西安電子科技大學(xué)打造一體化智慧學(xué)習(xí)服務(wù)平臺(tái)

文/史甜 張玉振

(作者單位為西安電子科技大學(xué)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中心)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和教學(xué)改革的不斷深入，基于傳統(tǒng)多媒體的靜態(tài)學(xué)習(xí)空間越來(lái)越難以滿(mǎn)足現(xiàn)代的教學(xué)需求。建設(shè)教學(xué)資源共享、教學(xué)情境互動(dòng)、教學(xué)過(guò)程監(jiān)控、教學(xué)數(shù)據(jù)分析、教學(xué)行為引導(dǎo)的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)大環(huán)境，是提高大學(xué)生教育教學(xué)水平的緊迫任務(wù)和必然要求。

本文提出利用信息化手段構(gòu)建富有西安電子科技大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“西電”）特色的一體化教育資源共享與在線(xiàn)教學(xué)服務(wù)平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“學(xué)習(xí)服務(wù)平臺(tái)”），從教育環(huán)境、教育資源、教育過(guò)程、教育監(jiān)測(cè)等多維度進(jìn)行實(shí)質(zhì)性建設(shè)與推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、評(píng)、環(huán)”四維一體的完整教育閉環(huán)，積極探索“以學(xué)生為中心、以能力培養(yǎng)為先導(dǎo)”的人才培養(yǎng)新模式。該方案可行性及實(shí)際效益已經(jīng)在實(shí)踐應(yīng)用中得到了驗(yàn)證。

需求分析及功能設(shè)計(jì)

西電還存在智慧環(huán)境建設(shè)不完善、教育資源管理不集中、課堂資源記錄不實(shí)時(shí)、線(xiàn)下督導(dǎo)評(píng)價(jià)不高效、核心數(shù)據(jù)不完整無(wú)法共享等問(wèn)題，造成行政流程、教學(xué)管理、數(shù)據(jù)互通、資源共享等方面的整合困難，嚴(yán)重影響了工作效率和質(zhì)量。遵從頂層規(guī)劃，構(gòu)建一體化教育資源共享與在線(xiàn)教學(xué)服務(wù)平臺(tái)，主要基于以下四方面的需求。

升級(jí)改造教學(xué)環(huán)境

目前，西電南北校區(qū)教室總量在400多間，但能夠滿(mǎn)足互動(dòng)性、研討性、資源自動(dòng)采集的智慧教室還非常少，需要設(shè)計(jì)和建設(shè)多類(lèi)型、多場(chǎng)景的智慧教室，實(shí)現(xiàn)智能環(huán)境的升級(jí)改造，為智慧教學(xué)創(chuàng)造硬件基礎(chǔ)。智慧教室的建設(shè)要分步實(shí)施，根據(jù)學(xué)校教學(xué)實(shí)踐反饋逐步構(gòu)建更適合西電人才培養(yǎng)模式的智慧環(huán)境。一期建設(shè)主要包括：常態(tài)化錄播教室，要求南北校區(qū)所有教學(xué)教室全覆蓋；互動(dòng)型智慧教室，實(shí)現(xiàn)老師與學(xué)生課堂虛擬分組實(shí)時(shí)互動(dòng)討論；精品智慧教室，實(shí)現(xiàn)混合翻轉(zhuǎn)課堂、智能物聯(lián)管控、教學(xué)模式多樣化。在空間信息化改造的過(guò)程中，要盡量做到“利舊建新”，比如復(fù)用已經(jīng)部署的標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)的攝像頭實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生畫(huà)面的視頻采集，降低學(xué)校信息化升級(jí)成本。

