分布式教學的概念范文

導語：如何才能寫好一篇分布式教學的概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞： 高中數學教材 立體幾何 概念 定理

與《全日制普通高級中學數學教學大綱》（以下簡稱“大綱”）相比，《普通高中數學課程標準（實驗）》（以下簡稱“課標”）在課程理念和課程內容方面都有很大變化。因此，和大綱教材相比，根據普通高中數學課程標準編寫的教材也有了很大的改變。下面以人教版大綱教材（2006年6月第二版）和人教A版課標教材（2007年2月第三版）為標準，比較了兩版教材在立體幾何中的概念和定理的呈現方式上異同。

一、個別概念的不同

和大綱教材相比，課標教材中很多概念的呈現方式都有所改變。表1具體列舉了“課標”教材與“大綱”教材相比一些概念的具體變化。

表1 課標教材某些概念的變化（和大綱教材相比）

注：表中的“√”表示該概念變化的具體表現。

從上表可以看出，和大綱教材相比，課標教材的必修部分立體幾何的概念陳述共有十一個發生了變化。

首先，有的概念敘述發生了變化。如棱柱的概念，“大綱”教材的敘述是“如果一個多面體有兩個面互相平行，而其余每相鄰兩個面的交線互相平行，這樣的多面體叫做棱柱”。

“課標”教材的敘述是“一般地，有兩個面互相平行，其余各面都是四邊形，并且每相鄰兩個四邊形的公共邊互相平行，由這些面圍成的多面體叫做棱柱”。觀察發現“大綱”教材對棱柱概念表述雖然精簡，符合數學的特點，但對于初學者來講，課標教材的敘述明顯更加清晰，因為它強調“其余各面都是四邊形”，使得學生更加直觀地在腦海中勾勒出棱柱的圖形。高度的抽象性是數學學科的特點之一，概念是對事物的描述，概念的教學要注意抽象與具體相結合的原則，形象生動的描述值得提倡。

其次，有些概念的表達方式有所變化，例如球體，“大綱”教材對球體的描述與球的表達方式類似，而“課標”教材則是利用新增加的旋轉軸與旋轉體的基礎上定義的。這種發生定義方式，比起揭示概念本質屬性的定義方式，更能體現新課改“體現知識的發生發展過程”的理念。

再者，有的概念被去除了，如斜棱柱等。這些概念被去掉是因為有些定義在教材中并沒有對其進行研究，只是讓學生認識該事物而已。還有些定義被去掉是因為其被列到了選修課程里面，例如正射影等。

最后，有些概念是新增的。這些定義要么是為后面的某些知識點奠定基礎，如旋轉體與旋轉軸；要么是使數學更緊密地與學生的生活相結合，為學生的后續學習打下知識基礎，如三視圖等；要么是其成為重點研究對象如棱臺與圓臺。像“多面體”等概念，在敘述概念前，都加上了三個字“一般地”，重在強調概念的嚴謹性。

二、個別公理陳述的不同

立體幾何中，公理的增減方面是沒有變動的，只是有些公理呈現的先后次序略有改變。我們以“課標”教材里面的公理名稱為準，以此比較“大綱”教材中相應公理呈現的不同，如表2：

表2 “課標”教材的公理與“大綱”教材相應公理呈現的比較

從兩版教材公理1與公理2的陳述中，發現定理的大體內容實際上并沒有變化，只是公理的呈現形式更簡明?！耙粭l直線上的所有點都在這個平面內”等價于“這條直線在此平面內”，只是前者更加強調線上的所有點，而后者更加強調所有點構成的直線，重點突出的要素不同，顯然后者更加簡潔。

此外，“課標”教材將“大綱”教材中講述公理部分中的三個推論（page：6-7）去除了。在“課標”教材的教學過程中，雖然這三個推論不在課本中出現，但是有經驗的教師為了拓寬學生的知識視野，給后續學習打下良好的基礎，讓學生能夠更深刻地理解公理“不共線的三點確定一個平面”，會羅列并講述三個推論的內容，例如對推論1即“經過一條直線和直線外的一點有且只有一個平面”的講述，就是對上述公理的拓展和具體化，推論2與推論3同樣如此，鑒于這三個推論在立體幾何中的重要性，筆者認為，為了方便老師教學及學生自學，將這三個推論呈現在教材中是有必要的。

三、個別重要定理的不同

對于立體幾何里面重要定理的呈現比較與分析，筆者發現其中有新增的定理，例如定理（page：69）：“一個平面過另一個平面的垂線，則這兩個平面垂直”。這個定理的內容對于新學者是很容易理解的，同時增加這個定理為判定兩個平面垂直提供有效的“工具”，從而增加這個定理是可行且必要的。

和“大綱”教材相比，“課標”教材在立體幾何定理方面，同樣將“大綱”教材中的推論（page：20）“如果一個平面內有兩條相交直線分別平行于另一個平面內的兩條直線，那么這兩個平面平行”刪去了。對于這一改動，筆者有異議，因為運用這個推論的內容判定兩個平面平行，很多情況下比其相應的判定定理判定兩個平面平行更加簡單、方面，而且思路更加清晰。同時，由于課程標準的要求，判定定理都應該通過直觀感知、操作確認等方式得來，這個判定定理也是根據該推論的結論得來的，顯然根據這個推論的重要性，刪除該推論沒有絲毫意義，不僅不利于教師教學和學生自學，而且不利于學生靈活地掌握知識，筆者不認同這個推論應該刪去。

有些定理改變條件敘述使得定理的結論更加完整，例如：

“大綱”（page：13）：如果一個角的兩邊和另一個角的兩邊分別平行并且方向相同，那么這兩個角相等。

“課標”（page：46）：空間中，如果兩個角的兩邊分別對應平行，那么這兩個角相等或互補。

在“大綱”教材中講解這個定理時，幾乎每個教師都會講解兩個角的兩邊對應平行的兩種情況，所以新教材用簡潔的語言陳述了定理的兩種情況有事半功倍的效果。

當然，數學是簡潔的，如果在定理中有些文字在去掉之后并不影響定理的表達，那么就應該毫不猶豫地去掉，以體現數學的簡潔美。這樣可以使學生更容易理解，例如：

“大綱”（page：19）：如果一個平面內有兩條相交直線分別平行于另一個平面，那么這兩個平面平行。

“課標”（page：57）：一個平面內的兩條相交直線與另一個平面平行，則這兩個平面平行。

這里，“分別”兩個字去得恰當而又得體，既不影響內容的理解，又為學生學習減輕了負擔。

此外，有些定理在原來的基礎上呈現得更清晰，使學生更易理解，例如：

“大綱”（page：18）：如果一條直線和一個平面平行，經過這條直線的平面和這個平面相交，那么這條直線和交線平行。

“課標”（page：59）：一條直線與一個平面平行，則過這條直線的任一平面與此平面的交線與該平面平行。

對于新接觸這一知識點的學生而言，顯然是很難理解的，因為學生很難理解結論中的“這條直線”究竟是哪一條直線，是“經過這條直線”的直線，還是兩平面相交而形成的直線呢？經比較我們發現，“課標”教材的敘述要清楚得多。

四、給一線教師的建議與意見

新一輪課程改革在課程基本理念方面發生了很大的變化。一線教師首先要進一步深入理解新課程改革的理念，并且自覺地將這些理念落實到教學實際中。在立體幾何教學中，要全面而充分地認識立體幾何的教育價值，注意把握過程教學，注意學生演繹推理和合情推理能力的平衡發展。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中數學課程標準（實驗）[M].北京：人民教育出版社，2003.

[2]十三院校協編組.中學數學教材教法[M].高等教育出版社，2010.

[3]人民教育出版社.全日制普通高級中學教科書（必修）[M]數學第二冊（下B），2006年第二版.

[4]人民教育出版社，課程教材研究所，中學數學課程教材研究開發中心.普通高中課程標準實驗教科書教科書數學2（必修）[M]數學第二冊（下B），2007年2月第三版.

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關鍵詞：遠程教育 網格技術 GridFTP協議 共享 探討

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（a）-0015-02

Discussion on service distributed grid technology in Distance Education

Hu Pei Cheng1 Fu Guo Xuan2

（1.Qinghai Radio and Television University School；

2.Qinghai the Yellow River Upstream Hydropower Development Co.Ltd，XiNing QingHai， 810008，China）

Abstract：Grid computing is developed in twenty-first Century on the Internet to achieve resource sharing for infrastructure purposes.

Grid computing is a new term， it is also a research focus in recent years， the concept of grid， features， are briefly introduced， and the application of grid technology in the distance education in the analysis.

Key words：Distance learning；Grid technology；The GridFTP protocol；Communion；Discuss

1 引言

網格技術旨在使互連網上所有資源， 包括計算資源、存儲資源、通信資源、軟件資源、信息資源、知識資源等，實現全面共享與協同工作，使整個Internet整合成一臺巨大的超級計算機，為用戶提供即連即用式的服務[1]。目前，網格的發展更多還在實驗研究階段，離最初設想還有很大距離，但它是未來網絡的發展方向，已成共識。并且正在逐漸地由一個新興名詞轉變成為運用于商業、科研、醫藥等各行業的技術產物。

1.1 網格的定義

網格一詞譯自英文單詞“Grid”，簡稱為虛擬計算環境，就是把地理上分布的各種計算資源連接成一個單一的統一資源即虛擬高級計算機的環境，實現全球范圍的計算資源、存儲資源、數據資源、信息資源、知識資源、專家資源、設備資源等的全面共享。其根本特征是資源共享。它是繼Internet、Web后的第三次互聯網浪潮。網格的核心概念是協作資源共享和在動態多制度虛擬組織中解決問題。簡而言之，網格可以從以下描述為以下三點[2]。

（1）協調不服從集中式控制的資源。即網格能集成和協調資源與用戶在不同控制域內的活動。

（2）使用標準的、開放的、通用的協議和接口。即一個網格是由多用途協議和接口來構建的，該協議將能解決諸如鑒別、授權、資源發現和資源訪問等一些基本問題。

（3）提供非常的服務質量（QoS）。即允許按協作方式來使用其成分資源以提供各式服務質量。

1.2 目前網格技術的開發環境和工具

對于目前網格技術的發展和應用中其運行環境已和其他計算環境有很大的不同，已不能夠滿足網格計算所面臨的開發難度、排錯、調試、修改、部署等問題需要構建新的開發環境[3]。

（1）GT3開發環境。

GT3是用java語言開發服務，客戶端則可以使用java語言和C語言開發。開發過程首先需要定義服務接口。然后根據服務接口生成該服務的WSDL描述文檔，以實現該服務接口，通過代碼編寫完成，編譯生成可執行的java類，其中客戶端也需要用java語言開發生成可執行類。最終部署到服務運行容器中由客戶端調用服務。

（2）NET框架。

使用.NET框架平臺，通常不需要其他工具或軟件開發工具包便可完成萬維網服務的開發。

因為.NET框架可以提供專門的文件類型.asmx，每一個.asmx都包含一個WebService指令。

因此在.NET框架中，可以通過以下流程完成一個萬維網服務：（1）創建服務文件 .asmx。（2）添加服務邏輯代碼。（3）保存并運行.asmx文件。（4）根據提示輸入參數，提交給服務器。（5）得出服務運行結果

（3）UNICORE。

UNICORE（UNIform Interface to Computing Resources）是把超級計算中心資源結合起來，用戶可以通過互聯網訪問這些資源。UNICORE服務器在調度作業之前把抽象的作業和資源翻譯成特定平臺的命令和選項，在執行命令時，輸入文件和輸出文件自動從用戶的文件空間讀取和向用戶的文件空間寫回，從而完成不同節點間的高速數據傳輸。另外UNICORE網格平臺通過用戶認證X.509證書授權，把對應資源分配給用戶，而保留自己的自利。

（4）其他應用開發工具。

由于目的和應用的不同，還有很多網格開發環境和工具，如：WebSubmit應用程序，CoG工具集，GPDK結構模型，GDMP客戶等等，這些技術均是在網格應用和網格技術開發中所有著不同的功能和作用。

2 網格技術在遠程教育中資源共享中的應用

2.1 遠程教育主要特點和網格技術應用的優勢

遠程教育是由過去的函授、電視廣播、網絡教育等伴隨著科學技術手段不斷發展，又非獨立產生的一種教學方式，它是實現終身教育而獲取教學資源的一種有效渠道。

學習資源豐富的最大化是遠程教育學習的最大一個特點。而網格技術應用中最為核心的是為各種網絡上的資源提供一種安全、高效的共享機制，使得各種異構和孤立的資源，能夠以一個整體的形式為用戶提供各種計算和信息服務。因此，網格技術的應用能促進教學資源的優化整合、全面共享和作業交互。網格技術應用在遠程教育中的優勢概括為以下兩點。

（1）網格技術的應用在物理上將互連的眾多資源匯聚起來，聯合提供服務，最大化實現資源的全面共享。即將分布在教育教學中將各高等院校多媒體課件、數字教學視頻、無紙化習題庫、網絡化考試系統以及各類論文文獻等海量信息資源集成起來，建立起一個集教育教學為一體的信息網格，覆蓋到各個地區，提供統一的、高效的信息服務，同時提供主動學習方法和交互式的教學方式，使教師和學生之間的學習和交流成為現實。

（2）通過分布式資源的協作與共享，把大量的教育資源匯聚在網絡上，這樣使學習資源得到充分的利用，并且極大的提高學習者的學習效率和質量，為遠程教育教學的信息化發展提供了更廣闊的空間。同時網格技術應用在遠程教育資源中，也能夠大大縮減教師個體的備課時間，將這些時間用做擴充知識領域，豐富授課的內容容量，突出授課內容的重難點方面。而且還會加強了教師與教師之間，教師與學生之間的互動性，擴展了教師思維的廣度與深度，提高學習者學習的興趣與效率，從根本上進一步提升整體教學質量。

