基于云計算Moodle平臺翻轉課堂的設計與開發

趙莉，涂雅軒，劉金蘭

(1.信陽農林學院 信息工程學院，河南 信陽 464000；2.武漢輕工大學 管理學院，湖北 武漢 430000)

云計算的到來，為信息技術領域的創新應用及整合高校資源提供切實可行的解決途徑。云計算的IaaS(Inf restructure-as-a-Service,即基礎設施即服務)、SaaS( Software-as-a-Service,即軟件即服務)、PaaS(Platform-as-a-Service,即平臺即是服務)三者均以“一切皆服務”為核心理念，與開源教育Moodle(Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment)云的同步發展，為翻轉課堂的實現和教育互聯網化的推廣應用提供了強大的技術支撐。

本文結合云計算技術服務與Moodle開源免費的功能優勢，擬合構建云計算與Moodle集學習、教學、管理為一體的教學平臺。根據翻轉課堂的特點，引入線上線下相結合的教學理念且進行翻轉課堂學習的無縫對接，創設開放自主、營造多邊互動的寬松在線教學環境；然后分析在其平臺實施翻轉課堂教學的優勢及構建Moodle教學建模，設計云計算構架下基于Moodle平臺的翻轉課堂教學仿真流程；最后依托此平臺通過整合高校網絡課程并以“案例驅動”法開展翻轉課堂實踐教學。該平臺有望為推進優化翻轉課堂教學的深度應用，提升教學資源利用率及教育質量起到積極作用，為高校教師基于云計算Moodle平臺進行翻轉課堂教學服務的深度融合提供借鑒和范例。

1 云計算融合Moodle平臺的優勢分析

目前，業界比較有名的免費開源軟件Moodle、Sakai、Claroline和Atutor，號稱為四大開源課程管理系統。其中Moodle擁有用戶量最多，其以社會建構主義為設計基礎，具有免費獲取、跨平臺、可擴充性以及自由組合的動態模塊化設計等特點，讓教師組織教學如同搭積木一樣簡單易行，所以本文選用Moodle作為學習平臺軟件。利用云計算技術與Moodle學習平臺的深度融合，不僅能充分發揮Moodle學習平臺的性能，提高相關數據的整合與資源共享，同時也推進了Moodle課堂向云計算時代邁進，為全校師生提供更加優質和快捷的服務。

Moodle系統借助云計算技術，打破平臺壁壘，創設數字化學習環境，穿時空跨地域的推進優質教育資源共建共享，同時也為高校提供安全的數據存儲中心，解決存儲資源不足、資源配置不均衡、教學管理混亂的問題。Moodle與云計算的深度融合將成為高效管理教學平臺、優化服務學校師生、促進教育均衡發展、實現教育公平的理想選擇。

2 云計算服務下Moodle支持系統建模

Moodle使用的主要組件及運行環境皆為非依賴性開放源代碼OSS(Open Source Software)，具有各種開放源代碼許可證(如GPL、BSD等)，可以免費被公眾自由獲得。Moodle環境配置通常采用PHP腳本語言編寫動態網站程序，因此WEB服務器推薦Apache或IIS，操作系統推薦Windows 或Linux，數據庫推薦MySQL或PostgreSQL。本系統開發環境選擇了Windows+MySQL+PHP進行搭建。

利用云計算技術特點與Moodle構建主義學習理論，提出了云計算環境下Moodle科研教學模型。云計算技術與Moodle系統的融合構架是基于教師、學生、管理員三個角色來設計的教學開放平臺。Moodle各個模塊的靈活性為三種角色提供了多樣化功能，并且每一種角色擁有不同的職能和權限，該系統主要服務于教師的教學、學生的學習與互動。

為滿足不同學習環境和交互的需求，首先將Moodle與云計算技術深度有效融合、相互完善。搭建云計算服務下的Moodle翻轉課堂支持系統，可分為：教學空間、學習空間、互動空間、資源空間和管理空間五大功能結構。各功能即相互獨立又相互聯系，教師既起到引領啟發學生學習又可以與同行、師生交流互動；學生既能獨立思考探究又能與同學互幫互助或與教師溝通探討；而管理員則負責管理各空間的資源分布及數據安全，保障各功能發揮最優，將各類資源有機、高效地整合到一起，形成了一個完整的系統，如圖1所示。

3 翻轉課堂教學仿真流程設計

翻轉課堂具有教學手段現代化、先學后教的策略化、學生協助的分組化、師生角色的轉換化等特點。從課堂的流程看，都是先學后教、互動探討，教師僅是任務安排者、引領者，學生則是任務的探究者、執行者。翻轉課堂遵循“以人為本”的教育價值觀、樹立“以生為本”的學生責權觀。

結合云計算技術構架下Moodle教學平臺設計的理論思想及翻轉課堂的功能特點，利用翻轉課堂設計出在高校運用基于云計算的Moodle網絡資源建設的教學仿真流程，如圖2所示。

圖2 翻轉課堂教學仿真設計流程圖

圖1云計算服務下Moodle支持系統建模

Moodle強大的功能及模塊化結構便于擴充的特點，非常適合科研教學管理、溝通、積累及共享?；谠朴嬎鉓oodle平臺的翻轉課堂教學仿真設計流程主要由課前導學分析、課中拋錨式教學實踐活動、課后評價提升、后期優化完善四個階段組成。

