基于国家开放大学云教室的援藏发展教育路径研究

◆张少刚周国玺魏顺平王默玢



基于国家开放大学云教室的援藏发展教育路径研究

◆张少刚1周国玺2魏顺平1王默玢1

西藏由于教育资源缺乏等原因，教育需求与供给之间严重不平衡。改善西藏地区因为经济等原因导致的教育资源配置缺乏等现状，推进教育均衡发展是促进西藏地区教育发展的重要途径。

随着信息技术的快速发展，互联网成为助推世界经济发展和社会进步的重要引擎，已渗透到经济社会的各个方面。从某种意义上来说，“互联网+教育”就是充分发挥互联网在教育资源配置中的优化和集成作用，重构教育资源配置，改变传统教育模式，提升教育教学质量，形成以互联网为基础设施和现代新型技术工具为支撑的新型教育发展形态。通过“互联网+教育”促进教育资源配置的均衡化，对于西藏地区具有更加重要的实际意义。

为缩小中西部地区与东部地区的数字鸿沟，促进边疆地区的信息化水平，特别是支援藏区的教育事业发展，帮扶中西部地区、边疆和少数民族地区，用远程教育手段实现优质教育资源共享，促进教育均衡发展，国家开放大学于2013年初启动了云教室建设项目。［1］其中在西藏援建了“云教室”分控中心及拉萨、山南、日喀则、林芝、昌都学习中心云教室各1间，云教室项目正是国家开放大学探索“互联网+教育”的重要举措，通过信息化环境的搭建以及信息化资源共享实现教育资源的均衡配置，进而推进教育的均衡发展。

本研究将重点依托国家开放大学的云教室系统，探索支撑资源共享、教育均衡发展的信息化环境，构建援藏的教育新思路、新路径，力图改变西藏地区教育基础差，底子薄的现状，通过“互联网+教育”促进西藏地区的教育均衡发展，全面提高藏区教育质量。

一、路径构建

要将大城市如北京的优质教育资源输送到西藏，需要构建一个全新的教学模式。这种教学将是线上与线下相结合的混合式教学，这种教学仍然包含教师、学生、内容、媒体等基本要素，其中教师不再是单个教师，而是一个分布在不同地域的教师团队；教学内容的开设不再局限于当地教师的知识面，而是可以根据时代发展需要自由选择内容；媒体不再是单一的书本、多媒体教室，而需要能够实现双向远程交互的网络教室系统以及支持相关内容学习的认知工具。这些要素组合在一起，构成一个混合式教学模式，如图1所示。

图1　混合式教学模式构成要素

结合国家开放大学工程中心团队情况及西藏昌都的现实需求，在混合式环境方面，选择国家开放大学云教室系统和Moodle网络教学平台；在学习内容方面，选择“3D打印技术及其教学应用”作为教学内容；在教学工具方面，需要3D打印实验室及3D打印机；在教学团队方面，构建了由教育技术专家、信息技术学科专家、3D模型设计师、3D打印机工程师、西藏信息技术学科教师等组成的教学团队，并由在昌都的援藏干部统一协调；在学习伙伴方面，选择来自北京景山学校3D打印社团的初中学生与西藏学生互为学习伙伴。下面逐一介绍路径的各个环节。

（一）搭建混合式教学环境

混合式环境是由国家开放大学云教室系统和网络教学平台构成的环境。我们要实现北京师生与昌都师生的实时互动教学，现在有多种手段，但对于师生而言，对自然的互动交流方式莫过于各自坐在教室中开展的互动教学，国家开放大学的云教室系统恰恰是这么一种交流环境。另外，两地师生也需要异地互动交流，这就需要一个网络教学平台，我们这里采用开源网络教学平台——Moodle平台。

