分布式教学的概念范文
时间：2023-06-12 16:38:43
导语：如何才能写好一篇分布式教学的概念，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词： 高中数学教材 立体几何 概念 定理
与《全日制普通高级中学数学教学大纲》（以下简称“大纲”）相比，《普通高中数学课程标准（实验）》（以下简称“课标”）在课程理念和课程内容方面都有很大变化。因此，和大纲教材相比，根据普通高中数学课程标准编写的教材也有了很大的改变。下面以人教版大纲教材（2006年6月第二版）和人教A版课标教材（2007年2月第三版）为标准，比较了两版教材在立体几何中的概念和定理的呈现方式上异同。
一、个别概念的不同
和大纲教材相比，课标教材中很多概念的呈现方式都有所改变。表1具体列举了“课标”教材与“大纲”教材相比一些概念的具体变化。
表1 课标教材某些概念的变化（和大纲教材相比）
注：表中的“√”表示该概念变化的具体表现。
从上表可以看出，和大纲教材相比，课标教材的必修部分立体几何的概念陈述共有十一个发生了变化。
首先，有的概念叙述发生了变化。如棱柱的概念，“大纲”教材的叙述是“如果一个多面体有两个面互相平行，而其余每相邻两个面的交线互相平行，这样的多面体叫做棱柱”。
“课标”教材的叙述是“一般地，有两个面互相平行，其余各面都是四边形，并且每相邻两个四边形的公共边互相平行，由这些面围成的多面体叫做棱柱”。观察发现“大纲”教材对棱柱概念表述虽然精简，符合数学的特点，但对于初学者来讲，课标教材的叙述明显更加清晰，因为它强调“其余各面都是四边形”，使得学生更加直观地在脑海中勾勒出棱柱的图形。高度的抽象性是数学学科的特点之一，概念是对事物的描述，概念的教学要注意抽象与具体相结合的原则，形象生动的描述值得提倡。
其次，有些概念的表达方式有所变化，例如球体，“大纲”教材对球体的描述与球的表达方式类似，而“课标”教材则是利用新增加的旋转轴与旋转体的基础上定义的。这种发生定义方式，比起揭示概念本质属性的定义方式，更能体现新课改“体现知识的发生发展过程”的理念。
再者，有的概念被去除了，如斜棱柱等。这些概念被去掉是因为有些定义在教材中并没有对其进行研究，只是让学生认识该事物而已。还有些定义被去掉是因为其被列到了选修课程里面，例如正射影等。
最后，有些概念是新增的。这些定义要么是为后面的某些知识点奠定基础，如旋转体与旋转轴；要么是使数学更紧密地与学生的生活相结合，为学生的后续学习打下知识基础，如三视图等；要么是其成为重点研究对象如棱台与圆台。像“多面体”等概念，在叙述概念前，都加上了三个字“一般地”，重在强调概念的严谨性。
二、个别公理陈述的不同
立体几何中，公理的增减方面是没有变动的，只是有些公理呈现的先后次序略有改变。我们以“课标”教材里面的公理名称为准，以此比较“大纲”教材中相应公理呈现的不同，如表2：
表2 “课标”教材的公理与“大纲”教材相应公理呈现的比较
从两版教材公理1与公理2的陈述中，发现定理的大体内容实际上并没有变化，只是公理的呈现形式更简明。“一条直线上的所有点都在这个平面内”等价于“这条直线在此平面内”，只是前者更加强调线上的所有点，而后者更加强调所有点构成的直线，重点突出的要素不同，显然后者更加简洁。
此外，“课标”教材将“大纲”教材中讲述公理部分中的三个推论（page：6-7）去除了。在“课标”教材的教学过程中，虽然这三个推论不在课本中出现，但是有经验的教师为了拓宽学生的知识视野，给后续学习打下良好的基础，让学生能够更深刻地理解公理“不共线的三点确定一个平面”，会罗列并讲述三个推论的内容，例如对推论1即“经过一条直线和直线外的一点有且只有一个平面”的讲述，就是对上述公理的拓展和具体化，推论2与推论3同样如此，鉴于这三个推论在立体几何中的重要性，笔者认为，为了方便老师教学及学生自学，将这三个推论呈现在教材中是有必要的。
三、个别重要定理的不同
对于立体几何里面重要定理的呈现比较与分析，笔者发现其中有新增的定理，例如定理（page：69）：“一个平面过另一个平面的垂线，则这两个平面垂直”。这个定理的内容对于新学者是很容易理解的，同时增加这个定理为判定两个平面垂直提供有效的“工具”，从而增加这个定理是可行且必要的。
和“大纲”教材相比，“课标”教材在立体几何定理方面，同样将“大纲”教材中的推论（page：20）“如果一个平面内有两条相交直线分别平行于另一个平面内的两条直线，那么这两个平面平行”删去了。对于这一改动，笔者有异议，因为运用这个推论的内容判定两个平面平行，很多情况下比其相应的判定定理判定两个平面平行更加简单、方面，而且思路更加清晰。同时，由于课程标准的要求，判定定理都应该通过直观感知、操作确认等方式得来，这个判定定理也是根据该推论的结论得来的，显然根据这个推论的重要性，删除该推论没有丝毫意义，不仅不利于教师教学和学生自学，而且不利于学生灵活地掌握知识，笔者不认同这个推论应该删去。
有些定理改变条件叙述使得定理的结论更加完整，例如：
“大纲”（page：13）：如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行并且方向相同，那么这两个角相等。
“课标”（page：46）：空间中，如果两个角的两边分别对应平行，那么这两个角相等或互补。
在“大纲”教材中讲解这个定理时，几乎每个教师都会讲解两个角的两边对应平行的两种情况，所以新教材用简洁的语言陈述了定理的两种情况有事半功倍的效果。
当然，数学是简洁的，如果在定理中有些文字在去掉之后并不影响定理的表达，那么就应该毫不犹豫地去掉，以体现数学的简洁美。这样可以使学生更容易理解，例如：
“大纲”（page：19）：如果一个平面内有两条相交直线分别平行于另一个平面，那么这两个平面平行。
“课标”（page：57）：一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行，则这两个平面平行。
这里，“分别”两个字去得恰当而又得体，既不影响内容的理解，又为学生学习减轻了负担。
此外，有些定理在原来的基础上呈现得更清晰，使学生更易理解，例如：
“大纲”（page：18）：如果一条直线和一个平面平行，经过这条直线的平面和这个平面相交，那么这条直线和交线平行。
“课标”（page：59）：一条直线与一个平面平行，则过这条直线的任一平面与此平面的交线与该平面平行。
对于新接触这一知识点的学生而言，显然是很难理解的，因为学生很难理解结论中的“这条直线”究竟是哪一条直线，是“经过这条直线”的直线，还是两平面相交而形成的直线呢？经比较我们发现，“课标”教材的叙述要清楚得多。
四、给一线教师的建议与意见
新一轮课程改革在课程基本理念方面发生了很大的变化。一线教师首先要进一步深入理解新课程改革的理念，并且自觉地将这些理念落实到教学实际中。在立体几何教学中，要全面而充分地认识立体几何的教育价值，注意把握过程教学，注意学生演绎推理和合情推理能力的平衡发展。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.普通高中数学课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2003.
[2]十三院校协编组.中学数学教材教法[M].高等教育出版社，2010.
[3]人民教育出版社.全日制普通高级中学教科书（必修）[M]数学第二册（下B），2006年第二版.
[4]人民教育出版社，课程教材研究所，中学数学课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书教科书数学2（必修）[M]数学第二册（下B），2007年2月第三版.
篇2
关键词：远程教育 网格技术 GridFTP协议 共享 探讨
中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：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
网格技术旨在使互连网上所有资源， 包括计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源等，实现全面共享与协同工作，使整个Internet整合成一台巨大的超级计算机，为用户提供即连即用式的服务[1]。目前，网格的发展更多还在实验研究阶段，离最初设想还有很大距离，但它是未来网络的发展方向，已成共识。并且正在逐渐地由一个新兴名词转变成为运用于商业、科研、医药等各行业的技术产物。
1.1 网格的定义
网格一词译自英文单词“Grid”，简称为虚拟计算环境，就是把地理上分布的各种计算资源连接成一个单一的统一资源即虚拟高级计算机的环境，实现全球范围的计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、设备资源等的全面共享。其根本特征是资源共享。它是继Internet、Web后的第三次互联网浪潮。网格的核心概念是协作资源共享和在动态多制度虚拟组织中解决问题。简而言之，网格可以从以下描述为以下三点[2]。
（1）协调不服从集中式控制的资源。即网格能集成和协调资源与用户在不同控制域内的活动。
（2）使用标准的、开放的、通用的协议和接口。即一个网格是由多用途协议和接口来构建的，该协议将能解决诸如鉴别、授权、资源发现和资源访问等一些基本问题。
（3）提供非常的服务质量（QoS）。即允许按协作方式来使用其成分资源以提供各式服务质量。
1.2 目前网格技术的开发环境和工具
对于目前网格技术的发展和应用中其运行环境已和其他计算环境有很大的不同，已不能够满足网格计算所面临的开发难度、排错、调试、修改、部署等问题需要构建新的开发环境[3]。
（1）GT3开发环境。
GT3是用java语言开发服务，客户端则可以使用java语言和C语言开发。开发过程首先需要定义服务接口。然后根据服务接口生成该服务的WSDL描述文档，以实现该服务接口，通过代码编写完成，编译生成可执行的java类，其中客户端也需要用java语言开发生成可执行类。最终部署到服务运行容器中由客户端调用服务。
（2）NET框架。
使用.NET框架平台，通常不需要其他工具或软件开发工具包便可完成万维网服务的开发。
因为.NET框架可以提供专门的文件类型.asmx，每一个.asmx都包含一个WebService指令。
因此在.NET框架中，可以通过以下流程完成一个万维网服务：（1）创建服务文件 .asmx。（2）添加服务逻辑代码。（3）保存并运行.asmx文件。（4）根据提示输入参数，提交给服务器。（5）得出服务运行结果
（3）UNICORE。
UNICORE（UNIform Interface to Computing Resources）是把超级计算中心资源结合起来，用户可以通过互联网访问这些资源。UNICORE服务器在调度作业之前把抽象的作业和资源翻译成特定平台的命令和选项，在执行命令时，输入文件和输出文件自动从用户的文件空间读取和向用户的文件空间写回，从而完成不同节点间的高速数据传输。另外UNICORE网格平台通过用户认证X.509证书授权，把对应资源分配给用户，而保留自己的自利。
（4）其他应用开发工具。
由于目的和应用的不同，还有很多网格开发环境和工具，如：WebSubmit应用程序，CoG工具集，GPDK结构模型，GDMP客户等等，这些技术均是在网格应用和网格技术开发中所有着不同的功能和作用。
2 网格技术在远程教育中资源共享中的应用
2.1 远程教育主要特点和网格技术应用的优势
远程教育是由过去的函授、电视广播、网络教育等伴随着科学技术手段不断发展，又非独立产生的一种教学方式，它是实现终身教育而获取教学资源的一种有效渠道。
学习资源丰富的最大化是远程教育学习的最大一个特点。而网格技术应用中最为核心的是为各种网络上的资源提供一种安全、高效的共享机制，使得各种异构和孤立的资源，能够以一个整体的形式为用户提供各种计算和信息服务。因此，网格技术的应用能促进教学资源的优化整合、全面共享和作业交互。网格技术应用在远程教育中的优势概括为以下两点。
（1）网格技术的应用在物理上将互连的众多资源汇聚起来，联合提供服务，最大化实现资源的全面共享。即将分布在教育教学中将各高等院校多媒体课件、数字教学视频、无纸化习题库、网络化考试系统以及各类论文文献等海量信息资源集成起来，建立起一个集教育教学为一体的信息网格，覆盖到各个地区，提供统一的、高效的信息服务，同时提供主动学习方法和交互式的教学方式，使教师和学生之间的学习和交流成为现实。
（2）通过分布式资源的协作与共享，把大量的教育资源汇聚在网络上，这样使学习资源得到充分的利用，并且极大的提高学习者的学习效率和质量，为远程教育教学的信息化发展提供了更广阔的空间。同时网格技术应用在远程教育资源中，也能够大大缩减教师个体的备课时间，将这些时间用做扩充知识领域，丰富授课的内容容量，突出授课内容的重难点方面。而且还会加强了教师与教师之间，教师与学生之间的互动性，扩展了教师思维的广度与深度，提高学习者学习的兴趣与效率，从根本上进一步提升整体教学质量。
2.2 网格技术下教学资源分布式应用分析
2.2.1 分布式网格教学资源服务系统
远程教学系统的网格系统面向用户使用的入口，远程教学平台通常具有是一个开放的Web入口界面，通过这个界面用户可以使用网格系统提供各种功能，如安装新的网格程序、提交网格作业、使用网格程序提供的功能。
首先，可以根据利用GT3开发平台技术构建一个分布式网格教学资源服务系统ERSDG（Education Resource Service Data Grid）[4]，为不同分支机构（教育受体）通过教育资源访问口，访问现有资源管理系统中的教育资源数据库服务，从资源库获取所需要的教育资源数据，并同步到本地环境中的资源库中。
其次，为了实现教育资源的共享，必须要针对高带宽广域网环境进行优化以便解决网格环境下数据的统一传输，于是就需要一种基于FTP协议基础上的文件传输协议即GridFTP协议。
目前，该协议是由Globus工作组开发的一种安全可靠的高性能网格文件传输协议。为了实际使用的需要，GridFTP协议的安全性方面采用了RFC 2228（FTP Security Extensions）中提出的机制，对GSI（Grid Security Infrastructure，网格安全基础设施）和Kerberos提供支持，在实现高效传输上它支持第三方控制的数据传输、并行数据传输、条状数据传输、部分文件传输、缓冲区大小自动协商、出错重传等机制。各资源分支机构通过设计开发统一接口，在上传数字资源的同时，自动调用GridFTP协议，从而将相关教学资源文件同步上传到网格的各个节点之上，再由网格教学资源服务系统实现自动分布和同步传输功能。
因此，具备了这一资源共享的能力，就可以构建教学资源访问和集成的虚拟化界面，最终网格服务简化了用户或客户端程序对分布式教学资源的访问过程，实现了教学资源的的发现、组织、管理、、分发和交换等方面的整合和集成（如图1）。
2.2.2 分布式视频和点播平台
通过网格技术，可以实现将原来的分散管理和维护方式，转变为自动集中和调度方式，实现无障碍资源共享。它不仅能够提供内容最为丰富的大学课程视频点播服务，而且提供了能同时支持成千上万路视频流的服务能力。大学课程在线网格系统（Realcourse）应该建立在ChinaGrid公共支撑平台（CGSP）之上，通过Realcourse为用户提供“一站式”服务，将每个学校各自维护自己的资源，自动纳入到系统管理中，这种分布式管理方式可以在较短的时间内聚集大量课程资源。分布式视频和点播平台的最终目标为了实现在系统上支持全国各所重点院校的服务器，可以提供并发不同专业的不同课程的可靠视频流服务。对于用户可以获取所有的视频教案资源，只是根据自己的需求和喜好通过点播平台点播不同学校不同专业的不同课程进行学习。
因此，网格技术在远程教育应用中，可以将不同的教育资源连接地理上分布的各类计算机（包括机群）、数据库、各类设备和存储设备等，形成对用户相对透明的虚拟的高性能计算环境，应用包括了分布式计算、高吞吐量计算、协同工程和数据查询等诸多功能[5]。
总之，由网格技术构建下的教学资源服务系统和分布式视频和点播平台，更好的解决了目前远程教育中存在的资源共享不对称导致的资源建设重复，利用率低下等不足。根本上解决了计算机体系结构、操作系统、网络布局中的差异最终实现了异构机器或机群之间的协作和转换，达到教学资源最大化利用这一目标。
3 结语
网格技术在远程教育系统中的应用将是其中非常重要的一个方向，到目前为止网格的实际应用系统还比较少，建立一个以网格为核心技术的远程教育教学系统是非常复杂的，需要更进一步的研究[6]。随着网格技术的不断发展完善，必然会极大地影响现代远程教育的发展。未来的远程教育将更加突出学习过程中的协作学习和知识管理，虚拟学习社区将成为网格环境下远程教育的非常重要的教育形态。在这方面，网格技术具有强大的支持力，不同的网格应用类型将满足远程教育的需求，特别是知识网格的实现，将对远程教育产生巨大的影响。
参考文献
[1] 史文翀.网格体系结构与资源管理框架的研究[D].硕士论文：厦门大学，2008.
