云計(jì)算與大數(shù)據(jù)時代的教育信息化探索實(shí)踐——“粵教云”計(jì)劃及示范工程進(jìn)展

許 駿 唐連章

（1.華南師范大學(xué)廣東省教育云服務(wù)工程技術(shù)研究中心，廣東廣州 510631；2.廣東省教育技術(shù)中心，廣東廣州 510245)

教育信息化始終是教育改革與發(fā)展的創(chuàng)新動力，是深化教育領(lǐng)域綜合改革的重要內(nèi)容。《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020年）》把發(fā)展以信息技術(shù)為支撐的現(xiàn)代教育服務(wù)業(yè)作為重點(diǎn)目標(biāo)，《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》明確指出“信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性影響”，并將“教育信息化建設(shè)”列為十大工程之一。近年來以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等為代表的新一代信息技術(shù)已成為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)，也為解決教育信息化發(fā)展瓶頸問題帶來新機(jī)遇，2011年，我國提出建立國家教育云服務(wù)模式，“粵教云”計(jì)劃是廣東省教育信息化的重大行動計(jì)劃之一。

一、政策引領(lǐng)和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃：協(xié)同創(chuàng)新推進(jìn)“粵教云”計(jì)劃實(shí)施

“粵教云”計(jì)劃是《廣東省教育信息化發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中五大行動計(jì)劃之一。2013年8月，廣東省教育廳等八部門《關(guān)于加快推進(jìn)教育信息化發(fā)展的意見》（粵教信息[2013]5 號）提出實(shí)施“粵教云”計(jì)劃，建設(shè)“粵教云”公共服務(wù)平臺，開展“粵教云”示范應(yīng)用試點(diǎn)。2013年3月，廣東省教育廳成立了“粵教云”項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組和專家組（粵教信息函[2013]31 號），強(qiáng)有力的組織保障和全局性頂層設(shè)計(jì)，“粵教云”計(jì)劃實(shí)施駛?cè)肟燔嚨馈?/p>

“粵教云”計(jì)劃得到省政府的大力支持。廣東省人民政府辦公廳《關(guān)于加快推進(jìn)我省云計(jì)算發(fā)展的意見》（粵府辦[2012]84 號）將“粵教云”確定為七大重點(diǎn)示范應(yīng)用項(xiàng)目之一，《廣東省信息化發(fā)展規(guī)劃綱要（2013—2020年）》（粵府[2013]48 號）將“粵教云”公共服務(wù)平臺建設(shè)列入信息技術(shù)在民生領(lǐng)域重點(diǎn)應(yīng)用項(xiàng)目。《廣東省云計(jì)算發(fā)展規(guī)劃（2014-2020年）》（粵府辦[2014]17 號）將建設(shè)“粵教云”公共服務(wù)平臺及推進(jìn)“粵教云”示范應(yīng)用列入社會服務(wù)領(lǐng)域云計(jì)算應(yīng)用重點(diǎn)項(xiàng)目。政策引領(lǐng)和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃對整體推動教育信息化起到重要作用。

“粵教云”項(xiàng)目致力于建設(shè)自主、可控、安全、綠色教育云，提供終端、內(nèi)容、平臺和服務(wù)一體化的教育信息化解決方案，創(chuàng)新教育信息化建設(shè)模式、應(yīng)用模式和服務(wù)模式?！盎浗淘啤表?xiàng)目的建設(shè)思路是充分整合現(xiàn)有資源，建設(shè)開放融合的公共平臺和服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)，國家、省、市（區(qū)）平臺互聯(lián)互通、協(xié)同服務(wù)，形成全省教育信息化資源配置與服務(wù)的集約化、效益化、優(yōu)質(zhì)化發(fā)展格局。這是一件大事，需要教育系統(tǒng)的共同努力和社會各方力量的積極參與。

面對“粵教云”這樣一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，怎么建、怎么管、怎么用？筆者認(rèn)為，機(jī)制創(chuàng)新是當(dāng)務(wù)之急。一是聯(lián)合推動機(jī)制，堅(jiān)持政府統(tǒng)籌引領(lǐng)，多部門各負(fù)其責(zé)，建立完善多方參與的政策機(jī)制，充分調(diào)動各方積極性，以好的機(jī)制集中大家的智慧和力量，形成協(xié)同推進(jìn)的良好環(huán)境；二是企業(yè)參與機(jī)制，其核心是合作共贏，突破僅僅依靠政府項(xiàng)目推動的傳統(tǒng)路徑，把市場配置資源的作用充分發(fā)揮出來；三是示范引領(lǐng)機(jī)制，強(qiáng)化試點(diǎn)引導(dǎo)，推廣典型經(jīng)驗(yàn)。