1.云教室系统

云教室系统是一个由遍布全国各地的云教室、连接云教室的专用网络、通用网络以及各级控制中心共同构成的教室网络，其控制中枢是各级控制中心，其传输线路是各类计算机网络，其基本结点是云教室。云教室是一个集成了远程视频、互动大屏、云录播、电子书包等先进的硬件教学设备，汇集了网络学生空间、网络核心课程、网络教学团队、网络学习测评、网络教学管理和网络支持服务等多种软件应用和学习资源，集教学、测评、管理、服务、科研等功能于一体，能为学生和教师提供全方位学习体验的数字化教室。云教室系统可支持师生开展远程实时教学、课程实时录播、远程课堂观摩和教学研讨、远程面试与答辩、教学管理会议等典型业务。［2］

自2013年2月到2015年12月，已在全国建成297间云教室，21间控制中心，覆盖国家开放大学22个分部和百万师生。建设经历了两个主要阶段，分别是起步阶段（2013.2至2014.1）和深化阶段（2014.2至2015年12月），其中起步阶段以援藏、援疆为建设重点，深化阶段则扩大了援助范围，以西部地区、享受西部待遇的中部地区、革命老区为主，并且在深入探索阶段取得了一系列的创新，包括建设模式创新和技术集成创新。

云教室系统采用“统一平台、两级管理、四层应用”的架构设计，可以通过控制中心实现对分布在全国的云教室集中管理、统一维护、互联互通。

图2　云教室系统架构图

位于北京的云教室和位于昌都的云教室通过云教室系统控制中心实现了互通，为北京-西藏的两地实时互动教学奠定了基础。

2.网络教学平台

网络教学平台采用开源Moodle平台搭建，发布课程内容、展示学生作品。线上i-3d打印实验室正式建设完毕并开始使用。网站设有多个模块，向访问者提供了大量的3D打印相关信息的，及3D打印教学的实时报道，并向网站注册用户提供了学习交流3D打印模型的互动平台和下载模型的大量学习资源。

图3　网络教学平台

（二）组建教学团队

组建由项目协调人、教育技术专家、信息技术学科专家、3D模型设计师、3D打印机工程师、西藏信息技术学科教师等组成的教学团队。其中项目协调人负责联系北京、西藏两地的老师，并安排各种教学和交流活动；教育技术专家负责混合式教学环境搭建，与3D模型设计师、3D打印机工程师一道完成课程开发；信息技术学科专家与3D模型设计师、3D打印机工程师一道完成教师培训、远程教学；西藏信息技术学科教师既要接受培训，又要面向西藏学生开展教学。团队中各角色的实际担任者如表1所示。

表1　团队角色及承担人

（三）开发学习内容和学习资源

此次远程学习选取“3D打印技术”作为主题，有三点考虑：首先，3D打印是一项对传统制造业产生革命性影响的创新成果，被认为是“第三次工业革命的重要生产工具”，面向西藏昌都地区中小学师生开展3D打印技术培训有益于民族及边远地区接触最新的技术前沿，缩小数字鸿沟。其次，3D打印技术对于教育尤其独特重要价值，它能够创造对事物更真实可靠的探索机会，而这样的机会对于学校来说可能非常难得。第三，国家开放大学工程中心自2013年初开始探索应用3D打印技术，并建立了“i-3D打印实验室”，可以说已经有较充分的知识储备。因此，面向西藏师生开设3D打印课程，旨在紧跟时代步伐、发扬学校传统、开阔师生眼界。与国内其他基础教育学校所开展的3D打印教育应用不同的是，与西藏昌都地区教师联合组织的3D打印学习讨论小组更为注重新兴技术在中西部地区的发展、传播与再创造能力。

在课程资源开发方面，制定了3D打印课程提纲，如表2所示。根据这一提纲了，教学团队编写了文字教材，开发了网络课程，搜集、制作了20余个微课，500多个模型素材资源。