[2] 刘立群.网格计算与网格体系结构综述[J].农业网络信息，2011（2）.
[3] 郁志辉，陈渝，刘鹏.网格计算[M].北京：清华大学出版社，2002：9-12.
[4] 吴永和，马晓玲，肖君，等.基于数据网格的教育资源服务系统的实现[J].华东师范大学学报：自然科学版，2006（3）.
篇3
一、建构主义并非一种否认客观世界存在的学说
几天前，一位台湾的课程学者杨教授来南京大学给教育系的师生做报告。从其报告的内容看(关于台湾课程改革的兴衰成败)，他对建构主义很明显地持一种不赞同立场。在报告的一开始，他向听众抛出了如下一个问题以引出其对建构主义的认识，“站在你们面前的杨教授真的存在吗?”显然，他的意思是说，建构主义强调任何事物都是被建构出来的，包括现在正在演讲的“杨教授”。现场观众的一片笑声似乎表达了对杨教授幽默且看似深刻的见地的赞同。其实，如果大家都冷静地思考一下，按照这一逻辑，世界上就没有什么事物是客观地存在的了，任何呈现在大家面前的事物(高山、大楼、河流等)都是人们主观建构的一种意念，或者说，都是每个人头脑中的一种现实幻象。很明显，杨教授是想把“现实世界都非真实存在的”这一荒谬的认识安在建构主义的头上。
其实，杨教授的观点代表了很多反建构主义者的共同立场。但他们都犯了一个无限泛化建构主义观点的根本性错误。对此，建构主义思想的重要奠基者冯・格拉塞斯菲尔德就曾反复申明：“经常有人指责我是在否认真实。这种看法是对建构主义的根本误解，……，否认真实的存在是愚蠢的，这将导致唯我论，而唯我论是不可接受的”。实质上，建构主义并没有否认真实世界的存在，而只是强调对这样的“真实”，我们没有一种对其加以认识的适当方式。也恰如冯・格拉塞斯菲尔德所进一步指明的，“我们能定义‘存在’的意义，但是只有在我们的经验世界的领域中，而不是在本体论意义上。当‘存在’一词运用在独立于我们经验的世界(即一个本体论的世界)时，它也就失去了自己的意义，而且也不可能有什么意义”。所以，建构主义思想始终不会在本体论的范围中打转，也不会陷入统治西方思想界近两千年的“思维与存在何谓第一性”的本体论谜团中并使自身走向迷失，它关注的是人们对客观实在的“认识”以及这种“认识”的限度与可能。
由此我们更可清晰地看到，科学知识是人类群体对外部客观世界的一种“认识”，这种认识即是一种“建构”。建构的认识在一定的时空范围中是稳定的、不变的，但在更长的时空界域中却可能是需要修正、完善与变化的，这体现了科学知识的累积与发展的特性。由此可见，科学并非否认客观世界的存在，而只是否认科学知识作为绝对镜像式的存在，并主张，作为一种“人类认识”的科学知识，是在人类群体的经验范围中的一种“建构”，是主体世界与客观本体世界的一种联系，它发生在这种彼此联系、相互交织的中途，这与建构主义的思想具有本质上的一致性!甚至可以说，上述的思想正反映出，建构主义对人类认识世界的方式做出了较为深入、准确的刻画与叙述。由此可得到一个颇具辨证意味的推断，即，对建构主义的所谓“反科学”特征的批判，实际上就是一种对科学本身的批判；对建构主义的所谓“反知识”特征的批判，实际上也就是一种对知识本身的批判。说白了，这种批判源自对建构主义思想的误读或肤浅的理解。
二、知识的适应性――建构主义思想在教育中的张力
承接上述的论述，一个有趣的问题自然地涌现出来，即，人类所建构的认识是否是任意的、无限制的、随心所欲的?答案自然是否定的。作为建构主义思想的重要奠基者，瑞士著名的心理学家皮亚杰一再强调。“认识是一种适应性活动”。这一观点承接了生物进化论的适应性思想，即是强调，具有适应性的动物有一套处理它们所生存环境中各类困难的行为本领，而人类的知识作为一种概念和行动纲要，本质上就是动物行为本领中的一个组成部分。由此可知，人类的认识(或知识)不是漫无目的、随心所欲式的建构，而是在一定的经验背景中、在认识者所赖以生存的事物与关系的网络中产生的，或者简而言之，在一种情境脉络中所产生的，是主体在适应外部世界对人类的要求的过程中所自然涌现的。
根据知识或认识的适应性观点，传统认识论中的真理概念、传统教育学中的“正确或错误”的概念，就要被一种新的观念――“生存力”所取代。这一观念仍然取自生物学领域，即，在生物学家看来，只要活的有机体能设法在环境中生存，它便具有生存力。由此，建构主义者认为，如果概念、模式、理论等能证明它们对于自身被创造出来的情境脉络是适宜的，那么它们也具有生存力。“生存力”与真理完全不同，它与目标、意图形成的情境脉络相关联，它在适应这种境脉的特殊性中产生，甚至可以说，它是个体生命适应力的一种真实表达。
知识的适应性以及随之产生的“生存力”观念，对于教育思想的转变产生了极大的挑战和冲击。在孩童身上经常出现的所谓“错误概念”，在成人、科学家、专家等的眼中的确是错误的，但从每个个体的孩童角度来看，这些错误概念在其经验世界中是有效的、是相融的，或者说，在孩童的相关情境脉络中是具有“生存力”的。这些对孩童而言是合理的观念，如果得不到教师或成人的悉心关注与耐心引导，则这种所谓“错误的”、但却是“合理的”观念，将可能长时间地这样“错误”下去、“合理”下去。因此，冯・格拉塞斯菲尔德建议，“教师必须要关心学生头脑中发生的事情，要倾听学生，解释学生所做的，并试图建立起学生概念结构的‘模型’。当然这是一项容易出错的工程。但若不这样做，任何旨在改变学生概念结构的努力都只不过是一种偶然事件，或许还会失败”。
三、我们可以言说一种所谓的“建构式教学”吗
台湾学术界曾把2001年开始的台湾新课程改革中的核心理念标榜为“建构式教学”，并将其内涵几乎等同于作为一种教学方式的“发现式教学”。台湾学者后来在
总结新课程改革失败的经验时，大都认为，建构式教学、进而所谓的建构主义是导致这轮课改失败的罪魁祸首。实质上，台湾学术界在课程改革的起点上就犯下了一个不可饶恕的错误，即，完全窄化了建构主义的思想内涵，剥离了建构主义所真正具有的哲学上的思想张力。
如上文所述，建构主义思想给教育带来的，不仅仅是所谓教学方式上的转变，而更是一种对学习者、对学习、对教育等认识方式上的根本性变革。传统意义上的二元对立的教育思维方式，已经被一种更加连续的、更加关注学习者经验的、更加富有人本意境的全新思想框架所替代。建构主义更加强调的是教育者看待教育的深层认识论的转变，而不仅仅是所谓的外显教学方式的彼此替代。更具体地，建构主义更强调的是个体内在的认识发生机制，而教学方式则关注外部的行为表现及其具体呈现。打一个有趣的比方。就吃饭来说，是自己动手吃，还是靠别人喂，就好比是发现学习还是接受学习，这里只存在着学习与教学方式上的不同罢了。但吃下去的饭，是否能靠自己去消化，消化得怎样，这就进入到了“建构”的范畴中了。建构的好坏。取决于这个有机体对外部环境的适应性如何，取决于这个有机体自身的经验的质量高低与类型差异。所以说，早在上个世纪60年代，著名心理学家奥苏伯尔就曾用有意义学习与机械学习、发现学习与接受学习这两个维度来描述人类学习的具体类型。很显然，建构主义所强调的学习对应的应当是有意义学习，它主张这样的学习必定是主体在自身经验基础上的主动积极地建构。而如果按照台湾学者的看法，将建构主义安置在发现学习的范围内。则显然犯了归类上的低级错误。发现与接受，都只表明了教学方式上的差异，而不涉及学习者个体的内在经验上的任何变化。而奥苏伯尔早已十分明确地阐释道，发现学习有可能是机械的，如果这样的学习脱离了学习者的内在经验；接受学习也可能是有意义的，如果这样的学习与学习者的内在经验产生着实质性的、非人为性的关联。
在今天的国内外教育实践现场，大量标榜“建构式教学”的言与行普遍地存在，这其实反映了人们对建构主义所具有的思想张力仍缺乏清晰的、深刻的认识。当建构主义真正走入了一个教育者心中的时候，当建构主义真正成为一个教育者秉持的信条时，他已经不会过多地纠缠在所谓外部的、表面的教学形式是否更具“发现性”上了，他必定会更加关注学习者的内在经验结构，更加关注学习者头脑中正在发生着什么，并将这种深入的、细致的思考作为其设计教学的重要起点。教学的艺术性、教学的魅力，恰恰体现在教师对学习者个体经验的释读上，体现在不同的教师所采取的各不相同的教学方式与手段上(无论是发现还是接受)，体现在不同的教学方式背后所具有的“推动学习者经验的发展”这一共同目标上。冯・格拉塞斯菲尔德曾说过一句颇具意味的话，笔者愿将这句话作为本文的结束语，即，“真正的教育者一定是一名建构主义者，无论其是否认识到建构主义这一标签，他对学生经验的关注已经在其内心深处深刻地烙上了建构主义的真实印记。”
参考文献
[1][2][4][6]莱斯利・P・斯特弗，杰里・盖尔 主编，教育中的建构主义[M]，高文等译，上海：华东师范大学出版社2002，3―20
篇4
[关键词] 情境理论； 真实感课程； 抛锚式教学； 基于问题的学习； 认知学徒制； 学习共同体
[中图分类号] G434 [文献标志码] A
[作者简介] 何克抗（1937―），男，广东大埔县人。教授，博士生导师，主要从事教育信息化工程、中小学教学改革试验和教育创新理论的研究。 E-mail：。
一、引 言
《教育传播与技术研究手册》第三版第二部分（策略篇）的第九章专门介绍了“真实感课程的设计策略”。[1][2]
这一章首先简要介绍了支持情境化“真实感课程”设计的一种全新教学理论――情境理论（Situativity Theory）。在此基础上，提出了一个用于设计情境化“真实感课程”的概念框架，讨论了三种类型的情境化真实感课程模型――从“设计式模拟模型”、“生成式模拟模型”到“参与式模型”，并评述了适合在每一种情境化真实感课程模型中实施的各种情境化教学策略（共九种，其中还包含若干来自文献的应用实例）。如：“设计式模拟模型”中适用的抛锚式教学、基于问题的学习和认知学徒制等三种情境化教学策略；“生成式模拟模型”中适用的基于案例的推理、基于项目的学习和课堂学习共同体等三种情境化教学策略；“参与式模型”中适用的参与式模拟、学业游戏空间和实践共同体等三种情境化教学策略。
通过对这些不同的真实感课程模型和各种情境化教学策略实施案例的介绍与评述，使我们可以感受到在追求课程真实感的同时，必须密切关注学习的境脉和学科内容体系的建构。
由于在情境化教学中，境脉（Contexts）是一个极为重要的概念，而在一般文献中对境脉只是直接引用，并不加以解释，所以我们认为，在介绍情境理论和情境化“真实感课程”之前，对境脉的内涵作出明确的界定是必要的。
按照Mario Antonio Kelly博士给出的定义，境脉是指，“学生和教师组成的一个具体班级中，由包括课堂的物理环境（软硬件基础设施）、学生的家庭背景、认知特点、心理素质和班级的精神面貌等诸多因素结合在一起的协同作用”。[3]可见，境脉涉及“生理、心理、认知、语言、社会、文化”等方方面面。
二、关于“情境理论”
心理学家们认为，认知革命是由两个阶段构成。在第一阶段，强调的是个体的思考和孤立的心智。[4]显然，这一阶段的理论家们试图淡化情境（部分原因是要去除斯金纳等人所设置的桎梏），而聚焦于脱离具体环境的“个体心智”。第二阶段将认知功能置于其所处的社会、文化和历史的框架中，这正是情境理论（Situativity Theory）观点的核心――学习者不再被认为是外在于学习所发生的环境而孤立存在；相反，个体与环境是通过一系列有意设计的、受控的实践活动联系在一起，并共同发挥作用。[5]传统观念认为，知识（Knowledge）是一种可以被获得的东西（Thing），而求知（Knowing）只不过是发生在个人心智内的一种认知行为而已。但从情境理论的观点看，并非如此。情境理论认为：知识涉及的是一项活动，而不是一种东西；它总是被情境化、境脉化了的，而不是抽象的；它是作为“个体―环境”互动的一部分被建构，而不是由客观或主观创造的；参与其中的是整个人，而不是被孤立出来的“心智”。[6]总之，情境理论认为，认知不是心智的行为，或去境脉化的、待传输的信息比特，而是有真实情境的实践活动，它使所有参与的个体鲜活地置身于丰富而有意义的环境之中。
为此，情境理论特别强调，要支持在丰富境脉体验中的有意义参与，对知识的学习要从“获得观”转向“参与观”。[7]
三、设计情境化“真实感课程”的概念框架
