西安电子科技大学打造一体化智慧学习服务平台

文/史甜 张玉振

(作者单位为西安电子科技大学信息网络技术中心)

随着信息技术的发展和教学改革的不断深入，基于传统多媒体的静态学习空间越来越难以满足现代的教学需求。建设教学资源共享、教学情境互动、教学过程监控、教学数据分析、教学行为引导的动态学习大环境，是提高大学生教育教学水平的紧迫任务和必然要求。

本文提出利用信息化手段构建富有西安电子科技大学（以下简称“西电”）特色的一体化教育资源共享与在线教学服务平台（以下简称“学习服务平台”），从教育环境、教育资源、教育过程、教育监测等多维度进行实质性建设与推进，实现“教、学、评、环”四维一体的完整教育闭环，积极探索“以学生为中心、以能力培养为先导”的人才培养新模式。该方案可行性及实际效益已经在实践应用中得到了验证。

需求分析及功能设计

西电还存在智慧环境建设不完善、教育资源管理不集中、课堂资源记录不实时、线下督导评价不高效、核心数据不完整无法共享等问题，造成行政流程、教学管理、数据互通、资源共享等方面的整合困难，严重影响了工作效率和质量。遵从顶层规划，构建一体化教育资源共享与在线教学服务平台，主要基于以下四方面的需求。

升级改造教学环境

目前，西电南北校区教室总量在400多间，但能够满足互动性、研讨性、资源自动采集的智慧教室还非常少，需要设计和建设多类型、多场景的智慧教室，实现智能环境的升级改造，为智慧教学创造硬件基础。智慧教室的建设要分步实施，根据学校教学实践反馈逐步构建更适合西电人才培养模式的智慧环境。一期建设主要包括：常态化录播教室，要求南北校区所有教学教室全覆盖；互动型智慧教室，实现老师与学生课堂虚拟分组实时互动讨论；精品智慧教室，实现混合翻转课堂、智能物联管控、教学模式多样化。在空间信息化改造的过程中，要尽量做到“利旧建新”，比如复用已经部署的标准化考场的摄像头实现对学生画面的视频采集，降低学校信息化升级成本。

融合共享教育资源

学校已采购的各类数字资源、已建设好的校本资源、全覆盖的常态化录直播资源和各类第三方资源等需要进行融合共享，构建资源管理平台，实现统一标准、统一存储、统一调用、开放共享的线上资源服务环境。[1]资源管理平台需根据教育行业标准与技术规范，特别是图片、动画、视频、文本、课件等制定出西电统一规范的资源加工、集成与建设技术标准、元数据标准、课程资源封装标准等各类规范。一方面提升教学资源建设质量，另一方面为校内资源共享、校际共享提供基础条件。资源格式采用通用和标准格式保证资源浏览的兼容性，资源标准符合通用播放器观看和浏览。最终形成西电特色的个人资源库：含文件、视频、作业、测试、评分量规等，可在多个班级、课程间取其所需、弹性复用；校本资源库：让老师们在校内分享教学资源，实现备课资源的共建、共享、有效复用[2]；校际和公共资源库：海量公开教学资源，方便老师取用教学，同时可支持多个学校分享优质校本资源。

构建全过程学习平台

图1 平台总体技术框架

图2 互动型智慧教室建设效果

建立全过程学习服务平台，老师和学生每个人都拥有自己个性化的学习管理终端，通过多终端、跨平台、多语言的系统特性，为学生和老师创造一个移动化的教与学环境。教师可在线完成课程创建、建立与编辑课程大纲、添加与设计学习活动、直播录播资源管理、微课视频录制、题库管理、作业管理、评价管理、成绩管理、班级管理、课堂互动、考勤点名等教学活动；学生可在线完成课前学习、在线听课、在线测试、互动讨论、课堂评教、分组互评、在线反馈、课后观看、提交作业等学习过程。为师生提供丰富的自主学习、移动学习资源，使学生随时随地可以“走进课堂”，实现翻转课堂、沉浸式教与学。

