高校智慧教學平臺建設(shè)路徑探析
——以四川大學“大川學堂”為例

余淇 田建林 四川大學信息化建設(shè)與管理辦公室

● 智慧教育平臺建設(shè)背景

進入21世紀，信息技術(shù)的飛速發(fā)展對各行各業(yè)都產(chǎn)生了重大影響，我國也把信息技術(shù)的應(yīng)用作為促進教育改革與發(fā)展、加快從教育大國向教育強國邁進的重大戰(zhàn)略舉措。

在政策鼓勵及信息技術(shù)的支持下，特別是隨著慕課的興起，我國各類線上教學平臺蓬勃發(fā)展，百花齊放。公共教學平臺包括中國大學MOOC、人衛(wèi)MOOC、學堂在線、智慧樹等，專為校本SPOC設(shè)計的平臺更是不計其數(shù)。線上教學平臺的建設(shè)及使用促進了優(yōu)質(zhì)資源共建共享，以及教學理念的革新、教學手段和教學方法的變革，但也存在“平臺不融、數(shù)據(jù)不通、資源分散”現(xiàn)象，面臨找課難、分析難、監(jiān)管難[1]等多種問題。

筆者所在學校多年來致力于探索和創(chuàng)新教學模式，建設(shè)及使用了多個教學平臺，包括課程中心、愛課堂、學習通、雨課堂等，有力推動了線上金課建設(shè)及教育教學改革，但同樣也存在平臺彼此割裂、數(shù)據(jù)融合困難、數(shù)據(jù)價值挖掘不明顯等問題。同時，通過教室隨堂錄播、精品課、慕課等項目積累的大量教學資源缺少體系化的管理和應(yīng)用。為解決這些問題，學校于2020年開始籌備建設(shè)四川大學智慧教學平臺——“大川學堂”，旨在實現(xiàn)資源匯聚及數(shù)據(jù)分析，滿足好課一站搜索和智能輔助教學。

● 智慧教育平臺建設(shè)實踐

1.建設(shè)思路

第一，一站式教學資源中心。通過整合校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)教學平臺，實現(xiàn)在線資源一站搜索，為校內(nèi)師生和社會學習者提供各類優(yōu)質(zhì)課程資源、特色文化資源，并結(jié)合專業(yè)媒體處理，實現(xiàn)多媒體教學資源在線編輯及一體化管理。

第二，教學輔助大數(shù)據(jù)平臺。通過多系統(tǒng)融合貫通，對教學數(shù)據(jù)進行標準化采集、分析和應(yīng)用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)全過程智慧化治理，從而促進教師教學精準化、學生學習個性化、教學管理精細化，賦能面向未來的高校人才培養(yǎng)。

2.建設(shè)舉措

圍繞建設(shè)思路，“大川學堂”從統(tǒng)一教學門戶建設(shè)、數(shù)字化資源管理、在線教學應(yīng)用、智能化輔助教學、個性化學習推薦、教學管理評價幾個方面展開建設(shè)。

（1）統(tǒng)一教學門戶建設(shè)

“大川學堂”建設(shè)了網(wǎng)頁端和移動端，通過校內(nèi)統(tǒng)一身份認證單點登錄，與愛課堂、學習通、雨課堂等多個校內(nèi)教學平臺的用戶數(shù)據(jù)進行對接，實現(xiàn)在線課程資源統(tǒng)一入口，平臺免密跳轉(zhuǎn)。同時，基于“大川學堂”，匯聚多個平臺的課程資源并統(tǒng)一管理，實現(xiàn)了課程資源統(tǒng)一檢索、不同平臺教學資源及教學內(nèi)容統(tǒng)一呈現(xiàn)。學習過程中產(chǎn)生的教學資源及教學數(shù)據(jù)匯聚融合、互相調(diào)用，并為后續(xù)教學數(shù)據(jù)智慧分析提供源數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

對接圖書館文獻數(shù)據(jù)庫，教師和學生不用再單獨登錄圖書館賬號，可以直接在“大川學堂”進行文獻檢索。檢索數(shù)據(jù)庫包括專利文獻庫、書刊館藏目錄、會議文獻庫、學位論文庫、年鑒數(shù)據(jù)庫、成果數(shù)據(jù)庫等。

