信息化促进科教融合的探索与实践

杨国强

中国科学院大学（简称“国科大”），是教育部批准成立的一所以研究生教育为主的高等学校，其前身是中国科学院研究生院，创建于1978年，是中国第一所研究生院，也是规模最大的研究生教育机构。中国科学院研究生院隶属于中国科学院（以下简称“中科院”），依托各研究院所招收硕士和博士研究生，2012年6月更名为中国科学院大学，并自2014年开始小规模招收本科生，从而形成了兼具本科教育与研究生教育的完整体系，现有在校研究生4.45万名、本科生664名。国科大的教育工作是根植于中科院雄厚的科研实力、先进的科研条件和高度集中的科研人才土壤中的，由此，围绕着科教融合的办学理念和培养模式，多年来在信息化建设和应用中开展了创新性的探索与实践。

一、对教育信息化的认识

十八届五中全会要求，要推进教育信息化，发展远程教育，扩大优质教育资源覆盖面。教育信息化是国家信息化的基础和先导，是中国教育现代化和跨越式发展的战略选择。

教育信息化是指在教育领域全面深入地运用现代信息技术来促进教育改革与发展的过程，它不仅仅是一个技术问题，还是教育工作与现代科技的结合。随着信息技术的数字化、网络化、智能化和多媒体化，对传统的教育思想、观念、内容和方法产生了巨大冲击，带来了教育形式和学习方式的重大变革，主要有三方面：

第一，促使以书为基本教材的课程教学转变为数字式、富媒体化的互动式教学，为教师提供了更多新的教学工具和方法，也使教师教、学生学、教学相长的传统授课模式转变为学生几乎不需要教师也能学习到很多知识。网络教育的普及，不仅大大拓宽了学生接受知识的范围与途径，而且使参与式、启发式教学成为趋势，教育的灵活性、适应性以及个性化特点更加突出。教师成为学生学习的指导者，学生则真正成为学习的主体。

第二，教育模式的变化以及学生知识来源的多样化，对教师提出了更高的要求。教师需要不断学习新知识，除了从传统的书本、实践中学习外，也从互联网中学习，师生关系发展成为了共同研讨、学习的关系。掌握知识类的内容不再是教师的优势，而多年的实践经验和阅历，特别是在创造新知识的过程和实践中的总结（科研工作的前沿）才是现代教师的财富。这也是中国科学院大学提出的教育理念：让创造知识的人来传授知识。

第三，信息技术推动科研进步，从而促进了科研与教育的深度结合。一方面，科研数据可以作为教育的数据资源；另一方面，科研成果的不断积累也为教育信息化提供了大量的技术资源，越来越多的教师期望能够利用信息技术优化教学内容、获取信息资源、保存学术成果、鼓励和引导学生开展自主学习和协同学习，提高学生基于信息化平台发现问题、分析问题、解决问题的能力，而人才培养的成效又反过来作用于科研能力的提升，从而形成了教育与科研互助增长的良性环境。

二、科教融合的办学特色

国科大是独具特色的一所大学，“科教融合”是其最鲜明的办学特色。主要体现在：

（1）国科大基于中科院120余个研究院所的高水平科研优势和高层次人才资源，与院属科研机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科学研究等方面高度融合，实现“共有、共治、共享”。中科院各研究所是国科大研究生培养的主要责任主体，同时有责任为本科生实习实践提供指导教师和场所。

（2）国科大理工科的各个学院均为“科教融合”学院。这些“科教融合”学院一般由一个高水平的中科院研究所牵头承办，中科院其他相关研究所参与承办。牵头承办的研究所为学院建设第一责任单位，由其法定代表人任学院院长或常务副院长，全面负责学院工作。

（3）国科大主张在科学研究第一线的科学家为学生授课，将最前沿的科研动态与人才培养相结合。在中科院相关研究机构中选聘学术水平高、教学能力强的科研人员作为“岗位教师”，组成高水平的授课教师队伍，为学生开展科研实践创造一流的指导环境。

（4）国科大对本科生秉承因材施教、个性化培养的理念，全面实行学业导师制、研讨式教学和三段式培养机制。为每90名学生配备一名专职辅导员，每30名学生配备两名兼职班主任，其中一个科学家班主任为中科院某一研究所的所长或者主管科研工作的副所长，另一个为有博士学位的青年专职教师，以利于学术传承和思想关爱。

三、教育信息化实践成果

国科大坚持以教育信息化支撑人才培养，推动教育变革和创新。经过10余年的发展，已形成相当的规模，取得了一定的成果：

“十五”期间，建成了基于卫星信道的“中国科学院远程教育系统”，远程教育网络覆盖到全国的70个远程教学站，实现了中科院系统内跨地域、跨学科的远程双向交互教学，促进了优质教育资源的积累与共享。同时形成了基于互联网的实时与非实时、部分交互的学习环境。

