對地方高校虛擬學(xué)院建設(shè)的思考

尹念東 胡國珍 余 鋼

(湖北理工學(xué)院，湖北 黃石 435003)

引言

2020年，我國發(fā)生了嚴重的新冠肺炎疫情。為保障廣大師生生命健康安全，教育部發(fā)布了延期開學(xué)的通知，并對高校在線教學(xué)組織與管理工作做出部署，以保證“停課不停教，停課不停學(xué)”[1-2]。這對高校信息化教學(xué)提出了更高的要求——線上教學(xué)的整體性、系統(tǒng)性、交互性、可靠性、評價性亟待提高。在這種形勢下，加快虛擬學(xué)院的建設(shè)更加迫切。由于地方高校普遍存在辦學(xué)歷史短、條件弱、師資缺、經(jīng)費緊的困難，因此加快虛擬學(xué)院建設(shè)，可以充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，促進資源共享和教育公平，既能滿足大學(xué)生多元化、個性化的需求，又能彌補傳統(tǒng)教育的某些不足，更能彌補地方高校教學(xué)軟硬件方面的不足。

發(fā)達國家線上教學(xué)平臺起步相對較早。20世紀90年代末美國開始籌建虛擬大學(xué)，歷經(jīng)二十余年的發(fā)展，以加州虛擬大學(xué)、鳳凰城大學(xué)為典型的高等教育網(wǎng)絡(luò)化體系，為現(xiàn)代社會對高等教育的規(guī)?；投鄻踊枨筇峁┝溯^好的借鑒[3]。2012年，英國倫敦國王學(xué)院、南安普頓大學(xué)、伯明翰大學(xué)等12所高校聯(lián)合推出虛擬大學(xué)建設(shè)工程，以挑戰(zhàn)美國高校在這個領(lǐng)域內(nèi)的長久壟斷地位[4]。目前具有代表性的在線教學(xué)平臺有美英國家世界頂尖大學(xué)創(chuàng)建的MOOC平臺，可為學(xué)習(xí)者提供世界級名校的公開課[5]。

近年來，國內(nèi)線上教學(xué)平臺發(fā)展迅速，傳統(tǒng)教育機構(gòu)如新東方、作業(yè)幫等都紛紛轉(zhuǎn)型線上教學(xué)，同時以騰訊、阿里為代表的互聯(lián)網(wǎng)巨頭也進入這一領(lǐng)域，搭建自己的在線教育平臺和知識平臺。高校則主要以清華大學(xué)的“學(xué)堂在線”為代表[6]。但線上教學(xué)平臺主要提供部分精品課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，功能相對單一，缺乏人才培養(yǎng)、教育規(guī)劃和教學(xué)服務(wù)等功能，而具備現(xiàn)代大學(xué)職能的虛擬學(xué)院的建設(shè)方興未艾，由于虛擬學(xué)院在共享先進教育理念，分享教學(xué)資源，促進教育改革，以及教學(xué)系統(tǒng)性、規(guī)范性上具有顯著的優(yōu)勢和特點，因而有著廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。

湖北理工學(xué)院近年開始著手在線教學(xué)平臺建設(shè)，但缺乏系統(tǒng)規(guī)劃，平臺功能和課程資源有限，難以滿足線上教育教學(xué)需求。這次疫情下的在線教學(xué)暴露出一些問題，給教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)造成較大的不便，因此對虛擬學(xué)院的建設(shè)迫在眉睫。

一、虛擬學(xué)院的關(guān)鍵特征

虛擬學(xué)院是在現(xiàn)代教育和管理理念的指導(dǎo)下，采用新一代人工智能技術(shù)，結(jié)合虛擬技術(shù)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等先進信息技術(shù)，在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)辦的，具有現(xiàn)實大學(xué)特征和功能的跨時空和組織邊界的實體(物理)學(xué)院的數(shù)字映射[7-10]。虛擬學(xué)院具備以下“四融合”關(guān)鍵特征，如圖1所示。

