全媒體教學資源中臺系統的構建與實踐*——以北京大學推進線上線下同步教學為例

曾 騰 何 山 趙柳婷

全媒體教學資源中臺系統的構建與實踐*——以北京大學推進線上線下同步教學為例

曾 騰 何 山[通訊作者]趙柳婷

（北京大學 教師教學發展中心，北京 100871）

如何高質量開展疫情期間校內外師生、國外留學生線上線下同步教學，是當前很多高校面臨的一大難題。為解決此問題，北京大學構建了全媒體教學資源中臺系統。全媒體教學資源中臺系統以服務為核心能力、以資源為驅動、以數據為抓手，形成了包含資源管理中臺、服務業務中臺和數據管理中臺的“三位一體”教學資源大中臺體系。文章分析了全媒體教學資源中臺系統構建的理論基礎，介紹了中臺系統的一體化對接方案和組成模塊，并探討了中臺系統在北京大學推進線上線下同步教學的實踐成效，發現中臺系統在建設理念、應用邏輯、發展模式等方面具有創新性。最后，文章針對全媒體教學資源中臺系統與教育資源數字化的未來發展提出相關建議，以期探索出一條適用于高校教學資源整合、資源服務、資源共享的發展路徑。

教學資源中臺；教育資源數字化；同步教學；教學支撐

為深入貫徹黨的十九大精神，落實國務院《教育現代化2035》總體部署，推進“教育信息化2.0”落地實施，同時為保障疫情期間校內外師生、國外留學生線上線下同步教學質量，從2020年春季學期開始，北京大學依托自身豐富的教學資源和課程數據積累，構建了全媒體教學資源中臺系統（下文簡稱“中臺系統”）。中臺系統整合各類教學資源和數據，薈萃大量優質課程與學術講座，部署在線點播、直播功能，為教師提供備課素材和在線課程制作服務，為線上線下同步教學提供了深度支持。經過一段時間的實際運行，中臺系統積累了較為豐富的教學運行數據與實踐經驗。中臺系統的構建與實踐，在服務高校教學、推進教學改革、提升教學質量等方面發揮了重要作用。

一 研究背景與核心概念

1 從“中臺”的概念興起到“資源中臺”的雙重屬性

“中臺架構”的概念由芬蘭Supercell公司率先提出，是指將產品技術力量和數據運營能力從前臺剝離，成為獨立的中臺，實現服務共享，并賦予前臺更大的靈活度和更低的變更成本，從而更好地滿足業務發展和創新需求[1]。而“中臺”作為一個互聯網術語，是由阿里巴巴于2015年在企業中臺建設戰略中提出來的，隨后華為、百度等國內多家互聯網頭部企業紛紛開展中臺建設，近年來“中臺”還逐漸被應用于圖書出版、電信運營、銀行等多個行業領域。從概念上分析，“中臺”原是一種基于“前臺+后臺”邏輯演變而來的技術系統架構，它能夠靈活應對前端變化、滿足前端不斷增加的各種需求，并避免重復建設造成資源浪費、出現不同的數據孤島。

目前，在我國教育行業尤其是高校信息化教學實踐領域，鮮有關于中臺建設的探索與應用研究。近三年來，有少數學術文獻出現了關于“中臺”的研究，但多集中在“數據中臺”“業務中臺”等與校園管理數據對接和系統建設相關的領域。例如，楊玉輝等[2]對浙江大學“學在浙大”網絡學習空間進行了研究，指出該空間利用數據中臺整合原有教務與督導系統數據，靈活對接多個應用端如“浙大釘”、TronClass、課程云，以開展在線教學、教學管理與督導，將學習過程數據與教學評價數據返回數據中臺，形成了體系化的網絡學習空間；楊敏等[3]利用數據中臺技術，對中山大學進行了全域數據的數據分層體系設計和建設，不僅可為上層各類數據的分析與應用提供服務，而且在構建新業務應用時可以迅速做出響應并提供數據服務，使計算效率和準確性均有提升；張葉[4]認為中臺系統可以將業務平臺按能力、服務進行管理，在高內聚、低耦合的基礎上，追求數據管理的完整性和業務開發的便捷性。

