張 鵬

（新疆廣播電視大學(xué) 信息處，新疆 烏魯木齊 830049）

2010年7月29日，《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010 - 2020年）》正式發(fā)布。該綱要明確提出了“優(yōu)先發(fā)展，育人為本，改革創(chuàng)新，促進公平，提高質(zhì)量”的工作方針，并提出了“構(gòu)建先進、高效、實用的數(shù)字化教育基礎(chǔ)設(shè)施。加快終端設(shè)施普及，推進數(shù)字化校園建設(shè)，實現(xiàn)多種方式接入互聯(lián)網(wǎng)”等教育信息化的發(fā)展任務(wù)①。在此綱要的指引下，2013年2月，國家開放大學(xué)（以下簡稱“國開”）正式啟動云教室建設(shè)項目。

作為信息技術(shù)在遠程教育領(lǐng)域的應(yīng)用典范，國家開放大學(xué)云教室是現(xiàn)代信息技術(shù)與教育技術(shù)的高度融合產(chǎn)物。它由雙向視頻系統(tǒng)、遠程監(jiān)控系統(tǒng)、無線投屏系統(tǒng)、智能交互桌面等多種現(xiàn)代化設(shè)備組成，具有在線面授教學(xué)、遠程實時教學(xué)、課程實時錄播、網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)、視頻會議、遠程面試與答辯等功能。同時也為學(xué)習(xí)者提供了多終端學(xué)習(xí)、以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)互動、教學(xué)內(nèi)容直觀性等全方位學(xué)習(xí)體驗。

一、云教室建設(shè)意義

國家開放大學(xué)云教室的建設(shè)旨在深入研究、探索和實踐先進信息技術(shù)在遠程教育中的應(yīng)用，改變了廣播電視大學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)模式。在已初步實現(xiàn)教學(xué)管理過程現(xiàn)代化的基礎(chǔ)上，進一步實現(xiàn)課堂教學(xué)活動的現(xiàn)代化，實現(xiàn)學(xué)、測、考、監(jiān)一體化，促進教學(xué)改革，改善學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗，提升教學(xué)效率。其建設(shè)過程必然是一個探索實現(xiàn)現(xiàn)代科技與教育的深度融合的過程②。

云教室的建設(shè)可有效解決遠程教育教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的師資力量不均衡、教學(xué)實時性、互動性不高等問題，有利于促進教學(xué)資源共享、構(gòu)建跨地域?qū)W習(xí)小組、組織豐富多樣的遠程教育教學(xué)活動等教育教學(xué)模式改革，為學(xué)習(xí)者提供更為優(yōu)質(zhì)的教學(xué)環(huán)境，為促進現(xiàn)代遠程教育的發(fā)展提供強有力的技術(shù)保障。

二、基于云教室的信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新設(shè)計與實踐思考

新疆電大作為國開云教室建設(shè)第一期試點單位，自2013年下半年正式投入使用以來，對教師以及技術(shù)管理人員進行了多次培訓(xùn)工作。通過組織開展云教室各類教學(xué)活動，使教師逐漸適應(yīng)了云教室教學(xué)環(huán)境，并從中積累了豐富的云教室教學(xué)經(jīng)驗，同時也對云教室的教學(xué)環(huán)境和教學(xué)模式提出了更高的技術(shù)需求。

作為信息技術(shù)融合的云教室，其建設(shè)離不開對信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新的研究。所謂信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新通?？衫斫鉃樾滦畔⒓夹g(shù)的應(yīng)用與信息技術(shù)的新應(yīng)用。新信息技術(shù)應(yīng)用一般來說是指通過采用可以優(yōu)化教學(xué)過程、提高教學(xué)質(zhì)量的新硬件設(shè)備、軟件平臺等，實現(xiàn)教學(xué)的創(chuàng)新。而信息技術(shù)新應(yīng)用的重點則在于充分挖掘現(xiàn)有設(shè)備、成熟技術(shù)的潛力，通過采用新的應(yīng)用方式來實現(xiàn)教學(xué)的創(chuàng)新。隨著云教室建設(shè)項目繼續(xù)發(fā)展，如何從信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新角度出發(fā)探索建立基于云教室的優(yōu)質(zhì)教學(xué)環(huán)境以及更為豐富的教學(xué)模式成了云教室建設(shè)過程中不可或缺的研究方向。