圖1 虛擬學(xué)院的“四融合”特征

(一)現(xiàn)代教育理念深度融合

現(xiàn)代教育已進入數(shù)字化時代，逐步呈現(xiàn)大規(guī)模社會化協(xié)同的形態(tài)。虛擬學(xué)院教育教學(xué)場景已經(jīng)突破時間、空間的限制，融合網(wǎng)絡(luò)化、智能化、立體化、泛在化等新型課堂特征，體現(xiàn)為將現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)理念深度融合。虛擬學(xué)院以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)學(xué)生能力為核心理念，結(jié)合新時代大學(xué)生學(xué)習(xí)能力和知識接受新特點，通過MOOC、SPOC、PBL、CDIO等方式推動課堂“技術(shù)革命”，從而促進教學(xué)模式改革，深入推進在線教育教學(xué)。

(二)辦學(xué)空間多元融合

虛擬學(xué)院辦學(xué)空間將是物理空間、社會空間、信息空間三元空間的融合，打破了高等院校的圍墻，致力于形成在線教育與校園教育雙向融合、雙向開發(fā)的新生態(tài)。人機結(jié)合的智能空間是虛擬學(xué)院的基礎(chǔ)。虛擬學(xué)院的教師既可以跨區(qū)域、跨組織流轉(zhuǎn)，也可以是虛實融合的、分工精細化的社會化教師。

(三)教學(xué)體系多維融合

虛擬學(xué)院將線下教學(xué)轉(zhuǎn)為線上教學(xué)，必然帶來以學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)革命，虛實融合的課程形態(tài)、整合型課程結(jié)構(gòu)、新型課程實施方式、培養(yǎng)學(xué)習(xí)智慧的學(xué)習(xí)模式，這些將為學(xué)生提供多維度知識獲取體系。虛擬學(xué)院教育服務(wù)的供給方式體現(xiàn)多人協(xié)同和人機協(xié)同、虛實融合的特征，基于智能技術(shù)建立起促進學(xué)生個性發(fā)展的教育體系。同時，將學(xué)生學(xué)習(xí)中的知識權(quán)威，由教師傳授知識的權(quán)威向多元化權(quán)威、無權(quán)威轉(zhuǎn)化,學(xué)生與教師的地位更加平等。

(四)教學(xué)評價信息融合

以互聯(lián)網(wǎng)背景下的人工智能為主體，結(jié)合虛擬現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等先進信息技術(shù)構(gòu)筑的評價機制，已成為高等教育教學(xué)發(fā)展重要的推動力量。先進信息技術(shù)的發(fā)展為學(xué)校與學(xué)習(xí)者重構(gòu)了多元評價機制，使得教育教學(xué)評價機制從“教師督導(dǎo)模式”逐步轉(zhuǎn)為“人工智能+大數(shù)據(jù)模式”和“人機結(jié)合綜合決策模式”。這有利于對教學(xué)信息的收集、處理評價、監(jiān)控實現(xiàn)數(shù)字化與智能化，有利于教學(xué)的持續(xù)改進。

二、虛擬學(xué)院的體系構(gòu)建

虛擬學(xué)院的建設(shè)，可實現(xiàn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的融合應(yīng)用；可以創(chuàng)新學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，實現(xiàn)規(guī)?；逃c個性化培養(yǎng)的有機結(jié)合，建立促進學(xué)生個性發(fā)展的新型教育體系。虛擬學(xué)院不僅僅是簡單的將信息技術(shù)用于高等教育的在線學(xué)習(xí)平臺或在線教學(xué)工具，而是突破傳統(tǒng)高等教育模式的時間和地域界限，重構(gòu)專業(yè)教育體系、課程體系、學(xué)習(xí)體系與質(zhì)量評價體系的教學(xué)組織。

(一)虛擬學(xué)院的理論架構(gòu)