本研究在中國知網、Web of Science等國內外學術文獻數據庫進行檢索，尚未檢索到“資源中臺”或“Resource Middleground System”等相關的理論類或實證類文章，可見“全媒體教學資源中臺”概念是由北京大學首次提出。該中臺具有媒介性與技術性的雙重屬性：①從媒介性視角分析，媒體既是承載信息的物體，也是儲存、呈現、處理、傳遞信息的實體[5]。由于全媒體教學資源中臺的資源形態具有典型的媒體形態特征，故這種資源中臺包括音、視頻等適用于流媒體播放環境的數字媒體資源和網頁瀏覽器可兼容的文檔、動畫、圖片等數據。②從技術性視角分析，當前全媒體教學資源中臺的相關開發技術（如網站開發技術、數據庫開發技術等）已經成熟，并且基本功能模塊（如用戶管理、資源審核、個人空間管理等）已經確定?；诖?，本研究中的全媒體教學資源中臺雖然也是基于互聯網技術的資源類平臺，但并非泛指廣電傳媒行業中的媒體素材資源管理類平臺，而是特指基于在線教育服務的資源類支撐系統，主要為社會范圍內知識的傳授者與學習者提供服務。

基于以上屬性分析并結合具體的研究內容，本研究將“全媒體教學資源中臺”定義為：以媒體類型資源為驅動，將數字化媒體處理技術和智能化服務技術作為底層基礎能力，支持前端教學業務的一種系統架構或應用邏輯體系。其中，資源系統、計算系統、業務系統、數據系統是全媒體教學資源中臺必不可少的組成要素，而資源開放流動、數據閉環循環、技術底層化、應用去中心化等是其主要特征。

2 數字化教學資源的建設現狀

全媒體教學資源中臺以資源為驅動力、以數據為抓手，因此該中臺的核心任務是對數字化教學資源進行建設與積累。而“數字化教學資源是信息化促進優質教育資源共享的核心要素，是指服務于高等學校課程建設、教育教學過程的數字化教學內容資源。高等學校的數字教學資源主要包括：在線課程、數字化教材、實驗實踐資源、學術報告類資源等”[6]。

（1）國內外建設現狀

當前，國內外對于數字化教學資源的建設主要涉及以下方面：①教學媒體資源庫建設，內容包括課件庫、案例庫、教學資訊文檔庫等，如耶魯大學基于云服務的媒體資源平臺[7]、臺灣大學的教學資源網等；②數字圖書館建設，主要為教師提供視頻或圖書電子資源的檢索與瀏覽；③直播與資源存儲平臺，如清華大學的“學堂在線”“雨課堂”，浙江大學的“學在浙大”“智云課堂”等；④提供專業教學視頻制作服務，如哈佛大學和國內多所高校的教學中心均為教師提供視頻咨詢、拍攝及后期制作等服務；⑤其他開放課程資源類公共服務平臺，多由社會機構主導、高校參與，如中國大學MOOC、學堂在線、智慧樹、超星爾雅、網易公開課等。

（2）建設過程中存在的不足

在建設過程中，數字化教學資源存在的主要問題包括：①碎片化組織，缺乏系統性思考。數字化教學資源系統在設計之初缺乏統一的規劃與部署，難以與校內其他教學平臺或教學工具平臺進行整合，如有些平臺資源僅能滿足課堂直播與回放點播服務的需要、不同平臺之間難以實現對接或難以共享資源數據等。②資源管理無序，處理與利用的效能不高。大部分媒體資源庫僅具有資源池的功能，無法對資源進行二次開發和有效利用，相關素材、內容的組織也較為零散且形式單一，應用和傳播效果有限。③應用數據的獲取渠道較窄，數據分析與呈現能力不強。由于缺少統一的資源匯聚后臺，學生的學習行為全流程數據較難獲取，導致教師、教學管理部門缺乏足夠的大數據支持來進行教學決策和課程改革。④多平臺彼此孤立，非結構數據冗余，導致出現了數據孤島效應。具體表現為各類在線課程平臺、直播平臺、校內網絡學習空間和教務平臺處于相對孤立的狀態，尚未形成完整的教學體系。

上述存在的問題說明：資源的流動、數據的回流、服務的深化，這些目標的實現不能僅依靠單一的業務平臺，還要依靠體系化資源服務能力的建構與提升。因此，亟待建設一個擁有強大數據治理能力、具有媒介性與技術性雙重屬性、統一管理的資源整合系統。