2.2 網格技術下教學資源分布式應用分析

2.2.1 分布式網格教學資源服務系統

遠程教學系統的網格系統面向用戶使用的入口，遠程教學平臺通常具有是一個開放的Web入口界面，通過這個界面用戶可以使用網格系統提供各種功能，如安裝新的網格程序、提交網格作業、使用網格程序提供的功能。

首先，可以根據利用GT3開發平臺技術構建一個分布式網格教學資源服務系統ERSDG（Education Resource Service Data Grid）[4]，為不同分支機構（教育受體）通過教育資源訪問口，訪問現有資源管理系統中的教育資源數據庫服務，從資源庫獲取所需要的教育資源數據，并同步到本地環境中的資源庫中。

其次，為了實現教育資源的共享，必須要針對高帶寬廣域網環境進行優化以便解決網格環境下數據的統一傳輸，于是就需要一種基于FTP協議基礎上的文件傳輸協議即GridFTP協議。

目前，該協議是由Globus工作組開發的一種安全可靠的高性能網格文件傳輸協議。為了實際使用的需要，GridFTP協議的安全性方面采用了RFC 2228（FTP Security Extensions）中提出的機制，對GSI（Grid Security Infrastructure，網格安全基礎設施）和Kerberos提供支持，在實現高效傳輸上它支持第三方控制的數據傳輸、并行數據傳輸、條狀數據傳輸、部分文件傳輸、緩沖區大小自動協商、出錯重傳等機制。各資源分支機構通過設計開發統一接口，在上傳數字資源的同時，自動調用GridFTP協議，從而將相關教學資源文件同步上傳到網格的各個節點之上，再由網格教學資源服務系統實現自動分布和同步傳輸功能。

因此，具備了這一資源共享的能力，就可以構建教學資源訪問和集成的虛擬化界面，最終網格服務簡化了用戶或客戶端程序對分布式教學資源的訪問過程，實現了教學資源的的發現、組織、管理、、分發和交換等方面的整合和集成（如圖1）。

2.2.2 分布式視頻和點播平臺

通過網格技術，可以實現將原來的分散管理和維護方式，轉變為自動集中和調度方式，實現無障礙資源共享。它不僅能夠提供內容最為豐富的大學課程視頻點播服務，而且提供了能同時支持成千上萬路視頻流的服務能力。大學課程在線網格系統（Realcourse）應該建立在ChinaGrid公共支撐平臺（CGSP）之上，通過Realcourse為用戶提供“一站式”服務，將每個學校各自維護自己的資源，自動納入到系統管理中，這種分布式管理方式可以在較短的時間內聚集大量課程資源。分布式視頻和點播平臺的最終目標為了實現在系統上支持全國各所重點院校的服務器，可以提供并發不同專業的不同課程的可靠視頻流服務。對于用戶可以獲取所有的視頻教案資源，只是根據自己的需求和喜好通過點播平臺點播不同學校不同專業的不同課程進行學習。

因此，網格技術在遠程教育應用中，可以將不同的教育資源連接地理上分布的各類計算機（包括機群）、數據庫、各類設備和存儲設備等，形成對用戶相對透明的虛擬的高性能計算環境，應用包括了分布式計算、高吞吐量計算、協同工程和數據查詢等諸多功能[5]。

總之，由網格技術構建下的教學資源服務系統和分布式視頻和點播平臺，更好的解決了目前遠程教育中存在的資源共享不對稱導致的資源建設重復，利用率低下等不足。根本上解決了計算機體系結構、操作系統、網絡布局中的差異最終實現了異構機器或機群之間的協作和轉換，達到教學資源最大化利用這一目標。

3 結語

網格技術在遠程教育系統中的應用將是其中非常重要的一個方向，到目前為止網格的實際應用系統還比較少，建立一個以網格為核心技術的遠程教育教學系統是非常復雜的，需要更進一步的研究[6]。隨著網格技術的不斷發展完善，必然會極大地影響現代遠程教育的發展。未來的遠程教育將更加突出學習過程中的協作學習和知識管理，虛擬學習社區將成為網格環境下遠程教育的非常重要的教育形態。在這方面，網格技術具有強大的支持力，不同的網格應用類型將滿足遠程教育的需求，特別是知識網格的實現，將對遠程教育產生巨大的影響。

參考文獻

[1] 史文翀.網格體系結構與資源管理框架的研究[D].碩士論文：廈門大學，2008.

[2] 劉立群.網格計算與網格體系結構綜述[J].農業網絡信息，2011（2）.

[3] 郁志輝，陳渝，劉鵬.網格計算[M].北京：清華大學出版社，2002：9-12.

[4] 吳永和，馬曉玲，肖君，等.基于數據網格的教育資源服務系統的實現[J].華東師范大學學報：自然科學版，2006（3）.

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一、建構主義并非一種否認客觀世界存在的學說

幾天前，一位臺灣的課程學者楊教授來南京大學給教育系的師生做報告。從其報告的內容看(關于臺灣課程改革的興衰成敗)，他對建構主義很明顯地持一種不贊同立場。在報告的一開始，他向聽眾拋出了如下一個問題以引出其對建構主義的認識，“站在你們面前的楊教授真的存在嗎?”顯然，他的意思是說，建構主義強調任何事物都是被建構出來的，包括現在正在演講的“楊教授”?，F場觀眾的一片笑聲似乎表達了對楊教授幽默且看似深刻的見地的贊同。其實，如果大家都冷靜地思考一下，按照這一邏輯，世界上就沒有什么事物是客觀地存在的了，任何呈現在大家面前的事物(高山、大樓、河流等)都是人們主觀建構的一種意念，或者說，都是每個人頭腦中的一種現實幻象。很明顯，楊教授是想把“現實世界都非真實存在的”這一荒謬的認識安在建構主義的頭上。

其實，楊教授的觀點代表了很多反建構主義者的共同立場。但他們都犯了一個無限泛化建構主義觀點的根本性錯誤。對此，建構主義思想的重要奠基者馮?格拉塞斯菲爾德就曾反復申明：“經常有人指責我是在否認真實。這種看法是對建構主義的根本誤解，……，否認真實的存在是愚蠢的，這將導致唯我論，而唯我論是不可接受的”。實質上，建構主義并沒有否認真實世界的存在，而只是強調對這樣的“真實”，我們沒有一種對其加以認識的適當方式。也恰如馮?格拉塞斯菲爾德所進一步指明的，“我們能定義‘存在’的意義，但是只有在我們的經驗世界的領域中，而不是在本體論意義上。當‘存在’一詞運用在獨立于我們經驗的世界(即一個本體論的世界)時，它也就失去了自己的意義，而且也不可能有什么意義”。所以，建構主義思想始終不會在本體論的范圍中打轉，也不會陷入統治西方思想界近兩千年的“思維與存在何謂第一性”的本體論謎團中并使自身走向迷失，它關注的是人們對客觀實在的“認識”以及這種“認識”的限度與可能。

由此我們更可清晰地看到，科學知識是人類群體對外部客觀世界的一種“認識”，這種認識即是一種“建構”。建構的認識在一定的時空范圍中是穩定的、不變的，但在更長的時空界域中卻可能是需要修正、完善與變化的，這體現了科學知識的累積與發展的特性。由此可見，科學并非否認客觀世界的存在，而只是否認科學知識作為絕對鏡像式的存在，并主張，作為一種“人類認識”的科學知識，是在人類群體的經驗范圍中的一種“建構”，是主體世界與客觀本體世界的一種聯系，它發生在這種彼此聯系、相互交織的中途，這與建構主義的思想具有本質上的一致性!甚至可以說，上述的思想正反映出，建構主義對人類認識世界的方式做出了較為深入、準確的刻畫與敘述。由此可得到一個頗具辨證意味的推斷，即，對建構主義的所謂“反科學”特征的批判，實際上就是一種對科學本身的批判；對建構主義的所謂“反知識”特征的批判，實際上也就是一種對知識本身的批判。說白了，這種批判源自對建構主義思想的誤讀或膚淺的理解。

二、知識的適應性――建構主義思想在教育中的張力

承接上述的論述，一個有趣的問題自然地涌現出來，即，人類所建構的認識是否是任意的、無限制的、隨心所欲的?答案自然是否定的。作為建構主義思想的重要奠基者，瑞士著名的心理學家皮亞杰一再強調?！罢J識是一種適應性活動”。這一觀點承接了生物進化論的適應性思想，即是強調，具有適應性的動物有一套處理它們所生存環境中各類困難的行為本領，而人類的知識作為一種概念和行動綱要，本質上就是動物行為本領中的一個組成部分。由此可知，人類的認識(或知識)不是漫無目的、隨心所欲式的建構，而是在一定的經驗背景中、在認識者所賴以生存的事物與關系的網絡中產生的，或者簡而言之，在一種情境脈絡中所產生的，是主體在適應外部世界對人類的要求的過程中所自然涌現的。

根據知識或認識的適應性觀點，傳統認識論中的真理概念、傳統教育學中的“正確或錯誤”的概念，就要被一種新的觀念――“生存力”所取代。這一觀念仍然取自生物學領域，即，在生物學家看來，只要活的有機體能設法在環境中生存，它便具有生存力。由此，建構主義者認為，如果概念、模式、理論等能證明它們對于自身被創造出來的情境脈絡是適宜的，那么它們也具有生存力?！吧媪Α迸c真理完全不同，它與目標、意圖形成的情境脈絡相關聯，它在適應這種境脈的特殊性中產生，甚至可以說，它是個體生命適應力的一種真實表達。

知識的適應性以及隨之產生的“生存力”觀念，對于教育思想的轉變產生了極大的挑戰和沖擊。在孩童身上經常出現的所謂“錯誤概念”，在成人、科學家、專家等的眼中的確是錯誤的，但從每個個體的孩童角度來看，這些錯誤概念在其經驗世界中是有效的、是相融的，或者說，在孩童的相關情境脈絡中是具有“生存力”的。這些對孩童而言是合理的觀念，如果得不到教師或成人的悉心關注與耐心引導，則這種所謂“錯誤的”、但卻是“合理的”觀念，將可能長時間地這樣“錯誤”下去、“合理”下去。因此，馮?格拉塞斯菲爾德建議，“教師必須要關心學生頭腦中發生的事情，要傾聽學生，解釋學生所做的，并試圖建立起學生概念結構的‘模型’。當然這是一項容易出錯的工程。但若不這樣做，任何旨在改變學生概念結構的努力都只不過是一種偶然事件，或許還會失敗”。

三、我們可以言說一種所謂的“建構式教學”嗎

臺灣學術界曾把2001年開始的臺灣新課程改革中的核心理念標榜為“建構式教學”，并將其內涵幾乎等同于作為一種教學方式的“發現式教學”。臺灣學者后來在

總結新課程改革失敗的經驗時，大都認為，建構式教學、進而所謂的建構主義是導致這輪課改失敗的罪魁禍首。實質上，臺灣學術界在課程改革的起點上就犯下了一個不可饒恕的錯誤，即，完全窄化了建構主義的思想內涵，剝離了建構主義所真正具有的哲學上的思想張力。

如上文所述，建構主義思想給教育帶來的，不僅僅是所謂教學方式上的轉變，而更是一種對學習者、對學習、對教育等認識方式上的根本性變革。傳統意義上的二元對立的教育思維方式，已經被一種更加連續的、更加關注學習者經驗的、更加富有人本意境的全新思想框架所替代。建構主義更加強調的是教育者看待教育的深層認識論的轉變，而不僅僅是所謂的外顯教學方式的彼此替代。更具體地，建構主義更強調的是個體內在的認識發生機制，而教學方式則關注外部的行為表現及其具體呈現。打一個有趣的比方。就吃飯來說，是自己動手吃，還是靠別人喂，就好比是發現學習還是接受學習，這里只存在著學習與教學方式上的不同罷了。但吃下去的飯，是否能靠自己去消化，消化得怎樣，這就進入到了“建構”的范疇中了。建構的好壞。取決于這個有機體對外部環境的適應性如何，取決于這個有機體自身的經驗的質量高低與類型差異。所以說，早在上個世紀60年代，著名心理學家奧蘇伯爾就曾用有意義學習與機械學習、發現學習與接受學習這兩個維度來描述人類學習的具體類型。很顯然，建構主義所強調的學習對應的應當是有意義學習，它主張這樣的學習必定是主體在自身經驗基礎上的主動積極地建構。而如果按照臺灣學者的看法，將建構主義安置在發現學習的范圍內。則顯然犯了歸類上的低級錯誤。發現與接受，都只表明了教學方式上的差異，而不涉及學習者個體的內在經驗上的任何變化。而奧蘇伯爾早已十分明確地闡釋道，發現學習有可能是機械的，如果這樣的學習脫離了學習者的內在經驗；接受學習也可能是有意義的，如果這樣的學習與學習者的內在經驗產生著實質性的、非人為性的關聯。

在今天的國內外教育實踐現場，大量標榜“建構式教學”的言與行普遍地存在，這其實反映了人們對建構主義所具有的思想張力仍缺乏清晰的、深刻的認識。當建構主義真正走入了一個教育者心中的時候，當建構主義真正成為一個教育者秉持的信條時，他已經不會過多地糾纏在所謂外部的、表面的教學形式是否更具“發現性”上了，他必定會更加關注學習者的內在經驗結構，更加關注學習者頭腦中正在發生著什么，并將這種深入的、細致的思考作為其設計教學的重要起點。教學的藝術性、教學的魅力，恰恰體現在教師對學習者個體經驗的釋讀上，體現在不同的教師所采取的各不相同的教學方式與手段上(無論是發現還是接受)，體現在不同的教學方式背后所具有的“推動學習者經驗的發展”這一共同目標上。馮?格拉塞斯菲爾德曾說過一句頗具意味的話，筆者愿將這句話作為本文的結束語，即，“真正的教育者一定是一名建構主義者，無論其是否認識到建構主義這一標簽，他對學生經驗的關注已經在其內心深處深刻地烙上了建構主義的真實印記?！?/p>