众所周知，强调识记事实性知识的授受式教学推动着浅层概念理解的发展，而以教师为中心、基于课堂讲授的方式是其具体体现，这种曾经占主导地位的、以教师为中心的“授受模式”，自20世纪90年代以来，正逐渐被教师摈弃，而转向具有体验性和情境化的教学模式。这类新型教学模式支持教学内容的天然复杂性（避免过度简化），使学生在复杂境脉下通过实践与合作建构知识意义，教学可以在模拟的或真实的情境中展开。[8]
为了实施这种新型教学模式，需要有便于体验的、情境化的、具有很强真实感课程的支持。这是一种由学习者自主学习、探究，同时又要彰显教学目标要求的课程。在学校环境中建设“情境化真实感课程”是一个巨大挑战，其难度在于：如何选择合适的情境，确定噪声的数量，以便让基础性学科的内容体系具有真实感。随着学习环境中加入更多的情境因素，真实感、神秘感和探究乐趣会随之增加，但有可能使教师指导、学习效率和目标清晰度受到影响，甚至被削弱。
情境化真实感课程的设计应遵循如下所述的“自上而下、逐步细化”的基本原则（或称应遵循如下的概念框架）。
首先，应将课程的教学内容融入相关的情境之中，使之具有真实感，以支持和推动具有体验性和情境化的教学模式的实施。
第二，课程的教学内容是否情境化并具有真实感，取决于所要学习的内容能否在一个特定的叙述情境中被体会到。这里所说的叙述情境不是指周围的随便一个场景，而是一段为学习内容和为学生探究提供的适当故事情节。
第三，叙述情境中的适当故事情节，应当包含一个有意义的目标和一组学生将要采取的学习行为（学生的行为必定会产生相应的结果），以避免学生把学习内容当作孤立事实去死记。正是通过这种叙述情境，使学习者涌现出各种想法和因采取各种学习行为而产生的结果，将原本脱离实体的课文变成了内容丰富的、甚至形象的事实及体验。[9]
第四，按上述步骤及要求创设叙述情境时，应提醒教师：今后在利用这种真实感课程实施情境化教学的过程中，必须认真审视学生在感受故事情节时涌现出的各种想法，并要设法让学生自己去检验和证实这些想法（这对彰显和深化课程的教学目标要求，至为关键）。
四、创设有利于实施“真实感课程”的
情境化教学模型
要想设计情境化的、具有很强真实感的课程，关键是要能建立起真实的境脉，即要建立起一个具有真实感元素的课程教学情境。经过多年实践，目前已形成三类比较有利于贯彻实施“真实感课程”的情境化教学模型。这三类模型是指“设计式模拟模型”、“生成式模拟模型”和“参与式模型”；每一类教学模型又有各自不同的实施策略。例如：适合于设计式模拟模型的情境化教学策略有“抛锚式教学”、“基于问题的学习”和“认知学徒制”等三种；适合于生成式模拟模型的情境化教学策略则有“基于案例的推理”、“基于项目的学习”和“课堂学习共同体”等三种；适合于参与式模型的情境化教学策略也有“参与式模拟”、“学业游戏空间”和“实践共同体”等三种。
可见，共有九种情境化教学策略。下面分别予以进一步的阐述。
（一）建立真实感的设计式模拟模型
设计式模拟模型建立在这样的假设之上――课堂活动应与现实世界的实践者所进行的活动尽可能地相似。这包括：事实方面的真实，即模型中任务环境的细节应设计成与现实世界的细节相似；程序或过程真实，即学习者在模型中的实践与在校外参与的实践相似；任务真实，即学习者在模型中的任务活动与现实世界的实践者所从事的任务相似。[10]
Barab 和 Duffy把满足上述假设的境脉称之为“实践场”（Practice Fields），[11]从下面概述的、属于设计式模拟模型的三种情境化教学策略中，应能较全面地体现出这种实践场的内涵。
1. 抛锚式教学
抛锚式教学是指这样一种教学――所要学习的内容呈现在一个具体主题的境脉（即“锚”）中，这一个具体主题的境脉（即“锚”）使相关的学习材料联系在一起，并使其能从多个角度被审视。换句话说，主题的境脉试图通过将学习“锚”定――把所要学习的全部内容包含于有意义的问题解决的境脉之中。和传统的在课本每章最后找到的、那些互不相关的应用题相比，主题的境脉嵌入了情节丰富、内容开放的故事；学生从引入主题的故事开始，使用自顶向下的策略来逐步生成解决问题所需的知识与技能。
较具代表性的抛锚式教学的例子，是范德比尔特大学认知与技术小组开设的“贾斯泊・伍德伯里问题解决系列”课程，[12]该课程是为五年级以上学生开设的。课程录像带包含一个冒险短片（约17分钟），短片最后有一个挑战性问题。该问题中嵌入了所有必要的数据（也有多余的、不相关的数据）。在这样的挑战性问题中，学生必须发现并解决17个数学子问题――这决定主角应对挑战后能否回到家中。这套“贾斯泊冒险系列”课程还嵌入了讲授场景和示范解决问题的方法；如果学生在应对挑战的过程中，需要利用这些方法，可随时翻看。可见，学生在抛锚式教学过程中，是在应对挑战的同时学习了数学；值得关注的是，这种教学并没有将教学内容（例如，距离―速度―时间公式）与媒体（例如介绍贾斯泊的录像故事）截然分开，而是融合在某个情境之中（决定贾斯泊能否回到家中）。
2. 基于问题的学习
按照Finkle 和 Torp的说法， 基于问题的学习（PBL）是通过将学生置于问题解决者的积极角色中，使其面对现实世界中的劣构问题（也称“非良结构”问题――不具有明确的解决方案及解决方法的问题），以同时发展学生的问题解决能力和学科的基础知识与技能。[13]这种教学策略的核心是要创设“问题境脉”（也称“认知困惑”或“认知冲突”），以便让学习者通过参与有意义的、与学科内容相关的任务来学习。
Savery和 Duffy曾提出适用于PBL环境的三条教学原理：
一是，学习者必须认识到当前的学习活动是与更大的任务或问题相关，并且学习者必须接受“要由他们自己去定义教学目标和问题解决的过程”；
二是，虽然学习活动是被嵌入到某个定制的境脉中，但还是要求过程应逼真，学习活动还是要能支持和挑战学习者，以帮助他们为将来应对复杂现实世界中的挑战做好准备；
三是，学习者必须用多种视角和场景来检验所生成的理解――不仅要反思学到了什么，还要反思学习发生的过程。[14]
PBL与其他类似策略（如“基于案例的推理”）的主要区别在于：在PBL中，学生要承担起为一个问题给出原创性解法的责任，而不是去研究别人提出的解决方案。
“切尔西银行仿真项目”是采用PBL教学策略的较好案例。[15]学生在这个虚构的金融机构中担任不同职位，课程由12个计算机场景组成，学生通过运用一组问题解决方法（包括提出假设、修改方案和寻求帮助）来解决各种不同的财务问题。
本章作者指出，“切尔西银行仿真项目”和其他PBL项目能够成功实施的关键在于――要能帮助教师成为支持有效探究的指导者。
3. 认知学徒制
认知学徒制是Collins 等人于1989年提出的一种情境化教学策略。[16]他们认为，传统学徒制中丰富的境脉促进了学习的发生，所以他们根据传统学徒在熟练工匠指导下学习和工作的隐喻，并参照人们在日常的、非正式环境中的学习经验，研发出了一种新的教学策略。
和传统学徒制不同的是：传统学徒制必须要有动手操作的学习过程，并要参与实际制作手工制品；而认知学徒制则强调认知学习过程（而非手工操作过程），并要将概念形成过程可视化。
在实施认知学徒制策略过程中，教师应把握三个要点：
（1）为学生作示范，并要向学生解释示范行动背后的依据及思考；
（2）开始时为学生搭建支架和给予指导，但要逐渐减少这种干预和指导，以使学生最终能够在完全没有教师的帮助下开展自主学习；
（3）鼓励学生口头表述自己的认识与思考，反思自身的学习经历和探究自己提出的原创性问题。
认知学徒制的核心与关键并非简单地学习一个具体的事实或概念，而是要让学生沉浸并参与到一个丰富的、有意义的任务中去。
（二）建立真实感的生成式模拟模型
上面介绍的“建立真实感的设计式模拟模型”，在开始学习之前都需要先开发出大部分的学习情境，并且可接受的学习结果也已被事先界定（设计者知道正确的解决方案是什么）；而本节要介绍的“建立真实感的生成式模拟模型”，是将不同学习者之间的交流情境化于某个任务中，让参与者通过社会性协商来形成共识，并判定这种共识是否是有意义的、正确的、可信的（即学习结果事先未被界定，要学习、协商以后才能知道）。所以这样的学习过程往往要持续较长的时间。
从下面概述的、属于生成式模拟模型的三种情境化教学策略中，应能看出生成式模拟模型的以上特征。
1. 基于案例的推理
基于案例的推理（Case-Based Reasoning，CBR）这种情境化教学策略起源于计算机科学领域对人工智能的探索。[17]对“基于案例的推理”这种教学策略的实施，应把握以下四个要点。
（1）要依靠先前的知识与经验来为问题解决提供丰富的学习境脉（而无需作任何人为的设计），这些先前的知识与经验并不限于某一个学习者个人所拥有，而是应该包括同一个“学习共同体”内其他人的知识与经验，并要运用这些知识与经验来共同构建供大家学习的案例境脉。
（2）学生是通过准备案例、诊断分析案例、研究案例来获得知识和必要的思维技能，而案例都是通过真实的境脉呈现（具有很强的真实性），且往往是劣构问题（非良结构问题）。
（3）对于学习者来说，案例的劣构性提供了一种可以感觉得到的真实，因而通过对嵌入到这些案例之中的认识和理解进行解读、思考及应用，新的认识和理解就可以自然而然地生发出来。不管是亲身体验，还是与他人共享，“具体、真实、及时的反馈”都会促使学习者的经验得到丰富和发展，[18]从而使其解决当前案例及解决其他实际问题的能力不断增强。
（4）基于案例的推理，将科学的实践落实到对可能的解决方案进行反复的测试和改进中；通过这样的经历，可以使学生提出科学假设、进行实验、推理和解释科学现象的能力，以及基于实验证据的决策能力得到较好、较快的发展。
CBR这种情境化教学策略的实施有赖“案例库”的支持。案例库将感兴趣学科的各种案例集中在一起，这些案例不仅来自本学科的相关文献，还可以来自其他学生运用该学科的相关概念或知识技能所取得的成果。换句话说，某个学生的经历也可以作为一个案例呈现给别人，使其他学生通过共享他人的体验，形成个人对此番经历的认识与理解。由此可见，不仅案例库，甚至课堂讨论，都可以被设计成用来促进学生产生真实感的一种工具或环境。
2. 基于项目的学习
基于项目的学习具有下面几个特征。
第一，基于项目的学习应该提出较特殊的疑难问题，使学生能形成疑问、开展实验、进行预测、生成结论并分析最终结果[19]；由于对项目的研究需要相互合作和较长的持续时间，因此可以带给学生具有真实感的课程体验。
第二，与基于问题的学习（PBL）必须要有精心设计的问题来引导学生发现已知的正确解法不同，基于项目的学习成果是不确定的――它是在学生自主建构学科知识与现实世界之间联系的过程中，通过学生自己的实践生成的。
第三，由于是通过向学生提出疑难问题来驱动项目的探究，所以是学生在自主建构对学科知识体系的理解；又因为项目是以研发出具体的、外显的人工制品作为完成标志，所以学生既可以通过自己的反思、也可以根据他人给出的反馈意见来修改、深化对学科知识体系的理解。
按照Krajcik 和 Blumenfeld 的观点，[20]对“基于项目的学习”这种情境化教学策略的实施，应把握住以下五个要点：
（1）所基于的“项目”应该都是由真实的疑问（并且是有意义的、境脉化的疑问）驱动的，这些疑问将学生的活动结构化，并与教学目标相对应；
（2）学习活动的真实感，源于学习者置身于学科的科研实践、参与持续的探究并生成对学科知识体系的理解；
（3）学生学习成效的大小，在很大程度上取决于合作――不仅是与其他同学的合作（其他同学可能支持也可能批判所生成的理解），也不只是与教师合作（教师对学生探究过程始终提供支持），还要与课堂以外的其他学习共同体成员合作（从而使生成的理解更全面、更丰富、更深化）；
（4）基于项目的学习要有基于先进技术的学习工具的支持，这类工具既便于学生开发出人工制品（如上所述，研发出人工制品才是项目完成的标志），也能有效促进学生对学科知识的意义建构；
（5）在开发人工制品过程中，学生自身的感受、体会不仅能帮助其他同学的学习与理解，与此同时，通过别人的反馈和反复修改过程，也大大提高了开发者自身的认识与能力。
3. 课堂学习共同体