“十一五”期间，将原有分散、局部、非标准的网络化教育管理系统改造为逻辑上强聚类、物理上松耦合的高可用和高性能的集群体系结构，构建起了服务于全科学院硕士、博士研究生和科研、管理及支撑等岗位职工的研究生教育业务管理、继续教育培训和协同学习平台，覆盖了从研究生教育到继续教育的各层面的业务管理与协同学习支持与服务，并进行了基于网络平台的业务管理流程的优化和运行机制的探索，为教育质量的提高与领导决策提供了便捷、可靠的信息化支持。同时建立了安全稳定的支撑保障体系和用户服务体系，为教育信息化的持续建设打下了坚实基础。

刚刚过去的“十二五”，为了进一步满足中科院人才培养对网络资源日益丰富及科研与教育日趋紧密关联的需求，切合“科教融合，协同发展，突出特色，引领示范”教育发展方针，建成了“中国科学院教育云”。“教育云”基于“科教融合、自主学习、教育创新”的发展目标，坚持“统筹规划、整体推进、创新发展、以用促建”的工作思路，在“十一五”教育信息化基础上，面向本科生和研究生教育、继续教育、自主学习以及全院教育资源积累与共享的信息化需求，采用云技术实现对基础环境的虚拟化、管理和学习数据的资源池化，为全科学院学生、教师、科研人员、管理人员及其他职工提供网络化个性化的教育学习平台。平台现已累计用户30余万人，年访问量超过3000万人次，成为中科院教育体系的重要支撑。

回顾历程，着眼当下，国科大教育信息化实践成果主要有以下几点：

1.基于多校区分布式的教学布局，提供先进高效的信息化基础环境

国科大在北京有玉泉路、中关村、奥运村和雁栖湖4个校区，均具备高速稳定的校园网络支撑平台和现代化的多媒体教学条件，并提供了集阅览、学习和交流研讨为一体的文献资源服务环境。

校园网在教育网和科技网的IPv4出口带宽分别为1Gbps，IPv6出口带宽达10Gbps，各校区之间万兆互联，与中科院京区各研究所之间千兆互联，与京外各研究所千兆或155M互联。截至2015年底，校园网有线网络信息点已达4.7万个，上网用户超过7万人，校园邮件用户8.3万个。四个校区共有多媒体教室260间，其中120间具有直播录播功能，可实现校区之间及校所之间的教学互动。学校图书馆形成“一校两馆、各有侧重”的服务格局，并与中国科学院文献情报中心和中科院研究院所紧密结合，为师生提供丰富的文献资源。

作为教育信息化应用系统的根基，“教育云”基础设施平台可提供200余台虚拟服务器的应用支撑环境，通过光纤接入各校区，实现了资源的灵活整合、动态调配、快速部署、持续集成，并将计算与存储资源池融合，提升了应用系统的可靠性和服务的连续性。自2013年12月建成以来，有效支持了大规模集中选课、学位申报等关键业务的顺利开展。

2.基于中科院丰富的科教资源，提供开放集成的资源共建共享环境

科教资源共建共享是中科院科教结合、院所融合人才培养模式的核心工作。国科大在“十二五”期间全面梳理了现有的科教资源，整合学习资源和管理数据资源，以精品数字课程为科教资源示范，实现资源建设和积累的良性循环，推动科教融合的不断深化。

在资源方面，不断加强课堂教学、系列讲座、公开课程等各类学习资源的采集、转化和积累，现已录制视频教学课程2342门、7.6万学时，讲座673讲、2500学时，资源总量达到158TB。另外在“十二五”期间建设了52门精品数字课程，涵盖数学、物理、化学等13个一级学科，由中科院33个研究所和学院的200余名专家和教师参与，为优秀教育资源积淀起到示范带动效应。

在平台方面，自建了支持自主交互型视频点播学习的实景课堂系统，面向分布于全国的中科院师生职工开放服务，现已积累课程1393门，视频30707个，其中引入了250多个国际国内知名大学的开放课程视频9791个。

同时，国科大注重推进优质教育科研资源与社会共享，自2011年开始开办暑期学校。今年暑期学校更升级为面向全社会免费开放，将有来自近20个国家和地区的80多所著名高校教师走上国科大讲台，为有志学子提供与科学大师面对面、了解最新科技前沿动态、领略中国科学魅力的机会，促进各高校的知识交流和学术合作。

