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

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)空間越來越難以滿足現(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、教學(xué)過程監(jiān)控、教學(xué)數(shù)據(jù)分析、教學(xué)行為引導(dǎo)的動態(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)（以下簡稱“西電”）特色的一體化教育資源共享與在線教學(xué)服務(wù)平臺（以下簡稱“學(xué)習(xí)服務(wù)平臺”），從教育環(huán)境、教育資源、教育過程、教育監(jiān)測等多維度進行實質(zhì)性建設(shè)與推進，實現(xiàn)“教、學(xué)、評、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。該方案可行性及實際效益已經(jīng)在實踐應(yīng)用中得到了驗證。

需求分析及功能設(shè)計

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、課堂資源記錄不實時、線下督導(dǎo)評價不高效、核心數(shù)據(jù)不完整無法共享等問題，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教學(xué)服務(wù)平臺，主要基于以下四方面的需求。

升級改造教學(xué)環(huán)境

目前，西電南北校區(qū)教室總量在400多間，但能夠滿足互動性、研討性、資源自動采集的智慧教室還非常少，需要設(shè)計和建設(shè)多類型、多場景的智慧教室，實現(xiàn)智能環(huán)境的升級改造，為智慧教學(xué)創(chuàng)造硬件基礎(chǔ)。智慧教室的建設(shè)要分步實施，根據(jù)學(xué)校教學(xué)實踐反饋逐步構(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；互動型智慧教室，實現(xiàn)老師與學(xué)生課堂虛擬分組實時互動討論；精品智慧教室，實現(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)化考場的攝像頭實現(xiàn)對學(xué)生畫面的視頻采集，降低學(xué)校信息化升級成本。

融合共享教育資源

學(xué)校已采購的各類數(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第三方資源等需要進行融合共享，構(gòu)建資源管理平臺，實現(xiàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一調(diào)用、開放共享的線上資源服務(wù)環(huán)境。[1]資源管理平臺需根據(jù)教育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范，特別是圖片、動畫、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人資源庫：含文件、視頻、作業(yè)、測試、評分量規(guī)等，可在多個班級、課程間取其所需、彈性復(fù)用；校本資源庫：讓老師們在校內(nèi)分享教學(xué)資源，實現(xiàn)備課資源的共建、共享、有效復(fù)用[2]；校際和公共資源庫：海量公開教學(xué)資源，方便老師取用教學(xué)，同時可支持多個學(xué)校分享優(yōu)質(zhì)校本資源。

構(gòu)建全過程學(xué)習(xí)平臺

圖1 平臺總體技術(shù)框架

圖2 互動型智慧教室建設(shè)效果

建立全過程學(xué)習(xí)服務(wù)平臺，老師和學(xué)生每個人都擁有自己個性化的學(xué)習(xí)管理終端，通過多終端、跨平臺、多語言的系統(tǒng)特性，為學(xué)生和老師創(chuàng)造一個移動化的教與學(xué)環(huán)境。教師可在線完成課程創(chuàng)建、建立與編輯課程大綱、添加與設(shè)計學(xué)習(xí)活動、直播錄播資源管理、微課視頻錄制、題庫管理、作業(yè)管理、評價管理、成績管理、班級管理、課堂互動、考勤點名等教學(xué)活動；學(xué)生可在線完成課前學(xué)習(xí)、在線聽課、在線測試、互動討論、課堂評教、分組互評、在線反饋、課后觀看、提交作業(yè)等學(xué)習(xí)過程。為師生提供豐富的自主學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)資源，使學(xué)生隨時隨地可以“走進課堂”，實現(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)平臺是“全過程、多維度、深融合”的智慧教學(xué)新平臺，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)主要來自于教務(wù)處、研究生院、人事處、信息處等多個部門。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、交換的問題，信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中心建立一個高性能的中央數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口與交換平臺，以此作為學(xué)校關(guān)鍵數(shù)據(jù)的存儲中心和權(quán)威數(shù)據(jù)提供方。盡管如此，在學(xué)習(xí)平臺建設(shè)和資源共享過程中仍然需要解決很多數(shù)據(jù)問題，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行，本科生數(shù)據(jù)和研究生數(shù)據(jù)相互獨立造成的數(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)平臺的建設(shè)需求進一步擴展數(shù)據(jù)交換平臺，確保同一個老師的本科課程和研究生課程都可以精確地錄播下發(fā)至老師個人資源庫，同一個學(xué)生學(xué)習(xí)的所有老師的課程資源都可以準(zhǔn)確及時地進行觀看學(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)計與建設(shè)實現(xiàn)

建設(shè)智慧學(xué)習(xí)服務(wù)平臺不是簡單地進行傳統(tǒng)教學(xué)的數(shù)字化遷移，而是既要滿足學(xué)校資源整合、統(tǒng)一服務(wù)、錄直播可視化教學(xué)、教學(xué)評價管理、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)校長久發(fā)展的戰(zhàn)略要求。平臺的總體框架設(shè)計要求如圖1所示。

