云教室:互聯(lián)網(wǎng)+教室的技術(shù)探索與實(shí)踐

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項(xiàng)目概況

為縮小中西部地區(qū)與東部地區(qū)的數(shù)字鴻溝,促進(jìn)邊疆地區(qū)的信息化水平,特別是新疆分部、兵團(tuán)分部和西藏學(xué)院,支援新疆和西藏的教育事業(yè)發(fā)展,幫扶中西部落后地區(qū)、邊疆和少數(shù)民族地區(qū),用遠(yuǎn)程教育手段實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源共享,促進(jìn)教育均衡發(fā)展,國(guó)家開(kāi)放大學(xué)于2013年初啟動(dòng)了云教室建設(shè)項(xiàng)目。從2014年起,云教室建設(shè)項(xiàng)目連續(xù)三年被列入教育部“教育信息化工作要點(diǎn)”。2016年教育部印發(fā)《教育部關(guān)于辦好開(kāi)放大學(xué)的意見(jiàn)》,強(qiáng)調(diào)要適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新需求,運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展新成果,探索具有中國(guó)特色、體現(xiàn)時(shí)代特征的開(kāi)放大學(xué)辦學(xué)模式,其中明確要建設(shè)“云教室”。

三年來(lái),國(guó)家開(kāi)放大學(xué)以總部援建、總部分部共建等形式,累計(jì)建成314間云教室和21間控制中心,覆蓋22個(gè)分部。


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功能設(shè)計(jì)

國(guó)家開(kāi)放大學(xué)云教室以互動(dòng)和共享為核心,以數(shù)字化設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),以教育云平臺(tái)為依托,以傳播優(yōu)質(zhì)教育資源為目標(biāo),以及時(shí)動(dòng)態(tài)反饋為特征,具有直播、錄播和多終端接入的能力,支持大規(guī)模分布式的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)互動(dòng)和資源共享。云教室強(qiáng)調(diào)借助先進(jìn)科技來(lái)打破學(xué)習(xí)空間限制,賦予學(xué)生更大的主動(dòng)性、倡導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式是基于學(xué)習(xí)資源和問(wèn)題解決的個(gè)性化學(xué)習(xí)和小組協(xié)作,為學(xué)習(xí)者提供實(shí)時(shí)交互、溝通協(xié)作的工具,優(yōu)質(zhì)海量的學(xué)習(xí)資源,優(yōu)秀的師資團(tuán)隊(duì)指導(dǎo),知識(shí)分享的空間,多終端無(wú)縫接入的環(huán)境以及個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持與服務(wù),實(shí)現(xiàn)無(wú)處不在的學(xué)習(xí)與交流,是一個(gè)物理教室與虛擬教室的結(jié)合的“云”教室。


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系統(tǒng)架構(gòu)

國(guó)家開(kāi)放大學(xué)將云教室作為一種新型學(xué)習(xí)空間進(jìn)行建設(shè),它是國(guó)家開(kāi)放大學(xué)云、路、端體系建設(shè)的重要組成部分。云教室符合國(guó)家開(kāi)放大學(xué)教學(xué)點(diǎn)遍布全國(guó)、系統(tǒng)辦學(xué)的特點(diǎn),構(gòu)建了互聯(lián)互通的教室系統(tǒng),支持開(kāi)放大學(xué)在線(xiàn)學(xué)習(xí)和線(xiàn)下教學(xué)相結(jié)合的混合教學(xué)模式。

參照國(guó)家開(kāi)放大學(xué)“四級(jí)辦學(xué),兩級(jí)管理,辦學(xué)網(wǎng)絡(luò)立體覆蓋全國(guó)城鄉(xiāng)”的運(yùn)行機(jī)制,云教室系統(tǒng)采用“統(tǒng)一平臺(tái)、兩級(jí)管理、四層應(yīng)用”的架構(gòu)設(shè)計(jì),可以通過(guò)總部控制中心實(shí)現(xiàn)對(duì)分布在全國(guó)的云教室集中管理、統(tǒng)一維護(hù)、互聯(lián)互通,通過(guò)分部控制中心控制全省云教室的集中管理。


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為建設(shè)具有國(guó)家開(kāi)放大學(xué)特點(diǎn)的、明顯識(shí)別度的遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)環(huán)境,國(guó)家開(kāi)放大學(xué)總部從系統(tǒng)架構(gòu)、功能設(shè)計(jì)、教室空間、設(shè)備配套、環(huán)境文化等多方面對(duì)云教室進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì),爭(zhēng)取做成用戶(hù)體驗(yàn)好、功能完備、可復(fù)制的、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境。


