分布式教學(xué)的概念精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識(shí)的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇分布式教學(xué)的概念，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

關(guān)鍵詞：九年級(jí)；化學(xué)教材；部分實(shí)驗(yàn)；改進(jìn)

中圖分類號(hào)：G622 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2016）16-210-02

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011）?第三部分 課程內(nèi)容》認(rèn)為：“義務(wù)教育階段化學(xué)課程中的科學(xué)探究，是學(xué)生積極主動(dòng)地獲取化學(xué)知識(shí)、認(rèn)識(shí)和解決化學(xué)問(wèn)題的重要實(shí)踐活動(dòng)……化學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的重要方式……學(xué)習(xí)和運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)探究方法，離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。”做好實(shí)驗(yàn)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)好化學(xué)知識(shí)與技能，有不可替代的重要作用。

本人是一直處在教學(xué)一線的化學(xué)教師，在教學(xué)中經(jīng)常做大量實(shí)驗(yàn)，有時(shí)較為成功，有時(shí)不令人滿意，就隨時(shí)思考、親自動(dòng)手，以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。本人不斷向同行學(xué)習(xí)，堅(jiān)持學(xué)習(xí)各種紙質(zhì)的、電子的化學(xué)文獻(xiàn)，隨時(shí)收集、整理有關(guān)九年級(jí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的內(nèi)容，試用后篩選出較簡(jiǎn)單實(shí)用的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。經(jīng)多年積累，現(xiàn)以人民教育出版社2012年版教材的單元、課題為序綜述如下，供教學(xué)一線的九年級(jí)化學(xué)教師參考、研討。因積累的時(shí)間很長(zhǎng)、文獻(xiàn)的輾轉(zhuǎn)引用等，其中部分改進(jìn)的原創(chuàng)者有誤或缺如，請(qǐng)指正。

一、對(duì)蠟燭及其燃燒的探究實(shí)驗(yàn)[一單元課題2，上冊(cè)12、13頁(yè)探究實(shí)驗(yàn)]

蠟燭火焰各層溫度的比較。教材是將火柴梗迅速平放入火焰中，約1秒后取出。此操作學(xué)生不易掌握好，火柴有的中間、兩端都變黑了，甚至燃起來(lái)，有的中間、兩端都不黑。有人改進(jìn)為：用直的細(xì)鐵絲或細(xì)銅絲平放在火焰上接近燈芯處，約1秒后取出。可明顯地看到金屬絲在外焰的部分發(fā)紅，內(nèi)焰及焰心部分較暗，從而推斷出蠟燭火焰各層溫度的高低。現(xiàn)象明顯，操作容易。

點(diǎn)燃蠟燭剛熄滅時(shí)的白煙，以引燃蠟燭。教材是用火柴點(diǎn)燃白煙，由于白煙易搖擺飄散，點(diǎn)火時(shí)往往火柴離燭芯很近才能成功，學(xué)生會(huì)誤認(rèn)為是燭芯被直接點(diǎn)燃，說(shuō)服力不強(qiáng)。對(duì)此，遼寧省調(diào)兵山市第三中學(xué)的張艷萍、王崇慶老師改進(jìn)為：蠟燭熄滅后，馬上在其上方罩上一個(gè)螺旋銅絲圈，白煙順著該圈上升，這時(shí)在圈的上方點(diǎn)燃白煙，現(xiàn)象明顯，說(shuō)服力很強(qiáng)。教材用火柴點(diǎn)燃白煙，由于從吹滅蠟燭到劃燃火柴的時(shí)間較長(zhǎng)，有時(shí)又不能一次劃燃火柴，白煙往往已散盡，蠟燭很難重新燃燒。對(duì)此，有人改進(jìn)為：熄滅蠟燭前將打火機(jī)并排靠在蠟燭旁，吹滅蠟燭的同時(shí)按下打火機(jī)，即刻點(diǎn)燃白煙，引燃蠟燭。效果明顯。本人對(duì)此實(shí)驗(yàn)作了如下改進(jìn)：選粗蠟燭、長(zhǎng)燈芯、大火焰，右手用鑷子夾住一根直徑約為0.2厘米、長(zhǎng)約10厘米的金屬管或玻璃導(dǎo)管，將下端接觸燃燒很旺的蠟燭的燈芯，管傾斜向上，等約15秒上端管口飄出白煙，左手用打火機(jī)點(diǎn)燃，管口持續(xù)出現(xiàn)一個(gè)小火焰。現(xiàn)象很明顯。

二、氧氣的密度比空氣的略大[二單元課題2，上冊(cè)33頁(yè)]

因教材中沒(méi)有相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不能直觀感知氧氣的密度比空氣的大。有人增設(shè)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：取兩瓶氧氣，分別正放、倒放在鐵架臺(tái)上，用兩根帶火星的木條同時(shí)實(shí)驗(yàn)。觀察到帶火星木條都會(huì)復(fù)燃，不同的是，正放的那瓶氧氣可以連續(xù)試驗(yàn)十多次，而倒放的那瓶氧氣只能試驗(yàn)三五次。分析得出，氧氣的密度比空氣的大。

三、細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒[二單元課題2，上冊(cè)34頁(yè)實(shí)驗(yàn)2-4]

鐵絲的選材，本人抽下廢舊石棉網(wǎng)上的鐵絲，用砂紙打磨除銹，若極細(xì)就將4～5根繞成一根，若較粗就只用一根，在粗金屬絲（如燃燒匙的柄）上繞成螺旋狀。有人不拴小木條，把螺旋狀鐵絲在無(wú)水酒精中蘸一下，立即點(diǎn)燃，立即伸入氧氣瓶中。現(xiàn)象明顯。

有人改用市場(chǎng)上賣的洗鍋碗用的鋼絲球（本身就薄且卷曲），剪成一小團(tuán)。不必蘸無(wú)水酒精，在酒精燈上加熱至紅熱，然后伸入氧氣瓶中，會(huì)看到鐵絲劇烈燃燒，火星四射，現(xiàn)象非常明顯。

四、分子運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象──氨分子的擴(kuò)散[三單元課題1，上冊(cè)49頁(yè)探究實(shí)驗(yàn)]

教材用大燒杯罩住兩只分別裝有酚酞試液和濃氨水的小燒杯。氨水的用量較大、氨水揮發(fā)出來(lái)的刺激性氣味很大。對(duì)此，有人改為微型實(shí)驗(yàn)：用小燒杯代替大燒杯，用濾紙剪成小花形、用細(xì)鐵絲串成一花束、插到一小塊泡沫塑料上固定，向?yàn)V紙滴上酚酞試液，用小貝殼、瓶蓋、裝藥片的空鋁塑板等代替小燒杯，內(nèi)滴入濃氨水，可看到小花由白變紅。現(xiàn)象明顯，也增加了實(shí)驗(yàn)的趣味性；同時(shí)把實(shí)驗(yàn)微型化，節(jié)省了藥品，不會(huì)有很大的刺激性氣味。

有人改進(jìn)為：先在一張濾紙上用無(wú)色酚酞試液畫上一只小動(dòng)物（小貓、小狗、蝴蝶等），把濾紙用窄膠帶粘在大燒杯側(cè)壁下部，向一個(gè)瓶蓋注入濃氨水，將燒杯倒扣在瓶蓋上，能較快看到濾紙上出現(xiàn)一只清晰的、紅色的小動(dòng)物。現(xiàn)象明顯，還能激發(fā)學(xué)生的好奇心，激起探究欲望，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)的良好感情。

五、氫氣燃燒[四單元課題1，上冊(cè)79頁(yè)實(shí)驗(yàn)4-5]

氫氣火焰的淡藍(lán)色很淺，白天不易看到，部分學(xué)生不覺(jué)得它在燃。有人在火焰后用黑色紙板襯托，稍明顯。本人用小片餐巾紙放在管口，學(xué)生明顯看到紙被點(diǎn)燃，對(duì)氫氣在燃燒確信無(wú)疑。

氫氣驗(yàn)純后試管內(nèi)本生有余焰，但是余焰不易被觀察到。為了讓學(xué)生確信試管中有余焰，天津市楊村第二中學(xué)的任培文、楊士祥老師增加如下操作：驗(yàn)純后立即把試管口朝上、稍微傾斜浸沒(méi)在水槽中，水進(jìn)入試管，剩余氫氣被排出，在試管口可看到氫氣繼續(xù)燃燒的火焰，現(xiàn)象明顯。

教材是在帶尖嘴玻璃導(dǎo)管口點(diǎn)燃純凈的氫氣，由于玻璃中鈉離子的緣故火焰呈黃色，看不到淡藍(lán)色火焰，易給學(xué)生造成錯(cuò)覺(jué)。可將玻璃尖嘴導(dǎo)管改成金屬針管（如氣門針、注射針頭），點(diǎn)燃?xì)錃獬实{(lán)色火焰。

六、反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系[五單元課題1，上冊(cè)92頁(yè)探究實(shí)驗(yàn)]

可增做實(shí)驗(yàn)：取下火柴頭2-3個(gè)放入試管中，在橡皮塞的導(dǎo)管上拴緊氣球或塑料袋，用塞子塞緊試管，放在天平上稱量。取下試管，用酒精燈加熱試管底部，使火柴頭在試管內(nèi)燃燒，氣球先膨脹，冷卻后收縮。燃燒結(jié)束后放回天平左盤，天平仍然平衡，表明反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變。

以上有關(guān)人教版2012年版九年級(jí)化學(xué)教材第1～5單元部分實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，定有不少值得商榷之處，請(qǐng)各位專家、老師指正，以期更為完善，更有利于教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

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篇2

摘要：“C++程序設(shè)計(jì)”中基于對(duì)象部分概念對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)抽象、難以理解，本文用筆者的經(jīng)驗(yàn)介紹了如何用學(xué)生能夠理解的事例來(lái)解釋這些復(fù)雜的概念，從而節(jié)省學(xué)時(shí)、提高效率。

關(guān)鍵詞：C++；基于對(duì)象；概念；事例；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

近年來(lái)，支持面向?qū)ο蠹夹g(shù)的C++語(yǔ)言越來(lái)越多地被高校選為計(jì)算機(jī)教學(xué)的入門教學(xué)語(yǔ)言。但是由于C++牽涉概念很多，語(yǔ)法比較復(fù)雜，內(nèi)容十分廣泛，作為入門的教學(xué)語(yǔ)言有其天然的困難，學(xué)生感到學(xué)習(xí)難度較大，難以入門，如果只是就理論講理論，照本宣科只能使學(xué)生厭倦疲勞，昏昏欲睡，學(xué)生不但記不住，還會(huì)產(chǎn)生逆反心理。但好在程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是人們根據(jù)從現(xiàn)實(shí)生活實(shí)踐中抽象出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)而創(chuàng)造的，C++更是如此，那么就是說(shuō)，各種概念總能在現(xiàn)實(shí)生活中找到原型。若能在教學(xué)中運(yùn)用最能反映概念本質(zhì)的事例去解釋看似復(fù)雜的概念，就能達(dá)到快速理解概念及其現(xiàn)實(shí)意義的目的，能使教學(xué)脫離枯燥的概念講解，活躍課堂氣氛、形象直觀、易于理解、便于記憶，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，產(chǎn)生良好的教學(xué)效果。

C++基本編程的過(guò)程無(wú)非是根據(jù)實(shí)際需要?jiǎng)?chuàng)造出一系列類，安排好類與類之間的關(guān)系，由類去生成對(duì)象，然后指揮一個(gè)個(gè)對(duì)象去完成一系列任務(wù)。由此特點(diǎn)并通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，我一般用人(或人體)這個(gè)概念來(lái)講解基于對(duì)象部分的一些概念，感覺(jué)是比較恰當(dāng)?shù)模梢允箤W(xué)生快速抓住這些概念的實(shí)質(zhì)。當(dāng)然也可以對(duì)每個(gè)概念分別用不同的事例去解釋，但這樣做可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生缺乏知識(shí)的連貫性和對(duì)總體的把握，最好的辦法是用一個(gè)例子從始至終地進(jìn)行講解。下面對(duì)一些基于對(duì)象的概念進(jìn)行初步討論。