參考文獻

[1][2][4][6]萊斯利?P?斯特弗，杰里?蓋爾 主編，教育中的建構主義[M]，高文等譯，上海：華東師范大學出版社2002，3―20

篇4

[關鍵詞] 情境理論； 真實感課程； 拋錨式教學； 基于問題的學習； 認知學徒制； 學習共同體

[中圖分類號] G434 [文獻標志碼] A

[作者簡介] 何克抗（1937―），男，廣東大埔縣人。教授，博士生導師，主要從事教育信息化工程、中小學教學改革試驗和教育創新理論的研究。 E-mail：。

一、引 言

《教育傳播與技術研究手冊》第三版第二部分（策略篇）的第九章專門介紹了“真實感課程的設計策略”。[1][2]

這一章首先簡要介紹了支持情境化“真實感課程”設計的一種全新教學理論――情境理論（Situativity Theory）。在此基礎上，提出了一個用于設計情境化“真實感課程”的概念框架，討論了三種類型的情境化真實感課程模型――從“設計式模擬模型”、“生成式模擬模型”到“參與式模型”，并評述了適合在每一種情境化真實感課程模型中實施的各種情境化教學策略（共九種，其中還包含若干來自文獻的應用實例）。如：“設計式模擬模型”中適用的拋錨式教學、基于問題的學習和認知學徒制等三種情境化教學策略；“生成式模擬模型”中適用的基于案例的推理、基于項目的學習和課堂學習共同體等三種情境化教學策略；“參與式模型”中適用的參與式模擬、學業游戲空間和實踐共同體等三種情境化教學策略。

通過對這些不同的真實感課程模型和各種情境化教學策略實施案例的介紹與評述，使我們可以感受到在追求課程真實感的同時，必須密切關注學習的境脈和學科內容體系的建構。

由于在情境化教學中，境脈（Contexts）是一個極為重要的概念，而在一般文獻中對境脈只是直接引用，并不加以解釋，所以我們認為，在介紹情境理論和情境化“真實感課程”之前，對境脈的內涵作出明確的界定是必要的。

按照Mario Antonio Kelly博士給出的定義，境脈是指，“學生和教師組成的一個具體班級中，由包括課堂的物理環境（軟硬件基礎設施）、學生的家庭背景、認知特點、心理素質和班級的精神面貌等諸多因素結合在一起的協同作用”。[3]可見，境脈涉及“生理、心理、認知、語言、社會、文化”等方方面面。

二、關于“情境理論”

心理學家們認為，認知革命是由兩個階段構成。在第一階段，強調的是個體的思考和孤立的心智。[4]顯然，這一階段的理論家們試圖淡化情境（部分原因是要去除斯金納等人所設置的桎梏），而聚焦于脫離具體環境的“個體心智”。第二階段將認知功能置于其所處的社會、文化和歷史的框架中，這正是情境理論（Situativity Theory）觀點的核心――學習者不再被認為是外在于學習所發生的環境而孤立存在；相反，個體與環境是通過一系列有意設計的、受控的實踐活動聯系在一起，并共同發揮作用。[5]傳統觀念認為，知識（Knowledge）是一種可以被獲得的東西（Thing），而求知（Knowing）只不過是發生在個人心智內的一種認知行為而已。但從情境理論的觀點看，并非如此。情境理論認為：知識涉及的是一項活動，而不是一種東西；它總是被情境化、境脈化了的，而不是抽象的；它是作為“個體―環境”互動的一部分被建構，而不是由客觀或主觀創造的；參與其中的是整個人，而不是被孤立出來的“心智”。[6]總之，情境理論認為，認知不是心智的行為，或去境脈化的、待傳輸的信息比特，而是有真實情境的實踐活動，它使所有參與的個體鮮活地置身于豐富而有意義的環境之中。

為此，情境理論特別強調，要支持在豐富境脈體驗中的有意義參與，對知識的學習要從“獲得觀”轉向“參與觀”。[7]

三、設計情境化“真實感課程”的概念框架

眾所周知，強調識記事實性知識的授受式教學推動著淺層概念理解的發展，而以教師為中心、基于課堂講授的方式是其具體體現，這種曾經占主導地位的、以教師為中心的“授受模式”，自20世紀90年代以來，正逐漸被教師擯棄，而轉向具有體驗性和情境化的教學模式。這類新型教學模式支持教學內容的天然復雜性（避免過度簡化），使學生在復雜境脈下通過實踐與合作建構知識意義，教學可以在模擬的或真實的情境中展開。[8]

為了實施這種新型教學模式，需要有便于體驗的、情境化的、具有很強真實感課程的支持。這是一種由學習者自主學習、探究，同時又要彰顯教學目標要求的課程。在學校環境中建設“情境化真實感課程”是一個巨大挑戰，其難度在于：如何選擇合適的情境，確定噪聲的數量，以便讓基礎性學科的內容體系具有真實感。隨著學習環境中加入更多的情境因素，真實感、神秘感和探究樂趣會隨之增加，但有可能使教師指導、學習效率和目標清晰度受到影響，甚至被削弱。

情境化真實感課程的設計應遵循如下所述的“自上而下、逐步細化”的基本原則（或稱應遵循如下的概念框架）。

首先，應將課程的教學內容融入相關的情境之中，使之具有真實感，以支持和推動具有體驗性和情境化的教學模式的實施。

第二，課程的教學內容是否情境化并具有真實感，取決于所要學習的內容能否在一個特定的敘述情境中被體會到。這里所說的敘述情境不是指周圍的隨便一個場景，而是一段為學習內容和為學生探究提供的適當故事情節。

第三，敘述情境中的適當故事情節，應當包含一個有意義的目標和一組學生將要采取的學習行為（學生的行為必定會產生相應的結果），以避免學生把學習內容當作孤立事實去死記。正是通過這種敘述情境，使學習者涌現出各種想法和因采取各種學習行為而產生的結果，將原本脫離實體的課文變成了內容豐富的、甚至形象的事實及體驗。[9]

第四，按上述步驟及要求創設敘述情境時，應提醒教師：今后在利用這種真實感課程實施情境化教學的過程中，必須認真審視學生在感受故事情節時涌現出的各種想法，并要設法讓學生自己去檢驗和證實這些想法（這對彰顯和深化課程的教學目標要求，至為關鍵）。

四、創設有利于實施“真實感課程”的

情境化教學模型

要想設計情境化的、具有很強真實感的課程，關鍵是要能建立起真實的境脈，即要建立起一個具有真實感元素的課程教學情境。經過多年實踐，目前已形成三類比較有利于貫徹實施“真實感課程”的情境化教學模型。這三類模型是指“設計式模擬模型”、“生成式模擬模型”和“參與式模型”；每一類教學模型又有各自不同的實施策略。例如：適合于設計式模擬模型的情境化教學策略有“拋錨式教學”、“基于問題的學習”和“認知學徒制”等三種；適合于生成式模擬模型的情境化教學策略則有“基于案例的推理”、“基于項目的學習”和“課堂學習共同體”等三種；適合于參與式模型的情境化教學策略也有“參與式模擬”、“學業游戲空間”和“實踐共同體”等三種。

可見，共有九種情境化教學策略。下面分別予以進一步的闡述。

（一）建立真實感的設計式模擬模型

設計式模擬模型建立在這樣的假設之上――課堂活動應與現實世界的實踐者所進行的活動盡可能地相似。這包括：事實方面的真實，即模型中任務環境的細節應設計成與現實世界的細節相似；程序或過程真實，即學習者在模型中的實踐與在校外參與的實踐相似；任務真實，即學習者在模型中的任務活動與現實世界的實踐者所從事的任務相似。[10]

Barab 和 Duffy把滿足上述假設的境脈稱之為“實踐場”（Practice Fields），[11]從下面概述的、屬于設計式模擬模型的三種情境化教學策略中，應能較全面地體現出這種實踐場的內涵。

1. 拋錨式教學

拋錨式教學是指這樣一種教學――所要學習的內容呈現在一個具體主題的境脈（即“錨”）中，這一個具體主題的境脈（即“錨”）使相關的學習材料聯系在一起，并使其能從多個角度被審視。換句話說，主題的境脈試圖通過將學習“錨”定――把所要學習的全部內容包含于有意義的問題解決的境脈之中。和傳統的在課本每章最后找到的、那些互不相關的應用題相比，主題的境脈嵌入了情節豐富、內容開放的故事；學生從引入主題的故事開始，使用自頂向下的策略來逐步生成解決問題所需的知識與技能。

較具代表性的拋錨式教學的例子，是范德比爾特大學認知與技術小組開設的“賈斯泊?伍德伯里問題解決系列”課程，[12]該課程是為五年級以上學生開設的。課程錄像帶包含一個冒險短片（約17分鐘），短片最后有一個挑戰性問題。該問題中嵌入了所有必要的數據（也有多余的、不相關的數據）。在這樣的挑戰性問題中，學生必須發現并解決17個數學子問題――這決定主角應對挑戰后能否回到家中。這套“賈斯泊冒險系列”課程還嵌入了講授場景和示范解決問題的方法；如果學生在應對挑戰的過程中，需要利用這些方法，可隨時翻看?？梢?，學生在拋錨式教學過程中，是在應對挑戰的同時學習了數學；值得關注的是，這種教學并沒有將教學內容（例如，距離―速度―時間公式）與媒體（例如介紹賈斯泊的錄像故事）截然分開，而是融合在某個情境之中（決定賈斯泊能否回到家中）。

2. 基于問題的學習

按照Finkle 和 Torp的說法， 基于問題的學習（PBL）是通過將學生置于問題解決者的積極角色中，使其面對現實世界中的劣構問題（也稱“非良結構”問題――不具有明確的解決方案及解決方法的問題），以同時發展學生的問題解決能力和學科的基礎知識與技能。[13]這種教學策略的核心是要創設“問題境脈”（也稱“認知困惑”或“認知沖突”），以便讓學習者通過參與有意義的、與學科內容相關的任務來學習。

Savery和 Duffy曾提出適用于PBL環境的三條教學原理：

一是，學習者必須認識到當前的學習活動是與更大的任務或問題相關，并且學習者必須接受“要由他們自己去定義教學目標和問題解決的過程”；

二是，雖然學習活動是被嵌入到某個定制的境脈中，但還是要求過程應逼真，學習活動還是要能支持和挑戰學習者，以幫助他們為將來應對復雜現實世界中的挑戰做好準備；

三是，學習者必須用多種視角和場景來檢驗所生成的理解――不僅要反思學到了什么，還要反思學習發生的過程。[14]

PBL與其他類似策略（如“基于案例的推理”）的主要區別在于：在PBL中，學生要承擔起為一個問題給出原創性解法的責任，而不是去研究別人提出的解決方案。

“切爾西銀行仿真項目”是采用PBL教學策略的較好案例。[15]學生在這個虛構的金融機構中擔任不同職位，課程由12個計算機場景組成，學生通過運用一組問題解決方法（包括提出假設、修改方案和尋求幫助）來解決各種不同的財務問題。

本章作者指出，“切爾西銀行仿真項目”和其他PBL項目能夠成功實施的關鍵在于――要能幫助教師成為支持有效探究的指導者。

3. 認知學徒制

認知學徒制是Collins 等人于1989年提出的一種情境化教學策略。[16]他們認為，傳統學徒制中豐富的境脈促進了學習的發生，所以他們根據傳統學徒在熟練工匠指導下學習和工作的隱喻，并參照人們在日常的、非正式環境中的學習經驗，研發出了一種新的教學策略。

和傳統學徒制不同的是：傳統學徒制必須要有動手操作的學習過程，并要參與實際制作手工制品；而認知學徒制則強調認知學習過程（而非手工操作過程），并要將概念形成過程可視化。

在實施認知學徒制策略過程中，教師應把握三個要點：

（1）為學生作示范，并要向學生解釋示范行動背后的依據及思考；

（2）開始時為學生搭建支架和給予指導，但要逐漸減少這種干預和指導，以使學生最終能夠在完全沒有教師的幫助下開展自主學習；

（3）鼓勵學生口頭表述自己的認識與思考，反思自身的學習經歷和探究自己提出的原創性問題。

認知學徒制的核心與關鍵并非簡單地學習一個具體的事實或概念，而是要讓學生沉浸并參與到一個豐富的、有意義的任務中去。

（二）建立真實感的生成式模擬模型

上面介紹的“建立真實感的設計式模擬模型”，在開始學習之前都需要先開發出大部分的學習情境，并且可接受的學習結果也已被事先界定（設計者知道正確的解決方案是什么）；而本節要介紹的“建立真實感的生成式模擬模型”，是將不同學習者之間的交流情境化于某個任務中，讓參與者通過社會性協商來形成共識，并判定這種共識是否是有意義的、正確的、可信的（即學習結果事先未被界定，要學習、協商以后才能知道）。所以這樣的學習過程往往要持續較長的時間。

從下面概述的、屬于生成式模擬模型的三種情境化教學策略中，應能看出生成式模擬模型的以上特征。

1. 基于案例的推理

基于案例的推理（Case-Based Reasoning，CBR）這種情境化教學策略起源于計算機科學領域對人工智能的探索。[17]對“基于案例的推理”這種教學策略的實施，應把握以下四個要點。

（1）要依靠先前的知識與經驗來為問題解決提供豐富的學習境脈（而無需作任何人為的設計），這些先前的知識與經驗并不限于某一個學習者個人所擁有，而是應該包括同一個“學習共同體”內其他人的知識與經驗，并要運用這些知識與經驗來共同構建供大家學習的案例境脈。

（2）學生是通過準備案例、診斷分析案例、研究案例來獲得知識和必要的思維技能，而案例都是通過真實的境脈呈現（具有很強的真實性），且往往是劣構問題（非良結構問題）。

（3）對于學習者來說，案例的劣構性提供了一種可以感覺得到的真實，因而通過對嵌入到這些案例之中的認識和理解進行解讀、思考及應用，新的認識和理解就可以自然而然地生發出來。不管是親身體驗，還是與他人共享，“具體、真實、及時的反饋”都會促使學習者的經驗得到豐富和發展，[18]從而使其解決當前案例及解決其他實際問題的能力不斷增強。

