云應(yīng)用現(xiàn)狀及高校教育云架構(gòu)模式研究

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?在線教育也稱遠(yuǎn)程教育、在線學(xué)習(xí)，一般指的是一種基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)行為，但目前在線教育的企業(yè)，僅擅長(zhǎng)某一領(lǐng)域，尚不具有綜合優(yōu)勢(shì)。全國(guó)大、中、小學(xué)倉促尋找直播系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)，因資源平臺(tái)與直播系統(tǒng)分割，需頻繁切換，延時(shí)卡頓常見，還有學(xué)情監(jiān)督、成本高等諸多問題。提出構(gòu)建“5G+云計(jì)算+AI”的高校云教育模式，在云端上搭建教學(xué)平臺(tái)，嵌入“AI教師”和“VR直播”的入口。抓住數(shù)字技術(shù)發(fā)展的引擎，從教育本質(zhì)出發(fā)，為教育服務(wù)。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?云計(jì)算;AI;在線教育;教育云

[中圖分類號(hào)] ?G434 ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號(hào)] ?2096-0603（2020）07-0170-02

2020年全國(guó)大、中、小學(xué)延期開學(xué)，線下教育以及體制內(nèi)的教育紛紛使用在線教育。

線上教育必須依托平臺(tái)和軟件開展直播或其他教學(xué)形式，資源豐富、播放流暢是對(duì)它最重要的考驗(yàn)，云計(jì)算在此時(shí)作為技術(shù)支撐，發(fā)揮了巨大的作用。

一、云計(jì)算的定義、特點(diǎn)、生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈及常見應(yīng)用場(chǎng)景

云計(jì)算是一種服務(wù)，由一個(gè)可配置的共享資源池組成，用戶能夠按需使用資源池中的網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、應(yīng)用和服務(wù)等資源，讓用戶能夠像使用水、電、煤氣一樣使用IT基礎(chǔ)服務(wù)。[1]提供這些資源的網(wǎng)絡(luò)即為云，具有高彈性和易擴(kuò)展性，通過算法實(shí)現(xiàn)IT資源優(yōu)化及規(guī)模效應(yīng)最大化。

2009年阿里云成立，經(jīng)過10余年的發(fā)展及企業(yè)上云的深化，各廠商深耕細(xì)分各領(lǐng)域。云生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈中，上游云服務(wù)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商包括DELL、華為、聯(lián)想等企業(yè);中游云服務(wù)平臺(tái)提供商，大型IaaS包括阿里云、騰訊云、百度智能云，綜合PaaS包括百度云BAE、新浪BAE等;下游云服務(wù)使用者包括滴滴出行、小紅書、新東方等。[2]

云計(jì)算的應(yīng)用場(chǎng)景主要有：（1）提升城市管理效能的智慧城市;（2）促進(jìn)工業(yè)柔性生產(chǎn)的智能制造;（3）重塑交通出行體驗(yàn)的智慧交通;（4）優(yōu)化設(shè)施管理的智慧能源;（5）變革業(yè)務(wù)流程的智慧金融;（6）完善資源配置的智慧醫(yī)療;（7）顛覆人機(jī)交互方式的智慧文娛。教育屬于第七類的文化產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景很大[3]。

二、教育云應(yīng)用現(xiàn)狀

在線教育模式得到普及和推廣，不少在線教育龍頭企業(yè)紛紛推出免費(fèi)課程，響應(yīng)號(hào)召的同時(shí)爭(zhēng)取未來客戶。

（一）從在線教育不同模式的視角

將目前A股上市公司中涉及在線教育的不同方式，劃分為以下幾大類型。

1.軟硬件結(jié)合企業(yè)，具有輸入、供給端優(yōu)勢(shì)。在課程制作環(huán)節(jié)提供便捷可用的移動(dòng)終端，為教育提供視頻內(nèi)容生產(chǎn)、課堂記錄、互動(dòng)教研、質(zhì)量監(jiān)控、教學(xué)評(píng)估等過程性技術(shù)支撐，如三愛富旗下奧威亞。

2.通信設(shè)備、電視網(wǎng)絡(luò)、終端等設(shè)備供應(yīng)方，具有通道優(yōu)勢(shì)，如華數(shù)傳媒。

3.屏幕、平板等顯示設(shè)備廠商，具有接收、需求端優(yōu)勢(shì)，如TCL集團(tuán)旗下的奧鵬教育。

4.辦公視頻會(huì)議（包括辦公用品）供應(yīng)商，低成本提供極大規(guī)模的多場(chǎng)景應(yīng)用，如釘釘、ZOOM。

5.文化產(chǎn)業(yè)企業(yè)跨界，把握服務(wù)對(duì)象特點(diǎn)，提供不同年齡層教育服務(wù)，增加業(yè)務(wù)范圍和黏性。如珠江鋼琴。

6.教學(xué)服務(wù)提供商，傳統(tǒng)培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)和口碑，如紫光學(xué)大的學(xué)大網(wǎng)校。