之所以会研发出“课堂学习共同体”这种情境化教学策略，Driscoll 对此曾作出较确切的说明：[21]“传统学校的社会结构是这样一种结构――处于其中的教师通过课堂活动、课本和其他可能的媒体把知识分发给学生”（这样一种安排会让教师拥有一种控制学生学习的特权，而且会使学生把教师和教科书看成是独一无二的知识来源），“然而，当一个课堂变成一个学习共同体时，（学校的）社会结构就发生了变化――转换为师生共同努力来达到重要目标，而且这些目标也是师生共同设立的”。
可见，课堂学习共同体的核心是要变革学校的社会结构，使之能充分体现分布式与协作性的特点。在学习共同体中，学生的陈述被真诚对待，他们的疑问被认真考虑；而且随着共同体成员不断分享和发展他们的知识与技能，在此过程中所建构的学科知识的意义被不断深化，同时也被不断地协商。更令人鼓舞的是，随着E-mail、QQ和远程视频会议系统这类新技术被越来越多地应用于教学环境，这就让共同体内的学生不仅可以面对面地合作，还可以分布式地跨越时间、空间进行交流，从而使课堂学习共同体的分布式与协作性的特点能得到更充分的体现。
（三）建立真实感的参与式模型
“参与式模型”和前面介绍过的“设计式模拟模型”、“生成式模拟模型”一样，要有真实感，要让学生解决现实问题，而且这类现实问题要具备“事实真实”、“过程真实”和“任务真实”（三真实）的特点。与前两种模型不同的是，“参与式模型”在有真实感的基础上，还增加了两个新特点： 一是要进行“真枪实弹”的练习，二是比“三真实”还多一个“生态真实”（四真实）。在生态真实中，学习者要以自身所处的“生态地位”（Ecological Niche）来参与现实世界的任务，从而使学习者能够真正沉浸于现实的情境之中。
下面三种属于“参与式模型”的情境化教学策略，都具有这两方面的鲜明特点。
1. 参与式模拟
“参与式模拟”这种情境化教学策略的实施要点是：
（1）要求学生离开课堂环境，与现实世界中的实践者一道，作为共同体成员之一去参与真实任务；
（2）真实任务要能够为学生提供既动脑又动手（即“学与做”结合）的实践机会；
（3）上述实践活动机会的产出（即生成的“学习成果”）应是真实的――能用于解决现实世界中的某种具体问题，并为学习者和参与该实践的共同体所共同拥有。
2. 学业游戏空间
“学业游戏空间”这种情境化教学策略的宗旨是“寓教于乐”，力图把教育、娱乐和个体学习行为等三者融为一体，所以在这种教学策略中，往往糅合了故事、交互叙事和游戏设计等结构和内容。“学业游戏空间”这种情境化教学策略的实施要点是：
（1）上述结构和内容的考虑，既要遵从课程标准和学科知识体系的要求，又要符合客观世界的真实性；
（2）因为是学业游戏，所以这种游戏既要能使学生产生扮演角色的感觉，从而使学生能沉浸其中，又要能在这个过程中对游戏者提供学习指导，以完成教学目标要求（即游戏内容不光是娱乐，还应体现教学要素）；
（3）学业游戏中的故事情节如何展开，应由故事中的人物角色来决定（而非随意构想），这就要求学生沉浸于故事情境当中―― 使其求知过程真正成为具有真实感和情境化的参与过程（也就是让参与学业游戏空间的每一位学生都能产生一种“虚实结合”的真实感体验）。
3. 实践共同体
Barab和 Duffy曾把“实践共同体”定义为“一个持续维系的人际网络”。[22]它具有以下特征：
第一，共同体成员之间有类似的历史经历，有共同的知识观、价值观和信念，彼此之间还存在有意义的关系；
第二，共同体成员有同样的实践和（或）共同的事业；
第三，共同体成员相互依赖，且彼此尊重多样化观点和少数人的观点；
第四，“实践共同体”具有繁衍扩大机制，可以为共同体成员提供各种交流和参与的机会。
“实践共同体”的一个典型案例，是用于促进教师专业发展的“教师实践共同体”。其实施要点是：
（1）每个参与者被委派于一所大学（相当于被注册为该大学的“师范生”），他与某位老师之间的师徒关系是在相互协商和彼此认同的基础上建立起来的；
（2）每个参与者（师范生）从第一年开始就与一位前辈（即和自己有师徒关系的老师）配对，并在整个培养期间都会和这位老师一起工作；
（3）每个参与者（师范生）都是“师范生共同体”的成员，在此共同体中分享他们的成长见识与技能，不断探讨教师专业发展的目标及意义；
（4）在这个“教师实践共同体”中，有老手（老师和有教学经验的学生）、新手（尚未参加工作的低年级师范生）以及水平介于这二者之间的参与者，这三种共同体成员都在从事一项共同的事业，即促进教师的专业发展――每个师范生在学期间，都需要达到若干项培养目标，这些目标是通过真正的实习而不仅仅是通过听课或念教科书来达到。
五、小 结
情境理论家（Situativity Theorists）认为，一个人所处的学习境脉对所要学习内容的认知有较大的影响，因而对情境化教学内容应如何设计，以及情境化教学策略应如何理解与实施就显得至关重要。
在《教育传播与技术研究手册》第三版的第九章中，讨论了三种用于实施“真实感课程”的情境化教学模型：
“设计式模拟模型”―― 这种教学模型因为可控且实施方便，通常更多地在课堂教学中被采用；
“生成式模拟模型”―― 这种教学模型需要为学习者创设情境和提供丰富的对话，所以真实感更强，但要求学生拥有更多的主动性，这都会增加在中小学课程中应用这种教学模型的难度及复杂性；
“参与式模型”―― 按这种教学模型实施的情境化教学，是发生在真实的境脉当中，而无需考虑对现实世界进行场景设计，因此可以给学生带来丰富的真实体验；但与此同时，教学功能却被暗中削弱，而且这种真实境脉常常会很耗时，以致难以支撑。教学实践证明，对于那些已经拥有较多的知识经验基础和较丰富情境感知的学生来说，为他们的知识建构专门创设一段故事情节是低效的，甚至是多余的（对于他们来说，传统的课堂讲授方式可能更省时、更有效）。
总之，笔者认为，要建立情境化的、具有真实感的课程并非像出一道复杂应用题那么简单。本章的核心观点是：当学科的内容体系被情境化于一个应用境脉中时，它们的意义以及学习者与这些意义的关系就被改变了；让学习者与学科的内容体系之间建立起这样的意义关系（而不是让学习者去死记硬背学科知识），正是教育始终应追求的目标。
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篇5
关键词：教学质量；流域水文模型；水循环
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2014）07-0093-02
随着中国大学招生规模的日益扩大，如何提高大学教学质量已经成为高校教学研究的重要课题之一。课堂教学是大学教育的基本环节，它不仅是教师传授知识的主要形式，也是培养大学生思维方式的重要途径。大学课堂教学质量，直接关系到大学生综合素质的提高。笔者从事东北农业大学水文与水资源工程流域水文模型课程的教学工作已经两年，在讲授过程中积累了一些经验和认识。结合这两年的教学实践，在浅析水循环和预报技术的基础上，从保持教材的融合与更新、采取多样化的教学方法、充分利用现代教育技术、教师对教案的掌握、提高实验教学质量、教师与学生之间的交流、教学与科研相长等方面阐述对提高流域水文模型课程教学质量的体会。
（一）保持教材的融合与更新
教材管理工作与教学工作都围绕着同一个主题，就是培养社会主义建设德才兼备的合格人才。教材是教师教和学生学的主要凭借，是教师进行教学，搞好教书育人工作的具体依据，是学生获得系统知识、发展智力、提高思想品德觉悟的重要工具。在教学实践中，教材是知识的重要载体和媒介，对提高教学质量和培养学生的创新能力等具有重要意义。衡量一本教材质量的高低，首先要看其对实验教学有无针对性、适应性和实践性，能否启发学生的学习积极性和创造性，能否使学生在学习过程中感觉到所学内容看得见、摸得着，能否激发学生的学习兴趣，最大限度地调动他们的学习积极性和主动性。以流域水文模型课程为例，该课程目前缺乏一本系统完整而较新的教材，笔者以《流域水文模型》（谢平）为主，同时融合《分布式水文模型》（熊立华）、《分布式流域水文模型原理与实践》（贾仰文）、《水文模型》（徐宗学）及最近发表的关于水循环及水文模型相关的资料撰写教学内容，这样既能保证教学内容的完整性和系统性，同时也能保证教学内容的与时俱进，保持与社会发展需求的同步性。
（二）采取多样化的教学方法，激发学生主动学习的热情
在流域水文模型教学过程中采用多种教学方法相结合的方式，不同的内容采用不同的教学方法。对相对简单的基本概念和原理，主要采用传统板书和讲授的方式进行教学，便于学生跟随教师思路，理解掌握课程知识点。对于某些抽象的概念，仅仅依靠板书和讲授的方式是难以让学生理解掌握的，如产流机制、蓄水容量曲线、水箱结构等，则采取多媒体辅助教学进行相应的动画演示，实验图片分析等，给学生以直观的感受，这样使得非常抽象的概念变得十分具体而容易接受。课堂教学中，积极采用启发式、互动式教学。每一个知识点都应该由特定的问题引出，吸引学生的注意力的同时诱导其主动的思考。将教师主讲与课堂讨论紧密结合起来，并就每节课的重点难点布置相应的习题，增加学生学习的主观能动性，同时也加深学生对课堂知识的理解。设立学习联络邮箱，将每堂课的重点、难点、相应的思考题发送到联络邮箱里，利于学生在课下进行课程的预习、复习及自我检查。学习联络邮箱架起了教师和学生勾通的桥梁，鼓励学生多思考、多建议、多提问，增强学生敢想、敢问及敢于动手实践的信心和勇气。
（三）充分利用现代教育技术
要应用现代教育技术构建创造教育的新模式，我们首先要摆脱把信息技术设备仅仅作为一种播放工具，用来传授知识的观念，而要把它作为学生的认知工具，通过学生的参与，培养学生的创造思维，提高学生的创造能力[1～2]。现代教育技术在构建新型教学模式中扮演着重要的角色：利用多媒体信息集成技术，创设和展示有意义的情境，提高学生的求异和洞察能力。要使学生全身心投入学习活动，就必须让学生面临对他们个人有意义的或有关的问题。在制作流域水文模型的课件时利用大容量存储技术压缩课件，提供多样化的图和文档资源，利用图形化交互界面技术描述水文循环，为课堂建造良好的学习环境。利用信息组织结构的超链接连接技术，建造符合学生联想方式的超文本信息组织结构。建立水文模型的降雨径流模拟实验环境时，利用VB与Arcgis相结合形成动态演示模型，通过输入必要的调试参数，或者通过学生交互操作，进行模拟不同情况下的产流与汇流机制实验，进行分析比较，学习科学探究的能力。
（四）提高对教案的熟悉程度
课堂教学是教育教学中普遍使用的一种手段，它是教师给学生传授知识和技能的全过程，它主要包括教师讲解，学生问答，教学活动以及教学过程中使用的所有教具，这就需要教师仔细认真地备课，设计好每一节课的具体流程和安排。教案是教师备课工作的最后一个环节[3]。撰写完教案后，课堂教学便有“案”可依，教学质量的提高便有了前提保证。但教学质量的提高关键在于如何借助教案将教学内容通俗易懂而又生动地传授给学生，充实丰富学生的知识和启迪学生的思维，实现教学目的。在这一过程中，教师对教案的熟悉程度发挥着重要作用。如在讲授流域水文模型中如何描述降雨的空间分布，坡面汇流的计算方法（如单位线法、地貌单位线法和数值计算法等）时，由于以前做博士论文及科研项目一直在做这方面因此十分的熟悉，因此课堂讲授时可以把基本问题的由来及发展趋势讲解的非常透彻，可以直接面对学生讲解，从学生的眼神中了解学生的接受程度，及时调整讲授速度和处理学生注意力不集中等问题。另外，在讲解一些难于理解的复杂问题比如坡面汇流和河道汇流的时，由于对教案的熟悉，可以根据学生的理解程度，进行深入浅出的讲解，适当地多绘制一些图形和公式解释，从而高效地提高每一节课的教学质量。
（五）提高实验教学质量
如何加强实验教学管理，确保教学质量，培养创新型人才，是值得我们认真思考的问题[4]。为了加强实验教学质量，首先是学生技能的培养，必须通过学生自身的实践，让学生有更多机会进行实际操作，这是培养技能的关键，以往实验课都是教师先讲解实验的原理、方法、步骤，然后学生模仿操作，这样会导致学生实际独立操作的时间减少，更重要的是不利于学生思考能力的培养。为此我们把实验项目分为三类：一类是基本模块程序（比如面雨量计算、河道汇流、坡面汇流）编制，课前交代给学生，然后上机学生进行编程实现，我在一般协助，学生做答后，根据学生的完成情况我再进行讲解，第一类是模块组合，根据我讲解水文模型的构建原则，之后学生根据我的设计思路，组装水文模型。第三类启发式实验，是我与学生一起编程，互相启发和互相借鉴，共同设计水文模型，并编制水文模型的计算程序。在实验教学中注意培养学生的观测能力和思维能力，以提高学生动手操作能力，编程能力，Excel绘图能力，及利用水文模型解决问题能力。