（一） 通過應(yīng)用程序虛擬化技術(shù)進一步完善云教室教學(xué)環(huán)境

對于遠程開放教育理工科的教師來說，通常在課堂教學(xué)時僅僅是采用在演示文檔中加入靜態(tài)、動態(tài)圖片、視頻等教學(xué)資源的方式，幫助學(xué)習(xí)者理解理工科中抽象的概念，但一些課程因受教學(xué)資源品質(zhì)與局限性等問題的影響，很難達到預(yù)期的教學(xué)效果，例如計算機類的專業(yè)軟件課程（圖像設(shè)計軟件、軟件開發(fā)軟件等）、物理專業(yè)中的模擬電路、化學(xué)專業(yè)中相關(guān)的實驗類課程。

隨著現(xiàn)代信息化的發(fā)展，各國的技術(shù)研究人員針對不同學(xué)科研發(fā)出眾多的可視化仿真軟件（如:Multisim電路仿真軟件等），它們的出現(xiàn)有效地解決了理工科專業(yè)演示實驗教學(xué)方式的需求。教師利用可視化仿真軟件進行教學(xué)，可以有效地提升課程的整體教學(xué)效果。然而，不同的應(yīng)用軟件對計算機的硬件配置以及系統(tǒng)有著較高的要求，這給云教室的管理工作帶來了很多不便，同時也給云教室硬件設(shè)備的性能帶來嚴(yán)峻的考驗。

如今，許多高校開始嘗試采用應(yīng)用程序虛擬化技術(shù)構(gòu)建本校的虛擬實驗室，新疆電大自2011年起開展應(yīng)用程序虛擬化技術(shù)研究工作，并搭建了基于Citrix Xenapp （思杰公司虛擬應(yīng)用交付管理軟件）的虛擬實驗室，通過虛擬實驗室滿足學(xué)習(xí)者對理工科類教學(xué)實驗的學(xué)習(xí)需求。云教室建設(shè)項目開展以后，我們借助應(yīng)用程序虛擬化技術(shù)將教學(xué)應(yīng)用程序（如可視化仿真軟件；計算機類學(xué)科軟件課程）統(tǒng)一集中安裝在專用的服務(wù)器上，不同地區(qū)的、不同專業(yè)的教師只需運行安裝在本地客戶端的插件便可訪問遠程服務(wù)器上分配的應(yīng)用程序。由于應(yīng)用程序是在服務(wù)器上運行，客戶端僅僅是遠程調(diào)用，所以對客戶端硬件需求也不是很高。應(yīng)用程序虛擬化技術(shù)實現(xiàn)了云教室系統(tǒng)間優(yōu)秀教學(xué)應(yīng)用程序的共享，降低了基層云教室中應(yīng)用軟件的資金投入成本，同時也大大減少了云教室管理人員的維護工作。如今，部分虛擬化廠商已推出了移動終端設(shè)備的客戶端，教師通過應(yīng)用程序虛擬化技術(shù)使用移動終端即可調(diào)用所需的應(yīng)用程序來完成授課。

（二） 云教室與虛擬演播室相結(jié)合實現(xiàn)高質(zhì)量的訪談式教學(xué)

隨著現(xiàn)代遠程教育的進一步發(fā)展，更多的教學(xué)方法被應(yīng)用在現(xiàn)代遠程教育中（如:訪談式教學(xué)、講演式教學(xué)等）。拿訪談式教學(xué)來說，一般是教師將教材中的基本概念及理論、教學(xué)難點和重點與社會實際相結(jié)合，通過現(xiàn)場教師與專家或具備豐富經(jīng)驗的工作者通過訪談形式共同完成的授課方式。這種授課方式通過調(diào)動學(xué)習(xí)者的多種感官，增強學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的主動性與積極性，激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣與參與意識，使學(xué)習(xí)者主動參與到教學(xué)互動中，從而更有力地促進和加深學(xué)習(xí)者對教學(xué)內(nèi)容的理解與掌握。

