劉 翠

（四川工業(yè)科技學院，四川 德陽 618500）

0 引 言

MOOC 指的是大規(guī)模的網絡開放課程，其中字母“M”意為大規(guī)模的（Massive）、第一個字母“O”意為開放的（Open）、第二個字母“O”意為在線的（Online）、字母“C”意為課程（Course），它是近年來興起的新型網絡教學模式。在實際應用過程中，一個MOOC 平臺就相當于一個完整的校園體系，必須同時具備獨立的學生管理與行為規(guī)范系統(tǒng)。MOOC 體系始終以學生學習行為作為研究重點，在兼顧學習效果、發(fā)展形式等要素的前提下，注重培養(yǎng)學生的自主學習能力，從而實現(xiàn)對校園環(huán)境的合理規(guī)劃。與其他教學模式相比，MOOC 體系的完整性更強，同時強調了參與、反饋等學習行為，也就是說，從教學流程的角度來看，MOOC 模式與真正意義上的教學環(huán)節(jié)沒有任何區(qū)別。

翻轉課堂也叫顛倒課堂，是一種強調學生主動學習能力的課堂教學模式。在這種教學模式下，學生能夠更專注于課程項目的學習，從而獲得深層次的理解與感悟。教師不會占用課堂時間，學生可以通過網絡觀看視頻及學習講座，并從中獲得個人所需的學習資料。在翻轉課堂教學模式下，信息與信息之間互聯(lián)關系的穩(wěn)定性能夠決定教學信息的多元化展示能力，通常來說，互聯(lián)關系越穩(wěn)定，教學信息的多元展示能力也就越強。傳統(tǒng)微服務架構型展示平臺雖然能夠利用互聯(lián)網主機注冊大量的教學信息，但卻并沒有構建信息與信息之間的互聯(lián)與互通關系，這就導致教學信息的展示行為呈現(xiàn)出一種相對單一的存在形式。為解決此問題，本文引入MOOC 教學模式，并以此為基礎，設計一種新型的翻轉課堂教學多元信息展示平臺。

1 翻轉課堂教學多元信息展示平臺的總體設計

翻轉課堂教學多元信息展示平臺的總體設計結構由服務器架構、教學信息加載模塊、翻轉課堂場景管理模塊三部分共同組成，具體搭建方法如下。

1.1 服務器架構

服務器架構可將翻轉課堂教學模式中的教學信息反饋至校園網核心交換機元件之中，再借助不同的網絡防火墻機制，將這些信息參量以全新的數(shù)據流形式存儲于信息交換機元件之中。MOOC 平臺作為服務器架構的末端數(shù)據接收結構，能夠與教學信息交換機元件保持同步連接狀態(tài)。當校園網核心交換機進入高速運行狀態(tài)后，位于服務器架構頂端的教學服務器也會隨之進入連接狀態(tài)，此時每一個教學服務器都會獲得一個與之對應的學生服務器設備，一方面負責記錄教學信息的傳輸情況，另一方面也可把控網絡防火墻、校園核心交換機、教學信息交換機之間的實時連接關系，從而使得信息參量的傳輸環(huán)境能夠趨于相對穩(wěn)定的存在狀態(tài)。具體連接示意圖如圖1 所示。

圖1 服務器架構的連接示意圖

由于教學信息的傳輸具有一定的方向性，所以整個服務器架構中的執(zhí)行指令都只能由校園網核心交換機端指向教學信息交換機端。

1.2 教學信息加載模塊

教學信息加載模塊以2 臺相互獨立的Manager 主機作為核心搭建元件，可借助翻轉課堂平臺構建更加穩(wěn)定的教育信息共享網絡，從而最大化縮短學生端主機與教學端主機之間的連接距離，為數(shù)據信息參量的多元化展示提供有力支持，連接詳情如圖2 所示。在實際應用過程中，教學Manager 主機與翻轉課堂平臺直接相連，而MOOC Manager 主機則與教學信息主機相連，二者最終信息反饋機制分別為學生端主機和教學端主機，前者能夠整合處于散亂分布狀態(tài)的教學信息資源，后者則負責對待展示的多元教學信息進行深度加工與處理。