1類和對(duì)象

對(duì)象的類型稱為類，類代表了某一批對(duì)象的共性和特征。類是對(duì)象的抽象，對(duì)象是類的具體實(shí)例。類是抽象的，不占用內(nèi)存，而對(duì)象是具體的，占用存儲(chǔ)空間。

對(duì)于人(體)來(lái)說(shuō)。所有人都是屬于人類這一概念的，人類這一概念具有每一個(gè)具體的人的共性和特征。人類這個(gè)概念是對(duì)每一個(gè)具體人的抽象，具體的一個(gè)人是人類這一概念的具體實(shí)例。人類這個(gè)概念是存在于人的頭腦中的，可以認(rèn)為不占現(xiàn)實(shí)空間，而作為具體的人是在現(xiàn)實(shí)中占空間的。這樣講解可以使學(xué)生明確類和對(duì)象的關(guān)系與區(qū)別。

2private、public、protected成員

private、public、protected主要是用來(lái)聲明成員訪問(wèn)權(quán)限的關(guān)鍵字。一般做法是將需要被外界調(diào)用的成員指定為public，不準(zhǔn)備為外界調(diào)用而是為本類中的成員函數(shù)所調(diào)用的，指定為private。基于對(duì)象部分暫時(shí)不討論private和protected的區(qū)別。

對(duì)于人(體)來(lái)說(shuō)。心臟，肺臟等等都可以認(rèn)為是private成員，是不允許外界直接調(diào)用的。而耳、眼等感覺(jué)器官可以認(rèn)為是public成員，因?yàn)樗鼈兛梢员煌饨缰苯诱{(diào)用。上課時(shí)可以舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，讓學(xué)生深呼吸一下。然后解釋，教師是通過(guò)學(xué)生的public成員(耳)來(lái)調(diào)用private成員(頭腦和肺)，并且只能通過(guò)public成員來(lái)調(diào)用private成員，否則危險(xiǎn)性是很明顯的。或者和學(xué)生解釋，課堂上教師就是通過(guò)調(diào)用每個(gè)人的耳朵和眼睛這些可以看作是公用部分的器官來(lái)調(diào)用大腦等這些可以看成私有部分的器官來(lái)達(dá)到授課目的的，并且顯然通過(guò)公用部分調(diào)用私有部分比直接調(diào)用私有部分安全得多。這樣的講解可以使學(xué)生馬上就能記住private、public等成員的區(qū)別和該如何劃分。

3封裝和信息隱蔽

將多個(gè)項(xiàng)目(比如變量和函數(shù))合并到一個(gè)包(比如類的一個(gè)對(duì)象)中，這個(gè)過(guò)程稱為封裝。類的公用接口與私有實(shí)現(xiàn)的分離形成信息隱蔽。

對(duì)于人(體)來(lái)說(shuō)，顯然如果不封裝起來(lái)那么是很危險(xiǎn)的(別人看起來(lái)也是很恐怖的)。人體對(duì)外界開(kāi)放的只是一些公用接口，這些接口(如各個(gè)感覺(jué)器官)的作用是把外界的信息(消息)轉(zhuǎn)化成身體各部分能夠接受和處理的信號(hào)，并且只有通過(guò)這些公用接口轉(zhuǎn)化的信息才能夠被人識(shí)別。得到消息之后人去做某件事的具體實(shí)現(xiàn)是不需要消息的人知道的，即如果讓一個(gè)人去做某件事，沒(méi)必要了解他(她)先邁哪一條腿，走多少步，到什么地方，如何做等各個(gè)細(xì)節(jié)。只需要告訴他(她)去做什么事情即可，如何去做是不需要關(guān)心的(前提是那個(gè)人知道如何做，即相對(duì)于程序來(lái)說(shuō)就是“方法”已經(jīng)事先編好了)。封裝與信息隱蔽是比較抽象的概念，相信這樣的講解學(xué)生就能很好地理解了。

4對(duì)象、方法和消息

類的成員函數(shù)在面向?qū)ο蟪绦蚶碚撝斜环Q為“方法”，“方法”是指對(duì)數(shù)據(jù)的操作。外界通過(guò)發(fā)“消息”來(lái)激活有關(guān)的方法。所謂“消息”，其實(shí)就是一個(gè)命令，由程序語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)。

人體經(jīng)過(guò)封裝之后，成為了一個(gè)對(duì)象，他(她)能夠做的事情取決于自身的各項(xiàng)能力(方法)，外界通過(guò)給他(她)一個(gè)命令任務(wù)(消息)，他(她)運(yùn)用自己的能力(方法)去完成這個(gè)任務(wù)。這樣就很容易理解三者之間的關(guān)系。

5構(gòu)造函數(shù)的意義

構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的成員函數(shù)，處理對(duì)象的初始化，與其他成員函數(shù)不同，不需要用戶來(lái)調(diào)用它，而是在建立對(duì)象時(shí)自動(dòng)執(zhí)行。

人體在出生時(shí)必須具有一些正常的生理機(jī)能，這就是人體生理方面的初始化，這由基因自行決定。或者說(shuō)，在人步入社會(huì)開(kāi)始工作之前，必需經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的學(xué)習(xí)培訓(xùn)，否則無(wú)法完成基本的工作，這就是人在知識(shí)技能方面上的初始化，這由所受的教育決定。構(gòu)造函數(shù)可以看成是對(duì)象在使用前的一些必要的初始化。

6析構(gòu)函數(shù)的意義

析構(gòu)函數(shù)也是一個(gè)特殊的成員函數(shù)，它的作用與構(gòu)造函數(shù)相反，當(dāng)對(duì)象的生命期結(jié)束時(shí)，會(huì)自動(dòng)執(zhí)行析構(gòu)函數(shù)。析構(gòu)函數(shù)的作用并不是刪除對(duì)象，而是在撤銷對(duì)象占用的內(nèi)存之前完成一些清理工作。只要對(duì)象的生命周期結(jié)束，程序就自動(dòng)執(zhí)行析構(gòu)函數(shù)來(lái)完成這些工作。

這個(gè)概念解釋起來(lái)可能會(huì)沉重一些。人在去世之后會(huì)有一些善后要做，這可以看成類似于析構(gòu)函數(shù)的作用。區(qū)別只不過(guò)是程序中的析構(gòu)函數(shù)是在對(duì)象被撤銷之前執(zhí)行，而人的善后主要是在人去世之后進(jìn)行的，當(dāng)然立遺囑這件事是在去世之前完成的。

7調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的順序

基于對(duì)象部分中的調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的順序是先構(gòu)造的后析構(gòu)，后構(gòu)造的先析構(gòu)，相當(dāng)于一個(gè)棧，先進(jìn)后出。

調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的順序體現(xiàn)的是系統(tǒng)對(duì)對(duì)象的釋放順序。從而可以這樣解釋，單個(gè)人作為一個(gè)對(duì)象，他(她)可能參加一些組織，比如公司、小組等，一般創(chuàng)建這個(gè)小組的人是很重要的人，他(她)可能掌握很多重要的東西，如果想最安全地、避免混亂地撤銷這個(gè)組織，最好的方法就是先撤銷不重要的人，最后才撤銷重要的人。這如同如果用手工的方式去拆毀一個(gè)大樓，選擇的順序肯定是由高層逐層向下拆除，否則危險(xiǎn)性實(shí)在是太大了。

8友元

友元可以訪問(wèn)與其有好友關(guān)系的類中的私有成員。友元包括友元函數(shù)和友元類。

現(xiàn)實(shí)生活中，一個(gè)人對(duì)待不同來(lái)源的消息的態(tài)度是不同的。可能更相信某些消息渠道(可看作友元函數(shù))或某些人(可看作友元類)的消息，而不會(huì)太相信不信任的渠道或人所提供的消息。這點(diǎn)可以說(shuō)明一個(gè)人(對(duì)象)可以允許外界的某些事物(可靠的渠道或可靠的人)比較直接地訪問(wèn)自己的私有事物(比如頭腦中對(duì)某件事的判斷)。

通過(guò)以上論述，可知也可以用公司這個(gè)概念來(lái)解釋基于對(duì)象的部分概念。如果將公司細(xì)分，比如細(xì)分到部門還是可以滿足基于對(duì)象的一些特征的。但是如果細(xì)分到單個(gè)人就要用另一個(gè)層面的概念來(lái)解釋對(duì)象了，就像本文所說(shuō)那樣。對(duì)于公司和人這兩個(gè)例子，可能人(體)更適合一般的學(xué)生，這是由他們所處的年齡段決定的，他們對(duì)公司等概念可能還不太熟悉。其實(shí)還可以找到更加恰當(dāng)?shù)母拍顏?lái)教學(xué)，比如根據(jù)所面對(duì)學(xué)生的特點(diǎn)，如所學(xué)專業(yè)等。還有一些基于對(duì)象的概念在本文中并沒(méi)有解釋，不過(guò)是可以類推的，在此不一一贅述。

篇3

[關(guān)鍵詞]分布式認(rèn)知；集體智慧；混合學(xué)習(xí)；教學(xué)范式

[中圖分類號(hào)]G434 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1672-0008（2013）04-0092-08

一、引言

集體智慧（Collective Intelligence），是集體在創(chuàng)造、創(chuàng)新和發(fā)明上共同合作或共同解決或完成某種任務(wù)時(shí)體現(xiàn)出來(lái)的一種能力，它源自于多個(gè)個(gè)體和各種群體的通力合作，是一種共享的或者群體的智能。集體智慧可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中形成，并以多種形式的協(xié)商一致的決策模式出現(xiàn)。當(dāng)這個(gè)社會(huì)越來(lái)越注重效率與依賴知識(shí)時(shí)。這種集體能力就變得越來(lái)越重要。集體智慧已經(jīng)成為知識(shí)社會(huì)中競(jìng)爭(zhēng)、創(chuàng)造和發(fā)展的決定因素。

隨著e-Learning的不斷發(fā)展，e學(xué)習(xí)的方式已經(jīng)從互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)字化呈現(xiàn)面授課堂教學(xué)內(nèi)容的第一代模式，發(fā)展到了第二代混合學(xué)習(xí)的模式，即關(guān)注的是如何“在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間以適當(dāng)?shù)姆绞绞惯m當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)者獲得適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)內(nèi)容”。在混合學(xué)習(xí)的趨勢(shì)下，以網(wǎng)絡(luò)為核心的多媒體信息技術(shù)已經(jīng)不僅僅作為一種強(qiáng)化傳統(tǒng)教學(xué)范式的工具來(lái)使用，而是逐漸成為一種構(gòu)建新型混合學(xué)習(xí)式課堂的教學(xué)觀念。在這種多元的課堂環(huán)境中，可利用資源比傳統(tǒng)課堂多很多，教師不僅需要關(guān)注現(xiàn)實(shí)課堂中的資源整合，也更應(yīng)注重網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)共同體的組織與管理，應(yīng)用學(xué)習(xí)者的個(gè)體智慧。發(fā)揮集體智慧的優(yōu)勢(shì)，共同解決學(xué)習(xí)中遇到的難題。通過(guò)混合學(xué)習(xí)環(huán)境中各個(gè)要素之間長(zhǎng)期的交互、合作和系統(tǒng)建構(gòu)，實(shí)現(xiàn)集體智慧的激發(fā)。如果只注重個(gè)體多元智能的激發(fā)而忽視集體智慧，不僅使分布在這課堂環(huán)境中的許多資源將會(huì)被浪費(fèi)，信息交互的缺少也將會(huì)使信息技術(shù)在混合式的課堂中，失去其存在的意義。

在現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展過(guò)程中，新理論與新技術(shù)的不斷融合，與其密切相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的范式也在逐步發(fā)生改變，大致的趨勢(shì)為，從最開(kāi)始的接受式的認(rèn)知范式到建構(gòu)式的認(rèn)知范式再到分布式的認(rèn)知范式。因此面對(duì)新的教育形勢(shì)與挑戰(zhàn)，教師需要思考如下重要問(wèn)題：什么樣的教學(xué)范式才是最適合自己的課堂？什么樣的課堂管理才能使課堂資源最優(yōu)化，從而促進(jìn)課堂中集體智慧的激發(fā)？

