72、计算机支持的协作学习平台构建与视频教学应用

计算机支持的协作学习平台构建与视频教学应用

计算机支持的协作学习平台相关内容

在协作学习过程中，社区流程向学习流程的转变通常包含日常管理工作，并且能够实现工作流。这种方式下，控制和引导分为两个层面。

在“全局层面”，业务流程模型从总体上描述集体学习过程的活动流程、角色和资源，相较于同等规模的 IMS - LD 规范更具优势。“本地流程和协议描述”则以精细粒度和导师层面描述会议期间的同步交互情况，这些内容可能硬编码在传统工具中，或者以特定参数模型作为通用工具。

平台应具备以下特性：
1. 提供多种意识和粗略监控数据信息
- 全局层面 ：意识体现为独立学习方法，包括工作空间意识、过程意识和共享文件意识。
- 本地层面 ：精细粒度的意识依赖于学习方法的特点。每个工具（如通信工具、编辑器、构建工具）和服务平台（如工作流、文档共享）应在服务器跟踪中生成事件，这些事件应可定制，以满足观察和分析的需要，有时可使用自动跟踪分析工具。
2. 为终端用户（教师和学生）提供操作延展性
工作流服务模型和通用工具是设计者根据教育意图和约束进行规定的。然而，需要考虑一定程度的动态延展性，即用户模型的演变和/或操作管理中的异常情况，同时要结合学习过程的性质和背景。

云平台架构

云计算为用户提供租赁计算服务，用户可以通过简单终端访问强大的计算能力，无需考虑后台的复杂性。为满足用户需求，云后端需要多台机器协同工作。如今，谷歌、亚马逊等公司构建的云平台，为客户提供服务，至少涉及数百台后端机器。

云平台是一个大型分布式系统，而非单一机器。云计算的硬件资源包括虚拟资源，以及对硬件资源和虚拟构建的虚拟机监控和管理。云计算的服务分为三层：
| 层次 | 描述 |
| ---- | ---- |
| 应用层 | - |
| 平台层（PaaS） | 在 IaaS 层基础上进行更高级别的抽象，提供开发环境、测试环境、服务器平台等服务。用户可基于互联网和其他服务器服务提供商的基础设施开发应用，并与其他用户共享。企业或个人可提供定制的中间件平台，为个人用户或企业团队提供应用开发、数据库、应用服务器、测试、托管和应用服务。 |
| 基础设施层 | - |

在虚拟教育中，可利用云平台提供虚拟机服务，将教学内容和教学资源部署到云服务器。根据实际教学需求，动态为教学人员分配资源。虚拟教学云计算可以整合和重新分配教育资源，根据不同人的不同学习策略进行分配，实现定制化学习目标，同时有效整合教学资源。教学辅助云主要整理相关资源和软件，并将其服务器置于云端，为广大师生提供教学辅助相关服务，如 Office、PDF 等常见格式转换，以及 rar、zip 等工具软件，音频视频批量处理、格式转换等视频应用，Photoshop、Illustrator 等图形图像应用，Java、C#、C++ 等开发类软件。

ESCOLE 原型

ESCOLE 原型（‘Environment for Supporting COllective Learning Enthusiasts’）旨在实验典型使用场景以验证方法的有效性。构建该原型时，搜索了现有的基于 J2EE 的协作工作支持环境，包括基本通信工具、文档共享设施和工作流引擎，最终选择了开源的 Coefficient 平台（coefficient.sourceforge.net），并集成了 ESCOLEω Chat，这是一个用于分布式教育环境构建可定制结构化聊天应用的开源通用框架，它结合了显式过程模型和协议模型。

项目发起者通过平台的公告邮件列表进行项目展示并号召参与。然后，发起者创建一个教学子空间，提供通信、文档共享和问题跟踪工具，并上传项目描述、时间表以及可能的“指导文件”初始版本（非正式指令、Coefficient 全局工作流模型、Chat 本地模型）。感兴趣的教师和 CSCL 专家作为组织者加入，拥有教学子空间的写入权限、工具访问权限，并注册到项目定义邮件列表。社区其他成员和匿名访客为观察者，只有读取权限。集体教学工程工作在教学子空间进行，可参考过往实验报告和最佳实践目录，生成全局和本地模型的最终版本。

工程阶段结束后，设置生产空间并配备所需资源和工具。组织者可在线测试新的学习过程，测试完成后，从组织者中挑选导师进行实际学习课程。导师拥有生产空间及其指导文件的写入权限、工具访问权限，并注册到项目绩效邮件列表。社区其他成员和外部访客只有读取权限。最后，导师为学生在平台注册，学生可使用生产空间的工具并拥有写入权限，也注册到项目绩效邮件列表。课程开始日期通过项目列表和新闻公布。

集体学习过程旨在研究协作工作如何提高理解和总结复杂文档的技能，其全局工作流模型结构如下：

graph LR
    A[初始总结步骤] --> B[聊天步骤]
    B --> C[最终总结步骤]
    subgraph 聊天步骤
    B1[生产步骤] --> B2[评审步骤]
    end