（4）基于案例的推理，將科學的實踐落實到對可能的解決方案進行反復的測試和改進中；通過這樣的經歷，可以使學生提出科學假設、進行實驗、推理和解釋科學現象的能力，以及基于實驗證據的決策能力得到較好、較快的發展。

CBR這種情境化教學策略的實施有賴“案例庫”的支持。案例庫將感興趣學科的各種案例集中在一起，這些案例不僅來自本學科的相關文獻，還可以來自其他學生運用該學科的相關概念或知識技能所取得的成果。換句話說，某個學生的經歷也可以作為一個案例呈現給別人，使其他學生通過共享他人的體驗，形成個人對此番經歷的認識與理解。由此可見，不僅案例庫，甚至課堂討論，都可以被設計成用來促進學生產生真實感的一種工具或環境。

2. 基于項目的學習

基于項目的學習具有下面幾個特征。

第一，基于項目的學習應該提出較特殊的疑難問題，使學生能形成疑問、開展實驗、進行預測、生成結論并分析最終結果[19]；由于對項目的研究需要相互合作和較長的持續時間，因此可以帶給學生具有真實感的課程體驗。

第二，與基于問題的學習（PBL）必須要有精心設計的問題來引導學生發現已知的正確解法不同，基于項目的學習成果是不確定的――它是在學生自主建構學科知識與現實世界之間聯系的過程中，通過學生自己的實踐生成的。

第三，由于是通過向學生提出疑難問題來驅動項目的探究，所以是學生在自主建構對學科知識體系的理解；又因為項目是以研發出具體的、外顯的人工制品作為完成標志，所以學生既可以通過自己的反思、也可以根據他人給出的反饋意見來修改、深化對學科知識體系的理解。

按照Krajcik 和 Blumenfeld 的觀點，[20]對“基于項目的學習”這種情境化教學策略的實施，應把握住以下五個要點：

（1）所基于的“項目”應該都是由真實的疑問（并且是有意義的、境脈化的疑問）驅動的，這些疑問將學生的活動結構化，并與教學目標相對應；

（2）學習活動的真實感，源于學習者置身于學科的科研實踐、參與持續的探究并生成對學科知識體系的理解；

（3）學生學習成效的大小，在很大程度上取決于合作――不僅是與其他同學的合作（其他同學可能支持也可能批判所生成的理解），也不只是與教師合作（教師對學生探究過程始終提供支持），還要與課堂以外的其他學習共同體成員合作（從而使生成的理解更全面、更豐富、更深化）；

（4）基于項目的學習要有基于先進技術的學習工具的支持，這類工具既便于學生開發出人工制品（如上所述，研發出人工制品才是項目完成的標志），也能有效促進學生對學科知識的意義建構；

（5）在開發人工制品過程中，學生自身的感受、體會不僅能幫助其他同學的學習與理解，與此同時，通過別人的反饋和反復修改過程，也大大提高了開發者自身的認識與能力。

3. 課堂學習共同體

之所以會研發出“課堂學習共同體”這種情境化教學策略，Driscoll 對此曾作出較確切的說明：[21]“傳統學校的社會結構是這樣一種結構――處于其中的教師通過課堂活動、課本和其他可能的媒體把知識分發給學生”（這樣一種安排會讓教師擁有一種控制學生學習的特權，而且會使學生把教師和教科書看成是獨一無二的知識來源），“然而，當一個課堂變成一個學習共同體時，（學校的）社會結構就發生了變化――轉換為師生共同努力來達到重要目標，而且這些目標也是師生共同設立的”。

可見，課堂學習共同體的核心是要變革學校的社會結構，使之能充分體現分布式與協作性的特點。在學習共同體中，學生的陳述被真誠對待，他們的疑問被認真考慮；而且隨著共同體成員不斷分享和發展他們的知識與技能，在此過程中所建構的學科知識的意義被不斷深化，同時也被不斷地協商。更令人鼓舞的是，隨著E-mail、QQ和遠程視頻會議系統這類新技術被越來越多地應用于教學環境，這就讓共同體內的學生不僅可以面對面地合作，還可以分布式地跨越時間、空間進行交流，從而使課堂學習共同體的分布式與協作性的特點能得到更充分的體現。

（三）建立真實感的參與式模型

“參與式模型”和前面介紹過的“設計式模擬模型”、“生成式模擬模型”一樣，要有真實感，要讓學生解決現實問題，而且這類現實問題要具備“事實真實”、“過程真實”和“任務真實”（三真實）的特點。與前兩種模型不同的是，“參與式模型”在有真實感的基礎上，還增加了兩個新特點： 一是要進行“真槍實彈”的練習，二是比“三真實”還多一個“生態真實”（四真實）。在生態真實中，學習者要以自身所處的“生態地位”（Ecological Niche）來參與現實世界的任務，從而使學習者能夠真正沉浸于現實的情境之中。

下面三種屬于“參與式模型”的情境化教學策略，都具有這兩方面的鮮明特點。

1. 參與式模擬

“參與式模擬”這種情境化教學策略的實施要點是：

（1）要求學生離開課堂環境，與現實世界中的實踐者一道，作為共同體成員之一去參與真實任務；

（2）真實任務要能夠為學生提供既動腦又動手（即“學與做”結合）的實踐機會；

（3）上述實踐活動機會的產出（即生成的“學習成果”）應是真實的――能用于解決現實世界中的某種具體問題，并為學習者和參與該實踐的共同體所共同擁有。

2. 學業游戲空間

“學業游戲空間”這種情境化教學策略的宗旨是“寓教于樂”，力圖把教育、娛樂和個體學習行為等三者融為一體，所以在這種教學策略中，往往糅合了故事、交互敘事和游戲設計等結構和內容?！皩W業游戲空間”這種情境化教學策略的實施要點是：

（1）上述結構和內容的考慮，既要遵從課程標準和學科知識體系的要求，又要符合客觀世界的真實性；

（2）因為是學業游戲，所以這種游戲既要能使學生產生扮演角色的感覺，從而使學生能沉浸其中，又要能在這個過程中對游戲者提供學習指導，以完成教學目標要求（即游戲內容不光是娛樂，還應體現教學要素）；

（3）學業游戲中的故事情節如何展開，應由故事中的人物角色來決定（而非隨意構想），這就要求學生沉浸于故事情境當中―― 使其求知過程真正成為具有真實感和情境化的參與過程（也就是讓參與學業游戲空間的每一位學生都能產生一種“虛實結合”的真實感體驗）。

3. 實踐共同體

Barab和 Duffy曾把“實踐共同體”定義為“一個持續維系的人際網絡”。[22]它具有以下特征：

第一，共同體成員之間有類似的歷史經歷，有共同的知識觀、價值觀和信念，彼此之間還存在有意義的關系；

第二，共同體成員有同樣的實踐和（或）共同的事業；

第三，共同體成員相互依賴，且彼此尊重多樣化觀點和少數人的觀點；

第四，“實踐共同體”具有繁衍擴大機制，可以為共同體成員提供各種交流和參與的機會。

“實踐共同體”的一個典型案例，是用于促進教師專業發展的“教師實踐共同體”。其實施要點是：

（1）每個參與者被委派于一所大學（相當于被注冊為該大學的“師范生”），他與某位老師之間的師徒關系是在相互協商和彼此認同的基礎上建立起來的；

（2）每個參與者（師范生）從第一年開始就與一位前輩（即和自己有師徒關系的老師）配對，并在整個培養期間都會和這位老師一起工作；

（3）每個參與者（師范生）都是“師范生共同體”的成員，在此共同體中分享他們的成長見識與技能，不斷探討教師專業發展的目標及意義；

（4）在這個“教師實踐共同體”中，有老手（老師和有教學經驗的學生）、新手（尚未參加工作的低年級師范生）以及水平介于這二者之間的參與者，這三種共同體成員都在從事一項共同的事業，即促進教師的專業發展――每個師范生在學期間，都需要達到若干項培養目標，這些目標是通過真正的實習而不僅僅是通過聽課或念教科書來達到。

五、小 結

情境理論家（Situativity Theorists）認為，一個人所處的學習境脈對所要學習內容的認知有較大的影響，因而對情境化教學內容應如何設計，以及情境化教學策略應如何理解與實施就顯得至關重要。

在《教育傳播與技術研究手冊》第三版的第九章中，討論了三種用于實施“真實感課程”的情境化教學模型：

“設計式模擬模型”―― 這種教學模型因為可控且實施方便，通常更多地在課堂教學中被采用；

“生成式模擬模型”―― 這種教學模型需要為學習者創設情境和提供豐富的對話，所以真實感更強，但要求學生擁有更多的主動性，這都會增加在中小學課程中應用這種教學模型的難度及復雜性；

“參與式模型”―― 按這種教學模型實施的情境化教學，是發生在真實的境脈當中，而無需考慮對現實世界進行場景設計，因此可以給學生帶來豐富的真實體驗；但與此同時，教學功能卻被暗中削弱，而且這種真實境脈常常會很耗時，以致難以支撐。教學實踐證明，對于那些已經擁有較多的知識經驗基礎和較豐富情境感知的學生來說，為他們的知識建構專門創設一段故事情節是低效的，甚至是多余的（對于他們來說，傳統的課堂講授方式可能更省時、更有效）。

總之，筆者認為，要建立情境化的、具有真實感的課程并非像出一道復雜應用題那么簡單。本章的核心觀點是：當學科的內容體系被情境化于一個應用境脈中時，它們的意義以及學習者與這些意義的關系就被改變了；讓學習者與學科的內容體系之間建立起這樣的意義關系（而不是讓學習者去死記硬背學科知識），正是教育始終應追求的目標。

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篇5

關鍵詞：教學質量；流域水文模型；水循環

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2014）07-0093-02

隨著中國大學招生規模的日益擴大，如何提高大學教學質量已經成為高校教學研究的重要課題之一。課堂教學是大學教育的基本環節，它不僅是教師傳授知識的主要形式，也是培養大學生思維方式的重要途徑。大學課堂教學質量，直接關系到大學生綜合素質的提高。筆者從事東北農業大學水文與水資源工程流域水文模型課程的教學工作已經兩年，在講授過程中積累了一些經驗和認識。結合這兩年的教學實踐，在淺析水循環和預報技術的基礎上，從保持教材的融合與更新、采取多樣化的教學方法、充分利用現代教育技術、教師對教案的掌握、提高實驗教學質量、教師與學生之間的交流、教學與科研相長等方面闡述對提高流域水文模型課程教學質量的體會。

（一）保持教材的融合與更新

教材管理工作與教學工作都圍繞著同一個主題，就是培養社會主義建設德才兼備的合格人才。教材是教師教和學生學的主要憑借，是教師進行教學，搞好教書育人工作的具體依據，是學生獲得系統知識、發展智力、提高思想品德覺悟的重要工具。在教學實踐中，教材是知識的重要載體和媒介，對提高教學質量和培養學生的創新能力等具有重要意義。衡量一本教材質量的高低，首先要看其對實驗教學有無針對性、適應性和實踐性，能否啟發學生的學習積極性和創造性，能否使學生在學習過程中感覺到所學內容看得見、摸得著，能否激發學生的學習興趣，最大限度地調動他們的學習積極性和主動性。以流域水文模型課程為例，該課程目前缺乏一本系統完整而較新的教材，筆者以《流域水文模型》（謝平）為主，同時融合《分布式水文模型》（熊立華）、《分布式流域水文模型原理與實踐》（賈仰文）、《水文模型》（徐宗學）及最近發表的關于水循環及水文模型相關的資料撰寫教學內容，這樣既能保證教學內容的完整性和系統性，同時也能保證教學內容的與時俱進，保持與社會發展需求的同步性。

（二）采取多樣化的教學方法，激發學生主動學習的熱情

在流域水文模型教學過程中采用多種教學方法相結合的方式，不同的內容采用不同的教學方法。對相對簡單的基本概念和原理，主要采用傳統板書和講授的方式進行教學，便于學生跟隨教師思路，理解掌握課程知識點。對于某些抽象的概念，僅僅依靠板書和講授的方式是難以讓學生理解掌握的，如產流機制、蓄水容量曲線、水箱結構等，則采取多媒體輔助教學進行相應的動畫演示，實驗圖片分析等，給學生以直觀的感受，這樣使得非常抽象的概念變得十分具體而容易接受。課堂教學中，積極采用啟發式、互動式教學。每一個知識點都應該由特定的問題引出，吸引學生的注意力的同時誘導其主動的思考。將教師主講與課堂討論緊密結合起來，并就每節課的重點難點布置相應的習題，增加學生學習的主觀能動性，同時也加深學生對課堂知識的理解。設立學習聯絡郵箱，將每堂課的重點、難點、相應的思考題發送到聯絡郵箱里，利于學生在課下進行課程的預習、復習及自我檢查。學習聯絡郵箱架起了教師和學生勾通的橋梁，鼓勵學生多思考、多建議、多提問，增強學生敢想、敢問及敢于動手實踐的信心和勇氣。

（三）充分利用現代教育技術

要應用現代教育技術構建創造教育的新模式，我們首先要擺脫把信息技術設備僅僅作為一種播放工具，用來傳授知識的觀念，而要把它作為學生的認知工具，通過學生的參與，培養學生的創造思維，提高學生的創造能力[1～2]。現代教育技術在構建新型教學模式中扮演著重要的角色：利用多媒體信息集成技術，創設和展示有意義的情境，提高學生的求異和洞察能力。要使學生全身心投入學習活動，就必須讓學生面臨對他們個人有意義的或有關的問題。在制作流域水文模型的課件時利用大容量存儲技術壓縮課件，提供多樣化的圖和文檔資源，利用圖形化交互界面技術描述水文循環，為課堂建造良好的學習環境。利用信息組織結構的超鏈接連接技術，建造符合學生聯想方式的超文本信息組織結構。建立水文模型的降雨徑流模擬實驗環境時，利用VB與Arcgis相結合形成動態演示模型，通過輸入必要的調試參數，或者通過學生交互操作，進行模擬不同情況下的產流與匯流機制實驗，進行分析比較，學習科學探究的能力。