二 全媒體教學資源中臺系統的構建

1 理論基礎：學習理論與新技術的發展

不同學派的學習理論為全媒體教學資源中臺系統的設計提供了理論基礎：①建構主義強調，學習者是積極、主動地建構和理解知識，教學需要為學習者創設理想的學習環境，促進學習者的主動建構過程[8]；②人本主義主張，理想大學應當通過學生的內在驅動，充分開發其潛能，并允許學生自由學習任何課程，以開展自我實現的學習[9]；③泛在學習強調環境智能化、資源開放性和學習個性化，并強調在真實的教學情境中以學習者為中心，為學習者充分利用資源進行終身學習提供支持[10]；④掌握學習認為，導致學業成績存在差異的主要原因是學生并非以相同速度掌握知識，學習能力較弱的學生需要較長的學習時間才能達到與學習能力較強學生同樣的學習水平，但教師往往沒有給予充足的時間去等待學習能力較弱的學生掌握知識[11]。

近幾年來，“互聯網+”、大數據、云計算、人工智能等技術的飛速發展對傳統教育進行了優化和重構，利用數據挖掘和學習分析等技術客觀地對學生的學業水平進行全面展現，便于教師審視、評估并對學生的學習過程進行干預，以進一步改進教學[12]。其中，人工智能技術可用于輔助教學中的重復性、程式性教學模塊，讓教師投入更多精力到具有創新性、啟發性的教學活動中，促進個性化、智能化、終身化教育體系的構建[13]?？偟膩碚f，倡導以動態生成、非線性和自組來激發學生主觀能動性的信息技術不斷發展，為實現教學方式的變革提供了支持[14]。

上述學習理論和新技術的發展，要求構建高質量的教學支撐體系?；诖?，全媒體教學資源中臺系統應當為師生提供理想的在線教學環境、豐富優質的學習資源、便捷靈活的媒體技術服務和精準的內容自動推送服務，使教師可以順利完成同行教學觀摩、在線課程的制作及發布，使學生能夠充分開展自主式學習。此外，中臺系統也要利用多種新技術手段記錄學生的學習行為數據，以便教學職能部門及時掌握學生的學習情況，并據此對教學和管理進行調整與優化。

2 全媒體教學資源中臺系統的設計

（1）“三位一體”的中臺系統

2020年以來，在保障疫情期間在校師生和留學生實現線上、線下同步教學的過程中，北京大學教師教學發展中心依托原有的“媒資服務平臺”，設計了全媒體教學資源中臺系統，如圖1所示。中臺系統以服務為核心能力、以資源為驅動，并通過對教學運行全流程數據的回流、分析、共享，實現對教學數據的智能化管理，形成了包含資源管理中臺、服務業務中臺和數據管理中臺的“三位一體”教學資源大中臺體系，賦能“教、學、研、管、評”。

圖1 “三位一體”的全媒體教學資源中臺系統

（2）一體化對接方案

全媒體教學資源中臺系統的運作，是按照“教學視頻數據匯聚→數據存儲與處理→發布應用端”的邏輯來實施的?；诖?，北京大學教師教學發展中心設計了全媒體教學資源中臺系統的一體化對接方案（如圖2所示）：①以教學資源中臺為核心，承擔全校線上、線下教學資源與相關數據的存儲和處理工作；②實體教學環境（主要包括公共教室端的課堂自動錄播系統、傳統的人工錄制環境、第三方資源庫）向上對接教學資源中臺，教學資源中臺向上對接線上教學環境（主要包括教室資源網、北大教學網、媒資服務平臺），形成全面支撐教與學的完整閉環；③教學資源中臺橫向對接學校教務課表系統，同步全校教學數據。與此同時，中臺系統利用部署于底層的智能化媒體處理技術（如智能快編、語音識別等）與媒體素材（如北大講座、課程資源等）作為通用服務，賦能前端各類應用場景。

圖2 全媒體教學資源中臺系統的一體化對接方案

（3）組成模塊

全媒體教學資源中臺系統由基礎資源層、通用服務層、教學應用層、教育框架、終端應用和微服務組成，如圖3所示。其中，基礎資源層、通用服務層、教學應用層是主要的功能模塊。