（六）注重与学生的沟通
沟通是一门艺术。一次成功的沟通，就是一次成功的教育。教育的问题在很大程度上是沟通的问题。教育中如果缺乏沟通，则学生的“心事”教师永远也猜不明白，而教师的“柔情”学生永远不懂。双方都互相埋怨并都在苦恼中，教师失望，学生伤心。其实，“通”则“不痛”，“痛”则“不通”。通过沟通，让教师走进学生的心灵世界，也让学生真正理解教师。通过沟通，才能彻底拆除妨碍情感交流的墙，才能形成良好的教育网络，才能促进教育目标的顺利实现。在讲授流域水文模型第一节时，笔者首先从地球上的水循环讲起，并同时与学生相互沟通，进行引导，使他们能参与进来，就每一部分水循环的情况进行描述，之后询问学生描述每一部分水运动可以用什么模型进行描述，这样使学生对水循环及这门课程有一个初步的了解。进而在讲解每一水文模型时，都从水循环讲起，不断与他们沟通，最后使学生对水文模型的认识达到设计水文模型的程度。模型讲解完之后与学生探讨本节课讲授的水文模型可以做一些什么，优势在哪里，培养他们的科研能力。在与学生的不断讨论之中，一些在课堂上不善于发言、比较羞涩的学生，渐渐融入课堂中。
（七）教学与科研相长
教师要具有以教学传授知识、以科研创新知识的本领，尤其是在高校从事专业课教学的老师。教学和科研的关系是辨证统一、互相促进的，教学工作常常会激发科研的热情，教学中会发现一些不清楚的东西，课后就会去研究它。我的一些新的想法有很多就是在讲流域水文模型课中突然激发出来的；而科学研究的成就又能促进教学水平的提高，不断地把新的研究成果和思路贯彻到教学中，这样即使常年讲一门课也能做到常讲常新。
参考文献：
[1] 孟祥增.现代教育技术[M].济南：山东人民出版社，2003.
[2] 周晓霞.多媒体技术在分析化学教学中的运用[J].教育与职业，2013，（18）：148-149.
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就世界范围而言，法学教学方法无外乎两种，其一是案例教学，其二是讲授式教学。案例分析教学是把案例当作一种可以从中阐明法律理论的经过推理归纳材料。讲授式教学注重教师的系统讲授相对抽象的概念、原则、基本原理和理论，旨在向学生传授知识。无论是最近提出的诊所式教学还是古老的注释性教学，都没有逃出这两者的范畴。我国现行法学教学模式有4个特征:第一，以已有知识的传授为主要教学目的。师生的教学活动仍然主要是围绕知识的传授而进行。第二，以课堂讲授为主要教学方法。以知识为主要目标的教学模式仍然是主要的教学方法，自学、讨论、调查研究、实验实习等都处于辅助地位。第三，以教师和教材为中心。决定教学内容和教学方法的完全是教师，学生在课堂上主动提问的情况几乎没有，更不用说提出不同的见解与教师争论了。学生在教学中完全是被动、从属的。第四，以笔试为主要评估手段。三好生及奖学金等级的评定、人才市场的选择均以笔试成绩为主要依据。在升学、就业和职业生涯中，笔试作为一种保障公平的手段被日益广泛地使用，并强化着各级教育的应试特征。虽然，这种教学模式有可取的地方，但现在知识的传播与共享的方式正在迅速地发生变化。由于信息网络化，掌握已有的知识将越来越方便，也越来越不够。竞争将主要取决于运用已有知识创造性地解决问题的能力和发现新知识的能力，而现行大学法学教学模式在一定程度上却不利于培养学生的创新能力。首先，在现行大学教学模式中，学生的创新实践机会非常少，而任何能力的培养都需要知行结合，对于作为职业教育的法学教育更是如此［2］。仅仅掌握了系统的专业知识和大量的创造方法并不能形成创新能力，创新能力只能在创造活动中培养。在现行的教学模式中，教师在课堂上系统讲授精心整理的知识，学生勿需独立整理资料，久而久之就形成了依赖教师的习惯，对教师传授的知识不加反思地接受，没有问题提出来，或者有问题也不提出来。学生的主动性、独立性、批判性难以发展。另一方面，由于片面强调系统讲授知识，法学教学脱离社会实践的倾向十分突出。大学生人文素质不高，并不仅仅是因为缺少人文知识，他们更缺少的是对人类社会发展中的实际问题的真切体验。大学生的人文精神需要在运用知识分析和解决社会问题的过程中培养。面对现有的问题，解决的方案显然很多，云教学有没有可能成为解决这些问题的方案之一呢?在教学中，云教学是否可以形成学生参与的自主式学习方式，从而改变我们现有的法学教育模式呢?这既是一个技术性的话题，需要技术性的构想和技术性的方案，同时也是一个需要在理论中探讨的问题，需要我们去针对技术本身能完成什么进行追问。在教育部的《教育信息化十年发展规划(2011－2020年)》中，明确提出国家教育云平台的问题，要求:(1)充分整合和利用各级各类教育机构的信息基础设施，建设覆盖全国、分布合理、开放开源的基础云环境，支撑形成云基础平台、云资源平台和云教育管理服务平台的层级架构。到2015年，初步建成国家教育云基础平台，支持教育云资源平台和管理服务平台的有效部署与应用，可同时为IPv4和IPv6用户提供教育基础云服务。(2)推动省市区域级教育公共服务系统建设，各省市要大力建设相关系统，建立本区域的教育公共服务平台，整合各家企业的相关服务，提供资源、平台、学习、管理等统一信息化服务［1］。从21世纪10年代中期开始，以CIBE(CyberInfrastructureBasedEducation)为特征的云教学模式已经发端。CIBE同时引发了CI环境下的教育技术系统的理论与实践研究。在实践研究场域，CIBE将促进先进的信息技术与教育的紧密结合，产生如云计算教育应用、智能教学系统开发、语义网教育实践等研究［3］。云技术在中国教育领域的应用已经渐渐展开，以教育云服务平台搭建为代表的信息化建设将我国基础教育信息化推向新的发展阶段。在中国的上海、宁波、苏州等地开展的电子书包进课堂的几个试点，似乎可以看作是教学模式的新变革，尽管这些尝试是非常初步的。然而，就高等教育而言，云教学模式尚未完全展开。中国的法学教育的信息化已经进行多年，但是对于法学教学的云技术应用却鲜有人进行探讨，这有技术方面的原因，也因为对于特殊的法科教学而言，缺乏对云教学的认识和对云教学的总体规划。
二、云技术能为法学教学带来什么
云的基本概念可以追溯到20世纪50年代，那时主要指被称为“哑终端”的瘦客户机或终端电脑连接到大型主机进行运算。这些“哑终端”开初只能用于通信，对内部而言无计算能力。云是为了更有效地利用昂贵的大型机，允许多个用户以共享的方式从多个终端访问计算机以及共享CPU［4］。由于云观念的提出，约翰•麦卡锡认为“计算可能有一天会被组织作为一个公用事业”［5］，而Grosch定律的作者推测，整个世界将存在约15个大型数据中心支持的哑终端［6］。20世纪90年代，云计算延伸到服务器和网络基础设施［7］。随着计算机变得越来越普遍，科学家和技术人员尝试将算法优先访问到CPU的基础设施和平台提供给最终用户［8］。2008年初，美国加利福尼亚大学计算机科学学院发展了Eucalyptus，成为第一个开放源码、AWSAPI兼容的平台，并由此部署私有云;同时，在一个欧盟委员会资助的项目中，加州大学成为第一个开源软件部署私有云和混合云的云联盟9］。到2008年中期，Gartner公司看到云计算“是一个机会”［10］，并预计“转移的计算将导致戏剧性的增长”［11］。云技术主要是提高了IT基础架构、软件和服务的经济性、可访问性、可扩展性和弹性，从而以低得多的成本，为机构提供了新的信息化解决方案［12］。云计算技术是网格计算(GridComputing)、分布式计算(DistributedCompu-ting)、并行计算(ParallelComputing)、效用计算(UtilityComputing)、网络存储(NetworkStorageTechnologies)、虚拟化(Virtualization)、负载均衡(LoadBalance)等传统计算机和网络技术发展融合的产物，包括基础设施即服务(Infra-structureAsAService)、平台即服务(PlatformAsAServ-ice)、软件即服务(SoftwareasaService)等几个层次的服务［13］。云计算(CloudComputing)即“计算服务”(Compu-tingasaService)，是将数据资源作为“服务(Service)”供使用者通过互联网来获取。通过定义，可以看出云计算技术通过网络连接可将大的整体性的操作过程程序分散为N个较小的子程序，然后将这些众多的子程序交给众多部服务器所构建的庞大处理系统处理，经查找、分析、计算之后将得到的结果回传给使用者。这样，使用者就可即时得到并享用自己所需的结果或资源。由此，我们可以看出，云的观念在于尽可能地扩大了共享的范围，并在一定程度上提高了信息使用效率。如果我们把学习当作是一个有目的的主动建构知识的过程，而不是一个被动吸收、反复练习和强化记忆的过程［14］，那么这个建构的过程也是一个对外部信息收集、加工、反馈及调整的过程。在这个意义上来理解学习，云技术则为教学提供了诸多便利。在云技术得以应用的前提下，用户不需安装服务器或任何客户端软件，就可在任何时间、任何地点、任何设备上通过浏览器随时随意访问，使各种应用系统能够根据需要获取存储空间及各种软件服务，教学和学习过程将可以在任何时间和任何地点。可以看到，该学习模式基本是基于短信或WAP方式从而重构的学习平台。云技术将大量的信息和资源集中在一起，使应用程序能够获取存储空间及各项服务，而教师与学生也能在云端中获取自己所需的资源。云端中包含大量的计算机集群进行海量的存储与计算，相对教学来说，用户可以从云端获取到学习资料，进行即时通讯以及随时随地接收最新信息，在云服务器中畅游，创造良好的学习环境。云技术的核心思想就是资源的全面共享，它可以将与网络连接的大量多媒体教学资源进行统一管理和调度，构成一个即时、全面的无限扩展的“多媒体教学资源云”。教师们可以随时进入云中查找自己所需的各种多媒体教学资源，设计高水平的多媒体课件。这样就使很多教师从重复、繁琐的课件制作中解脱出来，节省了大量的时间，可以更好地规划课堂教学，提高教学效率。云技术与法学教育相结合，可具有如下之特征:(1)更大的教学覆盖率。由于云端具备海量存储能力，提供动态的存储空间和数据服务，允许用户在云服务器上存储数据并且可以在任何时间和地点访问这些数据，这种服务称为数据存储即服务。云端海量的存储能力所带来的首先就是教学覆盖率的扩大。数据存储在云端服务器中，只要网络覆盖到的地方，用户就可以学习工作。随着移动终端用户覆盖率不断扩大，互联网接入要求以及运营商的收费也在不断降低，不管身处何处用户也可以平等地享有云带来的服务，享受云端提供的海量文献资源。(2)更高的学习积极性。传统法学教育的网络化主要依赖于固定网络固定计算机，移动学习的出现打破了这一局限性，学生可以使用移动通讯设备，如手机、平板电脑等便携性设备进行远程学习，在空闲之余能实时进行学习并获取文献资源这一灵活性极大地提高了学生的学习积极性。(3)更好的教学资源整合。云技术所带来的海量存储有助于各项教学资源的整合，文献资源可以不仅仅局限于一所学校一门学科，每个教学机构都在云服务上开辟属于自己的空间并互相共享，管理者根据资源进行分类整合，并不断进行修改与完善。(4)更便捷的信息交互平台。云服务提供一些面向服务的、可配置的、可调度的、可预见的和可靠的通信能力，即通信即服务，从而保证网络安全和数据通信。就法学教育而言，同样云服务也解决了移动学习的网络传输问题，通过在云中构建移动教学辅导、问题交流和在线讨论答疑等模块，较好地开启了学生与教师的实时交互活动。这意味着，云技术为移动学习提供了重要的支撑，在法学教育中具有了不可替代的优势，极大地帮助了移动教学的开展。移动学习的灵活性以及便携性提高了学生的学习自主性和积极性，同样云技术的海量存储运算能力也建立一个良好的虚拟学习环境，学生与教师的时空分离性已不再是限制教与学之间的重要因素，教师可以随时上传教学资源，学生可以自主性地选择学习的时间、地点、设备，随时随地开展学习。
三、法律教学云的设想
篇7
摘要：本文提出了计算机专业毕业设计课程的“五段式”教学模式。