（四）提高對教案的熟悉程度

課堂教學是教育教學中普遍使用的一種手段，它是教師給學生傳授知識和技能的全過程，它主要包括教師講解，學生問答，教學活動以及教學過程中使用的所有教具，這就需要教師仔細認真地備課，設計好每一節課的具體流程和安排。教案是教師備課工作的最后一個環節[3]。撰寫完教案后，課堂教學便有“案”可依，教學質量的提高便有了前提保證。但教學質量的提高關鍵在于如何借助教案將教學內容通俗易懂而又生動地傳授給學生，充實豐富學生的知識和啟迪學生的思維，實現教學目的。在這一過程中，教師對教案的熟悉程度發揮著重要作用。如在講授流域水文模型中如何描述降雨的空間分布，坡面匯流的計算方法（如單位線法、地貌單位線法和數值計算法等）時，由于以前做博士論文及科研項目一直在做這方面因此十分的熟悉，因此課堂講授時可以把基本問題的由來及發展趨勢講解的非常透徹，可以直接面對學生講解，從學生的眼神中了解學生的接受程度，及時調整講授速度和處理學生注意力不集中等問題。另外，在講解一些難于理解的復雜問題比如坡面匯流和河道匯流的時，由于對教案的熟悉，可以根據學生的理解程度，進行深入淺出的講解，適當地多繪制一些圖形和公式解釋，從而高效地提高每一節課的教學質量。

（五）提高實驗教學質量

如何加強實驗教學管理，確保教學質量，培養創新型人才，是值得我們認真思考的問題[4]。為了加強實驗教學質量，首先是學生技能的培養，必須通過學生自身的實踐，讓學生有更多機會進行實際操作，這是培養技能的關鍵，以往實驗課都是教師先講解實驗的原理、方法、步驟，然后學生模仿操作，這樣會導致學生實際獨立操作的時間減少，更重要的是不利于學生思考能力的培養。為此我們把實驗項目分為三類：一類是基本模塊程序（比如面雨量計算、河道匯流、坡面匯流）編制，課前交代給學生，然后上機學生進行編程實現，我在一般協助，學生做答后，根據學生的完成情況我再進行講解，第一類是模塊組合，根據我講解水文模型的構建原則，之后學生根據我的設計思路，組裝水文模型。第三類啟發式實驗，是我與學生一起編程，互相啟發和互相借鑒，共同設計水文模型，并編制水文模型的計算程序。在實驗教學中注意培養學生的觀測能力和思維能力，以提高學生動手操作能力，編程能力，Excel繪圖能力，及利用水文模型解決問題能力。

（六）注重與學生的溝通

溝通是一門藝術。一次成功的溝通，就是一次成功的教育。教育的問題在很大程度上是溝通的問題。教育中如果缺乏溝通，則學生的“心事”教師永遠也猜不明白，而教師的“柔情”學生永遠不懂。雙方都互相埋怨并都在苦惱中，教師失望，學生傷心。其實，“通”則“不痛”，“痛”則“不通”。通過溝通，讓教師走進學生的心靈世界，也讓學生真正理解教師。通過溝通，才能徹底拆除妨礙情感交流的墻，才能形成良好的教育網絡，才能促進教育目標的順利實現。在講授流域水文模型第一節時，筆者首先從地球上的水循環講起，并同時與學生相互溝通，進行引導，使他們能參與進來，就每一部分水循環的情況進行描述，之后詢問學生描述每一部分水運動可以用什么模型進行描述，這樣使學生對水循環及這門課程有一個初步的了解。進而在講解每一水文模型時，都從水循環講起，不斷與他們溝通，最后使學生對水文模型的認識達到設計水文模型的程度。模型講解完之后與學生探討本節課講授的水文模型可以做一些什么，優勢在哪里，培養他們的科研能力。在與學生的不斷討論之中，一些在課堂上不善于發言、比較羞澀的學生，漸漸融入課堂中。

（七）教學與科研相長

教師要具有以教學傳授知識、以科研創新知識的本領，尤其是在高校從事專業課教學的老師。教學和科研的關系是辨證統一、互相促進的，教學工作常常會激發科研的熱情，教學中會發現一些不清楚的東西，課后就會去研究它。我的一些新的想法有很多就是在講流域水文模型課中突然激發出來的；而科學研究的成就又能促進教學水平的提高，不斷地把新的研究成果和思路貫徹到教學中，這樣即使常年講一門課也能做到常講常新。

參考文獻：

[1] 孟祥增.現代教育技術[M].濟南：山東人民出版社，2003.

[2] 周曉霞.多媒體技術在分析化學教學中的運用[J].教育與職業，2013，（18）：148-149.

篇6

就世界范圍而言，法學教學方法無外乎兩種，其一是案例教學，其二是講授式教學。案例分析教學是把案例當作一種可以從中闡明法律理論的經過推理歸納材料。講授式教學注重教師的系統講授相對抽象的概念、原則、基本原理和理論，旨在向學生傳授知識。無論是最近提出的診所式教學還是古老的注釋性教學，都沒有逃出這兩者的范疇。我國現行法學教學模式有4個特征:第一，以已有知識的傳授為主要教學目的。師生的教學活動仍然主要是圍繞知識的傳授而進行。第二，以課堂講授為主要教學方法。以知識為主要目標的教學模式仍然是主要的教學方法，自學、討論、調查研究、實驗實習等都處于輔助地位。第三，以教師和教材為中心。決定教學內容和教學方法的完全是教師，學生在課堂上主動提問的情況幾乎沒有，更不用說提出不同的見解與教師爭論了。學生在教學中完全是被動、從屬的。第四，以筆試為主要評估手段。三好生及獎學金等級的評定、人才市場的選擇均以筆試成績為主要依據。在升學、就業和職業生涯中，筆試作為一種保障公平的手段被日益廣泛地使用，并強化著各級教育的應試特征。雖然，這種教學模式有可取的地方，但現在知識的傳播與共享的方式正在迅速地發生變化。由于信息網絡化，掌握已有的知識將越來越方便，也越來越不夠。競爭將主要取決于運用已有知識創造性地解決問題的能力和發現新知識的能力，而現行大學法學教學模式在一定程度上卻不利于培養學生的創新能力。首先，在現行大學教學模式中，學生的創新實踐機會非常少，而任何能力的培養都需要知行結合，對于作為職業教育的法學教育更是如此［2］。僅僅掌握了系統的專業知識和大量的創造方法并不能形成創新能力，創新能力只能在創造活動中培養。在現行的教學模式中，教師在課堂上系統講授精心整理的知識，學生勿需獨立整理資料，久而久之就形成了依賴教師的習慣，對教師傳授的知識不加反思地接受，沒有問題提出來，或者有問題也不提出來。學生的主動性、獨立性、批判性難以發展。另一方面，由于片面強調系統講授知識，法學教學脫離社會實踐的傾向十分突出。大學生人文素質不高，并不僅僅是因為缺少人文知識，他們更缺少的是對人類社會發展中的實際問題的真切體驗。大學生的人文精神需要在運用知識分析和解決社會問題的過程中培養。面對現有的問題，解決的方案顯然很多，云教學有沒有可能成為解決這些問題的方案之一呢?在教學中，云教學是否可以形成學生參與的自主式學習方式，從而改變我們現有的法學教育模式呢?這既是一個技術性的話題，需要技術性的構想和技術性的方案，同時也是一個需要在理論中探討的問題，需要我們去針對技術本身能完成什么進行追問。在教育部的《教育信息化十年發展規劃(2011－2020年)》中，明確提出國家教育云平臺的問題，要求:(1)充分整合和利用各級各類教育機構的信息基礎設施，建設覆蓋全國、分布合理、開放開源的基礎云環境，支撐形成云基礎平臺、云資源平臺和云教育管理服務平臺的層級架構。到2015年，初步建成國家教育云基礎平臺，支持教育云資源平臺和管理服務平臺的有效部署與應用，可同時為IPv4和IPv6用戶提供教育基礎云服務。(2)推動省市區域級教育公共服務系統建設，各省市要大力建設相關系統，建立本區域的教育公共服務平臺，整合各家企業的相關服務，提供資源、平臺、學習、管理等統一信息化服務［1］。從21世紀10年代中期開始，以CIBE(CyberInfrastructureBasedEducation)為特征的云教學模式已經發端。CIBE同時引發了CI環境下的教育技術系統的理論與實踐研究。在實踐研究場域，CIBE將促進先進的信息技術與教育的緊密結合，產生如云計算教育應用、智能教學系統開發、語義網教育實踐等研究［3］。云技術在中國教育領域的應用已經漸漸展開，以教育云服務平臺搭建為代表的信息化建設將我國基礎教育信息化推向新的發展階段。在中國的上海、寧波、蘇州等地開展的電子書包進課堂的幾個試點，似乎可以看作是教學模式的新變革，盡管這些嘗試是非常初步的。然而，就高等教育而言，云教學模式尚未完全展開。中國的法學教育的信息化已經進行多年，但是對于法學教學的云技術應用卻鮮有人進行探討，這有技術方面的原因，也因為對于特殊的法科教學而言，缺乏對云教學的認識和對云教學的總體規劃。

二、云技術能為法學教學帶來什么

云的基本概念可以追溯到20世紀50年代，那時主要指被稱為“啞終端”的瘦客戶機或終端電腦連接到大型主機進行運算。這些“啞終端”開初只能用于通信，對內部而言無計算能力。云是為了更有效地利用昂貴的大型機，允許多個用戶以共享的方式從多個終端訪問計算機以及共享CPU［4］。由于云觀念的提出，約翰•麥卡錫認為“計算可能有一天會被組織作為一個公用事業”［5］，而Grosch定律的作者推測，整個世界將存在約15個大型數據中心支持的啞終端［6］。20世紀90年代，云計算延伸到服務器和網絡基礎設施［7］。隨著計算機變得越來越普遍，科學家和技術人員嘗試將算法優先訪問到CPU的基礎設施和平臺提供給最終用戶［8］。2008年初，美國加利福尼亞大學計算機科學學院發展了Eucalyptus，成為第一個開放源碼、AWSAPI兼容的平臺，并由此部署私有云;同時，在一個歐盟委員會資助的項目中，加州大學成為第一個開源軟件部署私有云和混合云的云聯盟9］。到2008年中期，Gartner公司看到云計算“是一個機會”［10］，并預計“轉移的計算將導致戲劇性的增長”［11］。云技術主要是提高了IT基礎架構、軟件和服務的經濟性、可訪問性、可擴展性和彈性，從而以低得多的成本，為機構提供了新的信息化解決方案［12］。云計算技術是網格計算(GridComputing)、分布式計算(DistributedCompu-ting)、并行計算(ParallelComputing)、效用計算(UtilityComputing)、網絡存儲(NetworkStorageTechnologies)、虛擬化(Virtualization)、負載均衡(LoadBalance)等傳統計算機和網絡技術發展融合的產物，包括基礎設施即服務(Infra-structureAsAService)、平臺即服務(PlatformAsAServ-ice)、軟件即服務(SoftwareasaService)等幾個層次的服務［13］。云計算(CloudComputing)即“計算服務”(Compu-tingasaService)，是將數據資源作為“服務(Service)”供使用者通過互聯網來獲取。通過定義，可以看出云計算技術通過網絡連接可將大的整體性的操作過程程序分散為N個較小的子程序，然后將這些眾多的子程序交給眾多部服務器所構建的龐大處理系統處理，經查找、分析、計算之后將得到的結果回傳給使用者。這樣，使用者就可即時得到并享用自己所需的結果或資源。由此，我們可以看出，云的觀念在于盡可能地擴大了共享的范圍，并在一定程度上提高了信息使用效率。如果我們把學習當作是一個有目的的主動建構知識的過程，而不是一個被動吸收、反復練習和強化記憶的過程［14］，那么這個建構的過程也是一個對外部信息收集、加工、反饋及調整的過程。在這個意義上來理解學習，云技術則為教學提供了諸多便利。在云技術得以應用的前提下，用戶不需安裝服務器或任何客戶端軟件，就可在任何時間、任何地點、任何設備上通過瀏覽器隨時隨意訪問，使各種應用系統能夠根據需要獲取存儲空間及各種軟件服務，教學和學習過程將可以在任何時間和任何地點。可以看到，該學習模式基本是基于短信或WAP方式從而重構的學習平臺。云技術將大量的信息和資源集中在一起，使應用程序能夠獲取存儲空間及各項服務，而教師與學生也能在云端中獲取自己所需的資源。云端中包含大量的計算機集群進行海量的存儲與計算，相對教學來說，用戶可以從云端獲取到學習資料，進行即時通訊以及隨時隨地接收最新信息，在云服務器中暢游，創造良好的學習環境。云技術的核心思想就是資源的全面共享，它可以將與網絡連接的大量多媒體教學資源進行統一管理和調度，構成一個即時、全面的無限擴展的“多媒體教學資源云”。教師們可以隨時進入云中查找自己所需的各種多媒體教學資源，設計高水平的多媒體課件。這樣就使很多教師從重復、繁瑣的課件制作中解脫出來，節省了大量的時間，可以更好地規劃課堂教學，提高教學效率。云技術與法學教育相結合，可具有如下之特征:(1)更大的教學覆蓋率。由于云端具備海量存儲能力，提供動態的存儲空間和數據服務，允許用戶在云服務器上存儲數據并且可以在任何時間和地點訪問這些數據，這種服務稱為數據存儲即服務。云端海量的存儲能力所帶來的首先就是教學覆蓋率的擴大。數據存儲在云端服務器中，只要網絡覆蓋到的地方，用戶就可以學習工作。隨著移動終端用戶覆蓋率不斷擴大，互聯網接入要求以及運營商的收費也在不斷降低，不管身處何處用戶也可以平等地享有云帶來的服務，享受云端提供的海量文獻資源。(2)更高的學習積極性。傳統法學教育的網絡化主要依賴于固定網絡固定計算機，移動學習的出現打破了這一局限性，學生可以使用移動通訊設備，如手機、平板電腦等便攜性設備進行遠程學習，在空閑之余能實時進行學習并獲取文獻資源這一靈活性極大地提高了學生的學習積極性。(3)更好的教學資源整合。云技術所帶來的海量存儲有助于各項教學資源的整合，文獻資源可以不僅僅局限于一所學校一門學科，每個教學機構都在云服務上開辟屬于自己的空間并互相共享，管理者根據資源進行分類整合，并不斷進行修改與完善。(4)更便捷的信息交互平臺。云服務提供一些面向服務的、可配置的、可調度的、可預見的和可靠的通信能力，即通信即服務，從而保證網絡安全和數據通信。就法學教育而言，同樣云服務也解決了移動學習的網絡傳輸問題，通過在云中構建移動教學輔導、問題交流和在線討論答疑等模塊，較好地開啟了學生與教師的實時交互活動。這意味著，云技術為移動學習提供了重要的支撐，在法學教育中具有了不可替代的優勢，極大地幫助了移動教學的開展。移動學習的靈活性以及便攜性提高了學生的學習自主性和積極性，同樣云技術的海量存儲運算能力也建立一個良好的虛擬學習環境，學生與教師的時空分離性已不再是限制教與學之間的重要因素，教師可以隨時上傳教學資源，學生可以自主性地選擇學習的時間、地點、設備，隨時隨地開展學習。