二、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)時(shí)代的理論變遷

（一）以行為主義、認(rèn)知主義為基礎(chǔ)的接受式教學(xué)范式

華生、斯金納等行為主義者認(rèn)為學(xué)習(xí)是刺激與反應(yīng)之間的聯(lián)結(jié)，他們把環(huán)境看成是刺激，把伴而隨之的有機(jī)體行為看作是反應(yīng)，認(rèn)為所有行為都是習(xí)得的，只強(qiáng)調(diào)對(duì)外部環(huán)境的刺激反應(yīng)；奧蘇貝爾、布魯納等認(rèn)知主義者則認(rèn)為內(nèi)部認(rèn)知是有特定過(guò)程的。他們強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)并不在于形成刺激與反應(yīng)的聯(lián)結(jié)，而在于依靠主觀的構(gòu)造作用所形成的“認(rèn)知結(jié)構(gòu)”，主體在學(xué)習(xí)中不是機(jī)械地接收刺激，被動(dòng)地做出反應(yīng)，而是主動(dòng)地有選擇地獲取刺激并進(jìn)行加工：他們對(duì)學(xué)習(xí)問(wèn)題的研究，注重認(rèn)知主體內(nèi)部心理過(guò)程與內(nèi)部條件。行為主義與認(rèn)知主義均將知識(shí)看作是學(xué)習(xí)者的外部事物，而將學(xué)習(xí)過(guò)程看作一種內(nèi)化知識(shí)的行為。以行為主義、認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)、以Web1.0為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是以知識(shí)傳遞為主的教學(xué)形式，可以看作是接受式認(rèn)知的教學(xué)范式。這一教學(xué)范式借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)給學(xué)習(xí)者呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，關(guān)注學(xué)習(xí)者外部刺激環(huán)境的作用。

（二）以建構(gòu)主義為基礎(chǔ)的建構(gòu)式教學(xué)范式

建構(gòu)主義是認(rèn)知主義的進(jìn)一步發(fā)展，源自關(guān)于兒童認(rèn)知發(fā)展的理論，其最早提出者可追溯至瑞士的皮亞杰。建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)是通過(guò)“同化”和“順應(yīng)”建構(gòu)內(nèi)在心理表征的過(guò)程。學(xué)習(xí)者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)通過(guò)同化與順應(yīng)過(guò)程逐步建構(gòu)起來(lái)。并在“平衡-不平衡-新的平衡”的循環(huán)中得到不斷的豐富、提高和發(fā)展。學(xué)習(xí)不是由教師把知識(shí)簡(jiǎn)單地傳遞給學(xué)生，而是由學(xué)生自己建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程。學(xué)習(xí)者并不是把知識(shí)從外界搬到記憶中，而是以已有的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)通過(guò)與外界的相互作用來(lái)構(gòu)建新的理解，他們不再是等待被填滿的容器，而是積極致力于創(chuàng)造意義，選擇并追求他們自己的學(xué)習(xí)，這種建構(gòu)是無(wú)法由他人來(lái)代替的。建構(gòu)主義理論在網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)中的運(yùn)用表現(xiàn)為認(rèn)知工具觀，即關(guān)注運(yùn)用認(rèn)知工具技術(shù)來(lái)對(duì)知識(shí)進(jìn)行操作、變換和加工，在變換和加工中實(shí)現(xiàn)深層次建構(gòu)，建構(gòu)認(rèn)知教學(xué)范式關(guān)注學(xué)習(xí)過(guò)程中意義的建構(gòu)以及學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)定，學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性，在實(shí)踐中，教師需要關(guān)注學(xué)習(xí)問(wèn)題設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)。

（三）以分布式認(rèn)知為基礎(chǔ)的分布式教學(xué)范式

從個(gè)體認(rèn)知到分布式認(rèn)知的轉(zhuǎn)變，是人類適應(yīng)信息社會(huì)復(fù)雜性的重要思維特征。分布式認(rèn)知的思想可以追溯到1879年第一個(gè)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建立，后來(lái)杜威（Dewey）、馮特（Wundt）、吉布森（Gibson）等學(xué)者也論述了認(rèn)知超越個(gè)體頭腦的“去中心化”思想。維果茨基（vygotsky）的研究表明，心理不僅通過(guò)人的活動(dòng)表現(xiàn)出來(lái)，而且是在活動(dòng)中形成，這為分布式認(rèn)知的誕生提供了基礎(chǔ)。隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，人類許多認(rèn)知活動(dòng)越來(lái)越依賴于信息技術(shù)，各種各樣的認(rèn)知工具大量替代了人們頭腦內(nèi)部的思維和計(jì)算，人們也越來(lái)越重視智能性人工制品對(duì)個(gè)體認(rèn)知過(guò)程的影響。人們已不滿意于僅把認(rèn)知視為腦內(nèi)的活動(dòng)，而開(kāi)始尋求認(rèn)知對(duì)臨場(chǎng)和情境的依賴。即探查認(rèn)知的分布性質(zhì)。20世紀(jì)80年代中期，赫欽斯（Hutchins）等人明確提出了分布式認(rèn)知的概念，并認(rèn)為它是重新思考所有領(lǐng)域的認(rèn)知現(xiàn)象的一種新的基本范式。他們認(rèn)為認(rèn)知的本性是分布式的，認(rèn)知現(xiàn)象不僅包括個(gè)人頭腦中所發(fā)生的認(rèn)知活動(dòng)，還涉及人與人之間以及人與技術(shù)工具之間通過(guò)交互實(shí)現(xiàn)某一活動(dòng)的過(guò)程，認(rèn)知分布于媒介、環(huán)境中，分布于個(gè)體間，認(rèn)知分布于由多個(gè)個(gè)體、工具、環(huán)境組成的較復(fù)雜的系統(tǒng)中。

基于分布式認(rèn)知的分布式教學(xué)范式是一種系統(tǒng)化看待學(xué)習(xí)環(huán)境中認(rèn)知現(xiàn)象的視角，“分布”不是認(rèn)知結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)，而是認(rèn)知功能的中介。單純考慮那些存在于人類頭腦內(nèi)部的東西是難以解釋我們的認(rèn)知活動(dòng)的，還必須要考慮社會(huì)環(huán)境和物質(zhì)環(huán)境中的認(rèn)知角色。因此這種系統(tǒng)化視角至少包含三方面的內(nèi)容：1.認(rèn)知過(guò)程會(huì)通過(guò)班級(jí)、小組的成員進(jìn)行分布；2.認(rèn)知過(guò)程會(huì)在認(rèn)知活動(dòng)（內(nèi)在結(jié)構(gòu)與外在結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)）的交互中進(jìn)行分布；3.認(rèn)知過(guò)程也可通過(guò)時(shí)間（早先事件的結(jié)果影響后續(xù)事件的性質(zhì)）進(jìn)行分布，也就是所謂的認(rèn)知在時(shí)間軸上的分布。

Hatch和Gardner曾經(jīng)就教室中的認(rèn)知活動(dòng)提出了分布式認(rèn)知的同心圓模型（the Concentric Model）（如圖1）。最外層是超越特定情境的文化力，它間接影響個(gè)體的認(rèn)知活動(dòng)。中間層是地域力，它強(qiáng)調(diào)認(rèn)知活動(dòng)發(fā)生的具體情境或環(huán)境，直接影響認(rèn)知個(gè)體。最內(nèi)層是個(gè)人力，即個(gè)人在認(rèn)知中的作用，是分布式認(rèn)知的核心。它提醒我們，學(xué)習(xí)不是個(gè)體頭腦中的符號(hào)操作，而是一種以“文化生成物”為中介的同環(huán)境、他者協(xié)調(diào)，構(gòu)筑知識(shí)的行為。在課堂中，我們不能忽視微觀層面的個(gè)體的心智活動(dòng)或個(gè)體之間的交互作用行為，與此同時(shí)也要關(guān)注同宏觀層面的在社會(huì)文化的相互關(guān)聯(lián)之中所形成的“公共建構(gòu)”。這幾種力相互依賴，缺一不可。

三、從個(gè)體的分布式智能到共同體的集體智慧

集體智慧作為一種共享型的智慧，它的存在是為那些個(gè)體智慧所解決不了的更多更為復(fù)雜且困難的問(wèn)題，提供實(shí)用且高效的解決能力。集體智慧也可以定義為某種形式的網(wǎng)絡(luò)化，即互聯(lián)網(wǎng)。它是由通信技術(shù)的進(jìn)步而引發(fā)的。Web 2.0實(shí)現(xiàn)了交互性，因而學(xué)生可以自己的內(nèi)容。集體智慧憑借這一點(diǎn)來(lái)提高現(xiàn)有知識(shí)的社會(huì)共享。我們將在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中形成的集體智慧理解為：在學(xué)習(xí)過(guò)程中。學(xué)習(xí)小組或集體協(xié)力加強(qiáng)整體性與相互聯(lián)系，以便加深我們對(duì)事物的理解，使個(gè)體間的智慧達(dá)到進(jìn)一步的凝聚，進(jìn)而達(dá)到更高層次的整體性和密切聯(lián)系。形成共同創(chuàng)造的能力。依照Henry Jenkins的學(xué)說(shuō)，集體智慧可以歸因于媒體融合以及共享文化。集體智慧不僅僅是所有文化在信息數(shù)量上的貢獻(xiàn)，同時(shí)，它也是質(zhì)量上的貢獻(xiàn)。

隨著時(shí)代的發(fā)展，社會(huì)的不斷進(jìn)步，人類學(xué)家與社會(huì)學(xué)家對(duì)各種認(rèn)知現(xiàn)象有了更多的關(guān)注。在研究群體的問(wèn)題解決、組織的學(xué)習(xí)與記憶時(shí)，發(fā)現(xiàn)組織作為一個(gè)群體所呈現(xiàn)出來(lái)的認(rèn)知特性，與組織內(nèi)部個(gè)體之前的認(rèn)知特性有明顯不同。這也正體現(xiàn)出以個(gè)體認(rèn)知為基礎(chǔ)的分布式認(rèn)知與以共同體為基礎(chǔ)的集體智慧之間存在差異，但是實(shí)際上兩者的關(guān)系極為密切。調(diào)動(dòng)分布式認(rèn)知各種要素是集體智慧形成過(guò)程中一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。如果缺少分布式認(rèn)知各種要素的積極參與，那么最后集體智慧是無(wú)法得到效果的最大化。當(dāng)個(gè)體認(rèn)知被分布式認(rèn)知的各要素充分調(diào)動(dòng)起來(lái)的時(shí)候，集體智慧也就更容易得到激發(fā)與鞏固；而相反的，越是高級(jí)的集體智慧越能促進(jìn)分布式智能的開(kāi)發(fā)（見(jiàn)圖2）。

如圖2顯示，從智能的整體性視角觀之，個(gè)體認(rèn)知與集體智慧兩者存在相互依存相互補(bǔ)充的緊密關(guān)系。綜合甘永成與祝智庭于2006年提出的虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)知識(shí)建構(gòu)和集體智慧發(fā)展的學(xué)習(xí)框架以及共創(chuàng)性學(xué)習(xí)的相關(guān)理論，以及分布式教學(xué)范式的特點(diǎn)，集體智慧在混合課堂中的形成大致可以分為三個(gè)階段：發(fā)散階段，交互凝聚階段以及整合創(chuàng)新階段（見(jiàn)圖3）。

階段一發(fā)散階段往往是出現(xiàn)在學(xué)習(xí)共同體剛剛形成初期，體現(xiàn)出來(lái)的多是個(gè)體的發(fā)散性的思維，雖然已經(jīng)有小組出現(xiàn)，但是僅限于組內(nèi)成員單獨(dú)面對(duì)面的交流，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的對(duì)話都很少，所以小組的作用在這個(gè)階段并不明顯，各要素呈現(xiàn)出自由發(fā)展且多變的狀態(tài)，因此在這個(gè)階段集體智慧是還沒(méi)有產(chǎn)生的，個(gè)體的智慧的簡(jiǎn)單相加只能稱為集體的智慧而非形成了集體智慧這種能力。由于學(xué)習(xí)共同體的組織結(jié)構(gòu)還不完善，缺少互動(dòng)與交流，差異性明顯的學(xué)習(xí)者還處于被動(dòng)接受的狀態(tài)，學(xué)習(xí)方式也是以個(gè)體的自主學(xué)習(xí)為主，知識(shí)在這個(gè)階段多為隱性或封閉式存在。