融合共享教育資源

學(xué)校已采購(gòu)的各類(lèi)數(shù)字資源、已建設(shè)好的校本資源、全覆蓋的常態(tài)化錄直播資源和各類(lèi)第三方資源等需要進(jìn)行融合共享，構(gòu)建資源管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一存儲(chǔ)、統(tǒng)一調(diào)用、開(kāi)放共享的線(xiàn)上資源服務(wù)環(huán)境。[1]資源管理平臺(tái)需根據(jù)教育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范，特別是圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻、文本、課件等制定出西電統(tǒng)一規(guī)范的資源加工、集成與建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、課程資源封裝標(biāo)準(zhǔn)等各類(lèi)規(guī)范。一方面提升教學(xué)資源建設(shè)質(zhì)量，另一方面為校內(nèi)資源共享、校際共享提供基礎(chǔ)條件。資源格式采用通用和標(biāo)準(zhǔn)格式保證資源瀏覽的兼容性，資源標(biāo)準(zhǔn)符合通用播放器觀看和瀏覽。最終形成西電特色的個(gè)人資源庫(kù)：含文件、視頻、作業(yè)、測(cè)試、評(píng)分量規(guī)等，可在多個(gè)班級(jí)、課程間取其所需、彈性復(fù)用；校本資源庫(kù)：讓老師們?cè)谛?nèi)分享教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)備課資源的共建、共享、有效復(fù)用[2]；校際和公共資源庫(kù)：海量公開(kāi)教學(xué)資源，方便老師取用教學(xué)，同時(shí)可支持多個(gè)學(xué)校分享優(yōu)質(zhì)校本資源。

構(gòu)建全過(guò)程學(xué)習(xí)平臺(tái)

圖1 平臺(tái)總體技術(shù)框架

圖2 互動(dòng)型智慧教室建設(shè)效果

建立全過(guò)程學(xué)習(xí)服務(wù)平臺(tái)，老師和學(xué)生每個(gè)人都擁有自己個(gè)性化的學(xué)習(xí)管理終端，通過(guò)多終端、跨平臺(tái)、多語(yǔ)言的系統(tǒng)特性，為學(xué)生和老師創(chuàng)造一個(gè)移動(dòng)化的教與學(xué)環(huán)境。教師可在線(xiàn)完成課程創(chuàng)建、建立與編輯課程大綱、添加與設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)、直播錄播資源管理、微課視頻錄制、題庫(kù)管理、作業(yè)管理、評(píng)價(jià)管理、成績(jī)管理、班級(jí)管理、課堂互動(dòng)、考勤點(diǎn)名等教學(xué)活動(dòng)；學(xué)生可在線(xiàn)完成課前學(xué)習(xí)、在線(xiàn)聽(tīng)課、在線(xiàn)測(cè)試、互動(dòng)討論、課堂評(píng)教、分組互評(píng)、在線(xiàn)反饋、課后觀看、提交作業(yè)等學(xué)習(xí)過(guò)程。為師生提供豐富的自主學(xué)習(xí)、移動(dòng)學(xué)習(xí)資源，使學(xué)生隨時(shí)隨地可以“走進(jìn)課堂”，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂、沉浸式教與學(xué)。

打通核心數(shù)據(jù)共享

學(xué)習(xí)服務(wù)平臺(tái)是“全過(guò)程、多維度、深融合”的智慧教學(xué)新平臺(tái)，面向全校本碩博學(xué)生和全體教師提供教學(xué)服務(wù)，需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來(lái)自于教務(wù)處、研究生院、人事處、信息處等多個(gè)部門(mén)。西電在建立數(shù)字校園的階段一直在持續(xù)解決數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、交換的問(wèn)題，信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中心建立一個(gè)高性能的中央數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)及統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口與交換平臺(tái)，以此作為學(xué)校關(guān)鍵數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)中心和權(quán)威數(shù)據(jù)提供方。盡管如此，在學(xué)習(xí)平臺(tái)建設(shè)和資源共享過(guò)程中仍然需要解決很多數(shù)據(jù)問(wèn)題，比如：教務(wù)系統(tǒng)與研究生系統(tǒng)由本科生院和研究生院分別管理和運(yùn)行，本科生數(shù)據(jù)和研究生數(shù)據(jù)相互獨(dú)立造成的數(shù)據(jù)關(guān)系不清晰、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)不完備等。因此，學(xué)校需要依據(jù)學(xué)習(xí)平臺(tái)的建設(shè)需求進(jìn)一步擴(kuò)展數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，確保同一個(gè)老師的本科課程和研究生課程都可以精確地錄播下發(fā)至老師個(gè)人資源庫(kù)，同一個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)的所有老師的課程資源都可以準(zhǔn)確及時(shí)地進(jìn)行觀看學(xué)習(xí)，并保證人員管理、課程關(guān)系、教室關(guān)系等全部清晰規(guī)范。