在廣東省教育廳“粵教云”項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組的直接領(lǐng)導(dǎo)下和專家組的具體指導(dǎo)下，由華南師范大學(xué)廣東省教育云服務(wù)工程技術(shù)研究中心和廣東省教育技術(shù)中心共同牽頭的“粵教云”項(xiàng)目組，充分發(fā)揮高校國家重點(diǎn)學(xué)科的人才和科研平臺優(yōu)勢，依托重大科技專項(xiàng)，高效整合創(chuàng)新要素，“政產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新，在整體解決方案、關(guān)鍵技術(shù)、核心裝備、基礎(chǔ)應(yīng)用軟件、公共服務(wù)平臺及核心云服務(wù)、數(shù)字教材及內(nèi)容服務(wù)等取得重大進(jìn)展，大大推動了數(shù)字教育資源公共服務(wù)體系建設(shè)，加快了廣東省“三通兩平臺”的建設(shè)步伐?！盎浗淘啤庇?jì)劃的實(shí)施，在堅(jiān)持政府統(tǒng)籌引導(dǎo)、鼓勵多方參與、形成協(xié)同推進(jìn)教育信息化的良好環(huán)境方面探索了一條新路。

應(yīng)用是教育信息化的根本目的，也是永恒的主題。2013年10月，廣東省教育廳印發(fā)了《關(guān)于開展“粵教云”示范應(yīng)用試點(diǎn)工作的通知》（粵教信息函[2013]31 號），明確了試點(diǎn)目標(biāo)、內(nèi)容及組織實(shí)施辦法，這標(biāo)志著“粵教云”計(jì)劃進(jìn)入示范應(yīng)用階段。2014年5月，廣東省教育廳印發(fā)了《關(guān)于公布“粵教云”示范應(yīng)用第一批試驗(yàn)區(qū)名單的通知》，珠海市、惠州市、東莞市、肇慶市、清遠(yuǎn)市、佛山市順德區(qū)、廣州市越秀區(qū)、廣州市天河區(qū)、深圳市南山區(qū)等9 個地區(qū)成為第一批“粵教云”示范應(yīng)用試驗(yàn)區(qū)。2014年5月，省教育廳在珠海市召開了“粵教云”示范應(yīng)用推進(jìn)會，總結(jié)“粵教云”計(jì)劃前期實(shí)施工作，部署下一階段示范應(yīng)用試點(diǎn)工作。今年教師節(jié)陳云賢副省長到華南師范大學(xué)看望慰問教師，在聽取“粵教云”項(xiàng)目進(jìn)展情況匯報時，希望學(xué)校進(jìn)一步通過“粵教云”等信息技術(shù)手段，加大對粵東西北地區(qū)的師資培訓(xùn)和幫扶力度，促進(jìn)區(qū)域教育均衡優(yōu)質(zhì)發(fā)展。

二、牽住牛鼻子：建設(shè)“粵教云”公共服務(wù)平臺

“粵教云”公共服務(wù)平臺是實(shí)施“粵教云”計(jì)劃的重要基礎(chǔ)設(shè)施，也是開展“粵教云”示范應(yīng)用的核心支撐平臺，是創(chuàng)新教育信息化建設(shè)模式、服務(wù)模式和應(yīng)用模式的有效載體。抓好“粵教云”公共服務(wù)平臺建設(shè)，提供技術(shù)支撐、內(nèi)容保障和應(yīng)用能力提升服務(wù)，就等于牽住了“粵教云”計(jì)劃的“牛鼻子”。

（一）頂層設(shè)計(jì)與總體規(guī)劃

關(guān)于“粵教云”公共服務(wù)平臺的頂層設(shè)計(jì)與總體規(guī)劃，首先要回答需要一個什么樣的“粵教云”公共服務(wù)平臺？公共服務(wù)的含義是什么？需要提供哪些基礎(chǔ)性服務(wù)和共性服務(wù)？在基本公共服務(wù)保障和示范引領(lǐng)作用之間協(xié)調(diào)平衡的基礎(chǔ)上，基于基礎(chǔ)性、廣泛性、迫切性和可行性四個標(biāo)準(zhǔn)界定平臺的服務(wù)內(nèi)容，提出“1+3+N”的服務(wù)體系（如圖1 所示）。

其中“1”指的是“粵教云”公共服務(wù)平臺的基礎(chǔ)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)一身份認(rèn)證與授權(quán)、工作流與服務(wù)集成、數(shù)據(jù)匯聚與交換、云安全等基礎(chǔ)服務(wù)。同時提供數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、可視化和資源配置等監(jiān)管與輔助決策支持服務(wù)。

圖1 “粵教云”公共服務(wù)平臺總體架構(gòu)示意圖

“3”指的是教育資源云服務(wù)、教育測評云服務(wù)和教育視頻云服務(wù)三個核心服務(wù)。它們是實(shí)現(xiàn)技術(shù)支撐、內(nèi)容保障和應(yīng)用能力提升的關(guān)鍵。

“N”代表平臺是一個開放的體系，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)第三方應(yīng)用與服務(wù)的匯聚與集成。

“粵教云”公共服務(wù)平臺的服務(wù)對象包括教師、學(xué)生、家長、教育行政主管部門、學(xué)校、合作伙伴等，如何提供服務(wù)？也就是服務(wù)機(jī)制和模式的問題，這需要在頂層設(shè)計(jì)加以回答。

從技術(shù)解決方案的角度，“粵教云”公共服務(wù)平臺具有大用戶、大數(shù)據(jù)和大系統(tǒng)的特征，需要解決支持系統(tǒng)資源配置、用戶資源整合、第三方應(yīng)用匯集的開放體系結(jié)構(gòu)關(guān)鍵問題，支持超大規(guī)模用戶、多中心、分布式、易擴(kuò)展的教育云服務(wù)模式，提供統(tǒng)一的電子身份管理與認(rèn)證服務(wù)，具備千萬級用戶的服務(wù)支撐能力。