階段二凝聚，學(xué)習(xí)共同體的各要素分布相比階段一變得有組織性，差異性在慢慢的減退，大家尋找到一些共性并且開(kāi)始有交互有聯(lián)系。基于分布式教學(xué)范式的系統(tǒng)化視角，學(xué)習(xí)共同體已經(jīng)開(kāi)始構(gòu)建起一定的組織結(jié)構(gòu)，利用混合課堂的各種媒介通過(guò)相互的交流、互動(dòng)、討論和協(xié)作，以及通過(guò)協(xié)作學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)方式，共享彼此的觀點(diǎn)、思想、資源。部分隱性知識(shí)在這個(gè)過(guò)程中開(kāi)始外化，學(xué)習(xí)者在這個(gè)階段開(kāi)始主動(dòng)參與認(rèn)知活動(dòng)，個(gè)體智慧仍然是這個(gè)階段解決問(wèn)題與完成任務(wù)的主力，但是集體觀念與運(yùn)作開(kāi)始萌芽并逐步培養(yǎng)出解決更高層次問(wèn)題的集體智慧。

階段三在經(jīng)過(guò)了階段二的發(fā)展過(guò)程，群體合作開(kāi)始形成一個(gè)較為完善的系統(tǒng)，有明確的任務(wù)目標(biāo)，形成高效的解決問(wèn)題的方式，系統(tǒng)的整體功能大于內(nèi)部各元素孤立功能之和，也就是說(shuō)，這種系統(tǒng)特有的能力或智慧遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于多個(gè)個(gè)體智慧的簡(jiǎn)單相加，集體智慧能解決的問(wèn)題輻射范圍更廣，并且能夠提供更多的新型解決方式，共同體內(nèi)部成員不再是被動(dòng)接受，而是主動(dòng)探索進(jìn)行共創(chuàng)性的學(xué)習(xí)，共享的知識(shí)開(kāi)始具有社會(huì)性，形成了組織或社區(qū)的共同記憶，并在整合各種不同觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上能夠發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題創(chuàng)造出新的方案，從而達(dá)到學(xué)習(xí)目的和促進(jìn)自身學(xué)習(xí)能力發(fā)展。

從以上各階段的特征我們可以看出，在集體智慧形成的過(guò)程中，離不開(kāi)人與人之間以及人與技術(shù)、工具之間通過(guò)交互，而認(rèn)知正分布于這各種要素組成的較復(fù)雜的系統(tǒng)中。只有當(dāng)這些分布式的要素得到合理有效的組織與鏈接，才能更好的發(fā)揮各要素的作用與價(jià)值。集體智慧表達(dá)了兩種智能的聯(lián)結(jié)，一是肯定了個(gè)體智能的獨(dú)立性；二是肯定了個(gè)體智能在觀察復(fù)雜情境時(shí)的交互性。如果只看重集體智慧而忽視個(gè)體智能，將會(huì)因小失大，最終會(huì)影響集體智慧整個(gè)的系統(tǒng)效應(yīng)：而只重個(gè)體智能不懂得將其加以整合利用，必會(huì)目光短淺，顧全不了大局。所以，要注意保持兩者的平衡，集體智慧是分布式個(gè)體智能的有效組合。是個(gè)體智能的合作和凝聚。從而使整體智慧得以加強(qiáng)和提高。集體智慧的激發(fā)正是分布式教學(xué)范式的“系統(tǒng)視角”的一種體現(xiàn)。參與認(rèn)知分布的各個(gè)要素既相互獨(dú)立，又相互依賴、相互制約，有機(jī)地組成了一個(gè)學(xué)習(xí)的集體。

四、分布式網(wǎng)絡(luò)教學(xué)范式的運(yùn)用

以上綜述介紹集體智慧與分布式認(rèn)知的密切關(guān)系。下面我們以杭州師范大學(xué)外國(guó)語(yǔ)學(xué)院研究生課程《教育哲學(xué)》為例，展示分布式教學(xué)范式激發(fā)集體智慧的過(guò)程。該課為英語(yǔ)課程與教學(xué)論研究生一年級(jí)上學(xué)期必修課程。周課時(shí)數(shù)為3次，總課時(shí)數(shù)為33課時(shí)，2011年度學(xué)生數(shù)為29人。該課程代表了楊小洪教授近十年教學(xué)探討的最新方向，包含傳統(tǒng)課堂的面對(duì)面教學(xué)也包括清華版網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，主要有教學(xué)材料、教學(xué)筆記、課程論壇、課程作業(yè)的運(yùn)用，其認(rèn)知要素分布于多個(gè)維度。其中網(wǎng)絡(luò)論壇的師生互動(dòng)。是教育哲學(xué)課堂的核心部分。全體學(xué)生在課前對(duì)網(wǎng)絡(luò)課堂展示平臺(tái)所提供的教學(xué)材料，按照教師提供的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行有針對(duì)性的個(gè)體閱讀，然后從課堂陳述小組呈現(xiàn)的PPT中獲取新的視角和資源，形成各自的觀點(diǎn)，在課程論壇的已開(kāi)辟相關(guān)話題中跟帖討論。如形成的觀點(diǎn)與現(xiàn)有的話題不同。可以在論壇上另辟一個(gè)話題，引發(fā)新的討論。筆者作為研究生親身參與了課程的全過(guò)程，從中獲得對(duì)分布式網(wǎng)絡(luò)教學(xué)范式的深刻體驗(yàn)。并形成了對(duì)自己畢業(yè)論文的基本構(gòu)想。在隨后的研究中，筆者發(fā)現(xiàn)課程論壇不僅為師生的互動(dòng)提供了有效的平臺(tái)，而且忠實(shí)地記錄了集體智慧形成的全過(guò)程，其保留的數(shù)據(jù)反映集體智慧形成的三個(gè)階段。

根據(jù)集體智慧形成三階段的理論，筆者對(duì)課程論壇的全部話題進(jìn)行了梳理和統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)第1-4次課可作為發(fā)散階段，第5-7次課為凝聚階段，第8-11次課為創(chuàng)新階段。（見(jiàn)圖4）：

圖4中課程論壇上師生發(fā)帖數(shù)目對(duì)比清楚顯示：第一個(gè)階段學(xué)生似乎是課堂的主角，所有的話題都是以學(xué)生為主導(dǎo)的，話題討論非常寬泛與自由：第二個(gè)階段師生發(fā)帖數(shù)目發(fā)生了變化，教師慢慢開(kāi)始引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)討論：第三個(gè)階段學(xué)生發(fā)帖數(shù)驟減，而教師開(kāi)始成為課堂的主導(dǎo)，管理并組織著課堂的主要活動(dòng)與任務(wù)，話題收斂并且集中。這跟教師的課堂指導(dǎo)策略有著緊密的關(guān)系。

Amy對(duì)網(wǎng)絡(luò)社區(qū)中混合型課程的行動(dòng)研究分秋季、冬季及春季三個(gè)研究階段進(jìn)行。在不同的研究階段采取了輕型、中型及重型任務(wù)指導(dǎo)三種不同的教學(xué)策略，不同的教學(xué)策略在各個(gè)階段都發(fā)揮其應(yīng)有的作用并幫助他取得了最后的研究效果。在教育哲學(xué)這門課的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，教師也采取了類似的指導(dǎo)策略。

（一）第一階段：發(fā)散

教師在第一階段并沒(méi)有直接干預(yù)網(wǎng)絡(luò)課堂。而是采用輕型任務(wù)指導(dǎo)（the light-duty moderating）的策略。這是一個(gè)嘗試與觀察的階段，學(xué)生與教師都需要時(shí)間來(lái)熟悉這種環(huán)境。教師要在這個(gè)階段把握住學(xué)生的特點(diǎn)與這個(gè)混合型課堂有的課堂文化，并從全局把握這個(gè)課堂認(rèn)知活動(dòng)的全貌。掌握課堂所有可以利用的資源。所謂輕型任務(wù)指導(dǎo)，是指教師還是先從傳統(tǒng)課堂的管理入手，布置的任務(wù)也多為傳統(tǒng)課堂中開(kāi)放式表達(dá)的任務(wù)，沒(méi)有確定的質(zhì)與量的要求，學(xué)生享有較多的自由空間。學(xué)生在這個(gè)階段是比較自由的，不管是在課程論壇上還是在教室里，學(xué)生都能暢所欲言表達(dá)自己的觀點(diǎn)與想法。

這個(gè)階段的特點(diǎn)就在注重個(gè)體表達(dá)與開(kāi)放性，旨在開(kāi)發(fā)這個(gè)分布式認(rèn)知的同心圓模型中最內(nèi)層最核心的個(gè)人力，也就是個(gè)體的經(jīng)驗(yàn)與傾向。因?yàn)橹挥性谶@個(gè)階段先抓住學(xué)生的“個(gè)人力”，讓他們把個(gè)體的多元智能先發(fā)揮出來(lái)，外化自己已有的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，才能幫助教師抓住學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，把握住他們對(duì)這門課的傾向性，才能更好的從這些個(gè)體差異性中尋找到共性以為后面階段的合作交互做好充足的準(zhǔn)備。

要想在第二階段使所有分布式的認(rèn)知得到有效的組合與凝聚，就需要在第一階段摸清楚影響課堂的所有認(rèn)知分布的資源，這樣才能使這些資源不被浪費(fèi)，讓最后的集體智慧實(shí)現(xiàn)最大化。在這個(gè)傳統(tǒng)課堂與網(wǎng)絡(luò)課堂相結(jié)合的環(huán)境里，認(rèn)知要素分布的范圍非常廣，比如認(rèn)知的主體，客體，媒介（人工制品），課堂任務(wù)，課堂文化，課堂組織結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)環(huán)境，社會(huì)等等。除了這些都還比較容易被發(fā)現(xiàn)資源外，有一個(gè)非常重要的資源卻最容易被忽略，那就是時(shí)間（見(jiàn)圖5）。認(rèn)知同樣分布于時(shí)間上：過(guò)去的認(rèn)知是現(xiàn)在的認(rèn)知形成的基礎(chǔ)，而現(xiàn)在的認(rèn)知必將會(huì)對(duì)未來(lái)的認(rèn)知活動(dòng)產(chǎn)生影響。這就意味著學(xué)生過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)與經(jīng)歷會(huì)對(duì)其現(xiàn)在的認(rèn)知有影響，而在這課堂里形成的認(rèn)知也肯定會(huì)左右其將來(lái)的認(rèn)知。因此學(xué)生與教師過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)都是課堂的寶貴資源，并且了解學(xué)生現(xiàn)在的認(rèn)知也能為以后的課堂提供參考。所以教師在課程開(kāi)始的第一節(jié)課上就對(duì)學(xué)生進(jìn)行了一次前測(cè)，選取了5個(gè)關(guān)鍵詞（學(xué)習(xí)，小組。思考。英語(yǔ)，我）讓學(xué)生各填寫10到20個(gè)詞語(yǔ)來(lái)闡釋對(duì)這5個(gè)關(guān)鍵詞的理解，為期末的后測(cè)提供有價(jià)值的可對(duì)比的數(shù)據(jù)。

（二）第二階段：凝聚

第二階段教師指導(dǎo)的特點(diǎn)開(kāi)始發(fā)生變化。由輕型任務(wù)指導(dǎo)慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)橹行腿蝿?wù)指導(dǎo)（the medium-duty moderating）。這是一個(gè)過(guò)渡性的階段，但是卻很關(guān)鍵，在這個(gè)階段分布式認(rèn)知能否得到最有效的組合將會(huì)直接影響到最后集體智慧的激發(fā)效果。所以，中型任務(wù)指導(dǎo)是教師開(kāi)始讓分布式的資源開(kāi)始收斂凝聚的體現(xiàn)。這個(gè)階段的特點(diǎn)則是注重合作與共享。小組在這個(gè)階段扮演了重要的角色。學(xué)生被分為了10個(gè)小組，課堂的任務(wù)基本上開(kāi)始以需要小組合作的任務(wù)出現(xiàn)，比如每節(jié)課后小組需要在網(wǎng)上討論心得或者提出新的問(wèn)題：每節(jié)課會(huì)有2個(gè)小組做陳述，陳述的PPT需要提前做好上傳到教學(xué)平臺(tái)：以及在課堂上做陳述的小組會(huì)面臨其他小組的質(zhì)疑與挑戰(zhàn)等。通過(guò)這種分組與任務(wù)的轉(zhuǎn)變，教師很好的把班級(jí)的組織結(jié)構(gòu)建立起來(lái)，形成了個(gè)體一小組一集體的三層組織結(jié)構(gòu)。雖然集體的作用在這個(gè)階段還并未得到很好的體現(xiàn)，但是通過(guò)不斷的個(gè)體與個(gè)體的合作，小組與小組的合作已經(jīng)為后面的集體合作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

