周文姬　周　沫

(武警政治學(xué)院訓(xùn)練部信息管理中心，上海201600)

“云課堂”建設(shè)的幾點思考

周文姬周沫

(武警政治學(xué)院訓(xùn)練部信息管理中心，上海201600)

隨著我國高校云校園建設(shè)的深入發(fā)展，探索以信息技術(shù)為支撐的云課堂環(huán)境建設(shè)，已成為教育信息化建設(shè)的一項重點任務(wù)。文章基于云課堂信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新，分別從基本內(nèi)涵、系統(tǒng)架構(gòu)以及建設(shè)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(chǔ)設(shè)施；教育信息化

引言

云計算是推動信息技術(shù)能力實現(xiàn)按需供給、促進信息技術(shù)和數(shù)據(jù)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(shè)國家教育云基礎(chǔ)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(xué)模式限制，實現(xiàn)時時處處是課堂，課課能共享的建設(shè)效果，促進資源建設(shè)由“自給自足”向“共建眾享”模式轉(zhuǎn)變。黎加厚教授于2008年提出了“走向信息化教育‘云’服務(wù)”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(xué)(CCAI)的概念，其含義是在“云”環(huán)境下，利用云服務(wù)平臺構(gòu)建個性化的教學(xué)環(huán)境[1]。如何在云計算基礎(chǔ)支撐下構(gòu)建新型課堂，創(chuàng)新教學(xué)模式，擴展培訓(xùn)空間，是當前教育信息化領(lǐng)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(lǐng)域正如火如荼的發(fā)展運用。但是，目前學(xué)術(shù)界對三者的內(nèi)涵沒有統(tǒng)一的界定，技術(shù)架構(gòu)和應(yīng)用平臺沒有統(tǒng)一標準。為此，文章探討相關(guān)概念，結(jié)合本單位建設(shè)實際，提出一種云課堂建設(shè)解決方案。

一、“云”概念辨析

（一）云課堂

云課堂是基于互聯(lián)網(wǎng)，采用云計算技術(shù)，融入信息化教學(xué)手段的創(chuàng)新課堂，是基于移動互聯(lián)環(huán)境滿足教師和學(xué)生課堂教學(xué)互動與即時反饋需求的移動教學(xué)課堂。它是一種基于現(xiàn)代信息化技術(shù)手段實現(xiàn)高效、互動、有趣，同時結(jié)合微課、翻轉(zhuǎn)課堂為一體的教學(xué)形式的新型課堂[2]。但云課堂作為一個網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，目前尚沒有統(tǒng)一定義?？傮w而言，“云課堂”是對傳統(tǒng)課堂的豐富和拓展，體現(xiàn)在三個方面：資源層面將教室里所有的教學(xué)資源都存儲在“云端”；硬件層面主要采用虛擬化技術(shù)來強化服務(wù)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(xué)習(xí)。

（二）云教室

以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)傳輸媒介，采用“云計算”的建設(shè)方式和管理方式，通過直播資源和點播資源滿足學(xué)生隨時隨地學(xué)習(xí)需求的，真實教室與虛擬教室相結(jié)合的，包含授課、學(xué)習(xí)、資源建設(shè)三項主要功能的網(wǎng)絡(luò)平臺[3]。云教室以“雙向視頻會議系統(tǒng)”為基準和核心，融合了網(wǎng)絡(luò)通信、高清視頻、數(shù)據(jù)協(xié)作、高清分屏等多種技術(shù)。

（三）云錄播

云錄播是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、分布式編碼設(shè)備、集中式解碼資源服務(wù)器等系統(tǒng)集合，將高清攝像信號、教學(xué)電腦、實物展臺、語音等信號通過分布式轉(zhuǎn)換編碼設(shè)備轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)信號，傳輸至資源管理中心的云錄播資源管理服務(wù)器，并通過“云”錄播管理平臺，實現(xiàn)整個學(xué)校的校本教研、微格教研、自主學(xué)習(xí)、直播、遠程點播等功能[4]。相較于傳統(tǒng)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(gòu)下，搭建的新型教學(xué)環(huán)境。區(qū)別在于，云教室是利用云技術(shù)構(gòu)建同步在線的虛擬教室，課堂教學(xué)效果貼近現(xiàn)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(shù)快速便捷生成教學(xué)資源，是教學(xué)資源生成的重要手段；云課堂則是多層次綜合利用云技術(shù)，依托云課堂軟件平臺，在線向?qū)W員推送云存儲上各類教學(xué)資源。

二、系統(tǒng)架構(gòu)

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(xué)信息系統(tǒng)、云桌面、錄播、校園電視、視頻會議等多個信息系統(tǒng)，既滿足校內(nèi)學(xué)員學(xué)習(xí)需求，又服務(wù)廣大部隊官兵遠程自主學(xué)習(xí)的需要。

云課堂是基于萬兆有線局域網(wǎng)，采用云計算技術(shù)，將教室內(nèi)音視頻信號源通過分布式轉(zhuǎn)換編碼設(shè)備轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)信號，通過云服務(wù)器整合教師、學(xué)生、課件、聲音等畫面，學(xué)員通過云課程服務(wù)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(xué)生隨時隨地學(xué)習(xí)、交流的需求。整個體系提供IaaS（Infrastructure as a Service基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（Platformas a Service平臺即服務(wù)）和SaaS (softwareas aService軟件即服務(wù)）等三種服務(wù)模式（見圖1）。

圖1　云課堂體系結(jié)構(gòu)圖

其中：

IaaS層包括錄播系統(tǒng)、云桌面系統(tǒng)、電視會議系統(tǒng)、IP電視系統(tǒng)。錄播系統(tǒng)主要提供教室內(nèi)教員、學(xué)員、課件的實時畫面；云桌面及服務(wù)器主要提供教員、學(xué)員本地及遠程登陸學(xué)習(xí)；視頻會議系統(tǒng)為遠端學(xué)員提供在線大規(guī)模集中學(xué)習(xí)平臺；IP電視系統(tǒng)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(tǒng)組成