國家、省、市（區(qū)）三級公共服務(wù)平臺如何協(xié)同服務(wù)？這也是總體規(guī)劃要考慮的問題。如何解決“粵教云”公共服務(wù)平臺與廣東省教育信息平臺、廣東省基礎(chǔ)教育資源公共服務(wù)平臺、廣東教育視頻網(wǎng)、廣東省基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測平臺等省級平臺和應(yīng)用系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通問題，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程整合優(yōu)化，提升公共服務(wù)能力？形成全局統(tǒng)籌、區(qū)域自治、上下對接、橫向關(guān)聯(lián)的開放融合公共服務(wù)體系（如圖2 所示）。例如，“粵教云”公共服務(wù)平臺還要與國家資源云平臺對接，實(shí)現(xiàn)資源的共享與交換；與地市級平臺對接實(shí)現(xiàn)資源的共建共享和協(xié)同服務(wù)；與省教育信息管理平臺對接，共建一個用戶基礎(chǔ)信息庫，由省集中部署、統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)各個應(yīng)用平臺的統(tǒng)一身份認(rèn)證、單點(diǎn)登錄，資源服務(wù)與應(yīng)用業(yè)務(wù)相融合。這些問題都需要深入研究并在實(shí)踐層面給出答案。這對于加強(qiáng)各級教育部門的統(tǒng)籌和公共服務(wù)的共享，形成資源配置與服務(wù)的集約化發(fā)展途徑具有重大意義。

圖2 “粵教云”公共服務(wù)平臺與其它平臺（應(yīng)用系統(tǒng)）關(guān)系示意圖

(二)核心教育云服務(wù)

1.教育資源云服務(wù)

“粵教云”公共服務(wù)平臺與廣東省基礎(chǔ)教育資源公共服務(wù)平臺一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)平臺之間雙向相互支撐、業(yè)務(wù)整合與協(xié)同服務(wù)，共同為“粵教云”示范應(yīng)用提供內(nèi)容保障（如圖3）。一方面，廣東省基礎(chǔ)教育資源公共服務(wù)平臺通過“粵教云”公共服務(wù)平臺實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源應(yīng)用落地，同時，各市（區(qū)）特別是“粵教云”示范應(yīng)用試驗(yàn)區(qū)在應(yīng)用中形成的優(yōu)質(zhì)資源可通過“粵教云”公共服務(wù)平臺匯聚到省基礎(chǔ)教育資源公共服務(wù)平臺，這是資源建設(shè)的源頭活水。

圖3 “粵教云”公共服務(wù)平臺教育資源云服務(wù)體系

突破大規(guī)模用戶統(tǒng)一管理技術(shù)、資源服務(wù)監(jiān)管技術(shù)、海量教育資源云存儲與優(yōu)化調(diào)度技術(shù)、個性化資源推送服務(wù)、高效智能檢索技術(shù)、虛擬化技術(shù)、負(fù)載均衡技術(shù)、云安全技術(shù)、自然人機(jī)交互、大數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)分析技術(shù)等，提供資源創(chuàng)作、預(yù)覽、審核、評價、入庫、檢索、發(fā)布、傳輸和應(yīng)用等資源全生命周期管理與服務(wù)。

教育資源云服務(wù)具有以下優(yōu)勢和特色：

（1）提供以數(shù)字教材為代表的基礎(chǔ)性資源服務(wù)，支持教育信息化手段在教與學(xué)主戰(zhàn)場的規(guī)模化與常態(tài)化應(yīng)用。全面推進(jìn)基礎(chǔ)性數(shù)字教育資源開發(fā)與應(yīng)用，是教育部2014年教育信息化工作重點(diǎn)。一方面，整合高校學(xué)科優(yōu)勢、出版社資源優(yōu)勢和企業(yè)研發(fā)能力，合力推進(jìn)數(shù)字教材開發(fā)；另一方面，在“粵教云”示范應(yīng)用試驗(yàn)區(qū)開展數(shù)字教材規(guī)模化應(yīng)用，探索數(shù)字教材整合于課堂教學(xué)的應(yīng)用模式和服務(wù)機(jī)制，以及公益性服務(wù)和個性化增值服務(wù)相結(jié)合的數(shù)字教材運(yùn)營機(jī)制。

（2）支撐地市之間數(shù)字教育資源的交換與協(xié)同服務(wù)，提升全省資源共建能力與共享水平。加強(qiáng)全省教育資源建設(shè)總體規(guī)劃，完善資源建設(shè)規(guī)范與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以機(jī)制創(chuàng)新（資源征集與后補(bǔ)助機(jī)制、課題引領(lǐng)機(jī)制等）充分調(diào)動各地市（區(qū)）建設(shè)資源的主動性和積極性，以“粵教云”公共服務(wù)平臺為載體，支持動態(tài)、開放、群體行為的跨組織協(xié)作，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源的跨地市（區(qū)）之間存放、匯聚與按需共享。