3.基于科教融合的办学特色，提供覆盖教育全生命周期的应用系统和网站群平台

国科大的教育信息化平台面向京内4个校区、京外5个教育基地和分布全国的120余个研究院所提供服务，在培养体制、学院和导师均实行校所结合、深度融合的大背景下，基于业务流程的变化不断优化重构，目前已形成底层数据规范一致、用户及业务接入配置灵活、覆盖从招生、教学、培养到学位教育全周期的一体化应用体系。

为了保障教育信息化平台的可持续发展，国科大多年来始终坚持自主研发，至2015年底，已建成32个教育业务系统。经过多年的应用实践，国科大教育信息化平台已成为适用于院所结合教学模式、功能丰富、独具特色的成熟产品，部分系统推广到了中国农业科学院、中国林业科学研究院、军事医学科学院、河南大学等单位应用，受到广泛好评。

在建设应用系统的同时，国科大也注重加强学校各级网站的建设。以中文网站、英文网站、新闻网作为总的对外宣传窗口，以笃志网、招生网、就业网等为专题宣传阵地，结合各学院、系、中心、实验室的子网站，形成了符合学校统一形象、内容全面、主题突出、规模较大的国科大网站群平台。至2015年底已有网站80余个。

4.基于教育模式从管理向学习的转变，提供自主学习和智能决策服务

教育模式的变化，促使教育信息化的发展趋向于通过新一代平台与推荐工具帮助学习者建立个人知识体系，通过支持学习者的个性化自主学习实现终身学习的目标。因此国科大在“十二五”期间开展了对教育管理信息化数据的深度挖掘，加大决策支持力度；同时充分利用网络开放资源，提高网络学习的协作度，完善自主学习，支持跨学科团队学习，以建立终身教育服务环境。

一方面，借助已有的业务服务系统、内容资源以及基于用户活动而产生的行为数据资料，搭建了自主学习空间，并嵌入个性推荐功能，实现了以学习者为核心、学习资源为载体，通过自动聚焦用户关注领域，推送最新领域动态，为用户提供全方位、个性化、一站式的学习空间，使其更有效地获取信息和资源。

另一方面，建设了教育智能分析系统，对教育过程中各类教育活动和教育要素产生的海量数据进行汇总、关联、分类，从不同维度形成了10个主题、200多项报表，能够系统地展现出教育场景，并初步开展了研究生学业风险分析、研究生导师评价分析等主题的数据挖掘，利用大数据探索教育规律，为教育决策提供有效依据。

总之，国科大的教育信息化，是本着“以科教融合为核心、又服务于科教融合”的思路推进的，当前已成为中科院教育体系的重要支撑，同时也在建设实施过程中积累了丰富的信息化工作经验和技术力量储备，形成了先进开放、可持续发展的教育服务环境。

四、面临的挑战与展望

虽然国科大教育信息化工作取得了一定的成效，但面临信息技术日新月异发展带来的挑战，距离“人人皆学、处处能学、时时可学”、培养优秀创新人才的总体目标的要求仍有差距，主要为：

首先，在信息技术迅猛发展的前提下知识呈现快速更新和指数性增长，加上中科院科技活动的前沿性和科研资源地域的分散性的特点，对全面整合科研和教育资源提出了更高要求。因此需要进一步深化整合科教资源的能力，为科研团队理解和掌握新知识、为学生在教学活动中提高科研能力提供更为有效的途径。

其次，中科院在学科覆盖、科研能力、教育环境等方面的优势，迫切需要全院各研究院所发挥学科领域专长共建教育资源，形成创造知识、转化知识、培养人才的良性生态环境。因此需要积极探索知识共建共享的长效机制，引导、激励各研究院所开发优质教育资源，建立开放灵活的科教资源公共服务体系。

第三，大数据技术的发展，使用户对基于已有的教育信息化平台数据进行大规模动态监测和评估人才培养质量提出了更高要求。因此需要进一步提高决策支持服务的能力，实现对大规模课程、论文、学生、导师等数据资源的深度挖掘和行为分析，以为各级领导和主管部门了解动态、制定措施、寻找差距、诊断问题、优化教育资源配置提供支持。

展望“十三五”，国科大将着力打造服务于科教融合、开放共享、可持续发展的智慧教育平台，重点提供适用于三段式本科培养模式的个性化网络协同教学服务；整合全院各教育机构和研究院所的教育资源，建立教育资源配置和开放共享机制；利用可视化和大数据技术，实现教育质量监控评估和教育智能决策分析。总之，要充分发挥教育信息化在教育改革和发展中的支撑和引领作用，为培养科学与工程领域德才兼备的领军人才和具有高科技素质的各类创新、创业人才服务，实现中科院教育的和谐永续发展。

（编辑：王天鹏）