圖3 全媒體教學資源中臺系統的組成模塊

①基礎資源（IaaS）層：采用“私有云+公有云”形式構建混合云平臺，提供平臺部署所需的網絡、存儲、GPU資源及算力。學校的核心應用與教學資源數據放在私有云端（自主可控），非核心應用和高峰訪問資源放在公有云端（成本優化），確保平臺高可用、低延遲、易維護。

②通用服務（PaaS）層：以云原生為基礎容器管理組件，使用CDN、ECS、Kubernetes、Redis等中間件提供基礎服務。同時，中臺系統將各種異構化服務（如智能服務、媒體服務、三方服務）統一接入，實現PaaS服務的整合輸出及應用。

③教學應用（SaaS）層：主要包括資源管理、課堂實錄、媒體資源服務門戶三個應用。其中，資源管理主要負責加工、管理媒體資源；課堂實錄負責對接課程和錄播系統，并將錄制的課程視頻存入資源庫；媒體資源服務門戶則負責各類課程的管理。這三個應用借助微服務化、高并發、高可用性設計，全面服務于教學過程。

上述教學應用層建設完成后，得到的實體應用形態之一即為北京大學教學媒體資源服務平臺（網址：https://resource.pku.edu.cn），可提供種類豐富的教學資源服務，如課程、講座、專題視頻點播，備課素材下載，視頻課件在線制作等。

三 全媒體教學資源中臺系統的實踐

北京大學全媒體教學資源中臺系統自建成以來，便全天候服務于全校數萬名師生。截至2022年3月，中臺系統已解決14716門線上課程產生的TB級媒體資源問題，滿足了師生多樣化的教學需求，已成為北京大學規模最大的教學資源庫，并事實上已成為優質數字教學資源的基礎性服務設施與在線教學支撐功能的樞紐。概括來說，中臺系統取得的實踐成效主要有：

①提供了多種手段，解決疫情期間的“教與學”難題。其一，保障教師線上線下同步教學，支持留學生全球在線同步學習。中臺系統與北京大學的306間教室錄播系統進行了對接，并與學校教務系統課表同步，將教室內課堂實錄視頻推送至網絡教學平臺課程內，豐富了學生的學習體驗，并為教師教學創新提供了新手段。其二，強化“優質教學資源”公共服務力度。中臺系統對資源進行了二次加工整理，并在教學應用層的媒體資源服務門戶設置了“熱門推薦”系列專題，全網共開放上百門課程和3000多個學術講座視頻，支持學習強國、抖音、北大學堂等平臺的資源共享，并與北京大學校友會對接部分講座資源。其三，為教師提供“云端快速編輯”服務。每天，中臺系統支持近百名教師同時在線編輯教學視頻，并為個人錄制的視頻課件提供在線發布和點播服務。其四，在“改變了學生的學”方面取得的成效，受到教育部高教司的特別關注。在“2021世界慕課與在線教育大會”上，吳巖司長將北京大學全媒體教學資源中臺系統作為中國大學在線教育的典型案例向全球推介。

②匯集了海量、優質的教學資源，支撐大量用戶訪問。從2020年2月至2022年3月，北京大學全媒體教學資源中臺系統注冊用戶（即北大校內師生）由不足900人增加到27000人以上，已擁有各類教學視頻資源超過17萬個，合計約38萬小時，資源總訪問量18382979次，總播放量2562273次，訪客遍布全球的104個國家和地區。對此，國家教育部官網、北大微信公眾號、北大新聞網、北大電視臺、北大學習強國號、搜狐、澎湃新聞等媒體紛紛進行相關報導。

③形成了多樣化利用路徑，提升教學水平與效果。其一，利用中臺系統，教師可以通過點播觀看全程課程視頻，進行同行授課觀摩與課程資料借鑒，提升教學水平；可以得到學生全過程學習數據，進行學生學習評價與自我教學反思；還可以在線預約實體演播室或直播工具，靈活實現錄播或直播教學。其二，利用中臺系統，學生可以通過實時觀看課堂實錄視頻，自主安排學習進度、解決重點難點問題，提升學習效果；可以獲取相關課程資源和學術講座信息，構建個性化知識體系。其三，利用中臺系統，教學管理部門可以獲取課程運行數據，進行課程質量評估、開課情況檢查等。其四，利用中臺系統，校領導可以全面實時掌握全校教學情況，輔助教學決策。其五，利用中臺系統，可以充分發揮優質教學資源的輻射作用，為社會提供服務。

