◆高宏卿 臧宏業(yè)

(河南師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)系)

vSphere環(huán)境下的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)初探

◆高宏卿 臧宏業(yè)

(河南師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)系)

一、問題的提出

近年來,隨著以 vSphere、Hyper-VTMCloud、hadoop等為代表的云計(jì)算技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)世界的迅速應(yīng)用推廣,全球網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)理念和應(yīng)用模式正經(jīng)歷著巨大的變革。在這樣的時(shí)代背景下,我國遠(yuǎn)程教育界也由最初關(guān)注云計(jì)算技術(shù)、理念逐步過渡到探索和研究云計(jì)算在教育領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。通過我們的研究不難發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教學(xué)還主要停留在以“教”為主的學(xué)生被動(dòng)接受式教學(xué)方式上,以“學(xué)”為主的自主式探究式學(xué)習(xí)很難得到實(shí)現(xiàn),其主要原因是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境很難滿足自主式探究式學(xué)習(xí)所需要的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源和網(wǎng)絡(luò)帶寬,云計(jì)算的出現(xiàn)為我們提供了解決以上問題的方案。我們要以云計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ),以先進(jìn)的學(xué)習(xí)理論和遠(yuǎn)程教育理論為指導(dǎo),系統(tǒng)地設(shè)計(jì)基于云計(jì)算技術(shù)的自主式探究式在線學(xué)習(xí)系統(tǒng),為學(xué)習(xí)者營造以“學(xué)”為主的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)環(huán)境。

二、在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

目前,國內(nèi)大部分在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)都是在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建而成的,教學(xué)方法主要以視頻授課配合相關(guān)學(xué)習(xí)資料為主。雖然一般也都設(shè)有留言版、BBS論壇等互動(dòng)交流模塊,但是很難脫離以“教”為主的教學(xué)模式,直接把教室授課照搬到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上,這樣非常不利于學(xué)生個(gè)人素質(zhì)技能的培養(yǎng)。由于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的局限性,現(xiàn)有在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)具有明顯的不足,難以為深入開展自主式探究式學(xué)習(xí)提供有效地支持,其主要表現(xiàn)如下:

1.網(wǎng)絡(luò)資源的不足

在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)需要占用大量數(shù)據(jù)中心資源,這樣會(huì)加大數(shù)據(jù)中心建設(shè)的資金投入,嚴(yán)重還會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)資源不足影響網(wǎng)絡(luò)的正常使用。

2.不適合以“學(xué)”為主的學(xué)習(xí)模式

現(xiàn)有在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)注重課程資源建設(shè),資源多以開設(shè)課程的專題為單位。在內(nèi)容的組織上,學(xué)習(xí)系統(tǒng)往往是在課程欄目中簡單地堆砌培訓(xùn)的信息或者資源,很難實(shí)現(xiàn)顯性知識(shí)及隱性知識(shí)的分享、積累與管理。因此,現(xiàn)有校內(nèi)在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的資源建設(shè)方式很難滿足以“學(xué)”為主的自主式探究式學(xué)習(xí)模式。

3.注重知識(shí)的傳輸,不注重傳輸結(jié)果

現(xiàn)有在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)注重知識(shí)的傳輸,但沒有注意到知識(shí)傳輸后學(xué)生具體掌握情況。教學(xué)的結(jié)果應(yīng)該是學(xué)生掌握所學(xué)習(xí)的知識(shí)并可以使用所學(xué)習(xí)的技能,在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)應(yīng)該更加注重學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果。

4.缺失教學(xué)評(píng)價(jià)體系

教學(xué)評(píng)價(jià)是指根據(jù)教學(xué)目標(biāo)及其有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)查,確定其價(jià)值和優(yōu)缺點(diǎn)并據(jù)此予以調(diào)整的進(jìn)程。在相應(yīng)的學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)下創(chuàng)建的學(xué)習(xí)資源針對(duì)不同的學(xué)生和學(xué)習(xí)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不同的學(xué)習(xí)效果,學(xué)習(xí)資源在教學(xué)評(píng)價(jià)的指導(dǎo)下,可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不斷進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到最優(yōu)化教學(xué)。教學(xué)評(píng)價(jià)直接關(guān)系到在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)中學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及系統(tǒng)的易用性和普及性。