圖2 教學信息加載模塊中的數(shù)據流通關系

在MOOC 體系中，為適應翻轉課堂教學信息的多元傳輸需求，教學信息加載模塊中的一個教學端主機必須同時與多個學生端主機保持連接對應關系。

1.3 翻轉課堂場景管理模塊

翻轉課堂場景管理模塊負責整理散亂分布的教學資源信息，并且能夠根據MOOC 體系的展現(xiàn)形式，將自定義場景添加到核心管理器結構中。在模塊單元中，已被定義的教學資源信息可被暫時存儲于交換機元件中，當MOOC 體系對于數(shù)據參量的承載能力達到額定上限標準后，這些文件信息則會借助服務器信道反饋至核心數(shù)據庫主機中；而未被定義的教學資源信息則直接存儲于核心數(shù)據庫主機之中，當教學端主機發(fā)出調度指令后，這些信息參量才會進入頻繁傳輸狀態(tài)，直至數(shù)據庫環(huán)境、應用終端環(huán)境之間的剩余信息存儲空間能夠呈現(xiàn)相對持平的表現(xiàn)形式。

2 基于MOOC 的展示平臺需求分析

遵循MOOC 模式，對教學角色功能進行定義，再通過部署信息節(jié)點的操作方式，構建完善的數(shù)據庫存儲體系連接氛圍，聯(lián)合相關硬件設備結構，完成基于MOOC的翻轉課堂教學多元信息展示平臺的設計與應用。

2.1 MOOC 模式中的教學角色功能定義

在MOOC 模式中，翻轉課堂教學多元信息展示平臺主要包含學生、教師、系統(tǒng)管理員三類教學角色，且每一類角色具備的服務功能也有所不同。

1）學生角色

從學生的角度來看，為使翻轉課堂場景得到妥善管理，每一個學生終端都需要注冊屬于自己的賬號，且只有在賬號得到激活后，既定學生對象才能自主登錄教學多元信息展示平臺，并從中瀏覽相關課程信息。在學習過程中，學生需要完成教師預留的測試題目與課堂作業(yè)，并可在發(fā)現(xiàn)問題后，通過發(fā)送郵件的方式與他人進行交流與探討。此外，學生還可以行使監(jiān)督權力，并能夠結合個人所獲感官信息對教師提供的課程服務進行評價。

2）教師角色

在登錄翻轉課堂教學多元信息展示平臺之前，教師也需要注冊個人賬號，且只有通過網絡主機的審核之后，教師才能創(chuàng)建與課堂教學相關的課程服務。相對于學生角色而言，教師對于課程具有完全操作的權限，能夠對其所創(chuàng)建課程進行增、刪、改、查處理，并可以根據學生反映的學習情況制定全新的教學大綱。由于課程服務始終呈現(xiàn)完全開放的狀態(tài)，所以教師也可以對參與課程的學生對象進行管理，同時也能夠移除或者增加參與課程服務的學生對象。

3）系統(tǒng)管理員

系統(tǒng)管理員負責對翻轉課堂教學多元信息展示平臺進行維護，在整個平臺體系中具有完全參與的執(zhí)行權限，既能審核教師對象，也能審核學生對象。此外，管理員還可以在硬盤空間不足時，將剩余教學信息遷移至更大的數(shù)據庫主機之中，從而使得多元信息展示平臺呈現(xiàn)相對穩(wěn)定的表現(xiàn)形式。

2.2 信息節(jié)點部署

信息節(jié)點部署也叫教學角色之間的關聯(lián)行為部署，在翻轉課堂教學多元信息展示平臺中，同時存在學生角色與教師角色、教師角色與系統(tǒng)管理員、學生角色與系統(tǒng)管理員三種節(jié)點部署方式。

規(guī)定表示學生角色具備的信息服務能力，表示教師角色具備的信息服務能力，表示系統(tǒng)管理員具備的信息服務能力。設表示由學生角色指向教師角色的教學信息映射系數(shù)，表示由教師角色指向系統(tǒng)管理員的教學信息映射系數(shù)，表示由學生角色指向系統(tǒng)管理員的教學信息映射系數(shù)。聯(lián)立上述物理量，可將基于MOOC 的翻轉課堂教學多元信息展示平臺信息節(jié)點部署原則表示為：

式中：Δ表示單位時間內學生角色向外反饋的教學信息；Δ表示單位時間內教師角色向外反饋的教學信息；Δ表示單位時間內系統(tǒng)管理員向外反饋的教學信息。在翻轉課堂教學多元信息展示平臺中，≠≠的不等式條件恒成立。