（3）以技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)資源建設(shè)模式與服務(wù)機(jī)制創(chuàng)新，構(gòu)建開放融合的服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)（如圖4 所示）?！盎浗淘啤惫卜?wù)平臺要為資源建設(shè)與服務(wù)模式創(chuàng)新提供支撐。支持“企業(yè)競爭提供、政府評估準(zhǔn)入、學(xué)校自主選擇”的資源共建共享模式，提供超市式資源云服務(wù)，支持電子貨幣網(wǎng)上結(jié)算、政府“后補(bǔ)助”的優(yōu)質(zhì)資源采購方式，逐步形成政府購買公益服務(wù)與市場提供個性化服務(wù)相結(jié)合的資源服務(wù)模式。建立基于知識共享的社交網(wǎng)絡(luò)，基于大數(shù)據(jù)向用戶提供個性化資源推送服務(wù)。

圖4 資源建設(shè)與應(yīng)用激勵機(jī)制

2.教育測評云服務(wù)

“粵教云”公共服務(wù)平臺提供教育測評云服務(wù)，包括基于教育大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)分析與教育決策支持服務(wù)，進(jìn)一步的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)與“廣東省基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測平臺”數(shù)據(jù)共享。

評價作為一種服務(wù)，能夠與不同的教學(xué)支撐系統(tǒng)集成，匯聚用戶行為數(shù)據(jù)與表現(xiàn)數(shù)據(jù)。測評云服務(wù)是技術(shù)支持下的多元評價活動，較好地體現(xiàn)了評價文化的理念。其特點(diǎn)是：（1）強(qiáng)調(diào)評價和教學(xué)的整合。評價不是一個孤立的階段和行為，而是與整個教學(xué)過程緊密結(jié)合在一起，它為教學(xué)的各個環(huán)境提供形成性評價與反饋；（2）支持評價內(nèi)容的多維度、評價主體的多元化和評價方式的多樣性；（3）從重視靜態(tài)的總結(jié)性評價向重視形成性評價反饋調(diào)節(jié)的動態(tài)過程轉(zhuǎn)移，關(guān)注學(xué)生全面發(fā)展，通過評價反饋為學(xué)生提供個性化的支持服務(wù)；（4）側(cè)重對“動手能力”進(jìn)行測評，評價形式從紙筆測驗(yàn)轉(zhuǎn)向真實(shí)任務(wù)考核，支持真實(shí)情景下的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)與技能訓(xùn)練。

提供語音測評云服務(wù)，基于智能語音交互技術(shù)的突破，為學(xué)生創(chuàng)造在真實(shí)語境中學(xué)習(xí)和應(yīng)用語言的機(jī)會，破解外語教學(xué)和漢語國際推廣的瓶頸問題。

研發(fā)基于容器的新一代云應(yīng)用引擎xPaaS，解決容器安全、虛擬組網(wǎng)和高可擴(kuò)展的容器編排引擎等熱點(diǎn)難點(diǎn)問題，支持有狀態(tài)云服務(wù)的部署和遷移。以xPaaS 為基礎(chǔ)開發(fā)IT 教育云服務(wù)，提供涵蓋容器、操作系統(tǒng)、編程語言三個層次的安全體系，徹底解決在服務(wù)器上執(zhí)行用戶代碼而引發(fā)的云端安全問題，支持實(shí)時協(xié)作編程和交互代碼演示，從“學(xué)、練、評”三方面全面創(chuàng)新IT人才培養(yǎng)模式。

3.教育視頻云服務(wù)

“粵教云”公共服務(wù)平臺提供開放、互通、可伸縮的教育視頻云服務(wù)——粵教云視通（如圖5 所示）。該服務(wù)與廣東教育視頻網(wǎng)以及地市區(qū)域視頻服務(wù)（資源）平臺實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，形成全局統(tǒng)籌、區(qū)域自治、上下對接、橫向關(guān)聯(lián)的多級服務(wù)體系。支持多終端多模式接入，實(shí)現(xiàn)對視頻直播設(shè)備/環(huán)境的集成與整合，面向大規(guī)模用戶提供流媒體直播、點(diǎn)播和實(shí)時交互服務(wù)，支持實(shí)時互動的直播課堂、在線培訓(xùn)、協(xié)作教研等典型應(yīng)用，促進(jìn)教師培訓(xùn)模式創(chuàng)新與教育視頻資源開放共享。

圖5 粵教云視通與其他應(yīng)用系統(tǒng)的協(xié)同服務(wù)

“粵教云”公共服務(wù)平臺將各地市試驗(yàn)區(qū)的優(yōu)秀視頻資源匯聚到廣東省教育視頻網(wǎng)，支持更廣域范圍的直播課堂、專遞課堂和名師網(wǎng)絡(luò)課堂應(yīng)用。

限于篇幅，對“粵教云”公共服務(wù)平臺的其它云服務(wù)及技術(shù)解決方案就不作介紹了。

（三）標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范：引領(lǐng)教育云服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)形成與發(fā)展

開放和共享既是“粵教云”公共服務(wù)平臺的建設(shè)原則，也是促進(jìn)云服務(wù)應(yīng)用落地、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。

“粵教云”公共服務(wù)平臺的“公共”屬性決定了必須走開放、合作、發(fā)展之路。從平臺的規(guī)劃設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)角度，平臺必須采用開放的體系架構(gòu)，為第三方平臺和應(yīng)用提供豐富的標(biāo)準(zhǔn)接口（如圖6 所示）。