打通核心数据共享

学习服务平台是“全过程、多维度、深融合”的智慧教学新平台，面向全校本硕博学生和全体教师提供教学服务，需要的基础数据主要来自于教务处、研究生院、人事处、信息处等多个部门。西电在建立数字校园的阶段一直在持续解决数据存储、交换的问题，信息网络技术中心建立一个高性能的中央数据库系统及统一数据接口与交换平台，以此作为学校关键数据的存储中心和权威数据提供方。尽管如此，在学习平台建设和资源共享过程中仍然需要解决很多数据问题，比如：教务系统与研究生系统由本科生院和研究生院分别管理和运行，本科生数据和研究生数据相互独立造成的数据关系不清晰、数据标准不统一、数据不完备等。因此，学校需要依据学习平台的建设需求进一步扩展数据交换平台，确保同一个老师的本科课程和研究生课程都可以精确地录播下发至老师个人资源库，同一个学生学习的所有老师的课程资源都可以准确及时地进行观看学习，并保证人员管理、课程关系、教室关系等全部清晰规范。

框架设计与建设实现

建设智慧学习服务平台不是简单地进行传统教学的数字化迁移，而是既要满足学校资源整合、统一服务、录直播可视化教学、教学评价管理、教学数据分析的使用要求，也要符合互联网产品的快速迭代、灵活拓展的特质，符合学校长久发展的战略要求。平台的总体框架设计要求如图1所示。

建设多类型智慧教室，实现教育环境升级

“人人皆学、处处能学、时时可学”的智能化学习新环境是推动教育教学模式创新的必要条件。学校积极推进以学生为中心，以技术为驱动，推动教育教学模式创新的“智慧课堂、智慧校园、智慧学区”智慧环境体系建设，构建信息技术与教育教学深度融合下 “先能力后知识”的全新教育生态，让师生感受智慧教室、翻转课堂、互动课堂和融合教育资源云的魅力。学校升级改造了300余间常态化录播教室、60余间互动型智慧教室，8间精品智慧教室。

常态化录播教室。南北校区所有教学教室全覆盖，匹配课表数据实现自动录制三路资源（教师高清全景和特写资源、学生资源、多媒体录播资源）并将资源标注存档，录制资源与学习服务平台全面对接，自动同步到学习平台教师个人资源库。师生可以随时观看点播或直播视频资源来学习、观摩、听评课、教研，在建设课程时可以直接引用编辑录播资源，完善MOOC/SPOC，本期建设配置400余个高清追踪摄像头和2.5PB存储。

互动型智慧教室。在常态录播教室的基础上增加分组互动、物联设备、电子班牌等元素加强空间“智慧性”，实现老师与学生课堂虚拟分组实时互动讨论，完整记录课堂过程，实现手机实时签到、投屏、提问、抢答、选择、照片墙、阅读、抽取等功能，如图2所示。

精品智慧教室。在常态录播教室的基础上增加师生互动、物联设备、电子班牌、精品录播、小组讨论、可移动桌椅等元素，实现混合翻转课堂、自由组队协作、分组讨论研究、实时成果展示；实现智能物联管控、自动感应环境、灯光分组控制、空气质量优化等，如图3所示。

各种类型的智慧教室极大地支持了校内外课堂实时互动，通过对教学环境的重构，推动教学模式从以教师为中心的传统课堂走向以学生为中心的新课堂，实现教学模式多样化[3]。并在实际运用中，利用智慧教室与美国等多个国家和地区学生开展实时课堂研讨互动，共享优质课程资源。