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云教室是基于云教室管理平臺(tái)和錄播資源管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)其服務(wù)價(jià)值的虛擬與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合系統(tǒng),既支持基于物理存在各地的云教室開(kāi)展活動(dòng),也支持基于各種移動(dòng)終端和Web端開(kāi)展活動(dòng),還實(shí)現(xiàn)云教室教學(xué)活動(dòng)無(wú)縫嵌入學(xué)習(xí)平臺(tái)的互通方式,構(gòu)建國(guó)家開(kāi)放大學(xué)“云平臺(tái)+云教室”的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境。

建設(shè)成果


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系統(tǒng)集成創(chuàng)新:建立云教室系統(tǒng)與學(xué)習(xí)空間、學(xué)習(xí)平臺(tái)、教務(wù)系統(tǒng)之間的無(wú)縫對(duì)接,采用統(tǒng)一登錄,實(shí)現(xiàn)信息互通,可以將老師在云教室內(nèi)上課的視頻實(shí)時(shí)直播到學(xué)生空間和學(xué)習(xí)平臺(tái),學(xué)生可以通過(guò)手機(jī)、PAD和電腦進(jìn)行實(shí)時(shí)觀(guān)看和互動(dòng)。直播結(jié)束后,系統(tǒng)可自動(dòng)生成視頻資源,與學(xué)習(xí)平臺(tái)的對(duì)應(yīng)課程關(guān)聯(lián),實(shí)現(xiàn)課程資源生成與應(yīng)用的一體化。


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云教室系統(tǒng)與學(xué)習(xí)平臺(tái)集成示意圖

建成多終端接入環(huán)境:支持PAD、手機(jī)、PC等終端接入云教室進(jìn)行雙向互動(dòng)和單向資源傳輸。為適應(yīng)移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代的學(xué)習(xí)需求,云教室具有移動(dòng)終端與云教室互動(dòng)功能,移動(dòng)終端可以在WIFI4G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,利用APP登錄,實(shí)現(xiàn)與云教室的音視頻雙向互動(dòng),如圖2所示。這樣在工學(xué)矛盾下無(wú)法到指定云教室上課的學(xué)生,也可以在工作崗位或者家里實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)異地互動(dòng)學(xué)習(xí)。


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利用移動(dòng)終端進(jìn)行高清視頻互動(dòng)界面

教室空間標(biāo)準(zhǔn)化:對(duì)云教室面積、層高、課桌椅數(shù)量、人均面積等都做了嚴(yán)格要求,云教室安裝點(diǎn)需按照總部要求遴選合適教室進(jìn)行改造。為提高學(xué)生的舒適度,增強(qiáng)課堂臨場(chǎng)感,設(shè)計(jì)了橫向排列和縱向排列兩種課桌擺放方式。橫向課桌擺放方式縮短了學(xué)生與教師的直線(xiàn)距離,也解決了后排學(xué)生看不清屏幕的情況,在心理和身體上增強(qiáng)了學(xué)生的課堂臨場(chǎng)感。

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云教室設(shè)計(jì)效果圖及實(shí)際完成圖對(duì)比

應(yīng)用探索

云教室建設(shè)項(xiàng)目將先進(jìn)的教育技術(shù)和教育理念帶到了邊疆、邊遠(yuǎn)、民族和貧困地區(qū),使新疆、青海、西藏、內(nèi)蒙等西部地區(qū)的信息化教學(xué)條件大為改善,實(shí)現(xiàn)被援建學(xué)校特別是縣級(jí)教學(xué)點(diǎn)的信息化教學(xué)水平的跨越式發(fā)展。目前,云教室系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于教學(xué)、教研、管理等領(lǐng)域。云教室的建設(shè)較好地解決了國(guó)家開(kāi)放大學(xué)系統(tǒng)內(nèi)西部地區(qū)優(yōu)質(zhì)師資不足、教學(xué)資源共享不足的問(wèn)題,為少數(shù)民族和偏遠(yuǎn)地區(qū)送去了優(yōu)秀師資,在一定程度上促進(jìn)了教育公平和優(yōu)質(zhì)資源共享,云教室改善了開(kāi)放大學(xué)基層面授教學(xué)環(huán)境,助推了基層遠(yuǎn)程教學(xué)方式改革。

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