北京大學全媒體教學資源中臺系統的實踐成效表明，該中臺系統具有一定的創新性：①建設理念具有先進性。中臺系統以教學資源中臺為核心，通過開放型的架構設計，可靈活實現對上游各類教學應用平臺端、中游各類數據平臺端和下游各類錄播平臺端的通用化對接；通過系統底層各類通用型技術與服務，賦能與支撐前端業務應用；另外，硬件設備與軟件服務的可拓展能力突出，符合數字化教學與互聯網發展邏輯。②應用邏輯具有創新性。中臺系統能以服務為核心能力、以資源為驅動、以數據為抓手，形成了包含資源管理中臺、服務業務中臺和數據管理中臺的“三位一體”教學資源大中臺體系，實現了數據和資源的高效利用。③發展模式具有引領性。對內，中臺系統能整合內部分散平臺，梳理各類教學業務，生成資源多樣化匯聚路徑，形成向心力，促進了對內融合發展；對外，中臺系統能通過統一接口持續對接社會化同類資源平臺，方便優質資源的遷移、拓展與數據共享，社會輻射能力強，推動了對外開放發展。

四 全媒體教學資源中臺系統與教育資源數字化的未來發展建議

教育資源數字化的建設是一個數據化過程（即業務的數據化），而中臺系統的發展是一個智慧化過程（即數據的業務化），兩者相互依存。今后，高校要做好優質教育資源的數據整合與服務共享工作，需重點解決以下問題：如何協調來自資源共享、網絡安全、知識產權保護方面的挑戰與沖突？如何建立有效的內容選題協同機制，及時發現學校最具保存價值的課程，不斷豐富優質教學視頻數據資源庫？如何提升資源發布與管理平臺的服務水平與影響力？對此，本研究針對全媒體教學資源中臺系統與教育資源數字化的未來發展，提出以下建議：

1 資源流通與數據安全措施并舉

中臺系統匯聚了海量的教學資源，涉及學校和教師的知識產權問題。高校的優質教學資源建設一定要先厘清“政務數據”與“個人數據”，讓政務數據利用與信息安全保護措施并舉，使教學職能部門能夠在履職過程中充分利用采集的原始教育資源數據最大程度地服務于教學[15]，并在促進資源流通與共享的基礎上施行源數據的閉環管理。為此，高校一方面可通過技術手段對資源加密并限制下載，優化防盜鏈技術，制作水印便于追責溯源；另一方面可通過法律手段制定侵權應對預案和協同機制，及時通過發送權利提示函、提起訴訟等方式維護本校知識產權。

2 建立優質教學資源共建共享機制

教育主管部門和高校應加大向教師宣傳、普及公共服務的力度，強化知識、資源共享理念；建立相關機制，平衡教師知識產權保護與教育資源公共服務之間的關系；做好專項預算，用于教學資源制作的資金扶助和對參與線上課程拍攝教師的獎勵。同時，高校應建立涵蓋各教學單位、教學主管部門的優質教學資源共建共享機制，并與教學服務支撐部門對接，積極協調教師發布授權，實現名師、名課、精品講座等優質資源的數據化，以更好地服務于社會。

3 以高標準服務為導向，構建資源服務系統

資源服務系統需為師生提供高標準的服務體驗，如提升數據轉碼效能，為不同終端不同網絡條件下點播視頻、在線編輯提供更好的算力支撐。以高標準服務為導向，高校構建資源服務系統可從以下方面著手：①通過中臺系統底層各種新型智能化技術和工具的拓展性應用，實現教學資源的快速智能化加工；②通過研發第三方應用平臺快速接入的通用標準化接口和資源管理調配服務軟件模塊，方便各類社會化教學平臺通過標準接口適配實現資源與數據的對接，滿足各類業務應用端靈活使用相關資源和數據的需要；③加快教學數據和學習數據回流，提升中臺系統可視化分析與處理全流程數據的能力。

4 共建共治，形成開放共享發展新格局

高?？梢劳腥襟w教學資源中臺系統，結合基于內容分析的知識關聯與知識圖譜的信息化工程，利用人工智能技術不斷賦能教與學，推動基于全媒體教學資源的自適應學習系統建設，以更好地支撐課程教學。同時，高校要探索中臺系統與相關平臺共建共治及其深化應用的有效機制，并借此探索中臺系統的創新發展模式，以更好地利用優質教育資源服務于社會，并通過教育資源數字化，形成跨學校、跨區域的開放共享發展新格局。

[1]翟雪松,楚肖燕,張紫徽,等.基于中臺架構的教育信息化數字治理研究[J].電化教育研究,2021,(6):40-46.