7.出版?zhèn)髅焦荆哂袃?nèi)容資源優(yōu)勢(shì)，如鳳凰傳媒的鳳凰學(xué)易。

8.軟件技術(shù)、系統(tǒng)集成與云服務(wù)商，教育信息化代表，如科大訊飛的智學(xué)、智課、智校、智考、區(qū)域云平臺(tái)。

目前在線云教育中的企業(yè)都只擅長(zhǎng)某一領(lǐng)域，尚未有全能型選手形成。

（二）從教育不同層級(jí)的視角

培訓(xùn)機(jī)構(gòu)較早布局在線教育，學(xué)而思等機(jī)構(gòu)的網(wǎng)校規(guī)模都不小。中小學(xué)因?yàn)楸敬我咔椋黄葐⒂昧嗽诰€課堂教育。全國(guó)高校最近幾年均開展了線上線下混合式教育，但線上以資源庫建設(shè)為主，教學(xué)平臺(tái)較少建設(shè)在公有云上，也不擅長(zhǎng)在線課堂教育。

1.培訓(xùn)機(jī)構(gòu)

典型企業(yè)：新東方;合作機(jī)構(gòu)：騰訊云。2015年在云計(jì)算和音、視頻領(lǐng)域合作，2018年在人工智能、全鏈路智能營(yíng)銷與服務(wù)體系等領(lǐng)域合作。其中“全鏈路在線教育智能服務(wù)和營(yíng)銷系統(tǒng)”，支持營(yíng)銷、質(zhì)量監(jiān)控、學(xué)情分析等教育服務(wù)。

優(yōu)勢(shì)：（1）升級(jí)換代的在線課堂技術(shù)實(shí)現(xiàn)互動(dòng)直播、互動(dòng)白板、視頻轉(zhuǎn)碼、錄播技術(shù)優(yōu)化等功能，且直播系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。（2）小班教學(xué)，一對(duì)幾十學(xué)生數(shù)量級(jí)的連麥，低延時(shí)互聯(lián)。

劣勢(shì)：（1）直播切換PPT、視頻時(shí)會(huì)出現(xiàn)卡頓。（2）直播系統(tǒng)新東方云教室不提供其他課程資源。

2.中小學(xué)

示例：杭州部分中小學(xué)，使用平臺(tái)：釘釘。建立班級(jí)群后，老師可以下發(fā)課程資料、作業(yè)，發(fā)布打卡任務(wù)、批改作業(yè)、發(fā)送錄播、直播信息等;資料可下載、轉(zhuǎn)發(fā)或發(fā)釘郵。

優(yōu)勢(shì)：（1）支持手機(jī)、平板電腦、電腦同一賬號(hào)不同系統(tǒng)登錄。（2）在線會(huì)議模式設(shè)計(jì)，容量經(jīng)受住市場(chǎng)的考驗(yàn)。（3）支持選擇多個(gè)群，一對(duì)成百學(xué)生數(shù)量級(jí)的直播。

劣勢(shì)：（1）直播連麥容易出現(xiàn)噪音、卡機(jī)。（2）聊天群設(shè)計(jì)模式，沒有資源庫，也未提供搜索引擎。

3.高校

浙江省高校常用在線平臺(tái)為浙江省高等學(xué)校在線開放課程共享平臺(tái)、職教云、超星等。本質(zhì)是課程教學(xué)資源庫平臺(tái)，支持看課件、視頻、做題，以及其他在線管理。

優(yōu)勢(shì)：課程可建系統(tǒng)化、豐富性的資源庫，提供在線作業(yè)、測(cè)試等功能。

劣勢(shì)：（1）平臺(tái)嵌套的直播功能在疫情期間還在開發(fā)中。（2）登錄平臺(tái)的學(xué)生人數(shù)多，不僅視頻播放卡頓，甚至平臺(tái)功能崩潰。

以上僅僅列舉純技術(shù)上的問題，若對(duì)中小學(xué)生來說，在線教育還面臨一對(duì)多、教學(xué)效果和評(píng)價(jià)的問題;中小學(xué)生長(zhǎng)期面對(duì)電子設(shè)備，影響視力的問題;特別是小學(xué)生自制能力差，全靠家長(zhǎng)監(jiān)督、指導(dǎo)、上傳作業(yè)。所以從長(zhǎng)期來說，在線教育不會(huì)在中小學(xué)大規(guī)模開展。