分布式認(rèn)知的同心圓模型中間的地域力是指直接影響學(xué)生認(rèn)知的伙伴、資源和其他媒體，因此在這個(gè)階段教師指導(dǎo)要考慮到資源的合理利用，要讓學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)伙伴有交流，這樣才能為群智慧能力的激發(fā)奠定基礎(chǔ)。從圖6階段二分布式認(rèn)知活動(dòng)模型中可以看出個(gè)體合作、小組合作與課堂任務(wù)成為這個(gè)階段的最為主要的參與分布式認(rèn)知活動(dòng)的要素。但是除了這三個(gè)相對(duì)顯性的要素之外還有另外三個(gè)較為隱型的要素也在參與分布式認(rèn)知的活動(dòng)：一個(gè)是媒介，它與分布式組織中的個(gè)體同屬于分布式認(rèn)知同心圓模型中的第二層地域力中的范疇，不管是什么樣的合作，媒介都在充當(dāng)著交流工具的角色，不僅能促進(jìn)組織活動(dòng)中合作更好的完成。同時(shí)也在幫助學(xué)生減少認(rèn)知負(fù)荷：二是教師設(shè)定不同的課堂環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不同的課堂效果，比如討論式的課堂環(huán)境，競(jìng)爭(zhēng)式的課堂環(huán)境，挑戰(zhàn)式的課堂環(huán)境，辯論式的課堂環(huán)境等等都在促進(jìn)不同形式的合作的形成：三是課堂文化，它在分布式認(rèn)知活動(dòng)中也扮演了重要的作用。根據(jù)分布式認(rèn)知同心圓模型，也是就最外層的文化力開(kāi)始發(fā)揮作用，隨著個(gè)體、小組、任務(wù)、環(huán)境、媒介的不斷交互產(chǎn)生聯(lián)系，共享開(kāi)放的課堂文化逐漸在凝聚，并反過(guò)來(lái)影響課堂，個(gè)體價(jià)值取向在慢慢向共同體文化靠攏，并逐漸形成學(xué)習(xí)型的組織或者社區(qū)，使合作與共享的課堂文化充分地發(fā)揮它的價(jià)值。

（三）第三階段：整合創(chuàng)新

第三個(gè)階段是屬于一個(gè)升華整合的階段。這個(gè)階段一個(gè)完整分布式系統(tǒng)基本確立，這時(shí)的學(xué)習(xí)共同體不僅要延續(xù)階段二的合作型學(xué)習(xí)方式，在教師的引導(dǎo)下還要充分運(yùn)用這個(gè)系統(tǒng)逐步實(shí)現(xiàn)共創(chuàng)型學(xué)習(xí)方式，所以在這個(gè)階段教師所運(yùn)用的指導(dǎo)策略是重型任務(wù)指導(dǎo)（the heavy-duty moderating）。首先在這個(gè)階段保留了上一個(gè)階段的一些任務(wù)，比如尋找、篩選或替換教學(xué)材料或小組陳述中的關(guān)鍵詞。這種任務(wù)的延續(xù)是為了排除上一個(gè)階段的劣構(gòu)。進(jìn)一步優(yōu)化這個(gè)活動(dòng)系統(tǒng)。更加注重集體的成果。其次綜合性、創(chuàng)新性的任務(wù)逐漸加入進(jìn)來(lái)，比如制作思維導(dǎo)圖、尋找隱喻表達(dá)以及歸納邏輯命題等等。這些任務(wù)以之前的思維成果為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)新視角、新目標(biāo)或新形式的導(dǎo)入，激發(fā)全班同學(xué)的高階思維，引發(fā)積極的社會(huì)意義建構(gòu)過(guò)程，從而達(dá)到集體智慧的生成。

學(xué)習(xí)者通過(guò)這一階段的學(xué)習(xí)任務(wù)。要實(shí)現(xiàn)自己身份的轉(zhuǎn)變，就是從最開(kāi)始的被動(dòng)接受者變?yōu)橹鲃?dòng)參與者再成為主動(dòng)探索者，要獲取更高層次的思維能力。即在已有的問(wèn)題基礎(chǔ)上。進(jìn)行發(fā)散性和聯(lián)想性思考。比如與自身或別人的社會(huì)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，創(chuàng)造性地利用個(gè)體的差異性。進(jìn)行“頭腦風(fēng)暴”式的思考，提出新問(wèn)題、新觀念，并能夠以這種新觀念作為新的行動(dòng)指導(dǎo)。使最開(kāi)始的高級(jí)的隱性的知識(shí)成為具有社會(huì)性可供大家分享的知識(shí)。

除了第二階段信息交流之外，這個(gè)階段更注重合作的另外一種重要內(nèi)涵。那就是情感交流與心理溝通，在合作完成學(xué)習(xí)任務(wù)過(guò)程中，共同分擔(dān)責(zé)任，共享成果，相互交流與相互評(píng)價(jià)，使學(xué)習(xí)者能體驗(yàn)到一種被他人接受、信任和認(rèn)同的情感。通過(guò)相互挑戰(zhàn)、啟發(fā)、激勵(lì)，發(fā)展認(rèn)知能力，不僅極大地促進(jìn)個(gè)人的合作能力與團(tuán)隊(duì)精神的形成，而且使得這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)在更加的完善，得以長(zhǎng)久維持。

通過(guò)分析第三階段的一個(gè)實(shí)例可以清晰展示出課堂所有參與者在創(chuàng)建思維導(dǎo)圖這個(gè)新任務(wù)中的群智慧是如何被激發(fā)的。

教學(xué)材料：第三階段第9課時(shí)Interaction between learning and development by Vygotsky（維果斯基的《學(xué)習(xí)與發(fā)展的相互作用》）

任務(wù)：首先由第10與第1小組的成員做課堂陳述，之后各個(gè)小組根據(jù)以上陳述以及自己對(duì)教學(xué)材料的理解選取關(guān)鍵詞10個(gè)或者10個(gè)以下的關(guān)鍵詞制作思維導(dǎo)圖

異質(zhì)分組在這個(gè)過(guò)程中非常重要，這些小組是合作學(xué)習(xí)和集體創(chuàng)造過(guò)程中的核心要素。通過(guò)個(gè)人與小組，小組與小組以及媒介與共同體之間信息的交流與共享，相互給予啟發(fā)，創(chuàng)造更多的靈感。使隱形知識(shí)顯性化并且得到重構(gòu)。建立新的圖式，激發(fā)出解決更多更復(fù)雜問(wèn)題的群智慧能力。而且教師在考慮分組時(shí)采取異質(zhì)分組的策略，讓不同個(gè)性的學(xué)生組成各個(gè)小組，使得小組成員在小組學(xué)習(xí)中都能發(fā)揮不同的作用。在所有的課堂任務(wù)中，我們選取了課堂最后一項(xiàng)任務(wù)，最為直觀的制作思維導(dǎo)圖。來(lái)體現(xiàn)集體智慧在這一階段的創(chuàng)新性。表1為全班作圖數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

表1顯示，課內(nèi)作圖數(shù)量為11，全班共10個(gè)小組，每組1副。其中有1組2副。課后共6副。也就是說(shuō)有6個(gè)小組在課堂各組作圖的基礎(chǔ)上課后重新建構(gòu)了他們的思維導(dǎo)圖。課后制作的思維導(dǎo)圖，關(guān)鍵詞的均值要小于課內(nèi)導(dǎo)圖，思維的概括性明顯高于課內(nèi)。圖形結(jié)構(gòu)方面，課內(nèi)制圖左右結(jié)構(gòu)數(shù)量多于環(huán)形結(jié)構(gòu)，其邏輯縝密性低于課后制圖。我們且按照關(guān)鍵詞數(shù)量和圖形結(jié)構(gòu)這兩個(gè)維度，從左右結(jié)構(gòu)和環(huán)形結(jié)構(gòu)這兩個(gè)課堂思維導(dǎo)圖較為集中的類型，比較課內(nèi)外制圖學(xué)生思維在概括性和縝密性方面的差異，并進(jìn)而展示集體智慧的創(chuàng)新性。

制作概念圖的起點(diǎn)：選自第1組和第10組課前準(zhǔn)備的PPT中的一個(gè)更為貼近維果斯基思想的概念圖。

1.課前制圖

教師課堂點(diǎn)評(píng)：抓住了最為重要的關(guān)鍵詞，起點(diǎn)和終點(diǎn)的邏輯關(guān)系表達(dá)清晰，努力梳理概念之間的邏輯關(guān)系。

存在問(wèn)題：（1）關(guān)鍵詞太多，共16個(gè)，其中一些可以相互整合，盡量減少可有可無(wú)的關(guān)鍵詞；（2）結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，沒(méi)有突出核心部分：（3）沒(méi)有融入以往學(xué)過(guò)的相關(guān)教育家的思想。

教師課堂點(diǎn)評(píng)：關(guān)鍵詞有所減少，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，但判斷力上有欠缺，有些重要的概念被刪，如ZPD，教師引導(dǎo)等等。全圖突出的是知識(shí)內(nèi)化過(guò)程，而維果斯基思想所強(qiáng)調(diào)的社會(huì)文化互動(dòng)的重要作用被弱化。

教師課堂點(diǎn)評(píng)：關(guān)鍵詞與結(jié)構(gòu)都更為精煉，各要素之間的關(guān)系表達(dá)更加清晰，并且提到了教師指導(dǎo)以及社會(huì)毒在個(gè)體發(fā)展過(guò)程中的作用。此圖優(yōu)點(diǎn)在于引進(jìn)了杜威和皮亞杰的相關(guān)概念，如指導(dǎo)（direction）、反思（reflection）、選擇（choice）、同化（assimilation）和順應(yīng)（accommodation），展示了力圖將不同教育家思想融會(huì)貫通的努力。缺點(diǎn)則是，雖然圖中已經(jīng)涉及到維果斯基思想所強(qiáng)調(diào)的互動(dòng)的作用，但是該圖主要突出的卻是個(gè)體對(duì)環(huán)境的適應(yīng)過(guò)程，社會(huì)文化互動(dòng)以及最近發(fā)展區(qū)（ZPD）等核心概念仍然沒(méi)有準(zhǔn)確把握。

教師建議：重讀杜威和皮亞杰的相關(guān)文獻(xiàn)，用杜威和皮亞杰的概念充實(shí)維果斯基的關(guān)于學(xué)習(xí)與成長(zhǎng)的互動(dòng)過(guò)程，用維果斯基的互動(dòng)過(guò)程來(lái)梳理杜威和皮亞杰的相關(guān)思想。

3.課后制圖

上傳時(shí)間顯示，圖10和圖11比圖8和圖9晚7天。比較課內(nèi)和課后兩組概念圖，可以看到，經(jīng)過(guò)了幾輪“頭腦風(fēng)暴”式的課堂討論、教師點(diǎn)評(píng)以及課后的閱讀、反思和融會(huì)貫通之后，課后的圖10和圖11有了明顯進(jìn)步：

（1）重新找出了維果斯基文章中關(guān)于學(xué)習(xí)與發(fā)展社會(huì)文化互動(dòng)過(guò)程的關(guān)鍵詞，并將這個(gè)互動(dòng)過(guò)程放在圖形的核心部分，突出了維果斯基所強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)與發(fā)展社會(huì)文化互動(dòng)過(guò)程。

（2）對(duì)照維果斯基的思想重新閱讀了杜威原著《教育與民主》之第三章Education as Direction（教育即指導(dǎo)），將其中30頁(yè)的這樣一段話“因此關(guān)注與指令是指導(dǎo)的兩個(gè)方面，一個(gè)是空間上的，另一個(gè)則是時(shí)間上的”（Focusing andordering ale thus the two aspects of direction，one spatial，the other temporal），融入了對(duì)“他人提供的幫助。比如同學(xué)等。特別是教師的”（assistance provided bv others，like peers，especially teachers）的理解，將教師的幫助（eacher’s assistance）變?yōu)榱私處煹年P(guān)注與指令（teacher’s focusing andordering）。