圖6 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范體系

標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范研制是“粵教云”項(xiàng)目的重要內(nèi)容之一，以標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范、引領(lǐng)和推動教育云服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)的形成與發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范體系包括：《粵教云公共服務(wù)平臺開放API 接口規(guī)范》、《第三方教育資源接入標(biāo)準(zhǔn)》、《第三方應(yīng)用接入標(biāo)準(zhǔn)》等資源建設(shè)和服務(wù)接入標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；云平臺與端應(yīng)用數(shù)據(jù)交換與互操作的《云課堂支撐系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)》、《測評服務(wù)數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)》等。

云服務(wù)接口規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，一方面支持第三方資源與應(yīng)用接入“粵教云”公共服務(wù)平臺，同時支撐端上應(yīng)用（如各類課堂教學(xué)支撐系統(tǒng)等）與“粵教云”公共服務(wù)平臺數(shù)據(jù)雙向（上行與下行）互通，即端上應(yīng)用系統(tǒng)能夠方便利用公共平臺上的資源與服務(wù)。同時，端上應(yīng)用系統(tǒng)形成的重要數(shù)據(jù)可以匯聚到“粵教云”公共服務(wù)平臺，這些數(shù)據(jù)包括教師教學(xué)行為數(shù)據(jù)、學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)歷數(shù)據(jù)（學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)活動、學(xué)習(xí)進(jìn)程及與之交互的學(xué)習(xí)環(huán)境等數(shù)據(jù)，學(xué)生對各種資源的操作數(shù)據(jù)以及這些因素之間的關(guān)系數(shù)據(jù)等），它們或者歸檔到學(xué)生個人空間或成長檔案袋中，或者接入基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測中心供進(jìn)一步分析、挖掘與可視化處理，或者對教育科研人員開放，提供輔助決策支持服務(wù)。

三、種好試驗(yàn)田：建設(shè)“粵教云”示范應(yīng)用試驗(yàn)區(qū)

2013年10月，廣東省教育廳印發(fā)了《關(guān)于開展“粵教云”示范應(yīng)用試點(diǎn)工作的通知》，按照“統(tǒng)籌規(guī)劃、分批啟動、分類指導(dǎo)、動態(tài)評估”的原則，堅(jiān)持應(yīng)用導(dǎo)向和機(jī)制創(chuàng)新，探索“粵教云”服務(wù)于學(xué)生學(xué)習(xí)和教師專業(yè)發(fā)展的有效途徑與方法。試點(diǎn)內(nèi)容包括各試驗(yàn)區(qū)“粵教云”數(shù)據(jù)中心建設(shè)、云智慧課堂、云學(xué)習(xí)空間、名師課堂、網(wǎng)絡(luò)協(xié)作教研平臺建設(shè)與應(yīng)用等。目前試點(diǎn)工作進(jìn)展良好，示范引領(lǐng)與輻射帶動作用明顯。

“粵教云”示范應(yīng)用強(qiáng)調(diào)兩個方向，一是在教與學(xué)主戰(zhàn)場應(yīng)用，二是常態(tài)化應(yīng)用。這需要解決三個問題：一是技術(shù)支撐，它關(guān)乎理想能否照進(jìn)現(xiàn)實(shí)；二是內(nèi)容保障，讓巧婦不再難為無米之炊；三是應(yīng)用能力提升，讓教師應(yīng)用信息化手段開展教學(xué)不因“技術(shù)而被動”，而因能力提升而主動。

（一）建設(shè)“粵教云”智慧課堂，探索“云端”結(jié)合的應(yīng)用模式

1.三類云課堂

在服務(wù)教與學(xué)方面，推出了云服務(wù)、云互動、云協(xié)同三類課堂。三類云課堂在內(nèi)容保障、技術(shù)支撐和體驗(yàn)智慧等方面具有特色與優(yōu)勢。

（1）云服務(wù)課堂

以云服務(wù)促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源班班通，推進(jìn)教學(xué)資源應(yīng)用的普及化和常態(tài)化。

（2）云互動課堂

在人手一臺學(xué)習(xí)終端的環(huán)境下，融合云服務(wù)、數(shù)字教材、學(xué)科教學(xué)工具等構(gòu)建新型教學(xué)環(huán)境，探索有效提高教學(xué)質(zhì)量的信息化教學(xué)模式與方法（如圖7 所示）。

圖7 云互動課堂應(yīng)用場景

（3）云協(xié)同課堂

以云平臺匯聚資源與服務(wù)，提供云端多媒體移動課堂教學(xué)服務(wù)與師生互動服務(wù)，將名師/名校課程通過云服務(wù)延伸到農(nóng)村和城市薄弱學(xué)校，促進(jìn)教育公平與均衡發(fā)展。

2.以“核·高·基”支撐云端學(xué)習(xí)環(huán)境

下面以云互動課堂應(yīng)用為例，分析技術(shù)支撐的重要性，同時說明示范應(yīng)用如何帶動信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

（1）智能學(xué)習(xí)終端及基礎(chǔ)軟件

智能終端是當(dāng)今信息技術(shù)創(chuàng)新要素最密集的領(lǐng)域之一。智能終端要真正成為認(rèn)知學(xué)習(xí)工具，需要考慮以下幾方面的問題：