[2]楊玉輝,董榕,張紫徽,等.“學在浙大”網絡學習空間的構建與應用——疫情時代在線學習平臺建設的探索[J].現代教育技術,2021,(1):105-111.

[3]楊敏,何海濤,張永強.基于數據中臺的校園數據體系設計與建設[J].深圳大學學報(理工版),2020,(S1):95-100.

[4]張葉.基于PAAS中臺架構的電商銷售系統設計及實現[D].上海:上海交通大學,2019:73-74.

[5]百度百科.媒體[OL].

[6]教育部.教育部關于發布《高等學校數字校園建設規范(試行)》的通知[OL].

[7]Yale University. Digital collections[OL].

[8]賈積有.教育技術與人工智能[M].長春:吉林大學出版社,2009:17-18.

[9]張滿才.關于人本主義思想與遠程教育基礎理論若干關系的探討[J].電化教育研究,2009,(5):25-29.

[10]原昉,乜勇.智能時代泛在學習的基礎和教學支持服務研究[J].現代教育技術,2019,(5):26-32.

[11]喬桂娟,李楠楠.布盧姆“掌握學習”的理論釋義與現實啟示[J].教育科學研究,2018,(5):53-57.

[12]何克抗.“互聯網+教育”是否顛覆與重構了傳統教育[J].中國教育科學(中英文),2019,(4):3-8.

[13]劉德建,杜靜,姜男,等.人工智能融入學校教育的發展趨勢[J].開放教育研究,2018,(4):33-42.

[14]謝幼如,邱藝,黃瑜玲,等.疫情防控期間“停課不停學”在線教學方式的特征、問題與創新[J].電化教育研究,2020,(3):20-28.

[15]王融,易泓清.數據權屬大討論中的共識凝聚[OL].

[1]DITeL平臺的網址為：https://cse.istc.kobe-u.ac.jp/ebook2/login。

Construction and Practice of the Omnimedia Teaching Resources Middle-ground System——Taking Peking University’s Promotion of Online and Offline Synchronous Teaching as an Example

ZENG Teng HE Shan[Corresponding Author]ZHAO Liu-ting

How to carry out high-quality online and offline synchronous teaching for teachers and students inside and outside the school and foreign students during the COVID-19 pandemic is a major challenge faced by many colleges and universities. To address this problem, Peking University has established an Omnimedia Teaching Resources Middle-ground System. This system took service as the core competency, resources as the impetus, and data as the handle, and formed a “three-in-one” teaching resource middle-ground system which consisted of resource management middle-ground, services businesses middle-ground and data management middle-ground. This paper analyzed the theory basis for the construction of the Omnimedia Teaching Resources middle-ground system, introduced an integrated interfacing scheme and composition module, and discussed the practice effect of the middle-ground system on the promotion of online and offline synchronous teaching by Peking University. It was found that the middle-ground system was innovative in the construction concept, application logic and development model. In addition, suggestions for the future development of the Omnimedia Teaching Resources Middle-ground System and educational resources digitalization were proposed, in order to explore a development path suitable for college teaching in education resources integration, resources service and resources sharing.

teaching resources middle-ground; educational resources digitalization;synchronous teaching; instruction supporting

G40-057

A

1009—8097（2022）05—0119—08

10.3969/j.issn.1009-8097.2022.05.014

基金項目：本文為北京大學2020年度教育大數據研究項目（重點項目）“線上線下教學‘實質等效’標準體系及北大在線教學支撐環境標準化建設”（項目編號：2020ZDA03）的階段性研究成果。

曾騰，工程師，博士，研究方向為教育資源數字化，郵箱為zengteng@pku.edu.cn。

2021年7月31日

編輯：小米