（3）重讀了皮亞杰關(guān)于同化與順應(yīng)（assimilation and accommodation）的論述，將維果斯基的內(nèi)化（internalization）轉(zhuǎn)換為學(xué)習(xí)者自身的同化與順應(yīng)（learners’assimilation and accommodation）。

（4）最終的學(xué)習(xí)成果包含著對(duì)學(xué)習(xí)材料共同的社會(huì)性理解，無(wú)論是左右結(jié)構(gòu)和環(huán)形結(jié)構(gòu)的概念圖，都突出了維果斯基的社會(huì)文化互動(dòng)過(guò)程，也同樣將杜威和皮亞杰融入了對(duì)維果斯基的理解。

以上的這個(gè)實(shí)例展示了階段三集體智慧如何交互并協(xié)同創(chuàng)造的過(guò)程。階段三的起點(diǎn)是階段二過(guò)程中小組建構(gòu)的PPT，它使小組合作形成一個(gè)較為完善的思想成果。審視這個(gè)概念圖，發(fā)現(xiàn)其中的不足，思考如何對(duì)之進(jìn)行重構(gòu)，就成為這一階段課堂的明確任務(wù)目標(biāo)，它需要更為高階的解決問(wèn)題的方式。教師在充分調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)個(gè)體和小組各元素的功能之后，通過(guò)口頭點(diǎn)評(píng)，引導(dǎo)共同體成員在整合各種不同觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行更為廣泛的閱讀，深入的思考，發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，創(chuàng)造出新的方案，從而達(dá)到學(xué)習(xí)目的和促進(jìn)自身學(xué)習(xí)能力發(fā)展。

階段三集體智慧的運(yùn)作，展示了如下功能：

（1）排除上階段二的一些劣構(gòu)，如關(guān)鍵詞太多。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重點(diǎn)不突出等等；

（2）在探索新的解決方案的時(shí)候。暴露了共同體成員學(xué)習(xí)和思維能力方面的普遍不足，如思維缺乏整體性而導(dǎo)致的判斷能力不夠等：由此引發(fā)教師新一輪的指導(dǎo)；

（3）拓展了共同體成員思考和解決問(wèn)題的視野，導(dǎo)致了共有的一些高階的解決問(wèn)題方式，如重溫原有知識(shí)以達(dá)到對(duì)新知識(shí)的理解；

（4）在提供更多的新型解決方式的基礎(chǔ)上，激發(fā)共同體成員主動(dòng)探索進(jìn)行共創(chuàng)性的學(xué)習(xí)，讓最開(kāi)始的高級(jí)的隱性的知識(shí)成為具有社會(huì)性可供大家分享的知識(shí)，形成了組織或社區(qū)的共同記憶；

五、總結(jié)

混合式的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。涉及的元素眾多，因此在不同的學(xué)習(xí)階段、不同的學(xué)習(xí)環(huán)境下，對(duì)于學(xué)習(xí)者的不同發(fā)展階段和學(xué)習(xí)內(nèi)容的不同形態(tài)，應(yīng)該采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)范式。由于網(wǎng)絡(luò)本身的分布特性使得分布式教學(xué)范式在混合式的學(xué)習(xí)中能夠有效的得以運(yùn)用，并且通過(guò)資源的有效整合使得集體智慧能夠充分的被激發(fā)。在分布式教學(xué)范式的教學(xué)策略中，課堂任務(wù)的管理與組織是其中最為重要的一環(huán)。任務(wù)的設(shè)置不能過(guò)于庸俗化，在創(chuàng)設(shè)情境的同時(shí)要充分考慮到學(xué)生個(gè)體原有認(rèn)知也就是學(xué)生本身的經(jīng)驗(yàn)，其次是要實(shí)現(xiàn)在這個(gè)課堂中所有參與認(rèn)知的分布式資源通過(guò)各種交互式的任務(wù)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)資源共享的最大化，才能為集體智慧的激發(fā)創(chuàng)造良好的條件。在這種分布式教學(xué)范式指導(dǎo)下的學(xué)習(xí)過(guò)程中。學(xué)生一方面借助各種媒介（包括傳統(tǒng)的和數(shù)字化資源）通過(guò)自主探究、協(xié)作探究等方式進(jìn)行問(wèn)題解決和知識(shí)建構(gòu)，在培養(yǎng)集體學(xué)習(xí)能力的同時(shí)提升自身的自主學(xué)習(xí)能力：另一方面，教師通過(guò)對(duì)混合學(xué)習(xí)過(guò)程的監(jiān)控，適時(shí)地插入講解和評(píng)價(jià)。對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行調(diào)控和管理。為學(xué)生提供必要的幫助和指導(dǎo)。然而，在具體教學(xué)過(guò)程中。接受式教學(xué)范式、建構(gòu)式教學(xué)范式，分布式教學(xué)范式這三種學(xué)習(xí)范式并不是截然分離的，而是有一定交叉重疊，它們之間是相互補(bǔ)充而不是相互排斥。它們都有合理的科學(xué)的一面，同樣也有局限性的一面。并不是在所有環(huán)境，所有情況下都只適用于一種范式。

分布式教學(xué)范式除了能激發(fā)集體智慧外，同樣還帶給我們一些別的啟示。首先在追求集體智慧最大化的同時(shí)不能忽視個(gè)體認(rèn)知。個(gè)體信息的反饋以及個(gè)體中尚沒(méi)有獲得現(xiàn)行表達(dá)的認(rèn)知都是整個(gè)系統(tǒng)的重要資源。個(gè)體認(rèn)知是分布式認(rèn)知的核心，而分布式的認(rèn)知活動(dòng)也是讓個(gè)體認(rèn)知趨于穩(wěn)定的過(guò)程。個(gè)體之間既相互獨(dú)立，又相互影響。認(rèn)知是一個(gè)在分布式環(huán)境中螺旋式上升的過(guò)程：其次分布式認(rèn)知中的文化力能夠讓處于這個(gè)分布系統(tǒng)的成員逐漸形成身份的認(rèn)同感。當(dāng)學(xué)習(xí)型的組織或者社區(qū)形成的時(shí)候，學(xué)習(xí)者作為其中的一員也慢慢受這種組織或社區(qū)文化的影響，逐步改變自己的認(rèn)知，向這個(gè)組織或社區(qū)的文化靠近。我們?cè)趯W(xué)生前測(cè)與后測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)比中就很明顯的發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)。在前測(cè)的數(shù)據(jù)分析時(shí)自我的語(yǔ)義場(chǎng)更明顯，而在后測(cè)的數(shù)據(jù)中。合作。集體。小組等非自我的語(yǔ)義場(chǎng)增加了許多，這也說(shuō)明整個(gè)班級(jí)也經(jīng)歷了從個(gè)體向共同體過(guò)渡的這么個(gè)過(guò)程。

時(shí)代還在不斷的前進(jìn)，隨著將來(lái)新技術(shù)新理論的出現(xiàn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)會(huì)有更多的探索與研究，也會(huì)給未來(lái)的學(xué)習(xí)方式與教育方式帶來(lái)更多更有意義的啟示。

[作者簡(jiǎn)介]

篇4

關(guān)鍵詞 云計(jì)算；云服務(wù)；開(kāi)放式教學(xué)；教學(xué)資源

中圖分類號(hào)：G40-057 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671-489X（2013）12-0106-03

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》第21章第66條提到，教育信息化建設(shè)要求“建設(shè)有效共享、覆蓋各級(jí)各類教育的國(guó)家數(shù)字化教學(xué)資源庫(kù)和公共服務(wù)平臺(tái)”；第67條指出要“建立區(qū)域內(nèi)普通教育、職業(yè)教育、繼續(xù)教育之間的溝通機(jī)制；建立終身學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)平臺(tái)；統(tǒng)籌開(kāi)發(fā)社會(huì)教育資源，積極發(fā)展社區(qū)教育；建立學(xué)習(xí)成果認(rèn)證體系，建立‘學(xué)分銀行’制度等”[1]。根據(jù)綱要的要求，我國(guó)一些區(qū)域已經(jīng)建立了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)，一定程度上促進(jìn)了教育和教學(xué)的發(fā)展。但這些已建立的平臺(tái)分布散亂不均，平臺(tái)建設(shè)單位各自為戰(zhàn)，庫(kù)存資源沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不能實(shí)現(xiàn)真正的“共建、共享、共用”的目的，“資源孤島”現(xiàn)象嚴(yán)重，且資源更新速度緩慢，每個(gè)單位重復(fù)投資、開(kāi)發(fā)和建設(shè)現(xiàn)象普遍，維護(hù)成本過(guò)高，造成嚴(yán)重的國(guó)家財(cái)產(chǎn)、資源的浪費(fèi)。本文擬進(jìn)行云計(jì)算的理念和技術(shù)與開(kāi)放式教學(xué)模式的整合研究，達(dá)到豐富優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源、突破傳統(tǒng)教學(xué)界限、變革教與學(xué)的模式、提升教學(xué)效益，促進(jìn)全民自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的目的。

1 云計(jì)算概述

1.1 什么是云計(jì)算

云計(jì)算是一種基于因特網(wǎng)的超級(jí)計(jì)算模式，是指IT基礎(chǔ)設(shè)施及服務(wù)的交付和使用模式通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展方式獲取即需服務(wù)[2]，具有超大規(guī)模、虛擬化、低成本、高可靠、易擴(kuò)展等特點(diǎn)。

1.2 云計(jì)算原理

云計(jì)算是分布式處理、并行處理和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展。云計(jì)算的資源、應(yīng)用、計(jì)算任務(wù)和服務(wù)都運(yùn)行在大量的分布式計(jì)算機(jī)上即云服務(wù)端，而非本地或遠(yuǎn)程單一服務(wù)器，這使得用戶能夠隨時(shí)隨地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)使用低配置終端就可以從云端獲取所需服務(wù)。

2 開(kāi)放式教學(xué)的內(nèi)涵

在傳統(tǒng)的以傳授知識(shí)為主的灌輸式的應(yīng)試教育中，教學(xué)和學(xué)習(xí)活動(dòng)主要限制在教室和實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)幾乎都是按教師預(yù)先設(shè)定好的教學(xué)內(nèi)容和程序“依樣畫葫蘆”[3]。在這種傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生容易形成一種單一固定的思維模式，限制了他們的發(fā)散思維，限制了他們解決問(wèn)題能力、創(chuàng)新思想和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

開(kāi)放式教學(xué)，源于人本主義的教學(xué)理論模型和建構(gòu)主義的教學(xué)模式。人本主義學(xué)派科恩（R.C.Cohn）于1969年創(chuàng)建了以題目為中心的“開(kāi)放課堂模型”；建構(gòu)主義學(xué)派斯皮羅（Spiro）于1992年創(chuàng)建了“隨機(jī)通達(dá)教學(xué)”和“情景性教學(xué)”[4]。這些教學(xué)理論模型強(qiáng)調(diào)：教師并不是“先知”，不應(yīng)是知識(shí)的灌輸者，而是知識(shí)學(xué)習(xí)的“引路人”“催化劑”。學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者主動(dòng)建構(gòu)的內(nèi)部心理表征過(guò)程而并非被動(dòng)的知識(shí)接收。

1）開(kāi)放式教學(xué)要求教學(xué)目標(biāo)的開(kāi)放，強(qiáng)調(diào)教學(xué)目標(biāo)可以是多樣化、因人而異的，教學(xué)的根本目標(biāo)是在探究和解決問(wèn)題的過(guò)程中鍛煉思維的發(fā)展、解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，激發(fā)沖動(dòng)從而主動(dòng)尋求和發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題。

2）開(kāi)放式教學(xué)要求教學(xué)組織形式的開(kāi)放，打破以往的教學(xué)組織模式，強(qiáng)調(diào)教學(xué)和學(xué)習(xí)應(yīng)向社會(huì)延伸，向影視、報(bào)刊、電子網(wǎng)絡(luò)等更大范圍的多種媒體延伸，學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)需求隨時(shí)隨需進(jìn)行個(gè)別化學(xué)習(xí)。