表2　3D打印课程提纲

（四）筹措教学工具

开展3D打印教学，自然离不开3D打印机。理想情况下，为顺利开展3D打印教学，还需要建设专门的3D打印体验实。

国家开放大学工程中心以承建”社区教育i-3D打印实验室“为契机，开展3D打印体验室的设计与建设工作。3D打印体验室应包括3D打印体验区、3D扫描区、导览区、设计区、作品展示区。最终该体验室于2014年夏，在北京中关村学院落地建成，并开始应用教学工作，为面向西藏教学的课程研发和现场演示提供支撑。但是，对于西藏师生而言，限于条件，无法配建功能齐全的3D打印体验室，但是至少应该拥有一台3D打印机。

由于国家开放大学工程中心的影响力，青岛奥德莱三维打印有限公司愿意与工程中心合作，面向中小学校推广3D打印机的应用，向昌都学校捐赠了打印机，而工程中心则协助当地中小学校开设3D打印课程。这正解决了此次项目难题。该三维打印机具有诸多优点：金属框架使打印机更坚固，适用于恶略环境；触控显示器，更加简化操作者的使用；智能送料系统：采用自动传动系统，摆脱传统繁琐的手工送料模式，实现一键式自动送/退料；出料稳定，采用了近端挤出技术，有效解决了传统3D打印机喷头易堵料的问题，使得打印过程更加顺畅。这些优点将大大降低操作难度以及维护工作量，适合西藏师生在远程指导下使用。

二、教学实施

第一阶段：工作动员

2013年12月4日，昌都教育局（体育局）视频室通过国家开放大学云教室召开首次动员会。北京国家开放大学的主要领导及西藏昌都教育（体育）局的主要领导出席会议。

在工作动员会上，昌都教育局（体育局）领导在发言指出，通过网络视频连接国家开放大学与西藏昌都地区教育局网络视频室，通过组织昌都地区实验教师利用远程网络以互动体验方式学习先进的技术，探索西藏农牧区教师远程学习的方法策略，建立网络视频学习模式，不仅拉近了西藏昌都和北京的距离，增进了情感，而且对于我们昌都教育的发展来说，更是一次具有前瞻性的重要课题。

整个会议过程，视频画面清晰，声音流畅，大家如同面对面讲话，教学团队第一次使用云教室就有了良好的体验，对后续工作的开展信心倍增。会上确定了下一阶段开展教师培训，由团队中的魏顺平、王默玢、李卓担任培训讲师，对来自西藏三所学校的信息技术教师进行培训。

第二阶段：教师培训

自2014年7月至12月，北京方面团队利用国家开放大学云教室为西藏教师开展了四次培训，从”3D打印技术及其在教育中的应用“，“3D建模软件了解及操作使用”、“3D MAX教学及实例创作”、打印机配套软件的使用、学习“、详细展示了3D打印从虚拟的数字模型到3D实体的模型建立的全过程。培训结束后，西藏参训教师按要求完成一个三维模型，并撰写学习心得。

在第一次动员会使用云教室的基础上，国家开放大学工程中心充分发挥其在“技术集成与应用”方面的专长，在云教室系统基础上集成了3D虚拟演播室，给远在西藏的老师带来更好的听课体验。

借助3D虚拟演播室，西藏教师不仅能看到培训教师的画面，还能同时看到PPT画面和演示打印机操作的画面，并且在虚拟演播室工作人员操作下，根据教学内容突出重点画面，以便远程学生更好掌握学习内容。同时，云教室具有录播功能，在每次培训结束后，培训过程即被录制下来，并发布到网络教学平台，供西藏昌都的参训学员随时点播学习。

在四次培训结束后，参训学员利用掌握的3D建模技术，结合当地的文化特色，设计出了八宝吉祥宝瓶，并在北京打印出来。参训学员还撰写了学习感想。藏族学员边巴泽仁提到，3D打印技术对于我们西藏而言，只是听说而没有具体了解的情况下，培训教师通过网络视频为我们展示了3D打印机的实物，而且对3D打印机的构造和打印方式进行了具体演示，使我们具有身临其境的感觉；并表示，3D打印技术可以实现虚拟物体的立体再现。西藏有着丰富的艺术源泉和文化背景。由于受条件限制很多创意无法实现实物展现。3D技术可以实现艺术资源的立体呈现。比如：藏族文化中的一些装饰绘画，如吉祥八宝图案的立体呈现，独具特色的藏族建筑的微观立体再现等。