3.1 課前導學分析，精心設計主題

根據翻轉課堂學案設計，在教學前，教師首先通過調查問卷或走訪獲取當前學習者已具備的知識技能，初步了解學習者的學習傾向及內容掌握程度，有助于在Moodle課程設計中，對學習者的起始能力、情感態度和學習動機進行分析，為后面教學的順利進行奠定基礎。

3.2 課中開展活動，加速知識內化

在翻轉課堂教學設計實施中，設計翻轉課堂學案，是翻轉課堂的重要核心部分。根據學生的水平層面、學習經驗等因素有針對性地為其制定學習方案并設計成Web網頁。根據學習目標確定教學主題后，從教學情景問題的設置出發，一方面使用翻轉課堂教學法給學習者分配不同的學習任務和角色，另一方面以“拋錨式”教學法組織技能實訓。

課中強調以學習者為主體。教師根據環境設計與不同學習內容相適應的多種翻轉課堂活動，包括辯論、PPT匯報、競爭、作品設計、角色扮演等?？梢詫⑷蝿辗纸?，根據學習者的學習能力不同細化為個性化自主學習或小組協同合作學習模式。教師隨時掌控學習者各種學習活動，及時獲得多方信息反饋，了解學習者的學習情況及進度。在學習者協同合作時，教師尤為重要，要把集體教學按同質分組和異質分組的方式劃分成若干小組，并讓各小組推選一名小組長。教師對小組實時關注，引導并協調好各小組間關系，使小組之間形成良好的合作氛圍，避免因責任不明、任務不公或意見不一等因素產生矛盾，以保證學習者自主探索、協同合作。

3.3 課后總結評價，促使鞏固提升

課后整理知識，總結歸納，及時查漏補缺、鞏固提升。Moodle平臺為翻轉課堂教學提供了多樣化的教學工具和技術支撐，讓評價的內容及方式豐富多變，為師生提供更為全面具體的評價依據，主要有形成性評價、小組評價、自我評價、教師評價、總結性評價。一是學習者通過多元評價檢驗自己是否達到預期的學習目標；二是激發學習者的求知熱情，積極主動參與其中，創建良好的學習氛圍；三是教師監管過程中得到反饋信息后，及時進行教學設計的調整與修訂。

3.4 修改完善，優化調整

通過前期學習者對主題研究成果的匯報、交流、評價等一系列反饋信息，學習者可根據自身情況有選擇性地進行拓展練習，擴大知識面的掌握。教師進一步調整整個網絡課程教學資源設計與開發實施過程，重新進行修改完善、調整與優化，激發學生的競爭意識，對于不同層次的學生進行差異化輔導和知識補救。

4 基于云計算Moodle的翻轉課堂教學開發實踐

為驗證基于云計算Moodle平臺實施翻轉課堂對提高師生教與學綜合能力的有效性，現以高?！禤hotoshop CC》課程為例，運用Moodle云提供的云服務，依托此平臺整合該課程，如圖3所示。再結合翻轉課堂教學實施方案的仿真流程與該課程特點需求，以“案例驅動”法實施開展網絡課程線上線下學習的具體應用，進一步促進和優化教學效果。

圖3 建立新課程主界面

教師要應用Moodle開設一門新課程，首先應運行PHPWAMP-IN3程序， 單擊“啟動默認環境”，查看Apache與Mysql運行狀態及ApacheNginx端口占用情況，確認設置無誤后，然后再單擊“瀏覽網站”。比如《Photoshop CC》課程中的“圖層應用”這一主題任務，需要通過“文件選擇器”把預先準備好的電子教案、課件、微視頻、案例資源庫、習題庫等教學資源導入《Photoshop CC》課程平臺中，教師根據教學進展布置階段性相應的學習任務，逐步向學習者開放，并根據學習者在每個階段的學習效果作相應的調整。

翻轉課堂完成主題任務教學過程包括四個部分。(1)課前導學分析。教師確定主題、精選資源，學生自定步調、自主學習。(2)課中實踐活動。a.創建情景，確定問題；b.問題分析，自主探索；c.小組合作，協作討論；d.解決問題，任務反饋；e.作品評比，成果發布；(3)課后鞏固提升。(4)教學進一步優化完善。

學生通過自主探究、小組協助、教師引導等方式，歷經課前準備、課中實踐、課后鞏固三個階段對應的“提出問題一解決問題一答疑總結”的知識補救，加之后期作品分享與學習評價，對基于Moodle平臺“圖層的應用”拋錨式WebQuest教學過程也實現了三次知識內化。第一次知識內化是第二次知識內化的鋪墊，第三次知識內化是第二次知識內化加強。最后，教師及學生可以根據論壇、測驗和作業評定等整體成績量化評分來研究和反思課程活動效果。

5 總結

互聯網的普及改變了教育環境，云計算服務推進了教育信息化。利用云計算的技術優勢和Moodle的功能特點，將云計算服務技術與Moodle擬合構建翻轉課堂教學支持系統，利用翻轉課堂教學組織教學設計，結合實際課程，并以“案例驅動”法開展高校翻轉課堂實踐教學，探究教與學資源的開發和利用、管理和評價，不僅使教學活動從課堂延伸到課外，為翻轉課堂的實現提供了有力的技術保障，而且幫助教師優化在線課堂教學，協助學生進行自我評估和診斷，實現個性化定制及師生角色的轉換，教學效能得到顯著改善，提高了教學的開放性和有效性。