對接圖書館教材教參資源庫，當教師開設(shè)線上課程時，可以提供教材教參推薦服務(wù)，師生可在線同步查閱教材教參。

（2）數(shù)字化資源管理

基于“大川學堂”資源中心，對所有已建設(shè)的教學資源進行統(tǒng)一整合，同時提供資源制作、管理、發(fā)布、點播流程化服務(wù)。

對接教室內(nèi)錄播系統(tǒng)，對符合資源中心視音頻技術(shù)標準的錄播教室資源、攝錄機資源，支持直接收錄入庫，歸檔到教師個人空間，不需要用戶從第三方平臺導出后再上傳。

統(tǒng)一的資源庫管理功能，具有全面、多樣化的媒體資源內(nèi)容管理模塊，包括編目、審核、檢索、歸檔，涵蓋視頻的管理、音頻的管理以及課程包的管理，便于教師能快速、準確地查找視頻資源，編輯課程，提高課程生產(chǎn)發(fā)布效率。同時，教師可以在個人空間自行上傳多類教學資源，并對資源進行管理應(yīng)用。

針對云端音視頻微編，平臺提供流程化、便捷化、易上手的編輯工具，教師可以在個人空間對音視頻文件進行剪切、拼接、渲染提質(zhì)等操作，編輯完成后在后臺生成一個全新的節(jié)目并發(fā)布到在線課程中，避免了傳統(tǒng)音視頻制作需要回遷到編輯系統(tǒng)中的冗余操作。

（3）在線教學應(yīng)用

平臺提供多種在線教學應(yīng)用，包括MOOC、SPOC、微課，以及直播、回看等功能，并與平臺資源中心深度對接，形成集在線課程、直播課程、錄播回看課程等學習模式于一體的在線學習空間。

教師創(chuàng)建課程并發(fā)布后，學生能對教師發(fā)布的微課、MOOC、SPOC等多種形式的課程進行在線學習，同時支持對教師的課堂實錄視頻進行課堂回看，并通過智能分析結(jié)果，進行高效、針對性的復(fù)習，實現(xiàn)隨時、隨地，覆蓋課前預(yù)習、課中學習、課后復(fù)習、知識點查漏補缺和知識面拓展等多種場景的在線學習。

在線直播功能，支持課程直播、活動直播等多種形式。對于熱門選修課直播，校內(nèi)學生可以同步學習，受益學生更廣。

（4）智能化輔助教學

根據(jù)各種教學場景，平臺利用語音分析、圖像分析、OCR識別、NLP自然語言處理等技術(shù)，提供相應(yīng)的智能服務(wù)，輔助師生高效教學。

①語音識別。平臺支持對視頻文件進行語音識別，可以將教師授課語音轉(zhuǎn)寫為文字。若使用進行過語音分析的視頻資源開設(shè)微課，或加入至MOOC、SPOC中，學生可看到語音分析的文本結(jié)果，并可以根據(jù)語音轉(zhuǎn)寫信息，快速打點記錄筆記，添加課程重點、難點。語音轉(zhuǎn)寫文字也可以作為字幕疊加到授課視頻中，方便學生學習。

②知識點劃分。通過在視頻上標記知識點起止時間，可以把整堂課按照知識點劃分為小的片段，創(chuàng)建成功的知識點片段將展示在“知識點”頁簽中，便于復(fù)習鞏固。利用片段剪輯工具可以獨立合成或拼接生成知識點片段視頻，添加片頭片尾，導出為微課。同時，知識點的智能識別和劃分，也是后續(xù)構(gòu)建原子化知識資源庫的基礎(chǔ)。將不同學科、不同專業(yè)課程從知識的維度拆解入庫，可以進行全平臺知識點的智能關(guān)聯(lián)和匹配，有利于后續(xù)知識和課程重組，乃至交叉學科課程的構(gòu)建。

③中英文翻譯。在觀看課程直播的時候，也可以進行實時的語音轉(zhuǎn)寫/翻譯，不但可以查看直播的語音文本信息，還可以點擊語言切換按鈕，實現(xiàn)實時的中英文翻譯。

④視頻筆記。學生在觀看課程視頻時，可對視頻進行截圖，快速打點記錄筆記，添加課程重點、難點。在點擊筆記時，視頻自動跳轉(zhuǎn)筆記對應(yīng)時間位置，提高學習效率。

⑤課程地圖。利用知識可視化技術(shù)，根據(jù)課程知識節(jié)點之間歸屬、層次、比較、推演等關(guān)系，對節(jié)點進行連接，組織成一個有機聯(lián)系的知識體系。[2]知識點的拓撲關(guān)系也在一定程度上蘊含領(lǐng)域?qū)＜医?jīng)驗、知識關(guān)聯(lián)與學習路徑，為基于課程內(nèi)容的自適應(yīng)學習奠定一定基礎(chǔ)。