关键词：教学模式；教学改革；多媒体；网络
中图分类号：G642
文献标识码：B
传统的教学模式存在很多弊端，目前新的教学模式也不见得处处适用。关键还是要看是否能够较好地达到教学目标，得到较好的教学效果，培养了学生的综合素质和能力。选用合适恰当的教学模式对于学生的能力培养将起到不可替代的作用。
针对不同的教学模式的特点和计算机毕业设计课程的教学目标，我们在教学的实践过程中提出了针对计算机毕业设计课程的教学模式的改革探索，提出了“五段式”教学，即“理论教学阶段+案例演示阶段+网上交流阶段+小组点评阶段+设计答辩阶段”。
1第一阶段：理论教学阶段
主要采用“粉笔+板书+多媒体”的教学模式。集中讲解软件工程的相关知识和理论。将软件生命周期的各个阶段要做的工作和可以使用的各种工具算法介绍清楚。特别是采用多媒体课件可以动态的展现不同的软件设计模型的形成和使用特点。学生需要经过抽象、形成概念、掌握规律、形成理性认识，以后才能灵活应变，去解决千变万化的实际问题。该阶段目的是使学生对理论知识有全面具体的了解和初步的使用。
经心理学家研究证实：人类获取的信息，83%来自视觉，11%来自听觉，3.5%来自嗅觉，1.5%来自触觉，1%来自味觉；一般人类能记住阅读内容的10%，听到内容的20%，看到内容的30%，同时听、看到内容的50%，在交流过程中自己所说内容的70%。多媒体技术可以模拟现实环境，利用视觉、听觉等多种形式对学生进行多感官的刺激。把多媒体技术引入教学，可以提高学生的学习效果，同时增强学生学习的自主选择性，充分发挥学生学习的主观能动性和个人潜能，从而实现因材施教。
多媒体课件是采用多媒体技术将图像，文字，声音，动画等综合起来表现教学内容的一种多媒体软件。它可以演示、模拟动态的发展过程，不仅可以激发学生的学习兴趣、渲染教学气氛，还能有效地突破教学重点、难点，收到事半功倍的效果。
2第二阶段：案例演示阶段
主要采用多媒体课件，展示往届学生成功的设计作品。在展示过程中强调理论和实际的结合点，强调理论怎样应用于实际问题的解决，更进一步强调生命周期不同阶段的注意事项。比如说，确立题目一定要有现实意义，有技术可行性、经济可行性。启发学生发散性思维，找准切入点。做好需求分析尤为重要，可以拿出反面的案例进行分析。该阶段的目的是使学生形成感性认识，进一步明确理论知识的指导作用。
案例课程的教学过程大体分以下几个步骤：
针对学习目标设计问题或任务,或者让学生确定问题。
将所要学习的概念，技能蕴含在所要解决的问题或任务之中。
通过解决问题，学生会掌握有关的知识，发展相应的技能。
该教学模式是基于建构主义的基本思想设计的，有利于培养学生的研究精神和自主学习的能力。
3第三阶段：网上交流阶段
主要是利用计算机网络为媒介。大家一边开始在机房着手毕业设计，一边可以在qq群里或者是BBS上发表个人毕业设计观点等，集思广益，大家共同讨论，确定设计小组，组员分工，选题，课题可行性等。这种模式可以激发学生的思考，同时不受时间地点的限制，给了学生充分的时间和空间进行交流。老师也可以对关键性的问题进行启发和指导，这为教师及时与学生进行交流和教学提供了一个很好的平台。该阶段的目的是使老师和学生，学生和学生进行从选题到总体设计的充分交流。
随着现代网络技术的飞快发展，它已经改变了人们获取信息和知识的方式，突破了时间、空间对教育方式的限制，为利用网络资源组织教学提供了物质保障。以网络为主的教学模式就是以网络为依托，充分发挥虚拟教室、远程教学、分布式教学等现代化教学技术的作用。如，开设网上选修课，进行网上考试，网上管理学生成绩，教学信息，布置作业，批改作业等。目标就是要通过现代信息技术所提供的理想学习环境，彻底改革传统的教学结构与教育本质，培养出大批创新性人才。
以网络使用为主的教学模式与传统学习模式相比呈现许多新的特点：时间的终生化，空间的网络化，主体的个性化，内容的整合化，交往的平等化等。充分发挥学生学习的主动性，突出了学生的个性，实现了教育资源的共享。
4第四阶段：小组点评阶段
主要是采用探究式的教学模式。当各个毕业设计小组设计进行到详细设计阶段，由老师组织一次小组点评。由不同的课题小组展示自己队伍目前的工作状况和特点。老师与组，组与组进行探究式讨论。该阶段的目的是调动大家的积极性，明确设计中存在的问题，相互进行学习和借鉴，进一步巩固理论，应用于实践。
探究式课堂教学过程中，教师对学生进行启发诱导，学生进行独立自主学习和合作讨论，以现行教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试活动，将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。
该教学模式能够很好地提高学生的智力，发展学生的创造性思维，培养自学能力，使学生掌握科学的学习方法，提高课堂学习的活力和效力。教师调动学生的积极性，为学生的学习设置探究的情境，建立探究的氛围，促进探究的开展，把握探究的深度，评价探究的成败。学生需要明确探究的目标，思考探究的问题，掌握探究的方法，敞开探究的思路，交流探究的内容，总结探究的结果。这是一种双向的交互式的学习模式。
5第五阶段：设计答辩阶段
主要是以组为单位在机房做毕业设计，完成后参加答辩。该阶段可以采用网络作为辅助的媒介，方便小组间的学生交流。本阶段的目的是在交互的环境下顺利完成毕业设计，对优秀的毕业设计给予表扬。
“五段式”教学模式，适合计算机专业毕业设计课程的特点。能够将教学过程中的老师、学生等有效的融为一体，激发了学生的学习热情，调动了学生的学习积极性，提高了学生的学习效率。使得学生在实践中掌握了理论，提高了自身的能力和水平。实现了创造性的学习目标，使教学信息双向化。它还克服了单一教学模式的不足，综合地解决了具体的问题。
该教学模式目前比较适用于计算机专业毕业设计课程的使用，并且在实际的教学工程中体现了一定的优势，但是还需要在实践教学中继续总结，不断改善。
参考文献
[1] 蒋家付.当代电化教学模式比较研究[J].电化教育研究,1999,(1).
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关键词：建筑设备自动化；互动式教学；课程体系；教学研究
中图分类号：G640；TU6 文献标志码：A 文章编号：10052909（2015）04008703
建筑环境与能源应用工程专业，简称建环专业，该专业是土建领域高级人才培养和科技发展的重要支撑。截至2011年，全国已有181所高校设有建环专业＼[1＼]。2012年普通高等学校本科专业目录中把建筑智能设施（部分）和建筑节能技术与工程两个专业纳入建环专业，专业范围扩展为建筑环境控制、城市燃气应用、建筑节能、建筑设施智能技术等领域。建筑自动化课程为其主干专业课程之一，对学生深入了解建筑设备自动控制系统起着重要的作用，也为今后从事建筑环境与设备的研究工作打下坚实的基础。该课程的特点是教学内容多、关联性学科和知识也较多，涉及很多建环专业学生不太熟悉的领域，教学难度较大。笔者以多年的教学体会，特别是在与同行间的交流中感到，该课程教师的一个共识是结合案例的互动式教学方式能够达到比较好的教学效果，设计合适的案例并采用适宜的教学手段是提高教学效果的关键。本文从教学实践经验出发，设计3个易于操作的教学实例，并借助Simulink模拟工具和小型实验台，在课堂上运用笔记本电脑、无线网络等操作工具进行互动讲解。此外，对复杂的建筑设备系统，给学生留出一定的拓展空间，以课后训练和课堂讨论的形式完成。教学实践证明，采用该教学方式取得了较好的教学效果。
一、教学内容的调整与整合
建筑设备自动化是建筑环境与设备专业的一门主干课程，它的主要任务是通过各个教学环节，运用各种教学方法，使学生系统地掌握建筑设备自动化系统的基本概念、控制原理的初步知识以及双位控制、PID控制等控制调节方法，建筑热湿环境的控制方法，设备与系统的控制方法，并从整体设计出发了解建筑自动化系统的通信技术、设计过程、分析整定方法和关键问题。
建筑设备自动化系统实际上是一套中央监控系统。它通过对建筑物（或建筑群）内的各种电力设备、空调设备、冷热源设备、防火、防盗设备等进行集中监控，达到在确保建筑内环境舒适、充分考虑能源节约和环境保护的条件下，使建筑内的各种设备状态及利用率均达到最佳的目的。建筑设备自动化课程涉及很多自动控制方向的课程知识，如自动控制原理、传感器、数字电子技术、模拟电子技术、通讯技术、计算机控制、模糊控制、单片机等。同时，要实现建筑设备系统的控制，不可避免地要用到建筑冷热源、空气调节、通风工程、制冷与风机、供热工程等专业知识，几乎涵盖了建筑环境与能源应用工程所有的专业课。此外，在控制策略、控制品质上还涉及到建筑环境学等专业基础知识（见图1）。
图1 建筑自动化系统知识
教学内容上，以高校建筑环境与能源应用专业指导委员会推荐的教材为主＼[2＼]，由于受到课时的限制，对教材中的内容作了适当调整。首先根据知识点将教学内容分成两个大类：一是控制基础与控制仿真部分，包括自动控制的基本概念、基本控制原理和基本控制规律、计算机控制理论相关知识、模糊控制原理与实现、传递函数（主要掌握拉式变换）、控制参数的工程整定方法、Matlab软件基础（主要掌握Simulink控制工具箱）等；二是建筑设计系统控制，包括常用的建筑设备和空调风系统、空调水系统、空调冷热源、集中供热等建筑用暖通空调系统。为了将教学内容有机地融合起来，设计了6个工程实例，分别是加热水箱温度分层的自动控制、恒温恒湿空调机的自动控制、散热器实验台的自动控制、变风量空调系统的自动控制、空调冷冻水系统的自动控制、集中供热系统（输配管网）的自动控制。实例由浅入深，依次讲解。由于受课时的限制，对简单的工程实例，如前3个工程实例，需要详细讲解与分析；对比较复杂的工程实例和工程问题，要进行合理的简化后建立仿真模型，并留出一定的课堂讨论空间给学生，由学生在课后完成。高等学校建筑环境与能源应用工程教学指导委员最新的本科指导性专业规范，规定建筑自动化课程内容包括通讯网络技术（通讯协议）和楼宇自动化的相关内容。这些内容只作为学生了解的内容，选择与本专业关联性较大的部分，从整体设计出发介绍建筑自动化系统的通信技术、设计过程、分析整定方法和一些关键性问题。如国际上比较通用的楼宇自控系统专用协议BACnet、适用于集中供热系统监测控制的通讯网络连接形式等。
二、授课主体的优化组合
建筑设备自动化课程涵盖的内容非常多，如自动控制原理、传感器、数字电子技术、模拟电子技术、通讯技术、计算机控制、模糊控制、单片机等。同时，要实现建筑设备系统的控制，不可避免地要用到建筑冷热源、空气调节、通风工程、制冷与风机、供热工程等专业知识，这些知识几乎涉及建筑环境与能源应用工程专业所有的专业课，在控制策略、控制品质上还涉及建筑环境学等专业基础知识。侧重自动控制的教学内容由智能结构系统研究所的教师担任主讲，而涉及建筑设备系统部分专业背景和专业特征明显的部分内容由建环专业的教师担任主讲，两方面的教师互相配合，共同完成教学任务。在授课的过程中，也发现不同专业知识之间的交叉学习，不但对学生而且对教师也是一个很好的学习过程，它能促进各专业的融合与沟通。同时，控制工程专业教师直接参与教学，也扩大了相关知识面，能更好地解答学生的实际问题。
三、互动式授课
以往的教学以教师的课堂讲解为主，知识难以当堂消化，学生反馈信息也较少，加上课时的限制，教师很难将众多的教学内容全部进行详细讲解，因此学生感觉理解起来有困难。为此，教学中将控制实例用Matlab的Simulink控制工具进行模拟，相对基础和简单的实例直接在课堂讲授，复杂的实例由教师建好模型，再作课堂讲解和现场分析，并安排课后讨论，给学生留出思考的空间，这也是互动实践教学非常重要的一个环节。比如将教学内容中比较复杂的中央空调变风量系统和空调冷冻水系统安排在自主学习环节，给出讨论和拓展的空间。此外，在完成基本教学内容的基础上，打破固定实验题目的局限，鼓励自主创新。学生可以根据自己的兴趣来选择控制实验的内容，或提出控制策略。教师鼓励学生主动寻求实验方法，探索实验方案，在探索的过程中让学生感受知识的产生和获取过程，培养学生获取新知识的能力和分析与解决问题的能力。此外，引导学生参与实验的全过程：准备工作、具体操作和实验后的数据处理等，深化学生对实验项目所涉及各种知识、技术的理解，培养学生独立工作的能力。