第三阶段：课堂教学

在西藏方面教师接受了3D打印培训后，立即着手面向学生的课堂教学。面向学生的教学内容与面向教师的培训内容相似，但是在呈现方式上要更加生动有趣，增加互动活动，激发学生参与。面向学生的课堂教学首先在北京试点。

2014年10月，北京景山学校在国家开放大学工程中心支持下成立了“3D打印”社团，并由国家开放大学工程中心团队主讲3D课程。景山学校3D打印社团的第一课在社区教育i-3D打印体验室（坐落在海淀区中关村学院）开展。来自北京景山学校的10余名师生在工程中心工作人员的指导下体验了3D打印技术体验的神奇和具体操作，学生们感受到了新科技的神奇，并纷纷打印出自己心仪的3D模型。授课过程中，工程中心团队教师通过一个卡通短片引入，不断让学生总结概括出3D打印的内涵和特点，并激发学生想象，阐述对3D打印技术应用的无限可能性。

独学则无友，孤陋而寡闻。为了更好地结合工业化、城镇化、农业现代化、信息化同步推进下的农村教育发展与改革研究，北京与西藏两地通过云教室，还将择机举办点对点的教师、学生视频互动活动，丰富课题研究内容，增进藏汉学生文化、民族交融。活动除了学生对3D打印技术的交流与讨论外，还将安排现场藏、汉硬笔书法比赛，昌都学生表演非物质文化遗产热巴、玄子舞和歌曲，扩大民族交流交往交融。

三、结论

本文基于国家的援藏发展教育需要，基于国家开放大学云教室系统提出了一套援藏发展教育路径，这一路径包括搭建混合式教学环境、组建教学团队、开发学习内容和学习资源、筹措教学工具等要素，在混合式环境方面，选择国家开放大学云教室系统和Moodle网络教学平台；在学习内容方面，选择“3D打印技术及其教学应用”作为教学内容；在教学工具方面，需要3D打印实验室及3D打印机；在教学团队方面，构建了由教育技术专家、信息技术学科专家、3D模型设计师、3D打印机工程师、西藏信息技术学科教师等组成的教学团队，并由援藏干部统一协调解决。

路径初步构建完成后，分三阶段开展教学实施工作，包括工作动员、教师培训和课堂教学。实践表明，这一路径是有效的，具体表现为：国家开放大学云教室系统性能稳定，视频通信流畅；教学团队构成多样，分工合理，协作密切；学习内容选题前沿，同时激发参训教师和学生的兴趣，学习资源丰富，访问便捷；教学工具保障到位。

总的来说，基于国家开放大学云教室系统的援藏教育发展路径，可以在具有云教室的拉萨、山南、日喀则、林芝、昌都的学习中心发展教育中推广，这一路径将先进的教育技术和教育理念带到了西藏，使西部地区的信息化教学条件大为改善，可实现全地区信息化教学水平的跨越式发展。从此，山不再高，路不再漫长，各族儿女随时随地都可齐聚云教室，享受教育的快乐时光。

参考文献：

［1］于旻生，何菁.雪域云端新天路——国家开放大学为藏区搭建终身学习平台［N］.中国教育报，2015-12-03009.

［2］贺媛婧.“云教室”应用模式探讨［J］.软件导刊，2015（5）：199-201.

责任编辑：胡萍

基金项目：※国家社科基金教育学2012年度重点课题“工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步推进下的农村教育发展与改革研究”（AGA120007）

作者单位：1国家开放大学2西藏昌都市教育（体育）局