2.3 數(shù)據庫存儲體系

數(shù)據庫體系負責存儲翻轉課堂教學多元信息展示平臺中傳輸?shù)乃薪虒W信息參量，并可在不違背MOOC模式背景的前提下，將已存儲信息轉化為長期記憶文件。在不考慮其他干擾條件的情況下，數(shù)據庫體系存儲能力受到MOOC 模式容納系數(shù)、教學信息展示標度值兩項物理指標的直接影響。MOOC 模式容納系數(shù)常表示為，在學生角色、教師角色、系統(tǒng)管理員服務能力保持不變的情況下，指標的數(shù)值水平越高，數(shù)據庫體系對于教學信息的實時存儲能力也就越強。教學信息展示標度值常表示為，作為一項輔助干擾系數(shù)，該項指標并不會直接影響數(shù)據庫體系對于教學信息的存儲能力，但卻可以更改信息與信息之間的多元化關系，從而迫使一部分教學信息的傳輸方向發(fā)生改變，并最終對數(shù)據庫體系的存儲能力產生影響。在上述物理量的支持下，聯(lián)立式（1），可將翻轉課堂教學多元信息展示平臺數(shù)據庫體系的實時存儲能力定義為：

式中：表示教學信息的最大展示價值；表示教學信息的最小展示價值。在MOOC 模式中，翻轉課堂教學多元信息展示平臺的實際作用價值受到數(shù)據庫體系存儲能力的直接影響。

3 實例分析

相關教學信息之間互聯(lián)關系的穩(wěn)定性可用來衡量翻轉課堂教學信息的多元化展示能力，通常情況下，相關教學信息之間的互聯(lián)關系越穩(wěn)定（互聯(lián)系數(shù)計算結果越大），翻轉課堂教學信息的多元化展示能力也就越強，平臺體系的實用性也就越強。

選取a、b、c 三類教學信息指標作為實驗對象，分別將其輸入基于MOOC 的翻轉課堂教學多元信息展示平臺、基于微服務架構的應用平臺之中，其中前者作為實驗組、后者作為對照組。

互聯(lián)系數(shù)?是與教學信息相關的物理變量，隨著教學信息輸入量的改變，互聯(lián)系數(shù)?的計算結果也會產生變化。具體計算表達式如下：

式中：表示待展示的教學信息，其取值空間屬于( a,b,c )的物理集合；表示固定衡量系數(shù)。

在實驗過程中，a、b、c 三類教學信息指標的取值結果如表1 所示。

表1 教學信息指標取值

分析表1 可知，隨著實驗時間的延長，a、b、c 三類教學信息指標的取值結果均呈現(xiàn)不斷增大的變化趨勢。其中，a 類指標的單位上升幅度最小，僅為1.5 Mb；b 類指標的單位上升幅度居中，為10.0 Mb；c 類指標的單位上升幅度最大，達到了110.0 Mb。

圖3 為僅考慮a 類教學信息指標時，實驗組、對照組衡量系數(shù)的具體變化情況。

圖3 衡量系數(shù)的變化曲線（a 類教學信息）

圖4 為僅考慮b 類教學信息指標時，實驗組、對照組衡量系數(shù)的具體變化情況。

圖4 衡量系數(shù)的變化曲線（b 類教學信息）

圖5 為僅考慮c 類教學信息指標時，實驗組、對照組衡量系數(shù)的具體變化情況。

圖5 衡量系數(shù)的變化曲線（c 類教學信息）

分析圖3~圖5 可知，隨著實驗時間的延長，指標始終呈現(xiàn)不斷下降的數(shù)值變化趨勢，且實驗組指標的均值水平始終低于對照組。

規(guī)定指標的取值結果始終等于1，聯(lián)合表1、圖3~圖5 對a、b、c 三類教學信息指標的?系數(shù)值進行計算，具體計算結果如表2 所示（為避免“0”數(shù)值對實驗結果造成的影響，表2 的計算結果忽略時間取值等于0 的節(jié)點）。

表2 互聯(lián)系數(shù)計算結果

分析表2 可知，隨著實驗時間的增大，實驗組、對照組互聯(lián)系數(shù)計算結果均呈現(xiàn)不斷增大的變化趨勢，但明顯實驗組均值水平更高，且無論針對a、b、c 哪一類教學信息指標，上述實驗結論都成立。

綜上可知，在基于MOOC 的翻轉課堂教學多元信息展示平臺的作用下，相關教學信息之間的互聯(lián)系數(shù)計算呈現(xiàn)了明顯增大的變化趨勢，這極有利于維持教學信息之間穩(wěn)定互聯(lián)關系，能夠促進翻轉課堂教學信息的多元化展示。

4 結 語

與微服務架構型應用平臺相比，新型翻轉課堂教學多元信息展示平臺在MOOC 模式的作用下，重新規(guī)劃了服務器架構的連接形式，又通過教學角色功能定義的方式對信息節(jié)點進行重新部署，從而擴充了數(shù)據庫體系的實時存儲能力。從實用性角度來看，教學信息與教學信息之間的互聯(lián)關系不斷趨于穩(wěn)定，符合多元化展示翻轉課堂教學信息的實際應用需求。