以往遠程教育中的訪談式教學(xué)更多的是采用在虛擬演播室錄制的方式來實現(xiàn)，學(xué)習(xí)者通常只能通過觀看視頻的方式學(xué)習(xí)，很難與場內(nèi)訪談雙方進行溝通，教學(xué)互動環(huán)節(jié)無法達到預(yù)期的效果。國家開放大學(xué)云教室具備先進的多點音視頻信號實時傳輸功能，為實現(xiàn)訪談式教學(xué)的遠程互動提供了有利的技術(shù)支撐。當(dāng)前云教室的現(xiàn)場環(huán)境為傳統(tǒng)教室布置方式，無法滿足訪談式的教學(xué)方式所需的環(huán)境布置以及多機位切換需求。而將虛擬演播室與云教室進行融合即滿足了訪談式教學(xué)場景布置、視角切換、背景設(shè)定的需求，同時也實現(xiàn)了異地學(xué)習(xí)者與現(xiàn)場教師或訪談對象進行疑問咨詢、話題討論等教學(xué)互動方式。

從技術(shù)上說，虛擬演播室與云教室的融合僅需要通過對兩者進行物理連接以及對相關(guān)設(shè)備的管理平臺進行相應(yīng)的設(shè)置便可實現(xiàn)。但如何利用兩者的融合組織開展相應(yīng)的教學(xué)活動才是我們最需要探索思考的問題，在訪談式教學(xué)活動設(shè)計中我們需注意以下幾個方面：

1.訪談對象與訪談主題

在訪談式教學(xué)活動設(shè)計時我們首先應(yīng)確認訪談主題、選擇訪談對象。如法學(xué)專業(yè)，通常法學(xué)專業(yè)的專職教師與職業(yè)律師相比缺乏實踐經(jīng)驗，而當(dāng)前遠程開放教育的學(xué)習(xí)者大多是在職的工作人員，他們除了需要掌握更豐富的理論知識外，更注重的是如何掌握實踐經(jīng)驗。教師在教學(xué)活動設(shè)計時，需要搜集符合實際教學(xué)內(nèi)容的法律視頻案例，在教學(xué)過程中邀請一名法學(xué)專家及一名法律相關(guān)專業(yè)從業(yè)者擔(dān)任受訪對象，而教師僅作為主持人的身份，通過展示法律視頻案例引出訪談話題，與受訪對象就視頻片段所描述的內(nèi)容進行組織交流，使學(xué)習(xí)者在觀看案例的同時，掌握教材中的難點重點，并激發(fā)學(xué)生的積極性與主動性，為之后的互動環(huán)節(jié)奠定基礎(chǔ)。

2.虛擬演播技術(shù)的應(yīng)用

在運用虛擬演播技術(shù)時我們需要根據(jù)不同的訪談內(nèi)容制訂不同的虛擬背景，并通過架設(shè)多個攝像機機位實現(xiàn)視頻素材、訪談現(xiàn)場與學(xué)習(xí)現(xiàn)場以及受訪者、主持人與學(xué)習(xí)者之間的視角切換激發(fā)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)興趣，進而提升學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)體驗。

3.訪談式教學(xué)互動環(huán)節(jié)

云教室與虛擬演播室的融合，實現(xiàn)了在教室的組織下，學(xué)習(xí)者可以利用云教室多點交互的功能，直接與訪談現(xiàn)場的專家或職業(yè)工作者進行溝通交流。通過引入現(xiàn)場與場外學(xué)習(xí)者的互動環(huán)節(jié)進一步激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。同時我們也可以引入翻轉(zhuǎn)課堂的理念，實現(xiàn)在教學(xué)過程中教師先解決學(xué)習(xí)者自學(xué)產(chǎn)生的疑問，然后就問題引出訪談主題，再進入訪談環(huán)節(jié)以及交互環(huán)節(jié)。

云教室與虛擬演播室融合下的訪談式教學(xué)離不開教師與虛擬演播室技術(shù)人員相互配合，只有通過雙方共同的研究探索，并不斷地在實踐中總結(jié)經(jīng)驗，才能在為學(xué)習(xí)者提供高質(zhì)量、個性化、富有創(chuàng)造性的教學(xué)效果，同時提高學(xué)習(xí)者參與學(xué)習(xí)的積極性、主動性。

（三） 通過新型信息技術(shù)的應(yīng)用探索現(xiàn)場實踐式教學(xué)