框架設(shè)計(jì)與建設(shè)實(shí)現(xiàn)

建設(shè)智慧學(xué)習(xí)服務(wù)平臺(tái)不是簡(jiǎn)單地進(jìn)行傳統(tǒng)教學(xué)的數(shù)字化遷移，而是既要滿(mǎn)足學(xué)校資源整合、統(tǒng)一服務(wù)、錄直播可視化教學(xué)、教學(xué)評(píng)價(jià)管理、教學(xué)數(shù)據(jù)分析的使用要求，也要符合互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的快速迭代、靈活拓展的特質(zhì)，符合學(xué)校長(zhǎng)久發(fā)展的戰(zhàn)略要求。平臺(tái)的總體框架設(shè)計(jì)要求如圖1所示。

建設(shè)多類(lèi)型智慧教室，實(shí)現(xiàn)教育環(huán)境升級(jí)

“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”的智能化學(xué)習(xí)新環(huán)境是推動(dòng)教育教學(xué)模式創(chuàng)新的必要條件。學(xué)校積極推進(jìn)以學(xué)生為中心，以技術(shù)為驅(qū)動(dòng)，推動(dòng)教育教學(xué)模式創(chuàng)新的“智慧課堂、智慧校園、智慧學(xué)區(qū)”智慧環(huán)境體系建設(shè)，構(gòu)建信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合下 “先能力后知識(shí)”的全新教育生態(tài)，讓師生感受智慧教室、翻轉(zhuǎn)課堂、互動(dòng)課堂和融合教育資源云的魅力。學(xué)校升級(jí)改造了300余間常態(tài)化錄播教室、60余間互動(dòng)型智慧教室，8間精品智慧教室。

常態(tài)化錄播教室。南北校區(qū)所有教學(xué)教室全覆蓋，匹配課表數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)錄制三路資源（教師高清全景和特寫(xiě)資源、學(xué)生資源、多媒體錄播資源）并將資源標(biāo)注存檔，錄制資源與學(xué)習(xí)服務(wù)平臺(tái)全面對(duì)接，自動(dòng)同步到學(xué)習(xí)平臺(tái)教師個(gè)人資源庫(kù)。師生可以隨時(shí)觀看點(diǎn)播或直播視頻資源來(lái)學(xué)習(xí)、觀摩、聽(tīng)評(píng)課、教研，在建設(shè)課程時(shí)可以直接引用編輯錄播資源，完善MOOC/SPOC，本期建設(shè)配置400余個(gè)高清追蹤攝像頭和2.5PB存儲(chǔ)。

互動(dòng)型智慧教室。在常態(tài)錄播教室的基礎(chǔ)上增加分組互動(dòng)、物聯(lián)設(shè)備、電子班牌等元素加強(qiáng)空間“智慧性”，實(shí)現(xiàn)老師與學(xué)生課堂虛擬分組實(shí)時(shí)互動(dòng)討論，完整記錄課堂過(guò)程，實(shí)現(xiàn)手機(jī)實(shí)時(shí)簽到、投屏、提問(wèn)、搶答、選擇、照片墻、閱讀、抽取等功能，如圖2所示。

精品智慧教室。在常態(tài)錄播教室的基礎(chǔ)上增加師生互動(dòng)、物聯(lián)設(shè)備、電子班牌、精品錄播、小組討論、可移動(dòng)桌椅等元素，實(shí)現(xiàn)混合翻轉(zhuǎn)課堂、自由組隊(duì)協(xié)作、分組討論研究、實(shí)時(shí)成果展示；實(shí)現(xiàn)智能物聯(lián)管控、自動(dòng)感應(yīng)環(huán)境、燈光分組控制、空氣質(zhì)量?jī)?yōu)化等，如圖3所示。