在讲授同步模拟实例时，要求学生利用笔记本电脑，与授课教师同步完成控制实例的仿真建模、实现控制规律和控制参数的调整，配合简单的输出窗口或曲线，在计算机上显示控制结果，通过计算机仿真工具完成互动式教学。要求学生现场操作紧跟教师的操作进度，用仿真显示现场检验教学的效果。经过一个教学轮次的实验，绝大多数学生都能完成工程实例的仿真，可以自己改变控制规律和控制参数，了解调节过程各种影响因素的作用，达到了较好的教学效果。
四、实验台的设计建造
控制系统的仿真模拟虽然在一定程度上可以反映建筑设备或系统的自动控制和调节过程，但是对相对复杂的系统，Simulink控制工具建模时必须通过一定的简化，而且被控对象的一些物性参数需要实测获得或利用经验进行调整。因此设计适当的实验台或实验系统并完成实际的控制任务才能完全掌握建筑设备系统的控制任务，真正实现控制策略。土木工程学院建筑环境与设备研究所的专业实验室具有恒温加热水槽的实验装置和完整的地源热泵空调系统，经过适当的改造，可以完成部分实例的教学实验。为了进一步加强教学效果，设计开发一套模拟管网实验台，如图2所示，设置两个模拟热源（1和2）用主循环泵代替，分别设在管网两端。5个用户（用阀门代替用户阻力）分别增设一个加压泵。该实验台可以完成多热源多用户质调节、量调节和分布式变频调节等集中供热系统的调节模拟。实验台除了完成教学工作外，还可以通过变频水泵及用户阻力元件（平衡阀）的调节，测试识别管网阻力特性、水泵特性及多泵联合运行时的动态叠加特性等。目前该实验台已经完成方案设计和前期的筹备工作，并正在建设中。
五、结语
实践证明，改革后的教学效果明显优于传统的教学方式，取得了具有现实意义的教学改革经验。与此同时，在教学实践中也发现了一些问题：一是教学整体进度不是很快，建环专业学生没有Matlab软件的学习基础，操作Simulink控制仿真工具的熟练程度差别较大，少数动手能力较差的学生影响了整体的教学进度；二是将计算机带到课堂以后出现了新的问题，有部分学生利用电脑做与课堂教学无关的事。这些问题还需要在今后的教学工作中加以总结和改进。
参考文献：
篇9
随着大数据时代的崛起，云数据时代的来临，大数据给各行各业的发展模式和决策带来前所未有的革新与挑战，教育行业同样不可避免。当前人们对大数据的认识尚处于初始阶段，特别是大数据在教育领域的研究和实践才刚刚开始，真正的将大数据完美地应用于教育，造福于教育，仍然有很长的路要走，这需要我们共同的努力！
一、何为大数据
《自然》杂志在2008年9月推出了名为“大数据”的封面专栏，讲述了数据在数学、物理、生物、工程及社会经济等多个学科扮演了愈加重要的角色。加里?金说：“这是一场革命，庞大的数据资源使得各个领域开始了量化进程，无论学术界、商界还是政府，所有领域都将开始这种进程。”大数据也称巨量资料，指的是所涉及的资料量规模巨大到无法透过目前主流软件工具，在合理时间内达到撷取、处理、并整理成为帮助企业更好经营决策的各种资讯，同时与大数据相关的数据存储、数据安全、数据分析等领域也都属于大数据范畴。
二、大数据对教学的影响
中国原始社会时期，“燧人之世，天下多水，故教民以渔”，“宓羲氏之世，天下多兽，故教民以猎”，法家思想的集大成者韩非子也有“世异则事异，事异则备变”的观点，足见教育是需要根据现实变化的。
在教育领域中，大数据除体现传统数据的所有宏观功能外，还能收集分析详尽的微观个性化数据，大数据的优势立显。传统数据诠释宏观、整体的教育状况；大数据用于调整教育行为与实现个性化教育；传统数据来源于阶段性的，针对性的评估，其采样过程可能有系统误差；大数据来源于过程性的，以第三方、技术型的观察采样的方式误差较小。传统数据分析所需要的人才、专业技能以及设施设备都较为普通，易获得；大数据挖掘需要的人才，专业技能以及设施设备要求较高，并且从业者需要有创新意识与挖掘数据的灵感而不是按部就班者。
大数据带来新一轮教育信息化的浪潮已然随着硬件的高速革新和软件的高度智能无法抗拒地推到了我们面前。作为新时期的教育管理者，唯有掌握良好的“冲浪”技术，转变教育思想，及时利用大数据服务学校管理、改革教育教学，提高办学质量。
三、大数据教学管理模式
随着时代的发展，科技的日新月异，以往的教学管理模式正在慢慢退出历史舞台。这种以现代信息技术为支撑，大数据为载体的新型管理模式极大地实现了教育资源的共享与充分利用，促进了工作效率的提升，转变了工作效能，让工作更加具有时效性，科学性，及时性。管理透明化、简约化、信息化。
1、教育大数据管理的模型构建
正如2014年全国教育工作会议提出的，今后一个时期我国教育管理的目标是“加快推进教育治理体系和治理能力现代化”，我国的教育管理模式将发生质的变革，大数据管理模型应运而生。
大数据支撑的教育管理模型：以“主体、对象、资源、目标”为核心要素，建立多级连通共享的教育云，构建教育管理复杂系统，利用云技术处理教育云端大数据，为教育公共服务机构、教师和学生提供全天候多终端个性化需求的教育资源服务、专业发展服务和综合素质发展服务，提升教育资源配置的合理性和公平性，提升教育决策科学化水平。大数据教育管理新模式如右图所示。
在教育管理中，人的因素是重要的教育数据，是一切教育数据的来源。教育资源的配置，首先要进行科学合理的资源基本分类：人才资源、财物资源、知识资源；教育内容、教育理论、教育方法、教育经验等，是教育资源配置中的隐性资源，却是根本资源；技术资源是大数据教育管理的生产力资源，教育技术尤其是教育信息技术、大数据、云技术的应用，是管理主体满足教育服务需要，合理配置教育资源的应用型资源。
2、教育大数据管理的行动路线图
教育大数据管理是一个长远的伟大工程，从当前的教育信息化建设水平和面临的挑战综合考虑，还有相当长的路程要走。我们需要在思想上、理论上和实践上全面推进，迫切需要制订正确而长远的行动路线图如又图所示。
这是三个层级的运行策略：底层是大数据教育管理的基础建设――教育云的建设，各区域应遵循国家教育数据标准，建设分布式教育数据中心（云）――资源库+数据库+数据关系逻辑的建构，为云端教育教学资源配置提供基础硬件支撑，进而建设三层智慧平台――智慧校园、智慧学堂（课堂）和智慧终端（尤其是移动终端）――应用平台建设，同样作为基础层级的是教育资源的大数据挖掘――对教育过程所产生的数据进行统计、分析、建模等处理，为教育管理决策提供数据应用；位于高层的是教育大数据管理的操作系统，从公共服务到学生个体发展，利用大数据进行教育资源的公平配置和个性化供给，推进教育发展与改革，使人人享有优质恰当的教育资源，促进教育的优质可持续发展，推进教育品牌建设和创新提升，形成高效绿色的教育文化。
四、大数据教学管理的优越性
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[关键词]软件工程；翻转课堂；云计算；教学平台
[中图分类号]G40-057 [文献标识码]A [论文编号]1009-8097（2013）08-0026-06 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2013.08.005
一、引言
计算机类课程内容抽象，难于理解，不易自学，学习难度较大，很多学生遇到困难后容易产生畏难情绪，缺乏学习的动力与兴趣，甚至产生厌学心理，学生逃课率高，并形成恶性循环。软件工程是一门综合应用学科，软件工程专业具有实践性、工程性、实用性等特征。学生难以靠听讲软件工程的理论学会开发一个真实的软件，而是在“动手做”和“真正练”中体会和掌握软件开发的思想。传统计算机类课程教学重理论、轻实践，“学”、“用”脱节，重教师的知识传授，轻学生的主动学习，学生积极性低。计算机类课程本身的特征形成了课堂理论讲解越多、学生整体收获越少的怪圈。诸多学者提出采用项目驱动式教学法，强化实验、实训，提高学生实际操作能力、思维能力与创新能力。而“翻转课堂”是有效实施项目驱动式教学法的教学模式，“翻转课堂”成功的关键是技术工具与教学的结合，云计算等现代信息技术的运用是“翻转课堂”得以实现的重要手段和资源。
二、“翻转课堂”、云计算辅助教学的应用与研究现状
1.“翻转课堂”的应用与研究
“翻转课堂”（Flipped Classroom）是一种对知识传授和知识内化的颠倒安排，即“学生白天在教室完成知识吸收与知识内化，晚上回家学习新知识”的教学模式，是“老师白天在教室上课传授知识，布置家庭作业，让学生回家练习完成知识内化”这一传统教学模式的翻转。通过运用现代技术手段，教师将常规课堂讲授的部分制作成教学视频，作为家庭作业布置给学生在家中观看、学习，而课堂变成了师生、生生之间互动的场所。“翻转课堂”的实质是：增加师生互动；提供学生自主学习的环境；教师成为导师：直接指导和建议式学习混合；缺席学生不会被落下功课；内容永久保存；所有学生参与学习并获得个性化教育。美国学者Maureen LaKe，Glenn Platt and Michael Treglia最早在教授《经济学入门》课程时采用翻转教学模式，但没有明确提出“翻转课堂”这一概念。2007年，美国卡罗拉多州伍德兰高中两位化学老师JonathanBergmann和Aaron Sams在课堂中采用“翻转课堂”教学模式并发现用这种模式取得的教学效果远比传统模式好得多，两位老师的实践引起越来越多的关注，此后，这一模式在美国中小学教育中快速推广。2011年，Salman Khan在TED（Technology Entertainment Design）大会上做了《用视频重新创造教育》演讲报告，阐释了“翻转课堂”的内涵，“翻转课堂”成为全球教育界关注的教学模式，并被加拿大《环球邮报》评为2011年影响课堂教学的重大技术变革。
2011年，重庆市江津聚奎中学和广州市海珠区第五中学相继实施“翻转课堂”并获得了良好的教学效果，成为国内基础教育领域“翻转课堂”实践的一面旗帜。国内学者对“翻转课堂”的研究逐渐增多，曾贞（2012）探讨了反转教学的特征、实践及问题；张金磊、王颖等（2012）在对国外教学实践案例研究的基础上，构建出“翻转课堂”模型；朱莎、宋化民（2012）探讨了“翻转课堂”在农民科技培训中的应用；马秀麟、赵国庆（2013）对大学信息技术公共课“翻转课堂”进行了实证研究，认为课堂讨论对知识内化有帮助，对于大学信息技术公开课具有潜在优势；张金磊、张宝辉（2013）提出了基于游戏化学习理念的“翻转课堂”模式；钟晓流（2013）构建了一个太极环式的“翻转课堂”模型并给出了实施的要点。目前，对“翻转课堂”的研究与应用主要集中于中小学教育，在普通高校尤其是针对某一专业的研究与应用成果较少。
2.云计算辅助教学的应用与研究
2009年，黎加厚教授正式提出了“云计算辅助教学”（Cloud Computing Assisted Instructions，CCAI）概念，即利用“云计算”提供的服务，支持教师的教学和学生的学习，提高教学质量。“云计算”可以应用于教学、实验实训、教学管理、学生管理等方面。云计算辅助教学具有一切皆服务（everything as a service）、事事可在线（everything online）、更快更方便（everything easy and quick）、更加个性化（everything personal）等特征。云计算的廉价和方便会使越来越多的学校和个人把自己的信息处理迁移到“云”上。2012年4月，厦门大学软件学院、工信部移动云计算教育培训中心、厦门超级计算中心（云计算中心）举行共建“云计算教学实训基地”签约仪式，开创了我国云计算实训教学的先河。2012年3月，聚奎中学构建了“翻转课堂”云计算教学平台，成为江津云计算产业在教育领域应用的典型范例，但只是互联网功能的简单替代，未进行真实在线软件开发实践。近几年，诸多学者从云计算辅助教学的可行性与作用、协作学习与网络学习策略、云计算教学资源平台的构建等方面做了较多较为深入的研究，但结合“翻转课堂”教学模式构建云计算教学平台的研究成果较少。
三、软件工程“翻转课堂”云计算教学平台架构
1.软件工程“翻转课堂”教学模型