3）開(kāi)放式教學(xué)要求教學(xué)評(píng)價(jià)的開(kāi)放，不僅僅關(guān)心學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，更應(yīng)關(guān)心學(xué)生成長(zhǎng)的過(guò)程，應(yīng)建立評(píng)價(jià)檔案袋對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行全程多標(biāo)準(zhǔn)、多元化記錄評(píng)價(jià)。

3 基于云計(jì)算的開(kāi)放式教學(xué)模型

針對(duì)目前教學(xué)資源分布散亂不均、更新速度緩慢、重復(fù)建設(shè)、維護(hù)成本高、共享程度低等教學(xué)資源建設(shè)中存在的普遍問(wèn)題，以及傳統(tǒng)傳授式教學(xué)模式中存在的種種缺陷與不足，本文提出一種新型的教學(xué)模式——基于云計(jì)算的開(kāi)放式教學(xué)模式，并對(duì)這種模式應(yīng)用進(jìn)行深入探討研究。

3.1 部署模型

基于云計(jì)算的開(kāi)放式教學(xué)模式將所有的教學(xué)資源數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和計(jì)算任務(wù)交給云端處理，將一切教學(xué)資源以“云服務(wù)”的形式提供給資源用戶，師生只需采用性能一般的低價(jià)筆記本電腦或智能手機(jī)接入云服務(wù)，就可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)隨時(shí)隨地利用、享受云計(jì)算提供的資源和服務(wù)，就某方面的知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而實(shí)現(xiàn)小班教學(xué)、微型化學(xué)習(xí)、個(gè)別學(xué)習(xí)等開(kāi)放式的教學(xué)和學(xué)習(xí)方式。云計(jì)算與開(kāi)放式教學(xué)的整合將解決教學(xué)資源不能充分共享、資源不足不均、重復(fù)建設(shè)、“資源孤島”現(xiàn)象嚴(yán)重等教學(xué)資源建設(shè)過(guò)程中的普遍問(wèn)題。

在圖1所示教學(xué)資源云計(jì)算模型圖中，云服務(wù)端負(fù)責(zé)教學(xué)資源的存取、分類、管理、維護(hù)、調(diào)度以及訪問(wèn)負(fù)載均衡，負(fù)責(zé)把分散的、本地化的自成一體的教學(xué)資源通過(guò)云計(jì)算轉(zhuǎn)化成一個(gè)與具體的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、用戶終端系統(tǒng)和服務(wù)端系統(tǒng)無(wú)關(guān)的統(tǒng)一而強(qiáng)大的虛擬通用教學(xué)資源服務(wù)平臺(tái)，把所有教學(xué)資源以“云服務(wù)”的形式在云服務(wù)端供資源用戶獲取使用。

隨著信息化在教育領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展，學(xué)習(xí)已經(jīng)不再被局限于學(xué)校或者其他教育機(jī)構(gòu)的范圍內(nèi)。云計(jì)算環(huán)境下，以學(xué)習(xí)者為中心的個(gè)人學(xué)習(xí)和“非正式”的學(xué)習(xí)將是今后人們學(xué)習(xí)的發(fā)展趨勢(shì)，基于云計(jì)算的開(kāi)放式教學(xué)可以更好地迎合并推動(dòng)這種趨勢(shì)的發(fā)展，有利于終身學(xué)習(xí)。

3.2 特點(diǎn)

1）共建，共享，共用。基于云計(jì)算的開(kāi)放式教學(xué)模式可以利用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)以及現(xiàn)有的分散的、本地化的、自成一體的教學(xué)資源進(jìn)行系統(tǒng)化的統(tǒng)一資源分類，進(jìn)行面向云服務(wù)的改造和封裝，并到云服務(wù)端提供教學(xué)服務(wù)；其次，利用云計(jì)算服務(wù)，相關(guān)教學(xué)團(tuán)隊(duì)和成員可以自發(fā)地參與教學(xué)資源庫(kù)的建設(shè)并提供統(tǒng)一的系統(tǒng)化的教學(xué)資源云服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源、教學(xué)信息甚至教學(xué)環(huán)境的最大、最優(yōu)化共享、共用。

2）降低運(yùn)維成本。將教學(xué)資源通過(guò)云計(jì)算進(jìn)行統(tǒng)一整合，統(tǒng)一引擎調(diào)度，從而有效避免教學(xué)資源分布散亂不均、重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重、資源孤島現(xiàn)象嚴(yán)重的問(wèn)題和缺陷，實(shí)現(xiàn)靈活的、可靠易擴(kuò)展的統(tǒng)一運(yùn)維。云計(jì)算的提出最小化了終端設(shè)備的需求，極大地降低終端用戶成本，實(shí)現(xiàn)前所未有的性能價(jià)格比。

3）促進(jìn)教育多元化發(fā)展，催生新型學(xué)習(xí)模式。隨著教育信息化的發(fā)展，教育形式也日漸趨向于多元化的發(fā)展，基于云計(jì)算的開(kāi)放式教學(xué)可以在很大程度上滿足這種多元化需求。在這種教學(xué)模式中，學(xué)習(xí)者便于從“云端”選擇自己所需資源和服務(wù)，也便于自行安排學(xué)習(xí)進(jìn)程和學(xué)習(xí)方式，從過(guò)去死板的學(xué)習(xí)模式中解脫出來(lái)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的變革。

4 技術(shù)路線

4.1 支撐平臺(tái)架構(gòu)

云服務(wù)平臺(tái)即開(kāi)放式教學(xué)模式的支撐平臺(tái)是教學(xué)資源的載體。服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)一要考慮到教學(xué)資源的因素，二者是相互支撐的，缺一不可；二要根據(jù)開(kāi)放式教學(xué)的特性需求，并充分考慮行業(yè)特征以及現(xiàn)有設(shè)施和平臺(tái)的狀況，評(píng)估其遷移或升級(jí)的可行性，采用統(tǒng)一規(guī)劃、模塊化、分層次的架構(gòu)思想和策略構(gòu)建安全、可靠、靈活、易擴(kuò)展的云計(jì)算平臺(tái)；三是平臺(tái)系統(tǒng)分為基礎(chǔ)設(shè)施層、資源層、業(yè)務(wù)服務(wù)層和應(yīng)用層，如圖2所示。

1）基礎(chǔ)設(shè)施層利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)將大批量的主機(jī)、服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)虛擬化技術(shù)把異地零星分布的硬件資源集群鏈接，構(gòu)成一個(gè)龐大的能夠存儲(chǔ)海量教學(xué)資源的分布式易擴(kuò)展動(dòng)態(tài)虛擬存儲(chǔ)平臺(tái)。基礎(chǔ)設(shè)施層具有存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展、高可靠、負(fù)載均衡自動(dòng)化、超級(jí)計(jì)算能力等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。

①存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。虛擬化技術(shù)能夠動(dòng)態(tài)添加和擴(kuò)展計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)或磁盤空間而不中斷正常業(yè)務(wù)的運(yùn)行，可以隨時(shí)根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量的大小需求添加或減少存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)更好的容量?jī)r(jià)格比。

②高可靠。“云”技術(shù)使用數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)互換等措施，提供了良好的容錯(cuò)能力和強(qiáng)大的故障恢復(fù)能力，平臺(tái)（即計(jì)算機(jī)群）內(nèi)的任意節(jié)點(diǎn)的故障不會(huì)影響系統(tǒng)業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行，保證數(shù)據(jù)和服務(wù)很高的可靠性。

③負(fù)載均衡自動(dòng)化。負(fù)載均衡技術(shù)的使用可以更好地保障服務(wù)響應(yīng)速度，提供更好的訪問(wèn)質(zhì)量，提高資源的利用率和用戶體驗(yàn)。

④超級(jí)計(jì)算能力。理論上，“云”技術(shù)可以整合鏈接無(wú)數(shù)臺(tái)分布于不同地理位置的計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)。如Google的云計(jì)算平臺(tái)已擁有一百多萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，IBM、Amazon、Yahoo、微軟等均擁有幾十萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，“云”賦予它們前所未有的超級(jí)計(jì)算能力。

2）資源層以基礎(chǔ)設(shè)施層為依托，負(fù)責(zé)教學(xué)資源的采集、審核、重構(gòu)、整合、調(diào)度并實(shí)現(xiàn)面向云服務(wù)的資源封裝，實(shí)現(xiàn)資源及其共享機(jī)制的規(guī)范化。教學(xué)資源由多種媒體組成，其表現(xiàn)形式也復(fù)雜多樣，為更好地滿足開(kāi)放式教學(xué)需求，提供更好的教學(xué)服務(wù)，資源的采集和封裝過(guò)程必須依據(jù)統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。可參考的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)有《教學(xué)資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范》、LOM模型、Dublin Core模型[5]、學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)（EELTS-3）[6]、基礎(chǔ)教育教學(xué)資源元數(shù)據(jù)規(guī)范（CELTS-42）等。

3）業(yè)務(wù)服務(wù)層提供統(tǒng)一安全的用戶管理、教學(xué)資源以及資費(fèi)的管理。用戶管理包括用戶在線注冊(cè)、用戶按需受權(quán)，統(tǒng)一安全身份認(rèn)證等。教學(xué)資源的管理需要根據(jù)用戶的評(píng)價(jià)反饋及使用情況進(jìn)行必要的添加、刪除、修改和調(diào)整。資費(fèi)管理包括：實(shí)現(xiàn)用戶的按需購(gòu)買付費(fèi)策略；對(duì)用戶的資費(fèi)進(jìn)行統(tǒng)一的安全管理。

4.2 教學(xué)資源庫(kù)的建設(shè)

教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)的推進(jìn)是一個(gè)非常復(fù)雜、充滿不確定性的過(guò)程。首先對(duì)行業(yè)現(xiàn)有的教學(xué)資源進(jìn)行面向云計(jì)算服務(wù)的系統(tǒng)化梳理、歸類、改造和封裝；其次可以將已架構(gòu)好的云服務(wù)平臺(tái)的資源建設(shè)接口開(kāi)放給各教學(xué)單位或成員，進(jìn)行自行的資源建設(shè)和上傳。通過(guò)實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化或自動(dòng)化的資源調(diào)配策略來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)新建資源的動(dòng)態(tài)重構(gòu)、自動(dòng)化部署、監(jiān)控、管理和調(diào)度。具體教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)的實(shí)施過(guò)程包括前期資源的采集、整理分類、資源封裝、資源評(píng)審入庫(kù)以及后期的維護(hù)和管理。需要注意的是教學(xué)資源庫(kù)的建設(shè)是一個(gè)漸進(jìn)的閉環(huán)的過(guò)程，不是一蹴而就的，需要進(jìn)行反復(fù)不斷的改進(jìn)。

1）資源采集。就目前我國(guó)教育發(fā)展和教學(xué)資源建設(shè)的現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，資源的獲取途徑主要有：有線電視教育節(jié)目的采集錄制；由專業(yè)教師提供教案、課件；由學(xué)科教師和資源建設(shè)者共同開(kāi)發(fā)資源；由資源建設(shè)者根據(jù)資源庫(kù)的內(nèi)容要求從網(wǎng)上進(jìn)行搜集；購(gòu)買成套的素材、課件、網(wǎng)絡(luò)課程光盤；成立專門組織，調(diào)撥專用資金進(jìn)行資源開(kāi)發(fā)建設(shè)等。

2）資源分類。教學(xué)資源的分類是指依據(jù)教學(xué)資源內(nèi)容屬性和其他特征進(jìn)行資源類聚，并將類聚結(jié)果按一定的組織次序結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織的過(guò)程。在進(jìn)行教學(xué)資源分類時(shí)要充分考慮科學(xué)性、系統(tǒng)性、可發(fā)展性以及面向用戶性。具體實(shí)施過(guò)程中可參照《教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范》（CELTS-31）和《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)科分類與代碼》（GB/TB745-92）。

3）資源封裝。搜集來(lái)的資源經(jīng)過(guò)系統(tǒng)化的整理和分類，已經(jīng)具有良好的組織構(gòu)架。但同一類的資源其文件類型和格式復(fù)雜多樣，這不利于資源的管理、使用和共享。因此，資源入庫(kù)前需要對(duì)資源進(jìn)行面向云服務(wù)的改造、整合和封裝。在實(shí)際的資源建設(shè)過(guò)程中可以參考我國(guó)《教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行資源封裝。