近幾年全國(guó)高校都在開展線上線下的教育試點(diǎn)，所以高校開展在線教育還是有基礎(chǔ)的。但高校擅長(zhǎng)的是課程資源建設(shè)，而不是直播授課，所以直播功能，需要教師在教學(xué)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，再輔助使用免費(fèi)的騰訊課堂、釘釘?shù)容d體，沒有統(tǒng)一模式。因?yàn)椴皇菍ｉT定制的直播軟件，多人連麥、發(fā)言屏蔽、共享軟件等缺少細(xì)節(jié)功能。上課需要經(jīng)常切換系統(tǒng)，系統(tǒng)時(shí)延浪費(fèi)時(shí)間。前陣子浙江大學(xué)公眾號(hào)發(fā)表的《浙大學(xué)子網(wǎng)課學(xué)習(xí)桌》，文中顯示的電腦、平板、手機(jī)、外接攝像頭、耳麥、觸摸板、還有備用白板、熒光筆，都是目前上好網(wǎng)課的工具，暴露兩大問題：一設(shè)備多、耗時(shí)多;二成本高、費(fèi)用高。

三、未來高校教育云架構(gòu)設(shè)計(jì)

從在線教育應(yīng)用現(xiàn)狀分析來看，培訓(xùn)機(jī)構(gòu)必將如火如荼地布局在線產(chǎn)業(yè)，而其在高等教育的應(yīng)用必將繼續(xù)推進(jìn)。故下文以高校為例，來設(shè)計(jì)教育云架構(gòu)模式。

教育云架構(gòu)設(shè)計(jì)必須考慮以下因素：（1）教學(xué)資源（課件、視頻、試題等）能否支撐線上教學(xué);（2）能否對(duì)學(xué)生線上學(xué)習(xí)過程進(jìn)行有效監(jiān)控，保證教學(xué)效果;（3）能否有效組織答疑和討論;（4）網(wǎng)絡(luò)帶寬和延遲是否支撐終端和中央的無縫聯(lián)接;（5）能否模擬還原真實(shí)課堂場(chǎng)景等。

隨著技術(shù)日趨成熟，“5G+云計(jì)算+AI”模式逐漸顛覆人機(jī)交互的模式，勢(shì)必會(huì)在教育領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本文構(gòu)建“5G+云計(jì)算+AI”的高校云教育模式（詳見下圖）。在原有教學(xué)平臺(tái)資源庫的基礎(chǔ)上，建議將教學(xué)平臺(tái)搭建在云端上，避免因教學(xué)平臺(tái)服務(wù)器擴(kuò)容和釋放而付出較大成本。依托人工智能在云上搭建“AI教師”，教學(xué)平臺(tái)嵌入功能口，解決一對(duì)多線上教育，教師不能顧及學(xué)生個(gè)性化問題的困境。5G速度、計(jì)算能力轉(zhuǎn)嫁、高清視頻流存儲(chǔ)云端，視頻即時(shí)傳輸和交互，成為VR仿真教室的技術(shù)保障。類似2019年央視主持人大賽，線上大眾評(píng)委由人工智能形成高仿真的虛擬人像，在教師和學(xué)生界面顯示如同教室的座位和相應(yīng)的虛擬人像，教師點(diǎn)名、學(xué)生舉手，連線學(xué)生則出現(xiàn)真實(shí)畫面。不僅教師的屏幕可以分享，學(xué)生的屏幕也可分享，在線小組討論和匯報(bào)將無障礙。

四、未來高校教育云發(fā)展建議

高校教育云發(fā)展緊跟“5G+云計(jì)算+AI”融合創(chuàng)新發(fā)展的時(shí)機(jī)。5G速度、云容量，解決底層連接和數(shù)據(jù)傳輸問題，使AI虛擬仿真教育得到保障。同時(shí)期待資費(fèi)的降低，讓在線教育更普惠。

高校教育云發(fā)展還面臨很多技術(shù)瓶頸，選擇云平臺(tái)必須謹(jǐn)慎。“5G+云計(jì)算+AI”還沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，人工智能精確度需接受檢驗(yàn)，還有其他自主研發(fā)的核心技術(shù)亟待突破。

高校教育云發(fā)展要從教育本質(zhì)出發(fā)，為教育服務(wù)。云是技術(shù)，技術(shù)為教育服務(wù)，教育的本質(zhì)仍然是傳授知識(shí)、答疑解惑，并不改變。正如德國(guó)哲學(xué)家雅斯貝爾斯的名言：“教育本質(zhì)上意味著一棵樹搖動(dòng)另一棵樹，一朵云推動(dòng)另一多云，一個(gè)靈魂喚醒另一個(gè)靈魂。”高校教師要從課程本身出發(fā)，設(shè)計(jì)好課程，用好新技術(shù)新方法。待到疫情全面結(jié)束，在線課堂的形式可以在校級(jí)選修課、實(shí)習(xí)指導(dǎo)等教學(xué)場(chǎng)景使用，真正把技術(shù)的長(zhǎng)處發(fā)揮得淋漓盡致。

參考文獻(xiàn)：

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[2]易觀.2019年中國(guó)云生態(tài)市場(chǎng)綜合報(bào)告[R/OL].[2019-09 -10]https：//www.analysys.cn/article/detail/20019456.

[3]國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心國(guó)際技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院.中國(guó)云計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展與應(yīng)用白皮書[R/OL].[2019-10-12]https：//www.useit.com.cn/thread-25014-1-1.html.

◎編輯 王海文