美国富兰克林学院Robert Talbert（2011）教授结合线性代数课程实践总结出“翻转课堂”实施模型并取得了良好的教学效果，如图l所示，“翻转课堂”包括课前和课中两个阶段：课前，学生在家观看教学视频，然后进行针对性地练习；课中，学生快速完成少量测评，然后通过解决问题来完成知识的内化，最后，进行总结和反馈。
软件工程专业具有很强的实践性，理论知识抽象，难于理解，不易自学。因此，需要对Robert Talbert提出的“翻转课堂”教学模型进行改进才更加适合于软件工程专业。如图2所示，在课前，学生在家观看教学视频学习软件开发理论与进行针对性训练时，需要及时与任课教师进行交流、答疑，否则，学生将“知难而退”，难以实现课前学习的目标。为了让学生在课堂上有更多的时间进行项目训练，将学生课中的测评移至课前，学生训练过程即完成测试过程，并且教师能快速统计、掌握学生的课前学习情况。在课中，以真实项目开发为主线，教师首先简单讲解多数学生在课前学习中存疑的概念、知识点，然后简要介绍软件项目背景，提出项目目标，引导学生了解项目任务，分组探讨并进行项目规划、需求分析、系统设计、编码实现与软件测试。在软件开发过程中，学生之间可以进行交流，研讨问题，不断向教师提出疑问，教师回答学生疑问，并适当点拨理论知识，不断引导学生思考更深层次的问题，学生在“训练-思考-提问-点拨”的过程中不断提升，理顺各知识点之间的关联性，直到学生提交、展示设计成果，教师进行点评总结，进一步提升理论。
2.软件工程“翻转课堂”云计算教学平台架构
课前学生视频观看、训练与测验、学生管理与监控、学生学习状态信息的统计与获取、师生交流、课堂学生软件开发管理与文档提交、学生成绩评定等都需要网络教学平台。云计算网络教学平台不但有利于实现“翻转课堂”良好的教学效果，为师生提供方便，而且能降低学校固定资产投资与运行成本，减轻学生负担。如图3所示，软件工程“翻转课堂”云计算教学平台按照服务类型可以分为三层：第一层为基础设施服务层（Iaas），由计算机、存储器、网络设施、数据库等物理资源组成，并将同类型物理资源集成为计算资源池、存储资源池、网络资源池、数据库资源池、软件资源池等虚拟化资源，将硬件设备等基础设施封装成服务供用户使用，是整个云计算服务体系的基础，通过虚拟化资源池为“翻转课堂”云计算教学平台提供计算、存储、网络等按需的动态云基础设施服务，最大特点是允许用户动态申请或释放节点，按使用量计费；第二层为软件在线开发平台服务层（PaaS），构建在基础设施层之上，对资源的抽象层次更进一步，使用特定的编程环境，遵循特定的编程模型，负责资源的动态扩展和容错管理，为软件项目开发全过程提供环境支持、构件支持、开发工具支持、文献支持，为软件开发资源与虚拟教学资源如视频资源等的建设提供接口，通过分布式计算环境和分布式存贮环境提供海量资源系统、海量数据库系统、海量信息系统等服务，在线云通过在线开发平台将操作系统、应用开发环境等平台级产品以Web服务的方式提供给师生，方便教师在同一平台上进行教学资源设计，也方便学生在同一平台上进行真实项目训练，有利于师生对教学资源的充分利用；第三层为教学资源应用服务层（Saas），位于最上层，是师生与云计算服务体系的接口，将某些特定应用软件功能封装成服务，如直接为师生提供开发文档生成、软件检测、视频资源播放、课前训练与测试、师生、生生之间在线交流、学生管理等应用软件服务。师生不受时空限制，使用PC电脑、3G手机或其他移动终端设备访问“云”端，接受云计算技术系统提供的海量服务。
“翻转课堂”云计算教学平台既可选择公有云，也可选择私有云。公有云平台能够提供通用的运行环境和网络教学功能，学校无需自行构建网络教学平台，可以降低建设成本。但公有云平台一般不向用户开放源代码，用户不能将教学资源以编译代码的方式上传至云平台，限制了云计算教学平台的个性发挥与软件的复用。因此，最好选择公有云与私有云相结合的“混合云”方式构建软件工程“翻转课堂”云计算平台，即通过公有云模式降低学校IT基础设施的投资成本，且通过私有云模式来确保平台个性化的充分发挥。
四、软件工程“翻转课堂”云计算教学平台主要功能模块
“翻转课堂”云计算教学平台功能模块主要包括课堂软件开发模块、课前理论学习模块、运行管理模块、学生评价模块，其关系如图4所示：
1.软件开发模块
“翻转课堂”由传统课堂的“先教后练”转变为“先学后练”，弱化“教”，强调“学”，突出“练”，其中“学”为学生采用观看视频的方式自学软件开发理论知识，“练”为软件项目开发训练，并且“练”占全部学习时间的比例大大增加，更加重视学生实验实训，学生学习的自主性增强，自由度增加。因此，要想达到良好的教学效果，对学生“学”的内容、“练”的环境提出了更高的要求。“翻转课堂”云计算教学平台应满足真实实验实训基地的“真实的企业项目”、“真实的企业化管理”和“真实的企业环境标准”三个“真实”要求。软件开发模块是软件工程“翻转课堂”云计算教学平台的核心模块，主要包括项目规划、需求分析、系统设计（总体设计、详细设计）、编码、测试等项目开发全过程并展现软件产品，每一个过程应能生成相应的项目文档。在课堂上，通过教师的引导，学生登陆至学校的云计算平台进行真实的软件项目开发训练，并且可以得到教师的全程适时指导、动态监控。学生在同一平台上，既可以分组研讨开发，又可以单独思考，并与教师实现一对一的面对面交流。通过校企深度合作，学校在云平台上建立真实软件项目库、案例库，为学生提供真实开发项目，或者校企共建软件开发云平台，学生在企业项目经理的统一安排下参与企业真实项目开发，起到“工学结合、顶岗实习”的作用。
2.理论学习模块
曾贞提出了“翻转课堂”的三个关键步骤：观看视频前的学习一讨论并提出问题；观看视频时的学习一根据问题寻找答案；应用并解决问题的学习一深入问题进行探究。在“翻转课堂”中，学生主要通过观看教师提供的教学视频来获取理论知识，通过课前针对性训练基本消化理论知识，并且师生都需要及时了解学生理论知识的掌握情况。可以看出，云计算理论学习模块由教学视频、课前训练、课前测试统计、师生交流等子模块组成。教学视频子模块具有视频播放、快进、慢放、重放、后退、暂停等功能，便于学生自定进度，自主学习。教学视频的视觉效果、互动性、时间长度等对学生的学习效果有着重要的影响。不但视频内容要与教学目标和课堂训练内容相吻合，而且要清晰、简明、到位地解释新知识点、主题要点，知识点的解释要先浅后深，具有逻辑性、层次性、递进性，同时要注意讲授节奏、选取例子、互动策略。在每个知识点讲授之前需设置问题，以便学生带着问题观看视频并在其中寻找答案，每个知识点讲解结束之后，学生通过课前训练子模块及时进行简单训练、应用知识与研讨问题。师生通过课前测试与统计子模块检测学生对理论知识的掌握程度，及时向师生反馈，教师还能快速了解学生的总体情况，便于在课中进行针对性的讲解。在课前学习全过程中，学生均可以通过师生交流子模块进行交流，及时解答学生的疑问。
3.运行管理模块
云计算运行管理模块是“翻转课堂”软件开发训练与课前理论学习的支持与保障模块，位于云计算教学平台应用服务层（SaaS），通过特定应用软件封装成服务提供，主要包括：项目管理、学生管理、资源管理等子模块。
（1）项目管理子模块
教师通过项目管理子模块对学生项目开发训练的全过程与结果进行监控与检查。项目管理子模块主要涉及项目的集成管理、范围管理、质量管理、成本管理、时间管理、资源管理、风险管理、合同管理、沟通管理等九大知识领域，其中，质量管理、成本管理、时间管理为项目管理的核心领域，成为“翻转课堂”教师监控的重点。软件项目开发各阶段的开发文档与产品，经文档输出子模块与产品展示子模块进行输出和展示，任课教师通过项目管理子模块及时进行监控与阶段评价。学生将开发过程中遇到的问题在项目管理平台上，教师通过师生交流子模块进行交流或者进行面对面的交流，及时解决学生在训练中存在的问题。项目管理各阶段对所有学生开放，让各小组学生能及时了解其他组学生的软件开发进度、质量等情况，进行成果交流；一方面，促进各组之间互相学习、协作开发、共同提高，另一方面，建立竞争机制，让学生亲身感受各组之间的竞争与压力，体验企业工作氛围。
（2）学生管理子模块
学生管理子模块可以进一步分为课堂学生管理子模块与课外学生管理子模块。课堂“翻转”以后，基础理论知识的学习由学生在课前自主观看视频进行，学生课外自学效果直接影响到课堂训练，教师不能现场监控，因此，有效的课外学习监控是“翻转课堂”成功的重要因素。哪些学生观看了视频？哪些学生对哪些知识点没有掌握及掌握的程度又如何？教师只有对学生的课前学习状态了如指掌，才能在课堂上有针对性地安排训练内容，组织研讨活动，进行答疑解惑、擦漏补缺、总结与提升。课外学生管理子模块与课前测试与统计子模块相连，不但能动态监控学生课前视频观看、课前训练过程、课前协作研讨，而且能输出课前测试情况、课前关键控制点及统计信息，以便教师及时全面地掌握学生课外学习效果。
在“翻转课堂”中，课堂成为学生项目探究、问题研讨的场所，教师通过与学生面对面的交流及现场状态观测，能基本了解学生的学习与训练的状态。但因为课堂时间的有限性，教师与一些学生进行交流时，就失去了与另外一些学生交流的机会，同时，教师对学生训练与探讨的结果也难以通过面对面的交流全面掌握，尤其是软件工程专业学生进行开发训练的文档，教师在课堂上来不及一一检查，难以结合课堂训练情况对学生下一次课的学习资源进行调整、优化，因此，云计算课堂学生管理子模块对学生课堂训练效果具有记录与检测输出的功能。另外，应具有：对学生请假、考勤与学习态度进行监控的功能；对学生个体与小组实训计划完成、理论知识的应用、创新等的检查功能；对学生团队学习的监视功能，如开发经理、计划经理、测试经理、技术支持经理等角色任务分配、岗位轮换、协调配合、团队成员士气、团队之间竞争与压力等。
（3）资源管理子模块
软件工程“翻转课堂”所需资源主要包括课前理论学习视频资源与课堂软件开发资源，“资源”本身的质量很大程度上决定了学生学习的效果。课前理论学习视频资源必须要与课堂软件开发训练资源高度相关，主讲教师可以亲自录制或者使用网络优秀开放教育资源建立视频资源库。自行录制教学视频容易与课堂训练和教学目标保持一致，甚至可以针对不同基础的班级录制不同版本的教学视频，学生自学的效果容易保证。如果借鉴现有网络资源，可以节省人力、物力，提高资源的利用率，但难以保证视频内容与课堂训练的一致性。视频资源管理子模块负责对视频资源的管理与调度，视频资源主要有视频制作工具、软件开发“云课件”、“云教材”、“云案例”、“云试题”等。课堂软件开发资源子模块主要对软件开发资源进行管理与调度，课堂软件开发资源主要包括软件开发云环境、企业真实软件项目库、案例库、软件开发专用技术资料、重点与难点讲解资料及相关文档、模版等，这是高级应用型软件人才培养的基础，是可教学化实训体系的核心。软件开发云环境通过云计算在线开发平台层（PaaS）提供，主要有软件开发的各种主流技术、先进开发工具、相关的帮助文档、开发文档。真实软件项目、案例应来源于校企合作企业，校企双方建立深度合作机制，按照培养计划的要求，精心挑选软件项目与案例，并进行可教学化改造，通过“云”端在线开发平台层（PaaS）建设真实的软件项目库、案例库。
4.学生评价模块
学生评价既是对学生学习全过程（课前理论学习、课堂软件开发实训）与效果（理论成绩与实训成绩）的评估，对教师教学过程与效果的检查，又是对“翻转课堂”教学模式及其云计算平台有效性的检验，是师生共同改进与努力的依据。学生评价模块涵盖如图4所示虚线范围，包括学生学习过程评价模块与学习结果评价模块。学生过程评价模块由软件开发各阶段文档生成、课前视频观看、课前训练与测试输出等子模块组成，学生结果评价模块由软件产品展示、实训报告、实训成绩、理论成绩与总成绩生成子模块等组成。项目文档输出模块能反映学生训练全过程的质量，也是学生专业知识、技术能力、综合能力和职业素养的直观展现，是任课教师课堂控制的重点：课前视频观看、课前训练与测试输出子模块能反映学生自我控制、自学过程与学生课前理论知识掌握程度，是课前云平台过程控制的重点。理论成绩是学生课前测试的结果体现，软件产品是学生开发真实软件项目的成果展示，实训报告是学生课堂实训过程的总结与提高展现，实训成绩是学生课堂实训的综合表现，总成绩是对学生学习、教师教学过程与结果的定量综合评定。