單一的課堂教學(xué)形式已無法完全滿足學(xué)習(xí)者個性化的學(xué)習(xí)需求，如何將理論知識與實踐教學(xué)相結(jié)合、提升學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)興趣，現(xiàn)場實踐教學(xué)無疑成了現(xiàn)代遠程教育探索的重點之一?，F(xiàn)場實踐教學(xué)即在自然的環(huán)境中及社會現(xiàn)實活動中進行教學(xué)的組織形式。現(xiàn)場實踐教學(xué)為學(xué)習(xí)者提供豐富的直接經(jīng)驗，有助于學(xué)習(xí)者理解和掌握理論性的知識。它是課堂教學(xué)的一種輔助形式③。

隨著移動通信技術(shù)的快速發(fā)展，4G已跨入全面建設(shè)階段，這為實踐教學(xué)現(xiàn)場高清信號的無線傳送奠定了基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)者可以方便地通過云教室與現(xiàn)場教學(xué)的教師、實踐導(dǎo)師參與互動。同時，移動通信技術(shù)的發(fā)展也讓可穿戴設(shè)備的價值凸顯出來，隨之衍生出的現(xiàn)代信息技術(shù)產(chǎn)品也越來越多，它們在醫(yī)療、教育等行業(yè)漸漸地發(fā)揮了突出的輔助作用。如：谷歌公司推出的智能眼鏡，借助智能眼鏡，教師可以實時將第一人稱視角的視頻畫面?zhèn)魉椭猎平淌抑?，同時也可以通過云教室中學(xué)習(xí)者反饋的信息，針對學(xué)習(xí)者提出的問題進行及時解答或再次進行實踐操作。

在高速移動通信技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù)產(chǎn)品以及云教室環(huán)境的支撐下，現(xiàn)場實踐教學(xué)的直播以及實時互動得以實現(xiàn)。然而不同學(xué)科現(xiàn)場實踐教學(xué)的環(huán)境大不相同，采用的設(shè)備也會有所區(qū)別，按現(xiàn)場環(huán)境劃分，可分為以下兩個方面：

1.室內(nèi)環(huán)境下的現(xiàn)場實踐教學(xué)

室內(nèi)環(huán)境一般是指物理、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、體育等專業(yè)的室內(nèi)教學(xué)環(huán)境。根據(jù)不同的教學(xué)需求選擇相應(yīng)的實踐教學(xué)場地，并在現(xiàn)場架設(shè)固定機位的攝像機，依托高速移動通信網(wǎng)絡(luò)，將筆記本實時采集到的攝像機拍攝圖像以及聲音，通過云教室移動客戶端軟件傳送至遠端云教室中，學(xué)習(xí)者在同步觀看實踐講解的同時，還可以與現(xiàn)場教師或?qū)嶒炄藛T進行溝通與互動。

2.室外環(huán)境下的現(xiàn)場實踐教學(xué)

室外環(huán)境一般包括地理、生物、建筑等專業(yè)的戶外現(xiàn)場環(huán)境。與室內(nèi)環(huán)境不同的是，室外環(huán)境若通過攝像機進行視頻傳輸，無論是固定機位還是由專門人員進行移動拍攝，首先是由于硬件設(shè)備過多帶來的電力保障問題。其次，在現(xiàn)場教師與云教室中的學(xué)生進行互動時，教師需要花一定時間與專職拍攝人員進行溝通，這可能會影響到教學(xué)的流暢性。如今，在高速移動通信技術(shù)的支持下，通過配戴智能眼鏡，便可以直接將教師或講解人員的第一人稱視角畫面?zhèn)魉椭翆W(xué)習(xí)者的眼前，進一步加強了教學(xué)的靈活性、流暢性。

現(xiàn)場實踐教學(xué)的實現(xiàn)進一步證明了信息技術(shù)在云教室應(yīng)用中的重要性，同時通過基于信息技術(shù)的科技產(chǎn)品的使用實現(xiàn)了國開系統(tǒng)間教師資源、現(xiàn)場教學(xué)環(huán)境的共享。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，對應(yīng)的各類高科技產(chǎn)品也相應(yīng)出現(xiàn)，為今后云教室研究也提供了更多探索方向。

三、云教室建設(shè)過程中還需解決的技術(shù)問題

在研究和探索云教室應(yīng)用模式的同時，不僅要探索如何將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用到云教室中以實現(xiàn)云教室應(yīng)用模式創(chuàng)新，還要及時對現(xiàn)有云教室存在的問題進行分析，為今后云教室長遠建設(shè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

