“云”“數”引領模式下在線開放課程與智慧校園教學融合研究與實踐

沈平 袁瑛 潘志安

摘要：隨著計算機技術的發展，云計算、物聯網、大數據、人工智能、移動互聯網融合到一起，產生了“云物大智移”概念。正是在“云”“數”引領下，充分利用人工智能、移動互聯網、物聯網，構建與智慧校園相融合的在線開放課程教學模式、建設海量的課程資源，打造“虛實”結合的遠程實驗室，是高校在線開放課程建設的一個重要途徑。本文主要梳理了在智慧校園的技術優勢，分析了在線開放課程建設中存在的難點問題，重點研究建設基于智慧校園平臺的在線開放課程建設模式，充分融合“云物大智移”，解決在線開放課程建設中的問題，不斷推進教育信息化與教育教學深度融合，發揮良好的教學效果和社會效益。

關鍵詞：云計算;大數據;在線開放課程;智慧校園

中圖分類號：TP399? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）28-0278-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Research and Practice on the Integration of Online Open Courses and Smart Campus Teaching under the Leading Mode of "Cloud" and "Data"

SHEN Ping1 ， YUAN Ying2， PAN Zhi-an3

（1.Computer Center of Hubei Polytechnic Institute， Xiaogan 432000， China; 2.School of Information Technology， Hubei Polytechnic Institute， Xiaogan 432000， China; 3.Dean's Office of Hubei Polytechnic Institute， Xiaogan 432000， China）

Abstract： with the development of computer technology， cloud computing， Internet of things， big data， artificial intelligence and mobile Internet are integrated together， resulting in the concept of "big smart move of cloud things". It is under the guidance of "cloud" and "number"， making full use of artificial intelligence， mobile Internet and Internet of things， constructing online open course teaching mode integrated with smart campus， constructing massive course resources， and creating remote laboratory combining "virtual and real" that is an important way of online open course construction in Colleges and universities. This paper mainly combs the technical advantages of smart campus， analyzes the difficulties existing in the construction of online open courses， focuses on the construction of online open Courses Based on the smart campus platform， fully integrates the "cloud big smart move"， solves the problems in the construction of online open courses， and constantly promotes the deep integration of education informatization and education teaching， We should give full play to good teaching effect and social benefits.

Key words： cloud computing; big data; online open courses; smart campus

隨著信息技術的發展，信息技術相互融合，云計算為移動互聯網和物聯網的應用提供了支撐，大數據的分析與挖掘反過來助推移動互聯網和物聯網的發展，使軟硬件更加智能化。云計算、大數據等信息技術相互融合與滲透，不但改變著人們的生活，也深刻影響著信息化教學革命過程，正是如此，基于智慧校園新技術支撐的在線開放課程建設也掀起新一輪變革。在“云物大智移”時代，智能化的終端、移動互聯網技術等信息技術會深刻影響在線開放課程建設的質量和推廣的力度及學習效果。

1 智慧校園中的信息技術優勢

1.1 云計算技術提供分布式海量存儲和云計算服務

云計算技術是指在網絡內將硬件、軟件、網絡等系列資源統一起來，實現數據的計算、儲存、處理和共享的一種托管技術。 云技術（Cloud technology）基于云計算模式應用的信息技術、網絡技術、應用技術、整合技術、 管理平臺技術等的總稱，可以組成標準的資源池，用戶按需所用，快捷方便。云計算技術的網絡系統后臺服務需要大量的計算、存儲資源。

1.2 大數據對海量數據進行分析，提供信息決策

大數據（big data），是指不能在一定時間范圍內進行常規捕捉和處理的數據集合，是一種需要新處理模式才能形成具有更強決策力、發現力和流程優化能力的高增長率、多樣化的海量數據組成的信息資產。大數據處理需要特殊的技術，才能有效地處理大量的數據。大數據的技術主要包括大規模并行處理（MPP）數據庫、數據挖掘、云計算平臺、分布式文件系統、分布式數據庫和存儲系統。

1.3 虛擬技術提供豐富的虛擬應用場景和遠程訪問機制

虛擬化技術是指計算元件在虛擬的基礎上運行，它可以擴大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程，減少軟件虛擬機相關資源開銷和支持更為廣泛的操作系統。通過虛擬化技術可實現軟件應用、底層硬件之間相互隔離，包括聚合模式和裂分模式。聚合模式主要是將單個資源劃分成多個虛擬資源，聚合模式則相反，是將多個資源整合成一個虛擬資源。

2 在線開放課程建設中存在的問題

2.1 教學資源不豐富，實訓條件不完善，信息技術融合程度低

在線課程建設主要是建設適合網絡傳播和教學活動的教學資源和實訓平臺，在高職在線課程建設過程中，由于教師信息化水平不足，新一代的虛擬仿真、虛擬現實、物聯網等信息技術手段在課程建設中的應用不足，課程資源表現形式單一，尤其是在線開放課程中的實訓條件不健全，在線實訓操作無法開展，理論學習與實踐操作脫節，不能滿足線上學習和線上實驗實訓的需要。導致很多的實驗實訓任務不能完成，也影響了在線開放課程學習的效果和學生的積極性，在線開放課程的教學效果不突出，不能實現教學內容與教學服務相融通。