三、法律教學云的設想

篇7

摘要：本文提出了計算機專業畢業設計課程的“五段式”教學模式。

關鍵詞：教學模式；教學改革；多媒體；網絡

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

傳統的教學模式存在很多弊端，目前新的教學模式也不見得處處適用。關鍵還是要看是否能夠較好地達到教學目標，得到較好的教學效果，培養了學生的綜合素質和能力。選用合適恰當的教學模式對于學生的能力培養將起到不可替代的作用。

針對不同的教學模式的特點和計算機畢業設計課程的教學目標，我們在教學的實踐過程中提出了針對計算機畢業設計課程的教學模式的改革探索，提出了“五段式”教學，即“理論教學階段+案例演示階段+網上交流階段+小組點評階段+設計答辯階段”。

1第一階段：理論教學階段

主要采用“粉筆+板書+多媒體”的教學模式。集中講解軟件工程的相關知識和理論。將軟件生命周期的各個階段要做的工作和可以使用的各種工具算法介紹清楚。特別是采用多媒體課件可以動態的展現不同的軟件設計模型的形成和使用特點。學生需要經過抽象、形成概念、掌握規律、形成理性認識，以后才能靈活應變，去解決千變萬化的實際問題。該階段目的是使學生對理論知識有全面具體的了解和初步的使用。

經心理學家研究證實：人類獲取的信息，83%來自視覺，11%來自聽覺，3.5%來自嗅覺，1.5%來自觸覺，1%來自味覺；一般人類能記住閱讀內容的10%，聽到內容的20%，看到內容的30%，同時聽、看到內容的50%，在交流過程中自己所說內容的70%。多媒體技術可以模擬現實環境，利用視覺、聽覺等多種形式對學生進行多感官的刺激。把多媒體技術引入教學，可以提高學生的學習效果，同時增強學生學習的自主選擇性，充分發揮學生學習的主觀能動性和個人潛能，從而實現因材施教。

多媒體課件是采用多媒體技術將圖像，文字，聲音，動畫等綜合起來表現教學內容的一種多媒體軟件。它可以演示、模擬動態的發展過程，不僅可以激發學生的學習興趣、渲染教學氣氛，還能有效地突破教學重點、難點，收到事半功倍的效果。

2第二階段：案例演示階段

主要采用多媒體課件，展示往屆學生成功的設計作品。在展示過程中強調理論和實際的結合點，強調理論怎樣應用于實際問題的解決，更進一步強調生命周期不同階段的注意事項。比如說，確立題目一定要有現實意義，有技術可行性、經濟可行性。啟發學生發散性思維，找準切入點。做好需求分析尤為重要，可以拿出反面的案例進行分析。該階段的目的是使學生形成感性認識，進一步明確理論知識的指導作用。

案例課程的教學過程大體分以下幾個步驟：

針對學習目標設計問題或任務,或者讓學生確定問題。

將所要學習的概念，技能蘊含在所要解決的問題或任務之中。

通過解決問題，學生會掌握有關的知識，發展相應的技能。

該教學模式是基于建構主義的基本思想設計的，有利于培養學生的研究精神和自主學習的能力。

3第三階段：網上交流階段

主要是利用計算機網絡為媒介。大家一邊開始在機房著手畢業設計，一邊可以在qq群里或者是BBS上發表個人畢業設計觀點等，集思廣益，大家共同討論，確定設計小組，組員分工，選題，課題可行性等。這種模式可以激發學生的思考，同時不受時間地點的限制，給了學生充分的時間和空間進行交流。老師也可以對關鍵性的問題進行啟發和指導，這為教師及時與學生進行交流和教學提供了一個很好的平臺。該階段的目的是使老師和學生，學生和學生進行從選題到總體設計的充分交流。

隨著現代網絡技術的飛快發展，它已經改變了人們獲取信息和知識的方式，突破了時間、空間對教育方式的限制，為利用網絡資源組織教學提供了物質保障。以網絡為主的教學模式就是以網絡為依托，充分發揮虛擬教室、遠程教學、分布式教學等現代化教學技術的作用。如，開設網上選修課，進行網上考試，網上管理學生成績，教學信息，布置作業，批改作業等。目標就是要通過現代信息技術所提供的理想學習環境，徹底改革傳統的教學結構與教育本質，培養出大批創新性人才。

以網絡使用為主的教學模式與傳統學習模式相比呈現許多新的特點：時間的終生化，空間的網絡化，主體的個性化，內容的整合化，交往的平等化等。充分發揮學生學習的主動性，突出了學生的個性，實現了教育資源的共享。

4第四階段：小組點評階段

主要是采用探究式的教學模式。當各個畢業設計小組設計進行到詳細設計階段，由老師組織一次小組點評。由不同的課題小組展示自己隊伍目前的工作狀況和特點。老師與組，組與組進行探究式討論。該階段的目的是調動大家的積極性，明確設計中存在的問題，相互進行學習和借鑒，進一步鞏固理論，應用于實踐。

探究式課堂教學過程中，教師對學生進行啟發誘導，學生進行獨立自主學習和合作討論，以現行教材為基本探究內容，以學生周圍世界和生活實際為參照對象，為學生提供充分自由表達、質疑、探究、討論問題的機會，讓學生通過個人、小組、集體等多種解難釋疑嘗試活動，將自己所學知識應用于解決實際問題的一種教學形式。

該教學模式能夠很好地提高學生的智力，發展學生的創造性思維，培養自學能力，使學生掌握科學的學習方法，提高課堂學習的活力和效力。教師調動學生的積極性，為學生的學習設置探究的情境，建立探究的氛圍，促進探究的開展，把握探究的深度，評價探究的成敗。學生需要明確探究的目標，思考探究的問題，掌握探究的方法，敞開探究的思路，交流探究的內容，總結探究的結果。這是一種雙向的交互式的學習模式。

5第五階段：設計答辯階段

主要是以組為單位在機房做畢業設計，完成后參加答辯。該階段可以采用網絡作為輔助的媒介，方便小組間的學生交流。本階段的目的是在交互的環境下順利完成畢業設計，對優秀的畢業設計給予表揚。

“五段式”教學模式，適合計算機專業畢業設計課程的特點。能夠將教學過程中的老師、學生等有效的融為一體，激發了學生的學習熱情，調動了學生的學習積極性，提高了學生的學習效率。使得學生在實踐中掌握了理論，提高了自身的能力和水平。實現了創造性的學習目標，使教學信息雙向化。它還克服了單一教學模式的不足，綜合地解決了具體的問題。

該教學模式目前比較適用于計算機專業畢業設計課程的使用，并且在實際的教學工程中體現了一定的優勢，但是還需要在實踐教學中繼續總結，不斷改善。

參考文獻

[1] 蔣家付.當代電化教學模式比較研究[J].電化教育研究,1999,(1).

篇8

關鍵詞：建筑設備自動化；互動式教學；課程體系；教學研究

中圖分類號：G640；TU6 文獻標志碼：A 文章編號：10052909（2015）04008703

建筑環境與能源應用工程專業，簡稱建環專業，該專業是土建領域高級人才培養和科技發展的重要支撐。截至2011年，全國已有181所高校設有建環專業＼[1＼]。2012年普通高等學校本科專業目錄中把建筑智能設施（部分）和建筑節能技術與工程兩個專業納入建環專業，專業范圍擴展為建筑環境控制、城市燃氣應用、建筑節能、建筑設施智能技術等領域。建筑自動化課程為其主干專業課程之一，對學生深入了解建筑設備自動控制系統起著重要的作用，也為今后從事建筑環境與設備的研究工作打下堅實的基礎。該課程的特點是教學內容多、關聯性學科和知識也較多，涉及很多建環專業學生不太熟悉的領域，教學難度較大。筆者以多年的教學體會，特別是在與同行間的交流中感到，該課程教師的一個共識是結合案例的互動式教學方式能夠達到比較好的教學效果，設計合適的案例并采用適宜的教學手段是提高教學效果的關鍵。本文從教學實踐經驗出發，設計3個易于操作的教學實例，并借助Simulink模擬工具和小型實驗臺，在課堂上運用筆記本電腦、無線網絡等操作工具進行互動講解。此外，對復雜的建筑設備系統，給學生留出一定的拓展空間，以課后訓練和課堂討論的形式完成。教學實踐證明，采用該教學方式取得了較好的教學效果。

一、教學內容的調整與整合

建筑設備自動化是建筑環境與設備專業的一門主干課程，它的主要任務是通過各個教學環節，運用各種教學方法，使學生系統地掌握建筑設備自動化系統的基本概念、控制原理的初步知識以及雙位控制、PID控制等控制調節方法，建筑熱濕環境的控制方法，設備與系統的控制方法，并從整體設計出發了解建筑自動化系統的通信技術、設計過程、分析整定方法和關鍵問題。

建筑設備自動化系統實際上是一套中央監控系統。它通過對建筑物（或建筑群）內的各種電力設備、空調設備、冷熱源設備、防火、防盜設備等進行集中監控，達到在確保建筑內環境舒適、充分考慮能源節約和環境保護的條件下，使建筑內的各種設備狀態及利用率均達到最佳的目的。建筑設備自動化課程涉及很多自動控制方向的課程知識，如自動控制原理、傳感器、數字電子技術、模擬電子技術、通訊技術、計算機控制、模糊控制、單片機等。同時，要實現建筑設備系統的控制，不可避免地要用到建筑冷熱源、空氣調節、通風工程、制冷與風機、供熱工程等專業知識，幾乎涵蓋了建筑環境與能源應用工程所有的專業課。此外，在控制策略、控制品質上還涉及到建筑環境學等專業基礎知識（見圖1）。

圖1 建筑自動化系統知識

教學內容上，以高校建筑環境與能源應用專業指導委員會推薦的教材為主＼[2＼]，由于受到課時的限制，對教材中的內容作了適當調整。首先根據知識點將教學內容分成兩個大類：一是控制基礎與控制仿真部分，包括自動控制的基本概念、基本控制原理和基本控制規律、計算機控制理論相關知識、模糊控制原理與實現、傳遞函數（主要掌握拉式變換）、控制參數的工程整定方法、Matlab軟件基礎（主要掌握Simulink控制工具箱）等；二是建筑設計系統控制，包括常用的建筑設備和空調風系統、空調水系統、空調冷熱源、集中供熱等建筑用暖通空調系統。為了將教學內容有機地融合起來，設計了6個工程實例，分別是加熱水箱溫度分層的自動控制、恒溫恒濕空調機的自動控制、散熱器實驗臺的自動控制、變風量空調系統的自動控制、空調冷凍水系統的自動控制、集中供熱系統（輸配管網）的自動控制。實例由淺入深，依次講解。由于受課時的限制，對簡單的工程實例，如前3個工程實例，需要詳細講解與分析；對比較復雜的工程實例和工程問題，要進行合理的簡化后建立仿真模型，并留出一定的課堂討論空間給學生，由學生在課后完成。高等學校建筑環境與能源應用工程教學指導委員最新的本科指導性專業規范，規定建筑自動化課程內容包括通訊網絡技術（通訊協議）和樓宇自動化的相關內容。這些內容只作為學生了解的內容，選擇與本專業關聯性較大的部分，從整體設計出發介紹建筑自動化系統的通信技術、設計過程、分析整定方法和一些關鍵性問題。如國際上比較通用的樓宇自控系統專用協議BACnet、適用于集中供熱系統監測控制的通訊網絡連接形式等。

二、授課主體的優化組合

建筑設備自動化課程涵蓋的內容非常多，如自動控制原理、傳感器、數字電子技術、模擬電子技術、通訊技術、計算機控制、模糊控制、單片機等。同時，要實現建筑設備系統的控制，不可避免地要用到建筑冷熱源、空氣調節、通風工程、制冷與風機、供熱工程等專業知識，這些知識幾乎涉及建筑環境與能源應用工程專業所有的專業課，在控制策略、控制品質上還涉及建筑環境學等專業基礎知識。側重自動控制的教學內容由智能結構系統研究所的教師擔任主講，而涉及建筑設備系統部分專業背景和專業特征明顯的部分內容由建環專業的教師擔任主講，兩方面的教師互相配合，共同完成教學任務。在授課的過程中，也發現不同專業知識之間的交叉學習，不但對學生而且對教師也是一個很好的學習過程，它能促進各專業的融合與溝通。同時，控制工程專業教師直接參與教學，也擴大了相關知識面，能更好地解答學生的實際問題。

