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云计算环境下高校幼教专业游戏教学资源系统设计与应用

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  • 更新时间2022-12-05
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摘    要:为解决常规高校幼教专业游戏教学资源库系统存在的架构不合理、资源存储共享效率低等问题,基于云计算环境设计一款的教学资源系统。首先对云计算的概念、技术特征等进行了简述,其次阐述了游戏教学资源系统的云架构、学习应用功能和云服务存储共享模式的设计方案,最后从资源共享响应时间、应用稳定性、学习感知体验等方面分析了系统的教学效果,肯定了其在高校幼教专业游戏课程教学中体现出的价值。


关键词:云计算;高校幼教专业;游戏教学资源系统;存储共享模式;


Design and Application of Game Teaching Resource System for Preschool Education

Specialty in Colleges and Universities under Cloud Computing Environment

YANG Dongxian

Shangrao Preschool Education College


Abstract:In order to solve the problems such as unreasonable overall architecture and low efficiency of resource storage and sharing in the game teaching resource database system of Preschool Education specialty in conventional colleges and universities, a professional teaching resource system is designed based on cloud computing environment.Firstly, the concept and technical characteristics of cloud computing are briefly described. Secondly, the cloud architecture, learning application function and design scheme of cloud service storage and sharing mode of game teaching resource system are described. Finally, the teaching effect of the system is analyzed from the aspects of resource sharing response time, application stability and learning perception experience, It affirms its value in the teaching of game courses for Preschool Education specialty in colleges and universities.


Keyword:Cloud computing; Preschool Education specialty in colleges and universities; Game teaching resource system; Storage sharing mode;


目前,国内高校普遍采用线上教学平台实施幼教专业游戏课程的教学[1]。常规的线上教学平台能够满足一般的教学需求,但仍存在整体架构不合理、资源存储共享效率低等问题,尤其在大容量教学资源的存储和调用性能上仍有显著欠缺,不利于师生教学应用体验的持续提升。云计算环境下,线上教学资源以“云端层—分布式共享层—资源库云层”的架构呈现[2],所有硬件和软件学习资源都以服务的形式供给用户,能够实现资源的随时存储、按需使用、高效共享,有利于优化教学资源组建的架构模式、应用效率和用户体验,助推高校幼教专业游戏课程资源应用的能效。


1 云计算环境下的教学资源库系统设计

1.1 系统整体架构设计

系统整体架构如图1所示,基于云计算环境设计,包括以下3个层级。


1.1.1 云端层

进行教学资源云存储、调用响应、综合管理的核心层级,采用分布式集群管理理念设计,架设云存储设备、资源库核心管理平台、云服务器应用端等硬件设备,与教学资源库云服务供应商间进行双向通信,快速响应底层用户的学习需求。在云端层架构的搭建上,应充分发挥云平台管理中心这个“大脑”的功能,按照高校幼教专业游戏类课程线上教学的需求,对课程内容、类目、标准等多样化资源进行精准定位的云分配和构建,确保所有教学资源都能够合理分配和定位给教学用户。


1.1.2 资源层

幼教专业游戏教学资源的实际存储、应用和服务层,用户可基于该层进行游戏课程资源调用、服务、上载等多元化操作,并通过云服务供应商实现教学资源的云存储、云更新、云调用等操作,大大提升资源应用的效率、可靠性和安全性。资源层上以各类信息为主要内容,主要包括用户信息、教学资源信息、云教学服务信息等。此外,高校在具体搭建中,可以根据信息组建的层级、形式、用途等二级指标,设置更为多样化的资源信息层,以满足教学的实际需求。


1.1.3 用户层

包括教师、学生、管理员等用户,各类用户可应用笔记本电脑、平板电脑、智能手机等终端设备[3],随时随地进行云环境下的资源调用、浏览、学习、更新等操作,并建立个性化的用户学习、工作、信息等资讯模板,享受高效多维的云学习体验。当然,在用户层的选择和构建上,各高校还可以融入校企合作的理念,例如:高校幼教专业与幼儿园、早教机构进行校企合作的过程中,若引入企业或行业专家参与教学活动指导、教学方案设计等,亦可为这些企业和行业专家赋予用户权限。


1.2 学习管理功能设计

图2是系统的学习资源应用管理功能结构。其中,云服务系统管理中心由管理员控制,涵盖系统管理、故障管理、安全管理、分布式管理等控制功能,基于云计算技术,进行各类学习统计分析和管理服务。为了满足高校幼教专业游戏课程的线上云教学需求,设计了动画类、VR类、视频类、课件类、互动类五大资源管理服务,各资源的管理和应用能够为师生提供多样化的学习体验,以VR类游戏教学资源管理为例,基于云资源服务平台,师生可在佩戴VR装备的基础上,观赏更为逼真的游戏资源,实现交互型的资源学习,体验沉浸式[4]的云学习过程。此外,还设计了“游戏教学资源目录索引”功能,应用该功能,师生可快速地检索想要的游戏课程学习资源,进行高效快速的学习。


