云教室:互联网+教室的技术探索与实践

项目概况

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,特别是新疆分部、兵团分部和西藏学院,支援新疆和西藏的教育事业发展,帮扶中西部落后地区、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。从2014年起,云教室建设项目连续三年被列入教育部“教育信息化工作要点”。2016年教育部印发《教育部关于办好开放大学的意见》,强调要适应经济社会发展新需求,运用现代信息技术发展新成果,探索具有中国特色、体现时代特征的开放大学办学模式,其中明确要建设“云教室”。

三年来,国家开放大学以总部援建、总部分部共建等形式,累计建成314间云教室和21间控制中心,覆盖22个分部。


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功能设计

国家开放大学云教室以互动和共享为核心,以数字化设备和互联网为基础,以教育云平台为依托,以传播优质教育资源为目标,以及时动态反馈为特征,具有直播、录播和多终端接入的能力,支持大规模分布式的网络实时互动和资源共享。云教室强调借助先进科技来打破学习空间限制,赋予学生更大的主动性、倡导学生的学习方式是基于学习资源和问题解决的个性化学习和小组协作,为学习者提供实时交互、沟通协作的工具,优质海量的学习资源,优秀的师资团队指导,知识分享的空间,多终端无缝接入的环境以及个性化的学习支持与服务,实现无处不在的学习与交流,是一个物理教室与虚拟教室的结合的“云”教室。


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系统架构

国家开放大学将云教室作为一种新型学习空间进行建设,它是国家开放大学云、路、端体系建设的重要组成部分。云教室符合国家开放大学教学点遍布全国、系统办学的特点,构建了互联互通的教室系统,支持开放大学在线学习和线下教学相结合的混合教学模式。

参照国家开放大学“四级办学,两级管理,办学网络立体覆盖全国城乡”的运行机制,云教室系统采用“统一平台、两级管理、四层应用”的架构设计,可以通过总部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,通过分部控制中心控制全省云教室的集中管理。


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为建设具有国家开放大学特点的、明显识别度的远程教育学习环境,国家开放大学总部从系统架构、功能设计、教室空间、设备配套、环境文化等多方面对云教室进行统一设计,争取做成用户体验好、功能完备、可复制的、标准化的数字化学习环境。


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云教室是基于云教室管理平台和录播资源管理平台实现其服务价值的虚拟与现实相结合系统,既支持基于物理存在各地的云教室开展活动,也支持基于各种移动终端和Web端开展活动,还实现云教室教学活动无缝嵌入学习平台的互通方式,构建国家开放大学“云平台+云教室”的数字化学习环境。

建设成果


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系统集成创新:建立云教室系统与学习空间、学习平台、教务系统之间的无缝对接,采用统一登录,实现信息互通,可以将老师在云教室内上课的视频实时直播到学生空间和学习平台,学生可以通过手机、PAD和电脑进行实时观看和互动。直播结束后,系统可自动生成视频资源,与学习平台的对应课程关联,实现课程资源生成与应用的一体化。


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云教室系统与学习平台集成示意图

建成多终端接入环境:支持PAD、手机、PC等终端接入云教室进行双向互动和单向资源传输。为适应移动互联时代的学习需求,云教室具有移动终端与云教室互动功能,移动终端可以在WIFI4G网络环境下,利用APP登录,实现与云教室的音视频双向互动,如图2所示。这样在工学矛盾下无法到指定云教室上课的学生,也可以在工作岗位或者家里实现实时异地互动学习。


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利用移动终端进行高清视频互动界面

教室空间标准化:对云教室面积、层高、课桌椅数量、人均面积等都做了严格要求,云教室安装点需按照总部要求遴选合适教室进行改造。为提高学生的舒适度,增强课堂临场感,设计了横向排列和纵向排列两种课桌摆放方式。横向课桌摆放方式缩短了学生与教师的直线距离,也解决了后排学生看不清屏幕的情况,在心理和身体上增强了学生的课堂临场感。

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云教室设计效果图及实际完成图对比

应用探索

云教室建设项目将先进的教育技术和教育理念带到了边疆、边远、民族和贫困地区,使新疆、青海、西藏、内蒙等西部地区的信息化教学条件大为改善,实现被援建学校特别是县级教学点的信息化教学水平的跨越式发展。目前,云教室系统已经被广泛应用于教学、教研、管理等领域。云教室的建设较好地解决了国家开放大学系统内西部地区优质师资不足、教学资源共享不足的问题,为少数民族和偏远地区送去了优秀师资,在一定程度上促进了教育公平和优质资源共享,云教室改善了开放大学基层面授教学环境,助推了基层远程教学方式改革。

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