虛擬學(xué)院的理論構(gòu)建主要基于現(xiàn)有實體的基本要素和功能定位，兼顧學(xué)院組織的一般特征，其理論框架主要由辦學(xué)目標定位、組織結(jié)構(gòu)、教學(xué)管理、教學(xué)實施等組成，如圖2所示。

圖2 虛擬學(xué)院的結(jié)構(gòu)框架

虛擬學(xué)院的辦學(xué)目標定位應(yīng)與實體學(xué)院戰(zhàn)略定位、人才培養(yǎng)目標以及社會需求保持高度一致。虛擬學(xué)院組織結(jié)構(gòu)根據(jù)職能進行功能和權(quán)限的劃分，同時不同角色(管理者、教師、學(xué)生)也具備不同權(quán)限和功能。

虛擬學(xué)院能在線提供實體學(xué)院所能提供的全部教學(xué)管理和教學(xué)實施功能，從專業(yè)設(shè)置、培養(yǎng)方案到教學(xué)計劃下達等，提供學(xué)生在線選課、課程學(xué)習(xí)、質(zhì)量監(jiān)督等人才培養(yǎng)的全過程、全周期、全鏈條教育教學(xué)服務(wù)。

(二)虛擬學(xué)院的功能架構(gòu)

虛擬學(xué)院的管理機構(gòu)可參照實體學(xué)院設(shè)置院長1名，副院長1名，工作人員若干名，教學(xué)團隊若干個。院長負責(zé)學(xué)院整體規(guī)劃、教學(xué)理念的實施、人才培養(yǎng)方案的制定；副院長分管學(xué)院教學(xué)工作，負責(zé)具體教學(xué)方案的制定和實施；工作人員負責(zé)下達教學(xué)計劃、實施教學(xué)安排、提供技術(shù)支持；教學(xué)團隊負責(zé)課程建設(shè)、教學(xué)改革研究、教學(xué)任務(wù)的完成等等工作。

虛擬學(xué)院的功能架構(gòu)體現(xiàn)在兩個方面：教育教學(xué)空間和在線教育教學(xué)功能，如圖3所示。

圖3 虛擬學(xué)院的功能映射

1.虛擬教育教學(xué)空間

虛擬學(xué)院的教育教學(xué)空間主要有虛擬教學(xué)辦公室、虛擬教室、虛擬圖書館、虛擬實驗室、虛擬運動場館。

虛擬教學(xué)辦公室：完成日常教學(xué)運行和管理，安排和下達教學(xué)計劃，可對接學(xué)校教務(wù)管理系統(tǒng)、畢業(yè)設(shè)計管理系統(tǒng)等現(xiàn)有教學(xué)運行系統(tǒng)。虛擬教室：基于在線學(xué)習(xí)工具的多功能智慧教室，可進行在線選座，虛擬座位和線上IP地址一一對應(yīng)。虛擬圖書館：對接學(xué)校圖書館現(xiàn)有各種中英文數(shù)據(jù)庫電子資源，具備圖書查詢、借閱的功能。虛擬實驗室：對接校內(nèi)虛擬仿真實驗中心，不同實驗室對應(yīng)不同的虛擬仿真項目。虛擬運動場館：對接體育課程線上運動項目，模擬各種體育運行項目。

2.在線教育教學(xué)功能

虛擬學(xué)院的在線教育教學(xué)功能主要有以下四個方面：

1)教學(xué)管理及運行。根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案實現(xiàn)教學(xué)模塊制定、課程運行管理、課堂管理、班級管理、教師團隊管理等功能，保證教學(xué)工作的穩(wěn)定運行和教學(xué)質(zhì)量的提高。教師根據(jù)在線教學(xué)、混合式教學(xué)的需要，開展課程建設(shè)和教學(xué)管理，可根據(jù)學(xué)生考勤、互動、作業(yè)情況、考試成績等綜合計算相應(yīng)的在線學(xué)分；學(xué)生可完成課前預(yù)習(xí)、視頻觀看、在線討論、答疑、作業(yè)、考試等。