三、互動式授課

以往的教學以教師的課堂講解為主，知識難以當堂消化，學生反饋信息也較少，加上課時的限制，教師很難將眾多的教學內容全部進行詳細講解，因此學生感覺理解起來有困難。為此，教學中將控制實例用Matlab的Simulink控制工具進行模擬，相對基礎和簡單的實例直接在課堂講授，復雜的實例由教師建好模型，再作課堂講解和現場分析，并安排課后討論，給學生留出思考的空間，這也是互動實踐教學非常重要的一個環節。比如將教學內容中比較復雜的中央空調變風量系統和空調冷凍水系統安排在自主學習環節，給出討論和拓展的空間。此外，在完成基本教學內容的基礎上，打破固定實驗題目的局限，鼓勵自主創新。學生可以根據自己的興趣來選擇控制實驗的內容，或提出控制策略。教師鼓勵學生主動尋求實驗方法，探索實驗方案，在探索的過程中讓學生感受知識的產生和獲取過程，培養學生獲取新知識的能力和分析與解決問題的能力。此外，引導學生參與實驗的全過程：準備工作、具體操作和實驗后的數據處理等，深化學生對實驗項目所涉及各種知識、技術的理解，培養學生獨立工作的能力。

在講授同步模擬實例時，要求學生利用筆記本電腦，與授課教師同步完成控制實例的仿真建模、實現控制規律和控制參數的調整，配合簡單的輸出窗口或曲線，在計算機上顯示控制結果，通過計算機仿真工具完成互動式教學。要求學生現場操作緊跟教師的操作進度，用仿真顯示現場檢驗教學的效果。經過一個教學輪次的實驗，絕大多數學生都能完成工程實例的仿真，可以自己改變控制規律和控制參數，了解調節過程各種影響因素的作用，達到了較好的教學效果。

四、實驗臺的設計建造

控制系統的仿真模擬雖然在一定程度上可以反映建筑設備或系統的自動控制和調節過程，但是對相對復雜的系統，Simulink控制工具建模時必須通過一定的簡化，而且被控對象的一些物性參數需要實測獲得或利用經驗進行調整。因此設計適當的實驗臺或實驗系統并完成實際的控制任務才能完全掌握建筑設備系統的控制任務，真正實現控制策略。土木工程學院建筑環境與設備研究所的專業實驗室具有恒溫加熱水槽的實驗裝置和完整的地源熱泵空調系統，經過適當的改造，可以完成部分實例的教學實驗。為了進一步加強教學效果，設計開發一套模擬管網實驗臺，如圖2所示，設置兩個模擬熱源（1和2）用主循環泵代替，分別設在管網兩端。5個用戶（用閥門代替用戶阻力）分別增設一個加壓泵。該實驗臺可以完成多熱源多用戶質調節、量調節和分布式變頻調節等集中供熱系統的調節模擬。實驗臺除了完成教學工作外，還可以通過變頻水泵及用戶阻力元件（平衡閥）的調節，測試識別管網阻力特性、水泵特性及多泵聯合運行時的動態疊加特性等。目前該實驗臺已經完成方案設計和前期的籌備工作，并正在建設中。

五、結語

實踐證明，改革后的教學效果明顯優于傳統的教學方式，取得了具有現實意義的教學改革經驗。與此同時，在教學實踐中也發現了一些問題：一是教學整體進度不是很快，建環專業學生沒有Matlab軟件的學習基礎，操作Simulink控制仿真工具的熟練程度差別較大，少數動手能力較差的學生影響了整體的教學進度；二是將計算機帶到課堂以后出現了新的問題，有部分學生利用電腦做與課堂教學無關的事。這些問題還需要在今后的教學工作中加以總結和改進。

參考文獻：

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隨著大數據時代的崛起，云數據時代的來臨，大數據給各行各業的發展模式和決策帶來前所未有的革新與挑戰，教育行業同樣不可避免。當前人們對大數據的認識尚處于初始階段，特別是大數據在教育領域的研究和實踐才剛剛開始，真正的將大數據完美地應用于教育，造福于教育，仍然有很長的路要走，這需要我們共同的努力！

一、何為大數據

《自然》雜志在2008年9月推出了名為“大數據”的封面專欄，講述了數據在數學、物理、生物、工程及社會經濟等多個學科扮演了愈加重要的角色。加里?金說：“這是一場革命，龐大的數據資源使得各個領域開始了量化進程，無論學術界、商界還是政府，所有領域都將開始這種進程?！贝髷祿卜Q巨量資料，指的是所涉及的資料量規模巨大到無法透過目前主流軟件工具，在合理時間內達到擷取、處理、并整理成為幫助企業更好經營決策的各種資訊，同時與大數據相關的數據存儲、數據安全、數據分析等領域也都屬于大數據范疇。

二、大數據對教學的影響

中國原始社會時期，“燧人之世，天下多水，故教民以漁”，“宓羲氏之世，天下多獸，故教民以獵”，法家思想的集大成者韓非子也有“世異則事異，事異則備變”的觀點，足見教育是需要根據現實變化的。

在教育領域中，大數據除體現傳統數據的所有宏觀功能外，還能收集分析詳盡的微觀個性化數據，大數據的優勢立顯。傳統數據詮釋宏觀、整體的教育狀況；大數據用于調整教育行為與實現個性化教育；傳統數據來源于階段性的，針對性的評估，其采樣過程可能有系統誤差；大數據來源于過程性的，以第三方、技術型的觀察采樣的方式誤差較小。傳統數據分析所需要的人才、專業技能以及設施設備都較為普通，易獲得；大數據挖掘需要的人才，專業技能以及設施設備要求較高，并且從業者需要有創新意識與挖掘數據的靈感而不是按部就班者。

大數據帶來新一輪教育信息化的浪潮已然隨著硬件的高速革新和軟件的高度智能無法抗拒地推到了我們面前。作為新時期的教育管理者，唯有掌握良好的“沖浪”技術，轉變教育思想，及時利用大數據服務學校管理、改革教育教學，提高辦學質量。

三、大數據教學管理模式

隨著時代的發展，科技的日新月異，以往的教學管理模式正在慢慢退出歷史舞臺。這種以現代信息技術為支撐，大數據為載體的新型管理模式極大地實現了教育資源的共享與充分利用，促進了工作效率的提升，轉變了工作效能，讓工作更加具有時效性，科學性，及時性。管理透明化、簡約化、信息化。

1、教育大數據管理的模型構建

正如2014年全國教育工作會議提出的，今后一個時期我國教育管理的目標是“加快推進教育治理體系和治理能力現代化”，我國的教育管理模式將發生質的變革，大數據管理模型應運而生。

大數據支撐的教育管理模型：以“主體、對象、資源、目標”為核心要素，建立多級連通共享的教育云，構建教育管理復雜系統，利用云技術處理教育云端大數據，為教育公共服務機構、教師和學生提供全天候多終端個性化需求的教育資源服務、專業發展服務和綜合素質發展服務，提升教育資源配置的合理性和公平性，提升教育決策科學化水平。大數據教育管理新模式如右圖所示。

在教育管理中，人的因素是重要的教育數據，是一切教育數據的來源。教育資源的配置，首先要進行科學合理的資源基本分類：人才資源、財物資源、知識資源；教育內容、教育理論、教育方法、教育經驗等，是教育資源配置中的隱性資源，卻是根本資源；技術資源是大數據教育管理的生產力資源，教育技術尤其是教育信息技術、大數據、云技術的應用，是管理主體滿足教育服務需要，合理配置教育資源的應用型資源。

2、教育大數據管理的行動路線圖

教育大數據管理是一個長遠的偉大工程，從當前的教育信息化建設水平和面臨的挑戰綜合考慮，還有相當長的路程要走。我們需要在思想上、理論上和實踐上全面推進，迫切需要制訂正確而長遠的行動路線圖如又圖所示。

這是三個層級的運行策略：底層是大數據教育管理的基礎建設――教育云的建設，各區域應遵循國家教育數據標準，建設分布式教育數據中心（云）――資源庫+數據庫+數據關系邏輯的建構，為云端教育教學資源配置提供基礎硬件支撐，進而建設三層智慧平臺――智慧校園、智慧學堂（課堂）和智慧終端（尤其是移動終端）――應用平臺建設，同樣作為基礎層級的是教育資源的大數據挖掘――對教育過程所產生的數據進行統計、分析、建模等處理，為教育管理決策提供數據應用；位于高層的是教育大數據管理的操作系統，從公共服務到學生個體發展，利用大數據進行教育資源的公平配置和個性化供給，推進教育發展與改革，使人人享有優質恰當的教育資源，促進教育的優質可持續發展，推進教育品牌建設和創新提升，形成高效綠色的教育文化。

四、大數據教學管理的優越性

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[關鍵詞]軟件工程；翻轉課堂；云計算；教學平臺

[中圖分類號]G40-057 [文獻標識碼]A [論文編號]1009-8097（2013）08-0026-06 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2013.08.005

一、引言

計算機類課程內容抽象，難于理解，不易自學，學習難度較大，很多學生遇到困難后容易產生畏難情緒，缺乏學習的動力與興趣，甚至產生厭學心理，學生逃課率高，并形成惡性循環。軟件工程是一門綜合應用學科，軟件工程專業具有實踐性、工程性、實用性等特征。學生難以靠聽講軟件工程的理論學會開發一個真實的軟件，而是在“動手做”和“真正練”中體會和掌握軟件開發的思想。傳統計算機類課程教學重理論、輕實踐，“學”、“用”脫節，重教師的知識傳授，輕學生的主動學習，學生積極性低。計算機類課程本身的特征形成了課堂理論講解越多、學生整體收獲越少的怪圈。諸多學者提出采用項目驅動式教學法，強化實驗、實訓，提高學生實際操作能力、思維能力與創新能力。而“翻轉課堂”是有效實施項目驅動式教學法的教學模式，“翻轉課堂”成功的關鍵是技術工具與教學的結合，云計算等現代信息技術的運用是“翻轉課堂”得以實現的重要手段和資源。

二、“翻轉課堂”、云計算輔助教學的應用與研究現狀

1.“翻轉課堂”的應用與研究

“翻轉課堂”（Flipped Classroom）是一種對知識傳授和知識內化的顛倒安排，即“學生白天在教室完成知識吸收與知識內化，晚上回家學習新知識”的教學模式，是“老師白天在教室上課傳授知識，布置家庭作業，讓學生回家練習完成知識內化”這一傳統教學模式的翻轉。通過運用現代技術手段，教師將常規課堂講授的部分制作成教學視頻，作為家庭作業布置給學生在家中觀看、學習，而課堂變成了師生、生生之間互動的場所?！胺D課堂”的實質是：增加師生互動；提供學生自主學習的環境；教師成為導師：直接指導和建議式學習混合；缺席學生不會被落下功課；內容永久保存；所有學生參與學習并獲得個性化教育。美國學者Maureen LaKe，Glenn Platt and Michael Treglia最早在教授《經濟學入門》課程時采用翻轉教學模式，但沒有明確提出“翻轉課堂”這一概念。2007年，美國卡羅拉多州伍德蘭高中兩位化學老師JonathanBergmann和Aaron Sams在課堂中采用“翻轉課堂”教學模式并發現用這種模式取得的教學效果遠比傳統模式好得多，兩位老師的實踐引起越來越多的關注，此后，這一模式在美國中小學教育中快速推廣。2011年，Salman Khan在TED（Technology Entertainment Design）大會上做了《用視頻重新創造教育》演講報告，闡釋了“翻轉課堂”的內涵，“翻轉課堂”成為全球教育界關注的教學模式，并被加拿大《環球郵報》評為2011年影響課堂教學的重大技術變革。

2011年，重慶市江津聚奎中學和廣州市海珠區第五中學相繼實施“翻轉課堂”并獲得了良好的教學效果，成為國內基礎教育領域“翻轉課堂”實踐的一面旗幟。國內學者對“翻轉課堂”的研究逐漸增多，曾貞（2012）探討了反轉教學的特征、實踐及問題；張金磊、王穎等（2012）在對國外教學實踐案例研究的基礎上，構建出“翻轉課堂”模型；朱莎、宋化民（2012）探討了“翻轉課堂”在農民科技培訓中的應用；馬秀麟、趙國慶（2013）對大學信息技術公共課“翻轉課堂”進行了實證研究，認為課堂討論對知識內化有幫助，對于大學信息技術公開課具有潛在優勢；張金磊、張寶輝（2013）提出了基于游戲化學習理念的“翻轉課堂”模式；鐘曉流（2013）構建了一個太極環式的“翻轉課堂”模型并給出了實施的要點。目前，對“翻轉課堂”的研究與應用主要集中于中小學教育，在普通高校尤其是針對某一專業的研究與應用成果較少。

2.云計算輔助教學的應用與研究

2009年，黎加厚教授正式提出了“云計算輔助教學”（Cloud Computing Assisted Instructions，CCAI）概念，即利用“云計算”提供的服務，支持教師的教學和學生的學習，提高教學質量?！霸朴嬎恪笨梢詰糜诮虒W、實驗實訓、教學管理、學生管理等方面。云計算輔助教學具有一切皆服務（everything as a service）、事事可在線（everything online）、更快更方便（everything easy and quick）、更加個性化（everything personal）等特征。云計算的廉價和方便會使越來越多的學校和個人把自己的信息處理遷移到“云”上。2012年4月，廈門大學軟件學院、工信部移動云計算教育培訓中心、廈門超級計算中心（云計算中心）舉行共建“云計算教學實訓基地”簽約儀式，開創了我國云計算實訓教學的先河。2012年3月，聚奎中學構建了“翻轉課堂”云計算教學平臺，成為江津云計算產業在教育領域應用的典型范例，但只是互聯網功能的簡單替代，未進行真實在線軟件開發實踐。近幾年，諸多學者從云計算輔助教學的可行性與作用、協作學習與網絡學習策略、云計算教學資源平臺的構建等方面做了較多較為深入的研究，但結合“翻轉課堂”教學模式構建云計算教學平臺的研究成果較少。