①教育應(yīng)用要求終端設(shè)備具有出色的多媒體和多任務(wù)處理能力，這需要高性能低功耗片上系統(tǒng)SoC 的支持；

②人機(jī)交互有待加強(qiáng)。學(xué)習(xí)者要完成“聽、說、讀、寫”任務(wù)，終端設(shè)備必須支持多通道人機(jī)交互，特別是語音交互和筆寫輸入，只有這樣才能成為師生日常使用的基本工具。其中，語音交互是最自然的人機(jī)交互方式，符號和公式的筆寫輸入識別是典型應(yīng)用需求，但與文字識別技術(shù)相比，公式和草圖的識別還遠(yuǎn)未達(dá)到實(shí)用化程度；

③缺乏基礎(chǔ)軟件支撐。一方面，現(xiàn)有Office 軟件不能滿足計(jì)算機(jī)教育應(yīng)用需求，需要在融合多模態(tài)的自然人機(jī)交互與協(xié)作方面增強(qiáng)，以支持強(qiáng)交互富媒體和網(wǎng)絡(luò)社群協(xié)作，同時需要在語義方面增強(qiáng)以支持海量數(shù)字資源聚合、可靠存儲及高效檢索。另一方面，電子閱讀與數(shù)字出版在教育信息化中的地位與作用日趨重要，但缺乏支持富媒體和強(qiáng)交互的內(nèi)容創(chuàng)作工具軟件。因此，面向教育行業(yè)的辦公軟件Edu Office 以及交互內(nèi)容創(chuàng)作工具，成為支撐教育信息化的重要基礎(chǔ)軟件；

④封閉的服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)。各廠商自行搭建網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺并與終端綁定，造成信息孤島和資源浪費(fèi)，無法實(shí)現(xiàn)服務(wù)的動態(tài)部署和敏捷集成；

⑤通信與組網(wǎng)能力需要加強(qiáng)，終端設(shè)備支持WiFi（802.11n/ac）和NFC，具備Adhoc組網(wǎng)能力（如圖8所示）。

圖8 云服務(wù)模式智能學(xué)習(xí)終端

（2）移動終端無線互聯(lián)

現(xiàn)有設(shè)備在支持互動課堂移動終端無線互聯(lián)方面存在一些問題，主要有：①并發(fā)接入的終端數(shù)量有限；②組播傳輸效率低；③聚集性大數(shù)據(jù)量資源分發(fā)和多屏互動等高帶寬應(yīng)用成為瓶頸；④缺乏設(shè)備級的安全接入認(rèn)證。為此，需要研發(fā)滿足云互動課堂應(yīng)用的移動終端無線互聯(lián)設(shè)備。

綜上所述，從技術(shù)支撐角度看，為滿足云互動課堂的應(yīng)用需求，需要研發(fā)智能學(xué)習(xí)終端和移動終端無線互聯(lián)設(shè)備等核心裝備，其中涉及到高性能芯片技術(shù)。同時，需要研發(fā)面向教育行業(yè)的辦公軟件Edu Office 和交互內(nèi)容創(chuàng)作工具等基礎(chǔ)應(yīng)用軟件，我們將之稱為核（核心裝備）、高（高性能芯片）、基（基礎(chǔ)應(yīng)用軟件）（如圖9 所示）。目標(biāo)是?！靶尽毖邪l(fā)核心裝備，以國產(chǎn)軟件支撐教育信息化。

圖9 “核·高·基”支撐云互動課堂

在廣東省重大科技專項(xiàng)計(jì)劃項(xiàng)目支持下，項(xiàng)目組面向教育行業(yè)的重大應(yīng)用需求，整合高校與企業(yè)在高性能片上系統(tǒng)、新型人機(jī)交互、智能終端操作系統(tǒng)、Adhoc網(wǎng)絡(luò)等方面的關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)云服務(wù)模式的智能學(xué)習(xí)終端產(chǎn)品和云互動課堂移動終端無線互聯(lián)設(shè)備，已開始進(jìn)入試驗(yàn)應(yīng)用，效果良好。項(xiàng)目組研制了相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，支持企業(yè)通過行業(yè)定制方式為教育應(yīng)用提供多樣化智能終端產(chǎn)品及服務(wù)。與此同時，項(xiàng)目組還開展了教育云服務(wù)辦公軟件Edu Office 研發(fā)，探索國產(chǎn)基礎(chǔ)軟件支撐教育信息化的途徑、方法和服務(wù)模式。

（二）搭建“研培用”一體化教師專業(yè)發(fā)展平臺，開展網(wǎng)絡(luò)協(xié)作教研，創(chuàng)新教師培訓(xùn)模式，全面提升應(yīng)用能力

筆者清醒認(rèn)識到，技術(shù)只是支撐，教師永遠(yuǎn)是主角。為教師專業(yè)發(fā)展提供服務(wù)是“粵教云”項(xiàng)目的主要目標(biāo)之一，“粵教云”公共服務(wù)平臺提供“菜單式、自主性、開放式”的培訓(xùn)服務(wù)能有效創(chuàng)新培訓(xùn)模式，支持教師立足崗位，邊學(xué)習(xí)、邊實(shí)踐、邊應(yīng)用、邊提升。