1. 初始总结步骤 ：三到五人的小组中，每个学生对包含待获取知识的文本撰写初始总结。
2. 聊天步骤 ：在无活跃导师或专家的同步会话中，学生遵循 COTEXT 方法。文本按学生数量分成若干部分，每部分对应两个步骤的迭代：
   • 生产步骤 ：扮演总结者学习角色的学生生成总结。
   • 评审步骤 ：其他学生根据 EXP 协议担任评论者，迭代在无更多修正或补充时结束，每次迭代开始时总结者角色由下一个学生担任。
3. 最终总结步骤 ：每个学生单独生成新的总结。教师可根据所有初始和最终总结评估集体学习过程的效率。

视频教学相关内容

随着科技的不断发展，多媒体计算机系统和其他现代教育技术越来越多地进入课堂。现代教学方法借助各种现代设备，如广播、电影、电视、计算机等，丰富了课程内容和课堂知识容量，不仅能调动学生的兴趣，还能提高学习效率。视频教学因其易用、生动、动静结合、视觉和听觉刺激强等优点，在学校教学中得到广泛应用，但如何做好视频教学仍是值得探索的问题。

视频教学的优势和问题

1. 视频教学的优势
   • 改变学生对事物的理解过程和传统教学原则及流程，使教学内容更现代化，强调由近及远、循序渐进、从具体到抽象，能将不易理解的科学技术内容融入教学。
   • 具有直观、可控和可重复的特点，根据不同学科和学生理解过程，合理选择视频教学方法可有效提高教学效果。
2. 视频教学存在的问题
   • 视频材料方面 ：通常使用复制知名学校的教学视频、CD - ROM、基于互联网的资源和下载优质课件等教学资源，但这些可能无法满足不同学科的学术和专业多样性需求，不同来源的视频材料质量也不同。
   • 教师培训质量方面 ：首先要解决教师的计算机知识、技能和操作态度问题，使教师能熟练使用计算机进行备课、教学和组织学生活动；其次要加强教师的学科培训，让教师掌握最新的教育理论、教育技术和教育心理学理论与实践，进一步理解学科教育的目的和本质；最后要解决如何更好地利用现代教育手段实现教学目标的理论问题。
   • 视频技术与课程结合方面 ：教师掌握视频技术后，可通过视频网络与学生交流，不受时空限制；能从视频 CD - ROM 数据库快速查找内容，无需去图书馆；可控制视频的暂停、重复、镜头等，掌控教学过程，学生也可在计算机上独立操作。然而，国外的计算机辅助视频教学实验表明，即使有合适的视频材料且教师熟悉多媒体技术，也不一定能很好地应用这些工具提高教学效果。因此，如何在教育中正确使用视频技术以提高教学效果、突破教学重难点，甚至借助视频支持改革当前的教学方法、内容和理念，是值得深入研究的课题。

视频教学的功能

1. 解决教学重难点，提高学生课程兴趣
   通过借用、录制、购买等方式获取大量与学科教学配套的视频材料，供教师在课堂上播放，有助于学生理解教学重难点，掌握学习内容。同时，视频教学可通过慢动作、回放、拉近或拉远镜头、特写等方式生动展示教学内容，给学生留下深刻印象。与传统以语言为主要知识载体的教学方法相比，视频和音频等信息载体能让学生进入形象的世界，激发他们的情感和学习兴趣，使教学更加生动具体，有助于增强学生的学习欲望和兴趣。
2. 创建虚拟实验室环境，突破课堂限制
   由于课堂教学环境的限制，许多实验室实验无法完全复制，影响学生的直观感受。视频模拟实验室可以创建虚拟实验室环境，让学生直观观看实验及其结果，有助于理解教学重难点。虽然通过视频演示实验是一种好的教学方法，但实验受时间、空间等因素限制，存在诸多不足。利用多媒体技术强大的开发功能，使用不同软件在计算机上进行模拟实验，可取得良好效果。在一些实验教学中，如操作复杂的定量实验、反应时间长的实验、现象转瞬即逝的实验、有危险且难以成功的实验等，若采用视频教学，可突出定量实验操作的规范性，利用其可控性引导学生观察，解决实验教学中的问题。
3. 提高教师专业水平
   随着教育的发展，对教师教学能力的要求不断提高。在多媒体教学方法广泛应用的今天，许多学校对教师进行各方面的技能培训，包括视听、视频和教学方法的应用。教师自身也对自己提出了更高要求，如使用多媒体设备、制作多媒体教育材料、日常收集视频材料等。一些学校还组织教师观看全国知名教师的课堂视频、优质课程视频和教学示范课视频等，供教师参考学习。实践表明，这种学习方式能显著提高教师的教学水平，增强教师自身的业务能力。
4. 改变教育态度
   现代教学引入现代教学方法，以现代教学理念指导教学。计算机辅助教学本身并不能直接推动教育改革，真正的改革在于促进教师教育观念的转变，计算机辅助工具只是引发教师观念变化的催化剂。实践证明，如果教师不改变教育观念，计算机在教学中的作用将非常有限。在教学过程中，无论采用何种方法和手段，教学的最终目标是让学生获取知识、发展能力和培养素质。在物理教学等学科中应用多媒体时，要根据教学内容、教师和学生的特点选择是否使用以及何时使用，经过反复审视，确保有利于教学后再应用，不能盲目追求使用。