三、軟件工程“翻轉課堂”云計算教學平臺架構

1.軟件工程“翻轉課堂”教學模型

美國富蘭克林學院Robert Talbert（2011）教授結合線性代數課程實踐總結出“翻轉課堂”實施模型并取得了良好的教學效果，如圖l所示，“翻轉課堂”包括課前和課中兩個階段：課前，學生在家觀看教學視頻，然后進行針對性地練習；課中，學生快速完成少量測評，然后通過解決問題來完成知識的內化，最后，進行總結和反饋。

軟件工程專業具有很強的實踐性，理論知識抽象，難于理解，不易自學。因此，需要對Robert Talbert提出的“翻轉課堂”教學模型進行改進才更加適合于軟件工程專業。如圖2所示，在課前，學生在家觀看教學視頻學習軟件開發理論與進行針對性訓練時，需要及時與任課教師進行交流、答疑，否則，學生將“知難而退”，難以實現課前學習的目標。為了讓學生在課堂上有更多的時間進行項目訓練，將學生課中的測評移至課前，學生訓練過程即完成測試過程，并且教師能快速統計、掌握學生的課前學習情況。在課中，以真實項目開發為主線，教師首先簡單講解多數學生在課前學習中存疑的概念、知識點，然后簡要介紹軟件項目背景，提出項目目標，引導學生了解項目任務，分組探討并進行項目規劃、需求分析、系統設計、編碼實現與軟件測試。在軟件開發過程中，學生之間可以進行交流，研討問題，不斷向教師提出疑問，教師回答學生疑問，并適當點撥理論知識，不斷引導學生思考更深層次的問題，學生在“訓練-思考-提問-點撥”的過程中不斷提升，理順各知識點之間的關聯性，直到學生提交、展示設計成果，教師進行點評總結，進一步提升理論。

2.軟件工程“翻轉課堂”云計算教學平臺架構

課前學生視頻觀看、訓練與測驗、學生管理與監控、學生學習狀態信息的統計與獲取、師生交流、課堂學生軟件開發管理與文檔提交、學生成績評定等都需要網絡教學平臺。云計算網絡教學平臺不但有利于實現“翻轉課堂”良好的教學效果，為師生提供方便，而且能降低學校固定資產投資與運行成本，減輕學生負擔。如圖3所示，軟件工程“翻轉課堂”云計算教學平臺按照服務類型可以分為三層：第一層為基礎設施服務層（Iaas），由計算機、存儲器、網絡設施、數據庫等物理資源組成，并將同類型物理資源集成為計算資源池、存儲資源池、網絡資源池、數據庫資源池、軟件資源池等虛擬化資源，將硬件設備等基礎設施封裝成服務供用戶使用，是整個云計算服務體系的基礎，通過虛擬化資源池為“翻轉課堂”云計算教學平臺提供計算、存儲、網絡等按需的動態云基礎設施服務，最大特點是允許用戶動態申請或釋放節點，按使用量計費；第二層為軟件在線開發平臺服務層（PaaS），構建在基礎設施層之上，對資源的抽象層次更進一步，使用特定的編程環境，遵循特定的編程模型，負責資源的動態擴展和容錯管理，為軟件項目開發全過程提供環境支持、構件支持、開發工具支持、文獻支持，為軟件開發資源與虛擬教學資源如視頻資源等的建設提供接口，通過分布式計算環境和分布式存貯環境提供海量資源系統、海量數據庫系統、海量信息系統等服務，在線云通過在線開發平臺將操作系統、應用開發環境等平臺級產品以Web服務的方式提供給師生，方便教師在同一平臺上進行教學資源設計，也方便學生在同一平臺上進行真實項目訓練，有利于師生對教學資源的充分利用；第三層為教學資源應用服務層（Saas），位于最上層，是師生與云計算服務體系的接口，將某些特定應用軟件功能封裝成服務，如直接為師生提供開發文檔生成、軟件檢測、視頻資源播放、課前訓練與測試、師生、生生之間在線交流、學生管理等應用軟件服務。師生不受時空限制，使用PC電腦、3G手機或其他移動終端設備訪問“云”端，接受云計算技術系統提供的海量服務。

“翻轉課堂”云計算教學平臺既可選擇公有云，也可選擇私有云。公有云平臺能夠提供通用的運行環境和網絡教學功能，學校無需自行構建網絡教學平臺，可以降低建設成本。但公有云平臺一般不向用戶開放源代碼，用戶不能將教學資源以編譯代碼的方式上傳至云平臺，限制了云計算教學平臺的個性發揮與軟件的復用。因此，最好選擇公有云與私有云相結合的“混合云”方式構建軟件工程“翻轉課堂”云計算平臺，即通過公有云模式降低學校IT基礎設施的投資成本，且通過私有云模式來確保平臺個性化的充分發揮。

四、軟件工程“翻轉課堂”云計算教學平臺主要功能模塊

“翻轉課堂”云計算教學平臺功能模塊主要包括課堂軟件開發模塊、課前理論學習模塊、運行管理模塊、學生評價模塊，其關系如圖4所示：

1.軟件開發模塊

“翻轉課堂”由傳統課堂的“先教后練”轉變為“先學后練”，弱化“教”，強調“學”，突出“練”，其中“學”為學生采用觀看視頻的方式自學軟件開發理論知識，“練”為軟件項目開發訓練，并且“練”占全部學習時間的比例大大增加，更加重視學生實驗實訓，學生學習的自主性增強，自由度增加。因此，要想達到良好的教學效果，對學生“學”的內容、“練”的環境提出了更高的要求?！胺D課堂”云計算教學平臺應滿足真實實驗實訓基地的“真實的企業項目”、“真實的企業化管理”和“真實的企業環境標準”三個“真實”要求。軟件開發模塊是軟件工程“翻轉課堂”云計算教學平臺的核心模塊，主要包括項目規劃、需求分析、系統設計（總體設計、詳細設計）、編碼、測試等項目開發全過程并展現軟件產品，每一個過程應能生成相應的項目文檔。在課堂上，通過教師的引導，學生登陸至學校的云計算平臺進行真實的軟件項目開發訓練，并且可以得到教師的全程適時指導、動態監控。學生在同一平臺上，既可以分組研討開發，又可以單獨思考，并與教師實現一對一的面對面交流。通過校企深度合作，學校在云平臺上建立真實軟件項目庫、案例庫，為學生提供真實開發項目，或者校企共建軟件開發云平臺，學生在企業項目經理的統一安排下參與企業真實項目開發，起到“工學結合、頂崗實習”的作用。

2.理論學習模塊

曾貞提出了“翻轉課堂”的三個關鍵步驟：觀看視頻前的學習一討論并提出問題；觀看視頻時的學習一根據問題尋找答案；應用并解決問題的學習一深入問題進行探究。在“翻轉課堂”中，學生主要通過觀看教師提供的教學視頻來獲取理論知識，通過課前針對性訓練基本消化理論知識，并且師生都需要及時了解學生理論知識的掌握情況。可以看出，云計算理論學習模塊由教學視頻、課前訓練、課前測試統計、師生交流等子模塊組成。教學視頻子模塊具有視頻播放、快進、慢放、重放、后退、暫停等功能，便于學生自定進度，自主學習。教學視頻的視覺效果、互動性、時間長度等對學生的學習效果有著重要的影響。不但視頻內容要與教學目標和課堂訓練內容相吻合，而且要清晰、簡明、到位地解釋新知識點、主題要點，知識點的解釋要先淺后深，具有邏輯性、層次性、遞進性，同時要注意講授節奏、選取例子、互動策略。在每個知識點講授之前需設置問題，以便學生帶著問題觀看視頻并在其中尋找答案，每個知識點講解結束之后，學生通過課前訓練子模塊及時進行簡單訓練、應用知識與研討問題。師生通過課前測試與統計子模塊檢測學生對理論知識的掌握程度，及時向師生反饋，教師還能快速了解學生的總體情況，便于在課中進行針對性的講解。在課前學習全過程中，學生均可以通過師生交流子模塊進行交流，及時解答學生的疑問。

3.運行管理模塊

云計算運行管理模塊是“翻轉課堂”軟件開發訓練與課前理論學習的支持與保障模塊，位于云計算教學平臺應用服務層（SaaS），通過特定應用軟件封裝成服務提供，主要包括：項目管理、學生管理、資源管理等子模塊。

（1）項目管理子模塊

教師通過項目管理子模塊對學生項目開發訓練的全過程與結果進行監控與檢查。項目管理子模塊主要涉及項目的集成管理、范圍管理、質量管理、成本管理、時間管理、資源管理、風險管理、合同管理、溝通管理等九大知識領域，其中，質量管理、成本管理、時間管理為項目管理的核心領域，成為“翻轉課堂”教師監控的重點。軟件項目開發各階段的開發文檔與產品，經文檔輸出子模塊與產品展示子模塊進行輸出和展示，任課教師通過項目管理子模塊及時進行監控與階段評價。學生將開發過程中遇到的問題在項目管理平臺上，教師通過師生交流子模塊進行交流或者進行面對面的交流，及時解決學生在訓練中存在的問題。項目管理各階段對所有學生開放，讓各小組學生能及時了解其他組學生的軟件開發進度、質量等情況，進行成果交流；一方面，促進各組之間互相學習、協作開發、共同提高，另一方面，建立競爭機制，讓學生親身感受各組之間的競爭與壓力，體驗企業工作氛圍。

（2）學生管理子模塊

學生管理子模塊可以進一步分為課堂學生管理子模塊與課外學生管理子模塊。課堂“翻轉”以后，基礎理論知識的學習由學生在課前自主觀看視頻進行，學生課外自學效果直接影響到課堂訓練，教師不能現場監控，因此，有效的課外學習監控是“翻轉課堂”成功的重要因素。哪些學生觀看了視頻？哪些學生對哪些知識點沒有掌握及掌握的程度又如何？教師只有對學生的課前學習狀態了如指掌，才能在課堂上有針對性地安排訓練內容，組織研討活動，進行答疑解惑、擦漏補缺、總結與提升。課外學生管理子模塊與課前測試與統計子模塊相連，不但能動態監控學生課前視頻觀看、課前訓練過程、課前協作研討，而且能輸出課前測試情況、課前關鍵控制點及統計信息，以便教師及時全面地掌握學生課外學習效果。

在“翻轉課堂”中，課堂成為學生項目探究、問題研討的場所，教師通過與學生面對面的交流及現場狀態觀測，能基本了解學生的學習與訓練的狀態。但因為課堂時間的有限性，教師與一些學生進行交流時，就失去了與另外一些學生交流的機會，同時，教師對學生訓練與探討的結果也難以通過面對面的交流全面掌握，尤其是軟件工程專業學生進行開發訓練的文檔，教師在課堂上來不及一一檢查，難以結合課堂訓練情況對學生下一次課的學習資源進行調整、優化，因此，云計算課堂學生管理子模塊對學生課堂訓練效果具有記錄與檢測輸出的功能。另外，應具有：對學生請假、考勤與學習態度進行監控的功能；對學生個體與小組實訓計劃完成、理論知識的應用、創新等的檢查功能；對學生團隊學習的監視功能，如開發經理、計劃經理、測試經理、技術支持經理等角色任務分配、崗位輪換、協調配合、團隊成員士氣、團隊之間競爭與壓力等。

（3）資源管理子模塊

軟件工程“翻轉課堂”所需資源主要包括課前理論學習視頻資源與課堂軟件開發資源，“資源”本身的質量很大程度上決定了學生學習的效果。課前理論學習視頻資源必須要與課堂軟件開發訓練資源高度相關，主講教師可以親自錄制或者使用網絡優秀開放教育資源建立視頻資源庫。自行錄制教學視頻容易與課堂訓練和教學目標保持一致，甚至可以針對不同基礎的班級錄制不同版本的教學視頻，學生自學的效果容易保證。如果借鑒現有網絡資源，可以節省人力、物力，提高資源的利用率，但難以保證視頻內容與課堂訓練的一致性。視頻資源管理子模塊負責對視頻資源的管理與調度，視頻資源主要有視頻制作工具、軟件開發“云課件”、“云教材”、“云案例”、“云試題”等。課堂軟件開發資源子模塊主要對軟件開發資源進行管理與調度，課堂軟件開發資源主要包括軟件開發云環境、企業真實軟件項目庫、案例庫、軟件開發專用技術資料、重點與難點講解資料及相關文檔、模版等，這是高級應用型軟件人才培養的基礎，是可教學化實訓體系的核心。軟件開發云環境通過云計算在線開發平臺層（PaaS）提供，主要有軟件開發的各種主流技術、先進開發工具、相關的幫助文檔、開發文檔。真實軟件項目、案例應來源于校企合作企業，校企雙方建立深度合作機制，按照培養計劃的要求，精心挑選軟件項目與案例，并進行可教學化改造，通過“云”端在線開發平臺層（PaaS）建設真實的軟件項目庫、案例庫。

4.學生評價模塊

學生評價既是對學生學習全過程（課前理論學習、課堂軟件開發實訓）與效果（理論成績與實訓成績）的評估，對教師教學過程與效果的檢查，又是對“翻轉課堂”教學模式及其云計算平臺有效性的檢驗，是師生共同改進與努力的依據。學生評價模塊涵蓋如圖4所示虛線范圍，包括學生學習過程評價模塊與學習結果評價模塊。學生過程評價模塊由軟件開發各階段文檔生成、課前視頻觀看、課前訓練與測試輸出等子模塊組成，學生結果評價模塊由軟件產品展示、實訓報告、實訓成績、理論成績與總成績生成子模塊等組成。項目文檔輸出模塊能反映學生訓練全過程的質量，也是學生專業知識、技術能力、綜合能力和職業素養的直觀展現，是任課教師課堂控制的重點：課前視頻觀看、課前訓練與測試輸出子模塊能反映學生自我控制、自學過程與學生課前理論知識掌握程度，是課前云平臺過程控制的重點。理論成績是學生課前測試的結果體現，軟件產品是學生開發真實軟件項目的成果展示，實訓報告是學生課堂實訓過程的總結與提高展現，實訓成績是學生課堂實訓的綜合表現，總成績是對學生學習、教師教學過程與結果的定量綜合評定。