PaaS層主要包括云課程服務(wù)、教學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)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(wù)平臺是課堂服務(wù)、運維、管理平臺；教學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理是基礎(chǔ)公共數(shù)據(jù)平臺，提供所有平臺的身份認證數(shù)據(jù)、學(xué)科課程數(shù)據(jù)、課表信息等；IP電視管理平臺利用組播技術(shù)，接入教室直播流信號，此外對外發(fā)布教學(xué)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(wǎng)絡(luò)信號，提供給電視系統(tǒng)、資源發(fā)布平臺等；教學(xué)資源管理發(fā)布平臺提供學(xué)員在線學(xué)習(xí)的各類教學(xué)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(xué)員都可以通過云終端與老師展開互動交流，瀏覽教學(xué)資源。課外學(xué)員通過教學(xué)資源發(fā)布平臺觀看教學(xué)資源，展開互動。此外，校外學(xué)員可以通過電視會議系統(tǒng)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(shè)環(huán)境、功能定位、建設(shè)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(tǒng)一規(guī)劃，系統(tǒng)融合。鑒于筆者團隊建設(shè)的信息系統(tǒng)都是統(tǒng)一設(shè)計規(guī)劃，一次建設(shè)，故此在設(shè)計之處就考慮了系統(tǒng)間融合。涉及前段設(shè)備音視頻設(shè)備全部數(shù)字化為網(wǎng)絡(luò)信號，監(jiān)控系統(tǒng)、錄播系統(tǒng)、電視會議系統(tǒng)、校園電視系統(tǒng)公用音視頻信號源，為云課堂平臺提供了核心數(shù)據(jù)。

2.兼顧內(nèi)外，同步建設(shè)。云課堂建設(shè)既區(qū)別國家開放大學(xué)這種純服務(wù)于遠程學(xué)習(xí)，又區(qū)別與傳統(tǒng)院校滿足本級學(xué)生學(xué)習(xí)，它是一種立足在校學(xué)員課堂學(xué)習(xí)為主，兼顧校外官兵集中學(xué)習(xí)和自主點播學(xué)習(xí)的多途徑學(xué)習(xí)方式，因此建設(shè)中在技術(shù)架構(gòu)上兼顧兩種學(xué)習(xí)方式。

3.集中存儲，多屏互動。授課視頻、教學(xué)講義、測試題庫等課程資源全部存儲在云計算機房內(nèi)，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(wù)平臺登陸學(xué)習(xí)，在線交流，互動點屏。

4.統(tǒng)一認證，數(shù)據(jù)共享?；A(chǔ)設(shè)施、軟件平臺、應(yīng)用服務(wù)和終端全部通過教學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理平臺里的人員信息數(shù)據(jù)審核登陸，實現(xiàn)一次認證，多系統(tǒng)登陸。各平臺生成的數(shù)據(jù)，統(tǒng)一進入資源池，供其他平臺共享使用，不再重復(fù)存儲，既統(tǒng)一了數(shù)據(jù)，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(xué)習(xí)技術(shù)上，系統(tǒng)還需要進一步研究，既服務(wù)移動在線學(xué)習(xí)需求，又達到信息安全標準。

2.在大數(shù)據(jù)語境下的云課堂學(xué)習(xí)，會源源不斷地產(chǎn)生各種教學(xué)相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，這些信息可成為教學(xué)研究的重要資源，能幫助學(xué)員更加有效學(xué)習(xí)知識。

為此，我們提出以下對策：

一是接受新的教學(xué)模式。在“云課堂”環(huán)境下開展教學(xué)的教學(xué)模式，明確以學(xué)員為中心，強調(diào)協(xié)作學(xué)習(xí)的關(guān)鍵作用，強調(diào)對學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計，強調(diào)利用各種信息資源來支持學(xué)習(xí)。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(xué)工作。

二是注重“云資源池”建設(shè)。院校教學(xué)主管部門協(xié)調(diào)教研單位、信息管理中心、圖書館等涉及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)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(xué)科網(wǎng)站、教材庫、案例庫想定庫、網(wǎng)絡(luò)課程、試題庫等為主要內(nèi)容的“云資源池”建設(shè)，供學(xué)員便捷地獲取更多豐富的教學(xué)資源，提高學(xué)習(xí)效果。

三是配套相關(guān)制度保障。相較于傳統(tǒng)課堂，教員開展“云課堂”模式下的教學(xué)活動，勢必需要準備更多的教學(xué)資源，耗費更多的精力，要想調(diào)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(xué)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(xué)的關(guān)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?！霸普n堂”的教學(xué)效果。要通過技能培訓(xùn)、環(huán)境營造、學(xué)習(xí)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(shè)計大數(shù)據(jù)分析引擎，提供大數(shù)據(jù)的采集、分析和可視化呈現(xiàn)等服務(wù)。

四、結(jié)語

云課堂建設(shè)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(zhì)和教育階段的院校，在“云課堂”建設(shè)上側(cè)重點和技術(shù)架構(gòu)上也不盡相同，為此各院校一定要結(jié)合本校性質(zhì)、規(guī)模、軟硬件基礎(chǔ)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(shù)服務(wù)教學(xué)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

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

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

［3］馬小強，劉銘.國家開放大學(xué)“云教室”應(yīng)用的現(xiàn)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(xué)院訓(xùn)練部信息管理中心講師；周沫，武警政治學(xué)院訓(xùn)練部信息管理中心助教，碩士。