通過課程地圖，學生可以非常直觀地了解本課程的知識脈絡(luò)和層級關(guān)系，有助于整體知識體系結(jié)構(gòu)的掌握，便于知識全局觀培養(yǎng)。同時，各個知識點支持與多格式教學資源關(guān)聯(lián)，學生可以根據(jù)相關(guān)路徑了解具體學習活動需掌握的前序知識點和后續(xù)知識點，自主確定學習目標并統(tǒng)籌學習過程。

（5）個性化學習推薦

在經(jīng)學生同意后，平臺根據(jù)學生課堂行為數(shù)據(jù)和在線學習數(shù)據(jù)，綜合統(tǒng)計和分析，初步形成學生個人畫像，并與校內(nèi)數(shù)據(jù)中臺對接，結(jié)合學生學籍信息、選課信息、成績數(shù)據(jù)、圖書借閱信息、在校行為軌跡等綜合分析輔助畫像。

根據(jù)學生畫像，在資源過載的在線學習環(huán)境下，通過AI&大數(shù)據(jù)算法驅(qū)動知識供給和獲取，探索建立有序知識體系，以人才培養(yǎng)為導向，合理優(yōu)化學習資源，為學生量身推薦學習計劃、學習內(nèi)容、學習路徑，從而達到知識與人精準匹配。

（6）教學管理評價

面向未來的一流學生培養(yǎng)，需要全方位的教學管理評價支撐。“大川學堂”采集和管理教學過程數(shù)據(jù)，與校內(nèi)數(shù)據(jù)中臺對接，整合多種教學相關(guān)數(shù)據(jù)來源，通過數(shù)據(jù)可視化方法，打造教師教學質(zhì)量畫像和學生學習質(zhì)量畫像，從師生畫像到預(yù)警分析不斷深化探索。對教師進行智慧教學輔助，為教師教學全過程提供數(shù)據(jù)支撐，建設(shè)智能化教師素養(yǎng)提升體系，支持智慧教研，實現(xiàn)高質(zhì)量、多元化的教學發(fā)展服務(wù)。

為學生打造個性化的學習路徑規(guī)劃，分析學生學習狀態(tài)，包括當前的學習進度、作業(yè)完成情況、知識點的掌握情況等，對學生的學習狀態(tài)及學習能力進行點評，提出建設(shè)性的意見，實現(xiàn)個性化、精準化的管理成長服務(wù)。

為學校管理層提供大數(shù)據(jù)的分析和研判服務(wù)，精確掌握學校教育現(xiàn)狀，從而實現(xiàn)高效資源配置、優(yōu)化教育策略、科學教育管理。通過挖掘數(shù)據(jù)背后深層價值，將高校數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為智慧教育能力，完成教、學、管系統(tǒng)性重塑，打造數(shù)字化智能教學生態(tài)。

● 智慧教育平臺建設(shè)保障

在網(wǎng)絡(luò)安全保障方面，通過“人防—物防—技防”的三防措施，健全網(wǎng)絡(luò)安全體系。基于DNN專用接入技術(shù)以及GRE、L2TP、IPSec等技術(shù)，為用戶提供高可靠、高安全、可管理的專用網(wǎng)絡(luò)，保障用戶數(shù)據(jù)和個人信息安全。定期開展師生信息化素養(yǎng)培訓及網(wǎng)絡(luò)安全培訓，引導規(guī)范使用網(wǎng)絡(luò)學習空間。

● 結(jié)語

“大川學堂”平臺的建設(shè)，是基于國家對教學資源、教學數(shù)據(jù)集中統(tǒng)一、集約化管理模式的一種校本探索。結(jié)合專業(yè)媒體處理、多模態(tài)智能處理、數(shù)據(jù)處理引擎和知識圖譜構(gòu)建能力，實現(xiàn)在線教學資源剪輯包裝、視頻點直播、知識點智能識別、個性化知識推薦，為教學運行提供資源支撐，對教學數(shù)據(jù)做全過程有效治理，同時也為交叉學科課程構(gòu)建打下基礎(chǔ)。

未來，依托“國家高等教育智慧教育平臺”試點工作的開展，學校將進一步推動校本智慧教育平臺“大川學堂”的高水平發(fā)展，發(fā)揮教育公共服務(wù)平臺功能和帶動示范作用，多級平臺貫通聯(lián)動，優(yōu)質(zhì)資源融合共享，賦能面向未來的高校教育教學和學生學習新模式。