2)課程建設(shè)及應(yīng)用。課程建設(shè)，特別是線上課程的建設(shè)，是虛擬學(xué)院的主要任務(wù)、存在基礎(chǔ)。學(xué)院根據(jù)國家級、省級“金課”建設(shè)要求進行課程建設(shè)；教師可依托平臺進行在線課程內(nèi)容建設(shè)、課程管理、課程教學(xué)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、移動端互動等。加強線上學(xué)習(xí)空間和課程資源建設(shè)，推動教與學(xué)深度變革，打造校級線上線下混合式的虛擬仿真“金課”。

3)虛擬仿真實驗項目建設(shè)及實驗開設(shè)。實現(xiàn)所有實驗教學(xué)軟件統(tǒng)一接入，為學(xué)生提供虛擬仿真實驗學(xué)習(xí)平臺；能夠整合和部署不同類型的實驗教學(xué)軟件，高效管理實驗教學(xué)資源，滿足校內(nèi)各教學(xué)院(部)建設(shè)、發(fā)布、管理、使用實驗教學(xué)資源的需求，并能實現(xiàn)實驗教學(xué)資源的開放共享。

4)創(chuàng)新教育、個性化學(xué)習(xí)。依托學(xué)校各學(xué)科專業(yè)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源及校外資源，構(gòu)建復(fù)合型、創(chuàng)新型人才學(xué)習(xí)平臺。綜合考慮社會需求、學(xué)校的辦學(xué)定位、學(xué)生的職業(yè)規(guī)劃等因素，合理制訂個性化課程體系，通過設(shè)置輔修在線學(xué)習(xí)模塊等，為學(xué)生跨學(xué)科專業(yè)學(xué)習(xí)、第二學(xué)位、參與科研和學(xué)科競賽、開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐、國際交流等提供支持；讓學(xué)生有更多學(xué)習(xí)選擇的空間，實現(xiàn)自主性、個性化學(xué)習(xí)，打造完備的知識體系，以更好地面對職場競爭。

5)數(shù)據(jù)分析與質(zhì)量監(jiān)控。構(gòu)建以學(xué)校為主導(dǎo)，教學(xué)院為主體具有適應(yīng)性與擴展性全過程保證、全方位監(jiān)控的線上教學(xué)質(zhì)量保障體系；通過大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)以教學(xué)過程、教學(xué)評估為主線，學(xué)校、教學(xué)院部交互的質(zhì)量保障閉環(huán)系統(tǒng)；同時引入學(xué)校評價和第三方評價機構(gòu)，采取常態(tài)監(jiān)測與周期性認證相結(jié)合、定量分析與定性判斷相結(jié)合的方式，多維度、多視角在線監(jiān)測評價人才培養(yǎng)質(zhì)量。

三、對湖北理工學(xué)院虛擬學(xué)院建設(shè)的思考

湖北理工學(xué)院虛擬學(xué)院建設(shè)將深度融合新一代人工智能及信息技術(shù)，面向?qū)W校應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位，結(jié)合教師(主導(dǎo))學(xué)生(主體)的能力提升要求，重塑人才培養(yǎng)目標，重構(gòu)專業(yè)體系，推動學(xué)生學(xué)習(xí)體驗的提升，構(gòu)建開放的現(xiàn)代大學(xué)生態(tài)體系。以下是我們的一些思考。

(一)虛擬視景重構(gòu)學(xué)習(xí)空間

虛擬學(xué)院是實體(物理)學(xué)院的數(shù)字映射，其工作空間以數(shù)字液晶監(jiān)控系統(tǒng)和云端服務(wù)器為載體，進一步采用3D、AR、VR等技術(shù)，全數(shù)字模擬顯示校園實景，實現(xiàn)跨時空和組織邊界的實體(物理)學(xué)院的數(shù)字映射，如圖4所示。虛擬學(xué)院布局具備場景漫游、導(dǎo)覽等功能，進入場所內(nèi)能完整展現(xiàn)和完成教學(xué)運行管理、課程選取、圖書借閱、創(chuàng)新項目等各種服務(wù)流程。