（一）云教室系統(tǒng)中各個設(shè)備的管理操作繁瑣

云教室目前的硬件設(shè)備主要包括雙向視頻服務(wù)器與終端、錄播系統(tǒng)、監(jiān)控設(shè)備。對于云教室管理人員來說，需要根據(jù)不同的教學(xué)需求進行相應(yīng)的配置，但由于每個設(shè)備都有其不同的管理平臺，從而造成了操作流程繁瑣、復(fù)雜等問題，這給云教室的管理工作帶來了一些不便。

（二）云教室?guī)熒拥牧鲿承詻]有達到理想的效果

在新疆電大云教室互動教學(xué)過程中，當(dāng)多個教學(xué)點的學(xué)習(xí)者同時發(fā)起提問，教師很難確定聲源，往往會為了確定溝通對象而花費一定的時間進行協(xié)調(diào)工作，從而對云教室教學(xué)流暢性造成了一定的影響。

（三）云教室教與學(xué)的空間還有待進一步擴大

當(dāng)前云教室教學(xué)還僅限于固定空間，條件不便的遠程教育學(xué)習(xí)者無法體驗到云教室實時教學(xué)互動。目前，借助廠商提供的應(yīng)用程序可以解決教師與學(xué)習(xí)者在云教室外參與教學(xué)互動，但這會給云教室硬件性能、學(xué)校資金投入、學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)成本帶來很大的壓力。

從新疆電大云教室的使用來看，在當(dāng)前云教室架構(gòu)上解決上述問題，除了根據(jù)不同的云教室應(yīng)用模式建立相應(yīng)的操作流程外，還需借助云教室中各設(shè)備廠商APⅠ（應(yīng)用程序編程接口）開發(fā)云教室統(tǒng)一管理平臺，通過云教室管理平臺實現(xiàn)各設(shè)備統(tǒng)一認證、功能個性化控制、web視頻嵌入、語音文字現(xiàn)場互動等功能。

目前由于各廠商相關(guān)的APⅠ函數(shù)并沒有對外開放，可供利用的APⅠ函數(shù)也暫時無法獲知，云教室統(tǒng)一管理平臺的開發(fā)工作很難開展，僅僅停留在功能設(shè)計階段。隨著云教室建設(shè)項目的進一步開展，與各廠商間溝通解決APⅠ函數(shù)的開放問題將有助于改善上述問題，為云教室應(yīng)用探索與發(fā)展提供更完善的支撐環(huán)境。

云教室是國開實現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)與教育深度融合的優(yōu)質(zhì)實踐平臺，為探索多終端融合教學(xué)環(huán)境的建設(shè)提供示范性參考，是國開遠程教育服務(wù)云的重要基礎(chǔ)。伴隨現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，教育信息化的實現(xiàn)已成為遠程教育發(fā)展的必然趨勢，作為信息技術(shù)融合體的云教室也將會在今后的遠程教育中扮演著重要的角色。目前，云教室還屬于起步階段，如何進行云教室授課，如何通過信息技術(shù)為云教室開辟更多的應(yīng)用模式將是未來國家開放大學(xué)整個系統(tǒng)需要研究的重點課題。

注釋：

①國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）方針、任務(wù)[EB/OL].中華人民共和國中華人民政府網(wǎng)，http://www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_1666978.htm.2010-07.

②云教室概念[EB/OL].數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)與應(yīng)用教育部工程研究中心，http://erc.ouchn.edu.cn/?actionviewnews-itemid-11.2013-11.

③鮮于玉蓮.高職物業(yè)管理法規(guī)課程現(xiàn)場教學(xué)探討[J].現(xiàn)代物業(yè)，2011(5) :142.

[1]李謙.云教室對遠程教學(xué)方式的影響[J].軟件導(dǎo)刊，2015， （5） .

[2]陳文峰，溫李懿貞，趙慧臣.可穿戴技術(shù)的特點及教育應(yīng)用[J].數(shù)字教育，2015， （2） .

[3]翟國.MOOC對高校信息化教學(xué)的影響和建議[J].中國管理信息化，2015， （1） .

[4]栗曦坤，劉家勛. 基于虛擬演播室的教學(xué)模式研究[J].遼寧師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2004， （1） .

[5]徐 紅，劉羽，王林.網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室建設(shè)的研究[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2007，（4）.