各種類(lèi)型的智慧教室極大地支持了校內(nèi)外課堂實(shí)時(shí)互動(dòng)，通過(guò)對(duì)教學(xué)環(huán)境的重構(gòu)，推動(dòng)教學(xué)模式從以教師為中心的傳統(tǒng)課堂走向以學(xué)生為中心的新課堂，實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式多樣化[3]。并在實(shí)際運(yùn)用中，利用智慧教室與美國(guó)等多個(gè)國(guó)家和地區(qū)學(xué)生開(kāi)展實(shí)時(shí)課堂研討互動(dòng)，共享優(yōu)質(zhì)課程資源。

構(gòu)建開(kāi)放教育資源，實(shí)現(xiàn)教育資源倍增

圖3 精品智慧教室建設(shè)效果

圖4 三分屏課程直播

在信息技術(shù)的支持下，學(xué)校多渠道、多方位資源融合，實(shí)現(xiàn)數(shù)字教育資源開(kāi)放共享，教育大資源開(kāi)發(fā)利用機(jī)制初步形成。全覆蓋的課程錄播視頻采集平臺(tái)（覆蓋384間教室），將課程資源全部搬到網(wǎng)上，自動(dòng)下發(fā)到教師資源庫(kù)，創(chuàng)新性地形成教學(xué)視頻、多媒體視頻、學(xué)生視頻三路視頻資源同時(shí)追蹤播放，教師和學(xué)生可以按需靈活直播、點(diǎn)播觀看，如圖4所示。更提供便捷的一鍵式操作，可將課程視頻直接按章節(jié)插入到課程建設(shè)中，形成全過(guò)程教育教學(xué)資源采集與建設(shè)。與此同時(shí)，整合圖書(shū)館電子資源、精品課程資源、海量名師資源、第三方教育云資源等多方資源，為師生提供海量、適切的學(xué)習(xí)資源服務(wù)，完成優(yōu)課服務(wù)，實(shí)現(xiàn)“一課一門(mén)戶(hù)”，學(xué)生自助選課自主學(xué)習(xí)。

推進(jìn)教學(xué)實(shí)時(shí)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)教育模式創(chuàng)新

學(xué)校不斷推進(jìn)教育供給側(cè)改革，建立本碩一體的教育資源共享與在線(xiàn)教學(xué)服務(wù)平臺(tái)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)學(xué)習(xí)空間，實(shí)現(xiàn)教師與教師之間、教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間的多方在線(xiàn)互動(dòng)，如圖5所示。學(xué)習(xí)服務(wù)平臺(tái)提供個(gè)性化教與學(xué)人才培養(yǎng)新模式：從課程自動(dòng)創(chuàng)建到章節(jié)內(nèi)容設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)、資源管理、微課錄制、人員管理到教學(xué)測(cè)評(píng)等，支持教師進(jìn)行“全過(guò)程”教學(xué)；從課前預(yù)習(xí)到課中互動(dòng)學(xué)習(xí)，再到課后復(fù)習(xí)測(cè)試，支持學(xué)生“全流程”學(xué)習(xí)；從觀看課堂錄直播到在線(xiàn)打分評(píng)測(cè)，再到教師互評(píng)，支持督導(dǎo)“多維度”監(jiān)測(cè)教學(xué)質(zhì)量。

圖5 教育資源共享與在線(xiàn)教學(xué)服務(wù)平臺(tái)

為了讓學(xué)生有更大選擇余地、更多課外時(shí)間和更廣闊研討空間，學(xué)校啟動(dòng)資源倍增和課程上網(wǎng)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有課程種類(lèi)五年內(nèi)翻番，三年內(nèi)課程全部上網(wǎng)，進(jìn)行上網(wǎng)課程分類(lèi)評(píng)價(jià)和管理，引進(jìn)遴選校外優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源納入學(xué)校培養(yǎng)體系。建立網(wǎng)上導(dǎo)學(xué)機(jī)制，選配導(dǎo)師289位和博士/碩士1009位，按導(dǎo)師∶研究生∶新生=1∶4∶20匹配組建導(dǎo)學(xué)團(tuán)隊(duì)，全面開(kāi)展面向新生的學(xué)習(xí)指導(dǎo)與發(fā)展指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)線(xiàn)上線(xiàn)下相結(jié)合。學(xué)校還依托特有的紅色基因與電子信息專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)，打造了特色鮮明的思政課程和精品項(xiàng)目等。