1.開展網(wǎng)絡(luò)協(xié)作教研

視頻互動已成為主要的溝通與協(xié)作方式,視頻云服務(wù)實(shí)現(xiàn)了真實(shí)課堂環(huán)境與虛擬數(shù)字視頻空間的集成融合，能有效支撐跨區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)協(xié)作教研，組織專題研討活動，實(shí)現(xiàn)從“集中觀摩課教研活動”到“異地網(wǎng)絡(luò)協(xié)作教研互動”轉(zhuǎn)變（如圖10 所示）。該應(yīng)用模式將實(shí)時流媒體直播和可視化協(xié)作交互有機(jī)結(jié)合，現(xiàn)實(shí)課堂與虛擬課堂相融合，以實(shí)時性、互動性和真實(shí)性強(qiáng)化情景體驗(yàn)，具有下列優(yōu)勢：（1）直播能帶來臨場體驗(yàn)，保持課堂的真實(shí)性、生動性。利用大規(guī)模直播，可降低活動成本，大幅度提高活動頻率，直至實(shí)現(xiàn)常態(tài)化；（2）參與教研活動或教學(xué)觀摩的教師分布在異地利用終端觀摩，教室內(nèi)只有授課教師和聽課學(xué)生，受外界影響小，有利于開展相對真實(shí)的教學(xué)活動。點(diǎn)評專家可以在授課過程中同步點(diǎn)評，更具有即時感、針對性和引導(dǎo)性；（3）基于視頻協(xié)作的研討，觀摩教師能平等地參與討論。直播結(jié)束后，任課老師、總評專家和觀摩教師緊接著開展互動交流為主的網(wǎng)絡(luò)教研活動，有助于將討論引向深入；（4）課程的實(shí)況視頻和教學(xué)研討過程可以轉(zhuǎn)化成可供以后點(diǎn)播的資源；（5）智能化視頻分析工具改變了以往純主觀的評課模式，增強(qiáng)教學(xué)研討的科學(xué)性。

圖10 網(wǎng)絡(luò)視頻協(xié)作教研

2.創(chuàng)新培訓(xùn)模式

依托“粵教云”公共服務(wù)平臺可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、高質(zhì)量、低成本、大范圍的培訓(xùn)。

教師培訓(xùn)課程資源以視頻為主，依據(jù)相應(yīng)的教學(xué)情境、教學(xué)問題來組織，以具有“短、快、精”特色的“微視頻”形式呈現(xiàn)，增強(qiáng)教師學(xué)習(xí)的情境性，實(shí)現(xiàn)“碎片式”學(xué)習(xí)，促進(jìn)有效并高效的教師學(xué)習(xí)。資源和廣大一線教師的日常教學(xué)行為緊密綁定，資源既用來培訓(xùn)教師，也提供給教師在教學(xué)實(shí)踐中用，教師在教學(xué)實(shí)踐中形成的新資源又可豐富和完善云平臺的資源。將名師/名校課程通過云服務(wù)延伸到農(nóng)村和城市薄弱學(xué)校，也是促進(jìn)教育公平與均衡發(fā)展的有效手段。

3.名師名校課程建設(shè)

開展“一師一優(yōu)課，一課一名師”活動，充分發(fā)揮學(xué)校、教師的主體作用，推動信息化手段在課堂教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，在應(yīng)用中逐步匯聚形成系統(tǒng)的數(shù)字教育資源。

以名師名校、同步課堂、精品專題等分類形式，提供名校名師的課堂教學(xué)實(shí)錄和教學(xué)片段等課例視頻。按照名師名校對精品視頻課例分類呈現(xiàn)，將一些即時性、引領(lǐng)性的名家授課實(shí)錄或視頻片段提供給用戶觀摩學(xué)習(xí)。同步課堂根據(jù)教材的章節(jié)知識點(diǎn)，提供名師講授的視頻，支持師生應(yīng)用。為教師提供與教材同步的備課、教學(xué)參考。學(xué)生也可以利用這類資源進(jìn)行課前預(yù)習(xí)、課后輔導(dǎo)。這類資源還可被用于支持“翻轉(zhuǎn)課堂”等教學(xué)模式創(chuàng)新。精品專題類是以專題形式（如校本課程、微課、探究學(xué)習(xí)）等組織的視頻，可被廣泛應(yīng)用于教師培訓(xùn)等應(yīng)用領(lǐng)域。

這部分資源來源于以下三方面：盤活既有優(yōu)質(zhì)課例資源；繼續(xù)采取征集、評比等方式收集名師教學(xué)視頻；通過“粵教云”公共服務(wù)平臺的視頻云服務(wù)自動采集匯聚名師課堂教學(xué)實(shí)錄，經(jīng)過編目標(biāo)注、審核后發(fā)布。最終的發(fā)展目標(biāo)是在省的統(tǒng)一規(guī)劃下，建成體系化的名師同步課堂。

（三）統(tǒng)籌引導(dǎo)，鼓勵多方參與，協(xié)同推進(jìn)“粵教云”示范應(yīng)用試點(diǎn)

示范應(yīng)用試點(diǎn)不是一個“空降”項(xiàng)目，各試驗(yàn)區(qū)的試點(diǎn)方案要與所在市（區(qū)）教育信息化總體發(fā)展規(guī)劃相統(tǒng)一，與教育信息化重點(diǎn)工程相融合，切實(shí)解決所在市（區(qū)）教育改革與發(fā)展的若干重大問題，如教育公平、均衡發(fā)展、多元評價、師生減負(fù)等，探索利用信息化手段解決這些問題的新思路和新方法。