2 高校幼教专业游戏课程云资源的建设

2.1 教学云资源存储共享服务模式

基于云计算环境的幼教专业游戏教学资源系统采用“共建共享”[5]的服务模式。一方面,由云服务供应商负责整合、维护、存储运营游戏资源云,为师生用户提供更为安全可靠的学习云环境;另一方面,云服务供应商及时对接高校幼教专业管理部门和教学信息统计部门,了解这些部门对幼教专业游戏教学资源建设和应用云环境的具体要求,例如:云服务响应时间要求、云资源库模块类型建设要求、教学云数据的统计要求等,根据这些要求设计和更新云平台上的服务内容。此外,高校幼教专业管理和统计部门也可以任意部署教学资源管理的服务节点,确保资源库系统能够独立地在校内各教学场所运用。


2.2 幼教专业游戏教学资源建设类型

基于高校幼教专业游戏类课程教学的实际需求,本系统的教学资源包括公有云和私有云[6]两类,其中,公有云资源包括:课件、视频、案例、互动游戏等,主要由云服务供应商提供,购买了系统服务的高校用户即可应用;私有云资源则由高校幼教专业教学部门进行自建,包括校本化VR游戏资源、师生互动教学本地资源等。公有云资源和私有云资源相互交融,不仅丰富了高校幼教专业游戏类课程的类型,还为参与教学的师生提供了更多的资源应用选择,在后期的资源维护上,高校信息化技术相关运维部门也应该针对两类云资源设计功能性的云防护体系,例如:针对公有云资源,应设计相应的防火墙体系;针对私有云资源,应设计严格的审核体系,确保发布的资源能够契合幼教专业游戏课程教学的需求,且具有正导向性。


3 幼教专业游戏教学云资源库系统应用

3.1 教学应用方案

该系统设计和调试完成后,于2020年12月起应用在上饶幼儿师范高等专科学校学前教育专业,作为幼儿游戏类课程线上教学的主要载体,为检验该系统在教学中应用的效果,采用实证对比教学的方法:以该校2019级学前教育专业(1)班为实验班,在日常教学中依托设计的云平台资源库实施教学,同时以2019级学前教育专业(2)班为对照班,在日常教学中仍沿用常规的超星学习通资源系统实施教学。以《幼儿拍手操游戏》课例为例,实验班学生在教师的引导下,充分利用公有云和私有云中的游戏资源,在线上和线下两个空间中,进行无缝化的游戏学习体验,若学习过程因为不确定因素故障中断,学生的学习过程、学习数据也可以保存在云空间中,等待下次学习时调用。通过这种云计算存储和调用的方式,学生的一体化和延续化学习体验得到了提升,幼教专业也能够收集到更多有价值的反映课程教学的数据。经过为期1年的教学试验后,收集资源共享响应时间、应用稳定性、学习感知体验等数据,通过数理统计验证教学效果。


3.2 教学效果分析

如表1所示,可得出以下结论。


(1)资源共享相应时间。云计算环境下,教学资源上传、下载、共享、调取等响应时间的均值为0.25 s,而常规网络教学平台的响应时间均值为1.21 s,说明云平台的资源利用效率显著优于常规网络教学资源库。


(2)在应用稳定性和学习感知体验两项指标统计上,实验班的数据也显著优于对照班,说明基于云计算技术设计的资源库系统具有更高的稳定性,也更有利于提升师生的学习感知体验。整体而言,采用该系统进行高校幼教专业游戏类课程教学,相较于传统的信息化平台教学而言,具有更强的先进性,自然能够更好地提升教学质量,对高校幼教专业充分利用云计算资源,创新课程教学形式有重要的价值。


4 结语

将云计算技术应用在高校幼教专业游戏类课程教学资源系统的开发中,能够大大提升系统的资源应用效率和稳定性,且有利于师生学习感知体验的持续提升,希望各级高校能够结合校情积极探索校本化的系统开发应用方案,以科学技术不断助推幼教专业信息化教学能效的提升。


参考文献

[1] 岳彩霞,王丽丽,宿曼.云计算平台在高职现代学徒制教学中的应用研究[J].科技资讯,2020,18(27):34-37.

[2] 李树春,李想,王凯玲.基于云计算的Moodle网络视频课程平台设计及研究[J].科技创新导报,2020,17(7):191-193.

[3] 朱磊.谈云计算对高职院校教学资源整合的影响[J].创新创业理论研究与实践,2019,2(20):60-61.

[4] 刘鑫,李移伦,贺琰.云计算环境下教学设备能效产出模型与度量方法[J].中南民族大学学报(自然科学版),2021,40(4):403-409.

[5] 罗忠.云计算与计算机网络安全教学应用分析[J].电子技术,2021,50(4):162-163.

[6] 史虹,邓红霞,曹晓叶.采用云计算的数据挖掘技术可视化教学与实验方案[J].实验室研究与探索,2021,40(1):115-119.


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