04

2016-05-30

周文姬，武警政治學院訓練部信息管理中心講師；周沫，武警政治學院訓練部信息管理中心助教，碩士。