圖4 虛擬學(xué)院全景模擬場景

(二)人工智能重塑師生關(guān)系

虛擬學(xué)院的建設(shè)是對整個教學(xué)過程的智能化改造與重塑，可以有效提高教學(xué)效率，個性化定制教學(xué)需求，為學(xué)生提供虛擬場景的學(xué)習(xí)。智能化技術(shù)的引入，使教學(xué)在價值取向、師生關(guān)系、虛實世界等方面發(fā)生了重大變革，在教學(xué)中體現(xiàn)以學(xué)生為中心，提升學(xué)生能力，持續(xù)改進教學(xué)模式與方法。

人工智能、大數(shù)據(jù)等先進信息技術(shù)的使用能夠改進師生協(xié)作方式。教師可以重復(fù)利用先進信息技術(shù)，為學(xué)生設(shè)計科學(xué)的、個性化的學(xué)習(xí)方案，同時提升自身教學(xué)水平。信息技術(shù)是教師的有效工具和手段，可以替代教師的重復(fù)性、機械化的工作，減輕教師負擔(dān)，使教師有更多的時間和學(xué)生深入溝通；大數(shù)據(jù)可以讓教師隨時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而進一步構(gòu)建和諧穩(wěn)固的師生關(guān)系，促進學(xué)生能力全面提升。

(三)數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新培養(yǎng)體系

虛擬學(xué)院的建設(shè)將促進教育教學(xué)目標和理念的改變，推進培養(yǎng)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、評價體系的改革創(chuàng)新。具體實施中將新一代人工智能技術(shù)融入教學(xué)與運行管理平臺、虛擬仿真實驗教學(xué)平臺和質(zhì)量評價與監(jiān)測中心等功能平臺，促進現(xiàn)有人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新重構(gòu)。

1.在線教學(xué)與運行管理平臺

在線教學(xué)與運行管理平臺實施人機協(xié)同管理，通過人工智能技術(shù)從海量信息中精選教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生的認知更有針對性；同時可利用人工智能整合各類知識，使繁雜無序的知識變得規(guī)則有序，讓學(xué)生對知識的掌握更為高效。如圖5所示，平臺由教學(xué)管理決策、個性化教學(xué)運行系統(tǒng)、成果推廣應(yīng)用門戶等部分構(gòu)成，其核心是教學(xué)運行系統(tǒng)。平臺包含校內(nèi)翻轉(zhuǎn)教學(xué)模塊、教學(xué)運行管理模塊和教學(xué)資源引入/輸出模塊，再輔以教學(xué)成果應(yīng)用門戶以及教學(xué)大數(shù)據(jù)態(tài)勢感知平臺。通過單點登錄、數(shù)據(jù)聯(lián)動、視頻本地加速和數(shù)據(jù)備份，與校內(nèi)部署的教務(wù)系統(tǒng)、統(tǒng)一認證門戶、數(shù)字化校園數(shù)據(jù)管理平臺等本地化平臺互通，組成一套完整的數(shù)字化教學(xué)解決方案。

圖5 在線教學(xué)與運行管理平臺功能

教學(xué)運行系統(tǒng)以個性化服務(wù)為中心，基于混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)方法設(shè)計教學(xué)功能，同時借助校內(nèi)資源以及校外優(yōu)質(zhì)資源，開展“金課”建設(shè)，促進線上教學(xué)、課堂教學(xué)的改革。為了保證教學(xué)質(zhì)量，提供管理者的大數(shù)據(jù)模塊，與教務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)聯(lián)動，時刻掌握師生的教學(xué)動態(tài)，保障課程基本的教、學(xué)、測、管、評一體化流程的順利實現(xiàn)。