4）資源的評(píng)審入庫(kù)。教學(xué)資源質(zhì)量的高低直接影響資源庫(kù)的質(zhì)量和效用，因此在資源建設(shè)中要根據(jù)資源庫(kù)建設(shè)的目的和教學(xué)要求嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，保證庫(kù)存資源的質(zhì)量和權(quán)威。首先，制定相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，由資源審核員對(duì)已搜集到的資源進(jìn)行分類初審并優(yōu)化和整合，初審?fù)ㄟ^(guò)的資源由各學(xué)科的審核員進(jìn)行復(fù)審，復(fù)審?fù)ㄟ^(guò)的資源進(jìn)行專家送審、評(píng)定星級(jí)；其次，對(duì)審核已通過(guò)的資源進(jìn)行分類、分級(jí)入庫(kù)。

5）后期維護(hù)管理。后期維護(hù)管理是一個(gè)循環(huán)反復(fù)漫長(zhǎng)而無(wú)盡頭的過(guò)程。①資源數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的維護(hù)。管理員需要對(duì)資源數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)內(nèi)鏈進(jìn)行實(shí)時(shí)的優(yōu)化，以方便用戶對(duì)資源的隨需檢索和訂閱，即提高用戶體驗(yàn)。②資源內(nèi)容的維護(hù)。教學(xué)資源的內(nèi)容才是整個(gè)系統(tǒng)的重中之重，一個(gè)資源庫(kù)的質(zhì)量在絕大程度上取決于其資源內(nèi)容的質(zhì)量，需要經(jīng)常根據(jù)用戶的使用情況、要求、評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)資源庫(kù)中的資源進(jìn)行必要的添加、刪除、修改與調(diào)整。一個(gè)內(nèi)容經(jīng)常更新、對(duì)用戶的反饋及時(shí)應(yīng)對(duì)的想用戶之所想急用戶之所急的資源庫(kù)才是高質(zhì)量的資源庫(kù)。

5 總結(jié)

基于云計(jì)算的開(kāi)放式教學(xué)應(yīng)用是在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代教育領(lǐng)域教育理念和技術(shù)的制高點(diǎn)，是一個(gè)新興的革命性的概念，既是全球化社會(huì)和改革開(kāi)放的時(shí)代要求，又是培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為核心的新一輪教學(xué)改革的需要。從美國(guó)北卡羅來(lái)納州西蒙公司在格雷漢姆小學(xué)首先開(kāi)展云計(jì)算項(xiàng)目的嘗試，到Google宣布在中國(guó)大陸啟動(dòng)云計(jì)算學(xué)術(shù)合作計(jì)劃Academic Cloud Computing Initiative1，與中國(guó)大學(xué)建立學(xué)術(shù)合作項(xiàng)目，廣大的教育工作者進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和實(shí)證研究。但作為一種新的教學(xué)理念，不管是理論建構(gòu)還是實(shí)驗(yàn)探索都才剛剛起步，還有很多問(wèn)題需要進(jìn)一步的探索，如云計(jì)算環(huán)境下開(kāi)放式教學(xué)的課堂操作模式、評(píng)價(jià)指標(biāo)，開(kāi)放式教學(xué)對(duì)學(xué)生的開(kāi)放性思維、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)的作用，都還缺少實(shí)證研究。這種應(yīng)用盡管還處于萌芽期，在實(shí)際應(yīng)用中面臨很大的挑戰(zhàn)，但隨著相關(guān)理論和支撐技術(shù)的日漸成熟，必將在不遠(yuǎn)的將來(lái)展示出強(qiáng)大的生命力，在教育領(lǐng)域產(chǎn)生重大的影響。

參考文獻(xiàn)

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篇5

關(guān)鍵詞： 數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn) 云計(jì)算 教學(xué)平臺(tái)

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)作為一門新實(shí)踐課程被國(guó)內(nèi)眾多高等學(xué)府引入大學(xué)課程中，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)是研究熱點(diǎn)之一。目前，各高校建設(shè)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室是主要數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源平臺(tái)[1]。傳統(tǒng)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室是將計(jì)算機(jī)軟硬件、數(shù)學(xué)軟件包、教學(xué)資源、課件制作、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)等有機(jī)融為一體，是基于局域網(wǎng)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，建設(shè)成本較高，學(xué)生必須到數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室――以微機(jī)為主體的機(jī)房進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)受到空間上的限制，同時(shí)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是面向所有專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的，實(shí)驗(yàn)資源緊張，導(dǎo)致學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)間受到限制。為了克服以上困難，本文提出了建設(shè)云計(jì)算環(huán)境下數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)，該平臺(tái)有利于提高學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣，顯著提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用效率，降低硬件資源建設(shè)成本。

1.云計(jì)算在構(gòu)建良好數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的優(yōu)點(diǎn)

云計(jì)算既指在互聯(lián)網(wǎng)上以服務(wù)方式提供的應(yīng)用系統(tǒng)程序，又指在數(shù)據(jù)中心用來(lái)提供這些服務(wù)的硬件和系統(tǒng)軟件。云計(jì)算可理解為并行計(jì)算、分布式計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展，或者說(shuō)是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)[2]。云計(jì)算的理念是把基礎(chǔ)設(shè)施、平臺(tái)或者應(yīng)用程序以服務(wù)的形式提供給用戶，使云計(jì)算在遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中具有許多優(yōu)勢(shì)。

云計(jì)算在構(gòu)建數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：第一，基于云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境是放置在云端的，在高速互聯(lián)網(wǎng)支持下，學(xué)生和教師可以隨時(shí)隨地進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，使數(shù)學(xué)探索過(guò)程更順暢，同時(shí)教師可以通過(guò)云端實(shí)時(shí)在線指導(dǎo)；第二，云計(jì)算技術(shù)中主要的計(jì)算和存儲(chǔ)由后端集群架構(gòu)完成，前端設(shè)備可以最小化，學(xué)生和教師可以通過(guò)智能化終端如手機(jī)等進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，降低數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)入門檻；第三，有利于構(gòu)建協(xié)作式教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，由于所有教學(xué)資源和學(xué)生學(xué)習(xí)文件都放置在云端，可以方便地進(jìn)行集體式備課、異步教學(xué)探討、分組實(shí)驗(yàn)和知識(shí)交流；第四，提高數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，海量的云存儲(chǔ)空間可以為每一個(gè)學(xué)生建立一個(gè)個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)空間，為每個(gè)教師建立教學(xué)空間，學(xué)生可以快速下載實(shí)驗(yàn)資料，教師能快速部署課程文檔和程序；第五，高效利用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的軟硬件資源，計(jì)算機(jī)和正版數(shù)學(xué)軟件是數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的主要資源，而這些資源只有在機(jī)房開(kāi)放時(shí)才會(huì)被使用，在沒(méi)有實(shí)驗(yàn)課時(shí)及假期尤其漫長(zhǎng)的寒暑假基本處于閑置狀態(tài)，云計(jì)算技術(shù)可以將這些廉價(jià)的PC整合成具有強(qiáng)大計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力的服務(wù)平臺(tái)，提供不間斷的服務(wù)并且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將這種服務(wù)配送給廣大師生；第六，滿足特殊的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算要求，一些數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)涉及大數(shù)據(jù)的處理和耗時(shí)的計(jì)算，在單機(jī)上難以完成，云計(jì)算系統(tǒng)框架允許在短時(shí)間內(nèi)靈活地集結(jié)實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)，使之完成大型實(shí)驗(yàn)任務(wù)。

2.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)云計(jì)算輔助教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)

2.1功能模塊設(shè)計(jì)

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)云計(jì)算輔助教學(xué)平臺(tái)是一個(gè)集成的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，在此環(huán)境中主要的操作對(duì)象有教師、學(xué)生和平臺(tái)管理人員和執(zhí)行特殊科學(xué)計(jì)算任務(wù)的科研人員，因此將該平臺(tái)分成四個(gè)子系統(tǒng)，分別是教師子系統(tǒng)、學(xué)生子系統(tǒng)、科學(xué)計(jì)算子系統(tǒng)和管理人員子系統(tǒng)，各個(gè)子系統(tǒng)之間相互聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)一個(gè)整體的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教與學(xué)的環(huán)境。管理人員子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)管理，包括實(shí)驗(yàn)環(huán)境管理、平臺(tái)的配置管理、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)管理和安全策略管理，并對(duì)教師、學(xué)生、科研人員的信息進(jìn)行管理。教師子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)教師課程管理、部署實(shí)驗(yàn)任務(wù)、在線輔導(dǎo)、協(xié)作備課、作業(yè)布置及處理、測(cè)試管理和學(xué)生信息管理，還包括數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K。學(xué)生子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線實(shí)驗(yàn)、協(xié)作交流、作業(yè)處理、資源共享、在線測(cè)試和實(shí)驗(yàn)心得分享等功能。科學(xué)計(jì)算子系統(tǒng)為科研人員提供大數(shù)據(jù)處理和高要求的數(shù)學(xué)計(jì)算功能，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目計(jì)算任務(wù)管理。

2.2基于Hadoop的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)云計(jì)算教學(xué)輔助平臺(tái)的框架

Hadoop框架是Apache基金會(huì)基于Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的開(kāi)源云計(jì)算框架，很多國(guó)內(nèi)外知名互聯(lián)網(wǎng)公司使用Hadoop框架開(kāi)發(fā)出自己的云計(jì)算服務(wù)。Hadoop框架最核心的設(shè)計(jì)就是：分布式文件系統(tǒng)（Hadoop Distribution File System，HDFS）、分布式計(jì)算框架（MapReduce）、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)（HBase）和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)（HIVE）。

由于Hadoop是采用Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的，因此基于Java平臺(tái)開(kāi)發(fā)Web層，這樣web層能很好地與Hadoop相融合，web層主要接受用戶請(qǐng)求并返回對(duì)用戶的響應(yīng)，包括教師子系統(tǒng)、學(xué)生子系統(tǒng)、科學(xué)計(jì)算子系統(tǒng)和管理員子系統(tǒng)。Web層數(shù)據(jù)交互模式有三種方式：與數(shù)據(jù)庫(kù)交互網(wǎng)頁(yè)信息數(shù)據(jù)、與HDFS交互資源文件數(shù)據(jù)、與數(shù)學(xué)軟件通過(guò)webservice交互數(shù)據(jù)，處理用戶的請(qǐng)求，如在線數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、教學(xué)資源上傳下載，并將處理結(jié)果回饋給Web層，在線數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是本輔助教學(xué)平臺(tái)提供的核心云端服務(wù)，該服務(wù)面向廣大師生，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模的并發(fā)訪問(wèn)，因此在這一層將應(yīng)用Hadoop的MapReduce并行計(jì)算框架，將多個(gè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)服務(wù)請(qǐng)求發(fā)送給集群內(nèi)不同的計(jì)算機(jī)并行處理，并將處理結(jié)果返回給Web層。這樣不僅可以完成小型數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，還可以完成大數(shù)據(jù)處理和耗時(shí)的科學(xué)計(jì)算等特殊實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。數(shù)據(jù)層使用MySql和HBase結(jié)合的方式存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，對(duì)外提供一致的數(shù)據(jù)接口。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)平臺(tái)的資源存儲(chǔ)訪問(wèn)模塊基于Hadoop的HDFS實(shí)現(xiàn)。

2.3數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)云計(jì)算輔助教學(xué)平臺(tái)的集群架構(gòu)

云計(jì)算系統(tǒng)之所以具有超強(qiáng)計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力，是因?yàn)楸澈笥屑河?jì)算機(jī)的支撐，云計(jì)算下的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔助平臺(tái)通過(guò)Hadoop框架，可以將數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的普通PC機(jī)組織成起來(lái)，以集群方式向廣大師生提供高性能和高質(zhì)量的服務(wù)，高效利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，并可以進(jìn)行大型的并行計(jì)算和分布式計(jì)算，如大數(shù)據(jù)處理。由于數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的每臺(tái)計(jì)算機(jī)上都安裝了數(shù)學(xué)軟件，在每臺(tái)機(jī)器上部署Hadoop系統(tǒng)，則每臺(tái)PC都可以成為一個(gè)計(jì)算服務(wù)器，并為Hadoop系統(tǒng)的調(diào)度器調(diào)用。

參考文獻(xiàn)：