開(kāi)展過(guò)程性質(zhì)量監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的綜合評(píng)價(jià)

對(duì)教學(xué)質(zhì)量的有效評(píng)價(jià)與監(jiān)控是加強(qiáng)學(xué)校內(nèi)涵式建設(shè)，提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系存在評(píng)價(jià)模式形式單一、缺乏過(guò)程性評(píng)價(jià)、評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)覆蓋維度不全面、反饋實(shí)效性不強(qiáng)等問(wèn)題。學(xué)校利用學(xué)習(xí)服務(wù)平臺(tái)中的在線(xiàn)評(píng)教系統(tǒng)進(jìn)行課程視頻、數(shù)據(jù)、狀態(tài)等的實(shí)時(shí)監(jiān)控，全方位采集質(zhì)量信息并對(duì)信息進(jìn)行分析、反饋，形成循環(huán)閉環(huán)、持續(xù)改進(jìn)的課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)與監(jiān)控體系。在線(xiàn)評(píng)教系統(tǒng)融合教室內(nèi)音視頻設(shè)備，采集教師授課和學(xué)生學(xué)習(xí)全過(guò)程數(shù)據(jù)，秉持以評(píng)促建精神，逐步建立涵蓋教學(xué)態(tài)度、內(nèi)容、技能、方法、效果等多維度教育教學(xué)評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)教師授課、課堂紀(jì)律、學(xué)生出勤等專(zhuān)家網(wǎng)上督導(dǎo)和巡課，同時(shí)開(kāi)展過(guò)程性教師評(píng)價(jià)、學(xué)生評(píng)價(jià)、師生互評(píng)等，為教育教學(xué)優(yōu)化和教師信息素養(yǎng)能力提升提供有效支撐。

總結(jié)

西電以學(xué)生為中心，按照“把時(shí)間還給學(xué)生，把方法教給學(xué)生”的思路，建立個(gè)性化教學(xué)育人計(jì)劃，實(shí)行多項(xiàng)變革。變革課程，引入新工科理念，融入IT新技術(shù)，更新教學(xué)知識(shí)，提升文化素養(yǎng)；變革教室，改變教室布局，建設(shè)智慧教室，拓展教學(xué)空間；變革教法，結(jié)合科研實(shí)際，實(shí)施問(wèn)題導(dǎo)學(xué)、探究式學(xué)習(xí)，采用線(xiàn)上預(yù)習(xí)+大課精講+小課討論+線(xiàn)下大作業(yè)的教學(xué)方式；變革評(píng)價(jià)，基于教學(xué)大數(shù)據(jù)采集，考核學(xué)生的知識(shí)與能力，實(shí)施教考分離，引入第三方評(píng)價(jià)，督促改進(jìn)能力培養(yǎng)；變革要求，以完成四學(xué)年課程為標(biāo)準(zhǔn)的畢業(yè)要求，變?yōu)橐孕逎M(mǎn)學(xué)分為標(biāo)準(zhǔn)的畢業(yè)要求；變革考核，教師的必要條件由能講一門(mén)課變?yōu)橹v好一門(mén)課，倒逼教師不斷提升教學(xué)能力；變革助教，將碩士、博士助教作為畢業(yè)必要條件，發(fā)揮研究生的教學(xué)輔助作用；變革服務(wù)，教學(xué)管理、保障部門(mén)職能變更為制定標(biāo)準(zhǔn)、確定任務(wù)、配置資源、精準(zhǔn)考核。

利用信息技術(shù)為教育注入新動(dòng)能，推動(dòng)教育變革和創(chuàng)新，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個(gè)性化、終身化的教育體系，是人類(lèi)共同面臨的重大課題，也是西電在教育教學(xué)改革探索新模式的最終目標(biāo)。