試點(diǎn)工作堅(jiān)持教育行政部門統(tǒng)籌引導(dǎo)，鼓勵各方參與，建立完善多方參與的政策機(jī)制，充分調(diào)動各方積極性，協(xié)同推進(jìn)示范應(yīng)用。充分調(diào)動和尊重試驗(yàn)學(xué)校及一線教師的積極性與首創(chuàng)精神，充分發(fā)揮學(xué)校、教師和學(xué)生的主體作用，各試驗(yàn)區(qū)相繼出臺了配套政策和保障措施。

珠海市作為“粵教云”示范應(yīng)用首批試驗(yàn)區(qū)，先行先試取得重要進(jìn)展，首批15 所“粵教云”試點(diǎn)學(xué)校建設(shè)寫入了2014年市政府工作報告，并落實(shí)了建設(shè)經(jīng)費(fèi)。市教育局成立了以局長為組長的“粵教云”珠海試驗(yàn)區(qū)領(lǐng)導(dǎo)小組和以副局長為組長的工作組，先后召開了“粵教云”示范應(yīng)用座談會、推進(jìn)會，組織了教師培訓(xùn)，出臺了《珠海試驗(yàn)區(qū)“粵教云”示范應(yīng)用實(shí)施方案（征求意見稿）》,明確了試點(diǎn)目標(biāo)、主要任務(wù)、進(jìn)度安排、配套政策、保障措施、預(yù)期成效等。以“整合、擴(kuò)展、提升”為原則，建設(shè)了“粵教云”數(shù)據(jù)中心珠海分中心，珠海市教育視頻應(yīng)用平臺和“粵教云”公共服務(wù)平臺互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)了全市大部分錄播教室與平臺無縫連接，支持流媒體大規(guī)模錄播、直播功能。部署了數(shù)字教材、數(shù)字教輔、名師課堂等資源，為課堂教學(xué)、泛在學(xué)習(xí)以及教師專業(yè)發(fā)展提供內(nèi)容保障。結(jié)合珠海市智慧城市建設(shè)和社會信息化發(fā)展規(guī)劃，組織市內(nèi)學(xué)校建設(shè)三類粵教云課堂：云服務(wù)課堂、云互動課堂、云協(xié)同課堂。開展“粵教云”示范應(yīng)用試點(diǎn)后，大大提高現(xiàn)有信息化裝備（包括教育局網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)備）的使用效率，降低了運(yùn)維成本，也開始改變信息化的建設(shè)模式，即以深化應(yīng)用驅(qū)動硬件設(shè)施投入，改變“先建后用”的傳統(tǒng)模式，確立“不求所有、但求所用、夠用就好”的硬件設(shè)施投入原則，既避免建而不用、閑置浪費(fèi)，又符合信息技術(shù)產(chǎn)品更新?lián)Q代快的特征。

惠州市、東莞市、肇慶市、清遠(yuǎn)市、佛山市順德區(qū)、廣州市越秀區(qū)、廣州市天河區(qū)、深圳市南山區(qū)等“粵教云”示范應(yīng)用試驗(yàn)區(qū)，均結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，制定了切實(shí)可行的試點(diǎn)實(shí)施方案，并積極推進(jìn)試點(diǎn)工作，取得良好效果。教育信息化沒有現(xiàn)成的模式可以照搬照抄，要靠我們一起去探索、實(shí)踐?！盎浗淘啤笔痉稇?yīng)用只是一個開頭，整臺戲要唱好還得靠大家共同努力。我們要善于典型引導(dǎo)，及時發(fā)現(xiàn)、總結(jié)“粵教云”示范應(yīng)用試驗(yàn)區(qū)的經(jīng)驗(yàn)與做法并加以推廣。

四、一服務(wù)兩促進(jìn)：社會效益與產(chǎn)業(yè)帶動作用明顯

“粵教云”項(xiàng)目從論證到實(shí)施，一直強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目的社會效益和產(chǎn)業(yè)帶動作用，明確提出兩句話：一是服務(wù)教育，二是促進(jìn)新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)和數(shù)字內(nèi)容出版產(chǎn)業(yè)發(fā)展。這也是項(xiàng)目的預(yù)期目標(biāo)（如圖11）。

圖11 社會效益與產(chǎn)業(yè)帶動

“粵教云”計(jì)劃的實(shí)施，有效破解了制約云計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展的應(yīng)用落地難和關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新乏力兩大難題，實(shí)現(xiàn)云計(jì)算服務(wù)創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，將促進(jìn)高性能芯片、智能終端和寬帶無線通信設(shè)備等高端電子信息產(chǎn)業(yè)以及軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展。同時，帶動數(shù)字內(nèi)容出版產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)發(fā)展。

“粵教云”項(xiàng)目的實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了教育信息化建設(shè)模式、應(yīng)用模式和服務(wù)模式的創(chuàng)新，提高了基礎(chǔ)設(shè)施使用效率，將加快“寬帶城市”和“智慧城市”進(jìn)程。教育云服務(wù)的規(guī)模化應(yīng)用，推動了信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，將有效提升教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)教育公平和均衡發(fā)展，加快教育現(xiàn)代化。