计算机支持的协作学习平台构建与视频教学应用

视频教学材料的选择与应用方法

为了更好地发挥视频教学的优势，需要合理选择视频材料并掌握正确的应用方法。
1. 视频材料的选择原则
- 相关性 ：视频内容要与教学内容紧密相关，能够准确地辅助教学目标的实现。例如，在生物课讲解细胞分裂时，选择展示细胞分裂过程的视频，能让学生更直观地理解这一抽象概念。
- 质量 ：确保视频的画质清晰、声音清晰、内容准确无误。低质量的视频可能会分散学生的注意力，影响教学效果。
- 多样性 ：涵盖不同类型的视频，如动画演示、实际案例、实验视频等，以满足不同教学场景和学生的学习需求。
2. 视频材料的应用步骤
| 步骤 | 操作内容 |
| ---- | ---- |
| 准备阶段 | 教师根据教学内容和目标，筛选合适的视频材料，并提前进行观看和熟悉，了解视频的重点内容和时间节点。 |
| 引入阶段 | 在课堂上，通过提问、讲述相关背景知识等方式，自然地引入视频，激发学生的观看兴趣。例如，在播放关于历史事件的视频前，先提出一些与该事件相关的问题，让学生带着疑问去观看视频。 |
| 观看阶段 | 教师可以根据视频内容进行适当的讲解和引导，提醒学生关注关键信息。同时，要控制好视频的播放进度，避免过快或过慢。 |
| 讨论阶段 | 视频播放结束后，组织学生进行讨论，分享自己的观看感受和理解，加深对教学内容的掌握。教师可以提出一些引导性问题，促进学生的思考和交流。 |
| 总结阶段 | 教师对学生的讨论进行总结，结合视频内容和教学目标，强调重点知识和关键概念，帮助学生梳理思路，形成系统的知识体系。 |

计算机支持的协作学习平台与视频教学的结合应用

将计算机支持的协作学习平台与视频教学相结合，可以进一步提升教学效果，为学生提供更加丰富和高效的学习体验。
1. 协作学习中的视频应用
在协作学习过程中，视频可以作为重要的学习资源，供小组成员共同观看和讨论。例如，在 ESCOLE 原型的集体学习过程中，可以引入相关的视频材料，帮助学生更好地理解复杂文档的内容。具体操作如下：
- 教师将与学习主题相关的视频上传到协作学习平台的文档共享区域，供学生下载或在线观看。
- 学生在小组讨论时，可以围绕视频内容展开交流，分享自己的观点和见解，促进知识的共享和深化。
- 教师可以通过平台监控学生的讨论情况，及时给予指导和反馈，确保讨论的方向和效果。
2. 视频教学中的协作元素
在视频教学中融入协作元素，可以增强学生的参与感和互动性。例如，在创建虚拟实验室环境的视频教学中，可以组织学生进行小组实验模拟，共同完成实验任务。具体流程如下：

graph LR
    A[教师布置实验任务] --> B[学生分组]
    B --> C[小组讨论实验方案]
    C --> D[小组进行虚拟实验操作]
    D --> E[小组分析实验结果]
    E --> F[小组提交实验报告]
    F --> G[教师评价与反馈]

- 教师根据教学内容和目标，布置虚拟实验任务，并提供相关的视频教程和实验指导。
- 学生自由分组，每个小组确定组长和成员分工。
- 小组通过协作学习平台进行讨论，制定实验方案，并在平台上记录讨论过程和结果。
- 小组成员按照实验方案进行虚拟实验操作，通过视频教学中的交互功能，如模拟操作、数据记录等，完成实验任务。
- 小组对实验结果进行分析和总结，撰写实验报告，并上传到平台上。
- 教师对各小组的实验报告进行评价和反馈，给予肯定和建议，促进学生的学习和成长。

总结与展望

通过对计算机支持的协作学习平台构建和视频教学应用的探讨，我们可以看到这两种教学方式各自具有独特的优势，并且在结合应用中能够相互补充，为教育教学带来新的活力和机遇。

计算机支持的协作学习平台为学生提供了一个便捷、高效的协作学习环境，促进了学生之间的交流与合作，培养了学生的团队协作能力和自主学习能力。而视频教学则以其生动、直观的特点，解决了教学中的重难点问题，提高了学生的学习兴趣和学习效果。

在未来的教育教学中，我们可以进一步探索这两种教学方式的深度融合，不断优化平台功能和视频教学资源，为学生提供更加个性化、智能化的学习服务。同时，要加强教师的培训和专业发展，提高教师对这两种教学方式的应用能力和创新能力，推动教育教学的改革和发展。相信在计算机技术和教育理念的不断进步下，计算机支持的协作学习平台和视频教学将在教育领域发挥更加重要的作用，为培养具有创新精神和实践能力的高素质人才做出更大的贡献。