三、vSphere對(duì)在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的有效支持

1.vSphere云操作系統(tǒng)

vSphere是VMware公司開發(fā)的業(yè)界第一款云操作系統(tǒng),它將數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)變成極為簡化的云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu),使數(shù)據(jù)中心能夠提供靈活可靠的 IT服務(wù)。vSphere使用虛擬化技術(shù)匯總多個(gè)系統(tǒng)間的基礎(chǔ)物理硬件資源,同時(shí)為數(shù)據(jù)中心提供大量虛擬資源。作為云操作系統(tǒng),vSphere可作為無縫和動(dòng)態(tài)操作環(huán)境管理大型基礎(chǔ)架構(gòu) (例如,CPU、存儲(chǔ)器和網(wǎng)絡(luò))和復(fù)雜的數(shù)據(jù)中心。VMware vSphere由以下組件層構(gòu)成(見圖 1)。

圖 1 vSphere云操作系統(tǒng)基本架構(gòu)

2.vSphere對(duì)在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的有效支持

在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)中最重要的部分是支持自主式探究式學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)資源,學(xué)生的一切學(xué)習(xí)活動(dòng)都是建立在學(xué)習(xí)資源的基礎(chǔ)之上的。大量的學(xué)習(xí)資源對(duì)服務(wù)器來說是一個(gè)很大的負(fù)擔(dān),大大增加了硬件設(shè)備的投入。將現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心通過 vSphere轉(zhuǎn)變成私有云環(huán)境,這樣學(xué)習(xí)系統(tǒng)并不是運(yùn)行在單一服務(wù)器上,而是最大限度利用整個(gè)數(shù)據(jù)中心的空閑資源,并且 vSphere的虛擬化可以使學(xué)習(xí)系統(tǒng)對(duì)學(xué)習(xí)資源有超強(qiáng)的控制力,還可以減少因服務(wù)器當(dāng)機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸中斷和故障相關(guān)的任何潛在損失。通過服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源的全面虛擬化來動(dòng)態(tài)分配資源,這樣可以最大程度的來提高程序執(zhí)行效益。通過虛擬化,整個(gè)數(shù)據(jù)中心相當(dāng)于一個(gè)完整的整體,這樣可以最大化的分配現(xiàn)有空閑資源,增加網(wǎng)絡(luò)資源的利用率,節(jié)約數(shù)據(jù)中心的設(shè)備投入。

vSphere對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)屏蔽服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)的復(fù)雜性,使師生能夠更加方便快捷的使用在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)。同時(shí),vSphere通過服務(wù)級(jí)別自動(dòng)化自動(dòng)強(qiáng)制執(zhí)行服務(wù)級(jí)別協(xié)議,以確保關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用程序的可用性、安全性和可擴(kuò)展性。這樣就造就了一個(gè)自動(dòng)化、受控和可恢復(fù)的數(shù)據(jù)中心環(huán)境,該環(huán)境可快速響應(yīng)不斷變化來滿足應(yīng)用系統(tǒng)需求。

四、在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(一)平臺(tái)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想

1.以人為本,構(gòu)建和諧網(wǎng)上學(xué)習(xí)環(huán)境。在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本指導(dǎo)思想是以人為本,這不僅是以“學(xué)”為主的教學(xué)設(shè)計(jì)的核心理念,也是在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的內(nèi)在要求。在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)為學(xué)生自主式探究式學(xué)習(xí)搭建一個(gè)平臺(tái),當(dāng)前平臺(tái)根據(jù)學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)方法組織學(xué)科相關(guān)的文字、圖片、視頻等學(xué)習(xí)資源便于學(xué)生自主學(xué)習(xí),并通過對(duì)學(xué)習(xí)成果的展示和交流進(jìn)一步借鑒其他同學(xué)的意見,鞏固所學(xué)的知識(shí)技能。這樣,學(xué)習(xí)者不僅掌握了專業(yè)知識(shí)技能,并使學(xué)習(xí)者獲得了自主學(xué)習(xí)的能力。

2.以“學(xué)”為中心,以問題或項(xiàng)目、案例、分歧為核心。由于學(xué)生是認(rèn)知過程的主體,因而以“學(xué)”為中心有利于學(xué)生的主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn),有利于創(chuàng)造型人材的培養(yǎng)。以“學(xué)”為中心的教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)任務(wù)的復(fù)雜性,反對(duì)兩者必居其一的觀點(diǎn)和二者擇一的環(huán)境,同時(shí)要求學(xué)習(xí)環(huán)境的復(fù)雜性,在學(xué)習(xí)發(fā)生后,學(xué)習(xí)者必須在這個(gè)環(huán)境中活動(dòng)。學(xué)科教師應(yīng)設(shè)計(jì)自主學(xué)習(xí)過程所需的各類學(xué)習(xí)資源及多種自主式探究式學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)方法,使得學(xué)習(xí)活動(dòng)能夠在以學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)環(huán)境中順利展開。