建設(shè)多類型智慧教室，實現(xiàn)教育環(huán)境升級

“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)”的智能化學(xué)習(xí)新環(huán)境是推動教育教學(xué)模式創(chuàng)新的必要條件。學(xué)校積極推進以學(xué)生為中心，以技術(shù)為驅(qū)動，推動教育教學(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”的全新教育生態(tài)，讓師生感受智慧教室、翻轉(zhuǎn)課堂、互動課堂和融合教育資源云的魅力。學(xué)校升級改造了300余間常態(tài)化錄播教室、60余間互動型智慧教室，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)實現(xiàn)自動錄制三路資源（教師高清全景和特寫資源、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)平臺全面對接，自動同步到學(xué)習(xí)平臺教師個人資源庫。師生可以隨時觀看點播或直播視頻資源來學(xué)習(xí)、觀摩、聽評課、教研，在建設(shè)課程時可以直接引用編輯錄播資源，完善MOOC/SPOC，本期建設(shè)配置400余個高清追蹤攝像頭和2.5PB存儲。

互動型智慧教室。在常態(tài)錄播教室的基礎(chǔ)上增加分組互動、物聯(lián)設(shè)備、電子班牌等元素加強空間“智慧性”，實現(xiàn)老師與學(xué)生課堂虛擬分組實時互動討論，完整記錄課堂過程，實現(xiàn)手機實時簽到、投屏、提問、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、物聯(lián)設(shè)備、電子班牌、精品錄播、小組討論、可移動桌椅等元素，實現(xiàn)混合翻轉(zhuǎn)課堂、自由組隊協(xié)作、分組討論研究、實時成果展示；實現(xiàn)智能物聯(lián)管控、自動感應(yīng)環(huán)境、燈光分組控制、空氣質(zhì)量優(yōu)化等，如圖3所示。

各種類型的智慧教室極大地支持了校內(nèi)外課堂實時互動，通過對教學(xué)環(huán)境的重構(gòu)，推動教學(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，實現(xiàn)教學(xué)模式多樣化[3]。并在實際運用中，利用智慧教室與美國等多個國家和地區(qū)學(xué)生開展實時課堂研討互動，共享優(yōu)質(zhì)課程資源。

構(gòu)建開放教育資源，實現(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，實現(xiàn)數(shù)字教育資源開放共享，教育大資源開發(fā)利用機制初步形成。全覆蓋的課程錄播視頻采集平臺（覆蓋384間教室），將課程資源全部搬到網(wǎng)上，自動下發(fā)到教師資源庫，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追蹤播放，教師和學(xué)生可以按需靈活直播、點播觀看，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，形成全過程教育教學(xué)資源采集與建設(shè)。與此同時，整合圖書館電子資源、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)，實現(xiàn)“一課一門戶”，學(xué)生自助選課自主學(xué)習(xí)。

推進教學(xué)實時互動，實現(xiàn)教育模式創(chuàng)新

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

圖5 教育資源共享與在線教學(xué)服務(wù)平臺

為了讓學(xué)生有更大選擇余地、更多課外時間和更廣闊研討空間，學(xué)校啟動資源倍增和課程上網(wǎng)計劃，實現(xiàn)現(xiàn)有課程種類五年內(nèi)翻番，三年內(nèi)課程全部上網(wǎng)，進行上網(wǎng)課程分類評價和管理，引進遴選校外優(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)團隊，全面開展面向新生的學(xué)習(xí)指導(dǎo)與發(fā)展指導(dǎo)，實現(xiàn)線上線下相結(jié)合。學(xué)校還依托特有的紅色基因與電子信息專業(yè)優(yōu)勢，打造了特色鮮明的思政課程和精品項目等。

開展過程性質(zhì)量監(jiān)測，實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的綜合評價

對教學(xué)質(zhì)量的有效評價與監(jiān)控是加強學(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)量評價體系存在評價模式形式單一、缺乏過程性評價、評價數(shù)據(jù)覆蓋維度不全面、反饋實效性不強等問題。學(xué)校利用學(xué)習(xí)服務(wù)平臺中的在線評教系統(tǒng)進行課程視頻、數(shù)據(jù)、狀態(tài)等的實時監(jiān)控，全方位采集質(zhì)量信息并對信息進行分析、反饋，形成循環(huán)閉環(huán)、持續(xù)改進的課堂教學(xué)質(zhì)量評價與監(jiān)控體系。在線評教系統(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)全過程數(shù)據(jù)，秉持以評促建精神，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)評價體系，實現(xiàn)教師授課、課堂紀(jì)律、學(xué)生出勤等專家網(wǎng)上督導(dǎo)和巡課，同時開展過程性教師評價、學(xué)生評價、師生互評等，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“把時間還給學(xué)生，把方法教給學(xué)生”的思路，建立個性化教學(xué)育人計劃，實行多項變革。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，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)合科研實際，實施問題導(dǎo)學(xué)、探究式學(xué)習(xí)，采用線上預(yù)習(xí)+大課精講+小課討論+線下大作業(yè)的教學(xué)方式；變革評價，基于教學(xué)大數(shù)據(jù)采集，考核學(xué)生的知識與能力，實施教考分離，引入第三方評價，督促改進能力培養(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課變?yōu)橹v好一門課，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)為教育注入新動能，推動教育變革和創(chuàng)新，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個性化、終身化的教育體系，是人類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)。