2.虛擬仿真實驗教學(xué)平臺

共享湖北理工學(xué)院現(xiàn)有的各種虛擬實驗條件，整合學(xué)校的多個虛擬仿真實驗中心，建立在虛擬學(xué)院構(gòu)架下的虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，為學(xué)生提供虛擬教學(xué)情境，讓學(xué)生在三維立體虛擬空間中認知對象，同時能夠在虛擬環(huán)境中與虛擬對象進行互動交流。平臺具有實驗資源管理與共享、虛擬仿真實驗教學(xué)系統(tǒng)和第三方實驗教學(xué)資源集成、虛擬仿真數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能，如圖6所示。主要包括：數(shù)字化資源管理，實現(xiàn)虛擬仿真實驗資源、理論知識庫、習(xí)題庫管理，方便學(xué)生在線學(xué)習(xí)，方便資源共享；實驗教學(xué)全過程管理，包括實驗開課管理、實驗項目安排或自選實驗和實驗預(yù)習(xí)管理，可提供虛擬仿真項目學(xué)習(xí)及過程中智能指導(dǎo)、實驗報告管理、實驗成績管理等；虛擬仿真實驗中心數(shù)據(jù)統(tǒng)計，包括通過數(shù)據(jù)表、統(tǒng)計圖等多種方式反應(yīng)中心的教學(xué)規(guī)模、教學(xué)效果等，為決策層提供數(shù)據(jù)依據(jù)；虛擬仿真實驗項目開放共享，包括校內(nèi)外開放共享的虛擬仿真資源，校內(nèi)用戶及校外注冊用戶可以訪問實驗項目詳情，并進行在線實驗預(yù)約、虛擬仿真實驗學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)中心管理等。

圖6 虛擬仿真實驗教學(xué)平臺功能

3.質(zhì)量評價與監(jiān)測中心

質(zhì)量評價與監(jiān)測中心結(jié)合在線教學(xué)與運行管理平臺和虛擬仿真實驗教學(xué)平臺的數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)教學(xué)大數(shù)據(jù)態(tài)勢感知。比如：可統(tǒng)計分析學(xué)校、二級學(xué)院、教師、學(xué)生、課程、互動、資源、教室等信息，輔助教學(xué)質(zhì)量評價和教學(xué)決策；可統(tǒng)計學(xué)校各項資源的建設(shè)情況，學(xué)校的數(shù)字化建設(shè)情況以及教學(xué)運行情況等，以圖表、數(shù)字、對比分析等直觀方式全方位展示學(xué)校教育教學(xué)線上、線下數(shù)據(jù)，如全校學(xué)生數(shù)、教師數(shù)、網(wǎng)絡(luò)課程數(shù)、各類資源占用數(shù)量、實驗預(yù)約人數(shù)、系統(tǒng)的訪問情況、學(xué)生出勤情況、教育資源情況、師生間的互動情況等；可實現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)監(jiān)控、活躍度監(jiān)控、全校資源監(jiān)控、實時課堂監(jiān)控、簽到率監(jiān)控等，如圖7所示。

圖7 質(zhì)量評價與檢測中心展示示例

四、結(jié)束語

湖北理工學(xué)院虛擬學(xué)院的建設(shè)，將與湖北理工學(xué)院“高水平應(yīng)用型開放型創(chuàng)新型大學(xué)”的辦學(xué)定位相適應(yīng)，通過“人工智能+教育”，構(gòu)建起行之有效的、有針對性的在線教育教學(xué)綜合服務(wù)平臺。建設(shè)虛擬學(xué)院的目的在于，以在線、混合式、虛擬仿真“金課”等為抓手，利用信息技術(shù)提升教育教學(xué)水平，推動教學(xué)方法創(chuàng)新，推進教師課堂革命和學(xué)生學(xué)習(xí)革命，讓教學(xué)體系真正由“以師為中心”向“以生為中心”轉(zhuǎn)變，從而提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。