(二)平臺(tái)的功能設(shè)計(jì)

在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的功能模塊框架如下圖所示:

圖 2 在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)模塊

該系統(tǒng)通過多種功能模塊把學(xué)生、教師、平臺(tái)管理者有機(jī)地統(tǒng)一起來,充分發(fā)揮學(xué)習(xí)系統(tǒng)的優(yōu)勢,幫助學(xué)生利用在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)自主式探究式學(xué)習(xí)。按照在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的不同用戶角色,可以分成學(xué)生、教師和平臺(tái)管理者三部分。

1.學(xué)生模塊功能設(shè)計(jì)。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)與成果交流的需要,在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)需要為學(xué)生提供三大基本功能模塊:自主式探究式學(xué)習(xí)模塊、學(xué)習(xí)成果展示交流模塊和學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)模塊。以教學(xué)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),自主式探究式學(xué)習(xí)模塊、學(xué)習(xí)成果展示交流模塊和學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)模塊互相滲透,有效整合,為自主式探究式學(xué)習(xí)提供全面的支持服務(wù)。

(1)自主式探究式學(xué)習(xí)模塊。該模塊的核心是學(xué)習(xí)資源,因?yàn)閷W(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)是基于學(xué)習(xí)資源而展開的。學(xué)習(xí)資源通常以學(xué)科為單位來組織,以自主式探究式學(xué)習(xí)策略、學(xué)習(xí)方法為指導(dǎo),對(duì)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行分類、分層,組織鏈接成便于選取查看的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)資源庫。

自主式探究式學(xué)習(xí)模塊提供以下功能:創(chuàng)建個(gè)人信息,選擇所學(xué)課程功能;訂閱、瀏覽、下載、上傳等基本功能;清晰的學(xué)習(xí)導(dǎo)航功能;按照一定的學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)方法自動(dòng)形成推薦的學(xué)習(xí)資源序列;多媒體資源的編排、提交功能;學(xué)生可自主收藏有用資源,構(gòu)建個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源庫;記載學(xué)生所選學(xué)科、上次學(xué)習(xí)狀況與最近瀏覽過的資源;對(duì)學(xué)科相關(guān)的重要資源做出提示或者提供直接鏈接;通過標(biāo)簽,獲得瀏覽過同一資源的學(xué)生及學(xué)生數(shù)等。

(2)學(xué)習(xí)成果展示交流模塊。該模塊主要是展示學(xué)生根據(jù)課程的教學(xué)目標(biāo)所完成的教學(xué)任務(wù),并根據(jù)展示的內(nèi)容學(xué)生與學(xué)生之間相互討論評(píng)價(jià),在此期間教師可以對(duì)學(xué)生提出來自己的意見,學(xué)生在評(píng)價(jià)完其他同學(xué)的內(nèi)容后也可以邀請(qǐng)同學(xué)給自己評(píng)價(jià)。學(xué)生根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果做出修正后可對(duì)修正后的內(nèi)容進(jìn)行再次討論評(píng)價(jià)修正,直到學(xué)生掌握所學(xué)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)。該模塊通過討論評(píng)價(jià)修正等學(xué)習(xí)活動(dòng)同學(xué)之間相互交流補(bǔ)充,為學(xué)生提供全方位、多通道、立體的學(xué)習(xí)交流環(huán)境。

學(xué)習(xí)成果展示交流模塊提供以下功能:學(xué)習(xí)成果的發(fā)布 (學(xué)習(xí)成果包括案例、文章、項(xiàng)目、作品等多種形式);實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)交流評(píng)價(jià);所展示內(nèi)容的修改導(dǎo)航,這里將以樹型結(jié)構(gòu)列出學(xué)生每次修改后的內(nèi)容和相應(yīng)的交流評(píng)價(jià)記錄;支持學(xué)生自主管理交流信息。通過交流信息及修證記錄,學(xué)生可以跟蹤其他同學(xué)的學(xué)習(xí)情況,完成自組織的聚合與共享。