2.2 在線開放課程資源存儲調度能力不足，教學應用體驗效果差

在在線開放課程建設中，廣大教師建課時為了提高豐富教學資源，提高吸引力，課程建設中大量采用3D動畫、虛擬現實軟件等數據存儲量大的技術手段，形成了龐大的教學課程資源，需要海量的存儲空間和高速的網絡帶寬。這對高校的數據存儲中心的存儲能力和網絡承載能力、資源調度能力提出了更高的要求。這也直接影響到在線開放課程學習過程的體驗感，有的學?；A條件差，存儲能力較差，網絡帶寬有限，數據響應能力還不能滿足實施在線開放課程教學的需要，導致課程建設目標與實際教學效果脫節等問題。

2.3 教學效果分析反饋機制不健全，優質課程資源數量少

很多高校在建設在線開放課程的過程中，十分重視教學硬件建設，課程資源建設，卻忽視了軟件建設，對于在線開放課程的學生學習分析評價系統和資源質量反饋系統的建設不重視，導致學校不能及時了解資源的選用情況，掌握學生在線學習的具體情況，不能及時反饋有效的學習效果，從而不能及時有效的改進教學模式，優化課程資源。在線開放課程建設最終形成“學生不易學，老師不愿用，課程不適用”的現象，課程之間缺乏競爭力，課程資源建設浪費大，優質課程資源無法脫穎而出。教學應用體驗效果差，課程的應用與推廣難度大。

3 基于“云”“數”引領模式的在線開放課程與智慧校園的融合途徑

在線開放課程相對于精品資源共享課程來說，體現的是“技術平臺+動態資源+互動交流+智能遞進”的新模式，為了保證在線開放課程建設的高效，優質，好用，充分利用信息技術，創新高職院校在線開放課程建設方法與應用實踐就顯得十分必要和迫切，在線開放課程與智慧校園融合途徑模型如圖1所示：

3.1 智慧校園的云計算中心為在線開放課程資源提供足夠的存儲空間和資源調度

在線開放課程建設中要解決的最基礎的問題就是海量教學資源的存儲問題、調度效率問題。智慧校園中的云中心可以通過分布式云存儲技術合理將各種課程資源分配到校內不同的存儲空間，還可以存儲到租用的私有云等空間上，解決學校在線開放課程海量資源存儲問題，充分利用了原有的數據存儲空間。在學生訪問在線開放課程資源的時候，智慧校園通過云計算技術將學校的基礎資源，如計算能力、網絡系統、存儲系統聚合形成資源池，通過優化調整，合理調度，實現存儲服務器和網絡流量的負載均衡，實現學生對學習資源使用的無感訪問。

3.2 智慧校園的物聯網和虛擬技術為在線開放課程建設提供“虛實”結合的遠程實訓條件

在線開放課程建設過程，實驗實訓的開展是線上教學的一個難點，在疫情期間顯得十分突出，而建設線上實訓室是提高在線開放課程建設質量的一個重要因素。智慧校園中的物聯網和虛擬技術為我們提供了解決方案，首選通過物聯網把學校實驗室的物理設備聯通，再通過虛擬軟件實現遠程訪問，構建了“虛實”結合的教學實訓環境，同時還可以通過虛擬仿真技術，虛擬一些高危環境、高成本的實驗項目場景，實現以虛代實，以虛補實，以虛驗實，虛實結合的實驗實訓環境，順應教育發展規律，為學生創造主動學習條件。

3.3 智慧校園的身份認證系統為在線開放課程使用提供安全機制

在線開放課程資源平臺的訪問是在線開放課程推行中必不可少的一個環節，用戶注冊、用戶分類、用戶行為管控和課程資源的信息安全是需要充分考慮的，利用智慧校園的統一身份認證平臺和校園一卡通系統，將校園網用戶根據需要移植到課程資源平臺，實現校園一網通，保證了用戶管理的便捷性、用戶行為的可控性和信息資源使用的安全性。

3.4 智慧校園的大數據系統為在線開放課程優化提供分析評價與反饋

在線開放課程在使用過程中，要及時獲取學生使用各種教學資源的情況，及時收集學生對資源的反饋信息，通過數據分

析不斷循環迭代，推陳出新，提高在線開放課程的建設質量，建設質量要堅持用數據管理、用數據創新，為混合教學模式改革提供技術支撐，智慧校園的大數據分析系統為在線開放課程的優化迭代提供了一個手段，每天通過學生在線學習時長、訪問資源情況、互動情況及對課程資源的反饋信息，及時調整在線開放課程資源和學習方式中的問題，實現良性循環。

3.5 智慧校園的移動互聯網為在線開放課程學習提供堅實有效的保障

在線開放課程的實施離不開強勁的基礎網絡，智慧校園中的全覆蓋的有線網、無線網融合的移動互聯網為廣大學生提供了全天候全場景的移動學習環境，智慧校園的高帶寬為學生訪問在線開放課程資源提供了低時延，高速度的學習體驗，也創造了適應學生自主學習的機會。

4 結語

基于“云”“數”引領模式下的在線開放課程建設，離不開智慧校園的有力支撐，在課程建設過程中充分挖掘智慧校園的技術優勢，融合平臺優勢和安全保障機制，可以大大提高在線開放課程建設的質量、不斷提高在線開放課程教學在教學模式中的比重，為深入推進線上線下混合式教學提供良好的教學平臺、豐富的課程資源、可靠的安全機制，讓學生人人想學，處處可學成為可能，為推進信息化技術與教育教學深度融合提供支撐。

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【通聯編輯：梁書】