构建开放教育资源，实现教育资源倍增

图3 精品智慧教室建设效果

图4 三分屏课程直播

在信息技术的支持下，学校多渠道、多方位资源融合，实现数字教育资源开放共享，教育大资源开发利用机制初步形成。全覆盖的课程录播视频采集平台（覆盖384间教室），将课程资源全部搬到网上，自动下发到教师资源库，创新性地形成教学视频、多媒体视频、学生视频三路视频资源同时追踪播放，教师和学生可以按需灵活直播、点播观看，如图4所示。更提供便捷的一键式操作，可将课程视频直接按章节插入到课程建设中，形成全过程教育教学资源采集与建设。与此同时，整合图书馆电子资源、精品课程资源、海量名师资源、第三方教育云资源等多方资源，为师生提供海量、适切的学习资源服务，完成优课服务，实现“一课一门户”，学生自助选课自主学习。

推进教学实时互动，实现教育模式创新

学校不断推进教育供给侧改革，建立本硕一体的教育资源共享与在线教学服务平台，构建网络互动学习空间，实现教师与教师之间、教师与学生之间、学生与学生之间的多方在线互动，如图5所示。学习服务平台提供个性化教与学人才培养新模式：从课程自动创建到章节内容设计、学习活动设计、资源管理、微课录制、人员管理到教学测评等，支持教师进行“全过程”教学；从课前预习到课中互动学习，再到课后复习测试，支持学生“全流程”学习；从观看课堂录直播到在线打分评测，再到教师互评，支持督导“多维度”监测教学质量。

图5 教育资源共享与在线教学服务平台

为了让学生有更大选择余地、更多课外时间和更广阔研讨空间，学校启动资源倍增和课程上网计划，实现现有课程种类五年内翻番，三年内课程全部上网，进行上网课程分类评价和管理，引进遴选校外优质教学资源纳入学校培养体系。建立网上导学机制，选配导师289位和博士/硕士1009位，按导师∶研究生∶新生=1∶4∶20匹配组建导学团队，全面开展面向新生的学习指导与发展指导，实现线上线下相结合。学校还依托特有的红色基因与电子信息专业优势，打造了特色鲜明的思政课程和精品项目等。

开展过程性质量监测，实现基于数据的综合评价

对教学质量的有效评价与监控是加强学校内涵式建设，提高教学质量的关键。传统的课堂教学质量评价体系存在评价模式形式单一、缺乏过程性评价、评价数据覆盖维度不全面、反馈实效性不强等问题。学校利用学习服务平台中的在线评教系统进行课程视频、数据、状态等的实时监控，全方位采集质量信息并对信息进行分析、反馈，形成循环闭环、持续改进的课堂教学质量评价与监控体系。在线评教系统融合教室内音视频设备，采集教师授课和学生学习全过程数据，秉持以评促建精神，逐步建立涵盖教学态度、内容、技能、方法、效果等多维度教育教学评价体系，实现教师授课、课堂纪律、学生出勤等专家网上督导和巡课，同时开展过程性教师评价、学生评价、师生互评等，为教育教学优化和教师信息素养能力提升提供有效支撑。

总结

西电以学生为中心，按照“把时间还给学生，把方法教给学生”的思路，建立个性化教学育人计划，实行多项变革。变革课程，引入新工科理念，融入IT新技术，更新教学知识，提升文化素养；变革教室，改变教室布局，建设智慧教室，拓展教学空间；变革教法，结合科研实际，实施问题导学、探究式学习，采用线上预习+大课精讲+小课讨论+线下大作业的教学方式；变革评价，基于教学大数据采集，考核学生的知识与能力，实施教考分离，引入第三方评价，督促改进能力培养；变革要求，以完成四学年课程为标准的毕业要求，变为以修满学分为标准的毕业要求；变革考核，教师的必要条件由能讲一门课变为讲好一门课，倒逼教师不断提升教学能力；变革助教，将硕士、博士助教作为毕业必要条件，发挥研究生的教学辅助作用；变革服务，教学管理、保障部门职能变更为制定标准、确定任务、配置资源、精准考核。

利用信息技术为教育注入新动能，推动教育变革和创新，构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系，是人类共同面临的重大课题，也是西电在教育教学改革探索新模式的最终目标。