(3)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)模塊。這里說的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)屬于形成性評(píng)價(jià),主要是根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)任務(wù)的完成情況來分析學(xué)習(xí)資源的實(shí)用性和學(xué)習(xí)策略學(xué)習(xí)方法的可行性,調(diào)整學(xué)習(xí)資源的內(nèi)容和學(xué)習(xí)資源的分布,更好的幫助學(xué)生學(xué)習(xí)以達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果。

學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)模塊提供以下功能:學(xué)習(xí)資源瀏覽跟蹤;學(xué)習(xí)任務(wù)的討論評(píng)價(jià)修正情況記錄;相同學(xué)科不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況對(duì)比;學(xué)科教師撰寫評(píng)價(jià)報(bào)告;學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)結(jié)果反饋;教師對(duì)學(xué)習(xí)資源的調(diào)整記錄統(tǒng)計(jì)。

2.學(xué)科教師功能模塊設(shè)計(jì)。該部分是為學(xué)科教師設(shè)計(jì)的教學(xué)平臺(tái)。通過該教學(xué)平臺(tái),學(xué)科教師可以開設(shè)課程,并根據(jù)學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)方法編制、發(fā)布課程資源,查看學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)成果,并指導(dǎo)學(xué)生如何最大效率的利用現(xiàn)有學(xué)習(xí)資源以促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)。

學(xué)科教師模塊提供以下功能:(1)創(chuàng)建學(xué)科,設(shè)計(jì)該學(xué)科的教育大綱和教學(xué)目標(biāo)(2)學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)編制功能,這里指學(xué)科教師組織編輯學(xué)生自主式探究式學(xué)習(xí)所需要的學(xué)習(xí)資源,可以是視頻、案例、項(xiàng)目等任何形式的學(xué)習(xí)資源;(3)學(xué)習(xí)資源的發(fā)布功能,主要指教師以學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)方法為指導(dǎo)按分層樹結(jié)構(gòu)的形式發(fā)布學(xué)習(xí)資源;(4)學(xué)生學(xué)習(xí)指導(dǎo)功能,指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)并參與學(xué)生學(xué)習(xí)成果的討論評(píng)價(jià),引領(lǐng)學(xué)生之間相互交流,指出學(xué)生學(xué)習(xí)中的不足及提出改進(jìn)意見;(5)依據(jù)學(xué)習(xí)資源瀏覽跟蹤記錄查看學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,分析學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和學(xué)習(xí)狀態(tài),將改進(jìn)建議反饋給學(xué)生。

3.系統(tǒng)管理功能模塊設(shè)計(jì)。該部分包括用戶管理、資源管理、學(xué)習(xí)管理和評(píng)價(jià)管理等內(nèi)容。系統(tǒng)管理是在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的基礎(chǔ),如房屋的地基支撐著整個(gè)系統(tǒng)的正常工作,通過該模塊,管理者可以為學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)提供支持、監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)行為及學(xué)習(xí)動(dòng)向,并對(duì)學(xué)習(xí)資源庫進(jìn)行有效的系統(tǒng)維護(hù)。支持學(xué)生自主式探究式學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)資源庫由于其學(xué)習(xí)資源的開放性,存在著學(xué)習(xí)資源的權(quán)威性、信息冗余、個(gè)人隱私、知識(shí)版權(quán)等問題,因此,對(duì)學(xué)習(xí)資源庫的有效管理就顯得尤為重要。

以上關(guān)于自主式探究式學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),只是從技術(shù)特點(diǎn)和理念進(jìn)行了平臺(tái)基本功能上的整體設(shè)計(jì)構(gòu)想,具體到實(shí)際平臺(tái)設(shè)計(jì),還要根據(jù)具體情況及應(yīng)用在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的受眾面做更系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃,設(shè)計(jì)的內(nèi)容也將更豐富,更具體,如界面的設(shè)計(jì)、內(nèi)容呈現(xiàn)方式的設(shè)計(jì)、導(dǎo)航方式的設(shè)計(jì),等等。

五、結(jié)束語

基于 vSphere的自主式探究式學(xué)習(xí)系統(tǒng)所具有的自主性和開放性、跨時(shí)空自組織和非線性、參與性和共享性,信息分類自動(dòng)化和適應(yīng)性等特點(diǎn),為學(xué)生的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)了理想的環(huán)境。當(dāng)然,學(xué)生要適應(yīng)以“學(xué)”為中心的學(xué)習(xí)方式,真正成為遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的主體,還需要改變傳統(tǒng)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的行為習(xí)慣,以新的理念和參與方式去主動(dòng)嘗試,積極實(shí)踐。

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