“教育云”促進(jìn)科教融合

龐輝

摘 要：中國科學(xué)院的教育工作，在管理體制、師資隊(duì)伍、培養(yǎng)體系等方面均與院屬科研機(jī)構(gòu)的科研條件高度融合，基于“科教融合”特色所建成的“中國科學(xué)院教育云”，有效提升了科教資源融合共享、自主學(xué)習(xí)服務(wù)和教育決策支持的能力，充分發(fā)揮了教育信息化在中國科學(xué)院教育改革和發(fā)展中的支撐與引領(lǐng)作用。

關(guān)鍵詞：中國科學(xué)院；教育云；科教融合

中國共產(chǎn)黨十八屆五中全會(huì)要求，要推進(jìn)教育信息化，發(fā)展遠(yuǎn)程教育，擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)教育資源覆蓋面。習(xí)近平總書記在致國際教育信息化大會(huì)的賀信中指出：因應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)教育變革和創(chuàng)新，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個(gè)性化、終身化的教育體系，建設(shè)“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”的學(xué)習(xí)型社會(huì)，培養(yǎng)大批創(chuàng)新人才，是人類共同面臨的重大課題。劉延?xùn)|副總理在第二次全國教育信息化工作電視電話會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，要認(rèn)真學(xué)習(xí)貫徹十八屆五中全會(huì)精神，大力推進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的融合發(fā)展，促進(jìn)教育公平，提高教育質(zhì)量，為培養(yǎng)現(xiàn)代化建設(shè)所需高素質(zhì)人才提供有力支撐。

“沒有信息化就沒有現(xiàn)代化”。當(dāng)前，信息化建設(shè)已被提升到前所未有的高度。教育作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的先導(dǎo)，則必須以教育信息化為重要引擎。在新時(shí)期、新階段，肩負(fù)出成果、出人才、出思想戰(zhàn)略使命的中國科學(xué)院（以下簡稱中科院），依靠全院布局完善的科研體系、先進(jìn)的科研理念與高水平的科研隊(duì)伍，形成了基于中科院各研究所的高水平科研優(yōu)勢(shì)和高層次人才資源，以中國科學(xué)院大學(xué)（以下簡稱國科大）和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)（以下簡稱中科大）為核心、以研究院所為基礎(chǔ)和延伸的完整教育體系，確定了“科教融合、協(xié)同發(fā)展、突出特色、引領(lǐng)示范”的教育發(fā)展方針。目前，中科院在學(xué)學(xué)生已逾6萬人，教師導(dǎo)師達(dá)到2萬人，學(xué)科整體評(píng)估名次位居全國前列，大部分畢業(yè)生成為國家科技創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)和管理骨干。

中科院的教育信息化，堅(jiān)持以教育信息化支撐人才培養(yǎng)，推動(dòng)教育變革和創(chuàng)新。在建設(shè)實(shí)施層面由國科大牽頭，中科大和全院120余個(gè)研究院所共同參與，經(jīng)過十余年的發(fā)展，已形成相當(dāng)?shù)囊?guī)模和特色。“十五”期間建成“中國科學(xué)院遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)”，遠(yuǎn)程教育網(wǎng)絡(luò)覆蓋到全國的70個(gè)遠(yuǎn)程教學(xué)站，實(shí)現(xiàn)了中科院系統(tǒng)內(nèi)跨地域、跨學(xué)科的遠(yuǎn)程雙向交互教學(xué)，促進(jìn)了優(yōu)質(zhì)教育資源的積累與共享?！笆晃濉逼陂g，在原有分散、局部、非標(biāo)準(zhǔn)的教育管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上，構(gòu)建了服務(wù)于全院學(xué)生和科研、管理等崗位職工的網(wǎng)絡(luò)化研究生教育業(yè)務(wù)管理、繼續(xù)教育培訓(xùn)和協(xié)同學(xué)習(xí)平臺(tái)，覆蓋了從研究生教育到繼續(xù)教育的各層面的業(yè)務(wù)管理與協(xié)同學(xué)習(xí)技術(shù)支持與服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了教育統(tǒng)一門戶登錄及教師、學(xué)生、職工和課程等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，為教育質(zhì)量的提高與領(lǐng)導(dǎo)決策提供了便捷、可靠的信息化支持。

時(shí)間的車輪駛?cè)搿笆濉保鎸?duì)教育理念變革和信息技術(shù)發(fā)展帶來的深刻變化，為了進(jìn)一步滿足中科院人才培養(yǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源日益豐富及科研與教育日趨緊密關(guān)聯(lián)的需求，2012年7月，由國科大承擔(dān)的中科院信息化專項(xiàng)建設(shè)項(xiàng)目—“教育云”工程正式啟動(dòng)。“教育云”基于“科教融合、自主學(xué)習(xí)、教育創(chuàng)新”的發(fā)展目標(biāo)，堅(jiān)持“統(tǒng)籌規(guī)劃、整體推進(jìn)、創(chuàng)新發(fā)展、以用促建”的工作思路，在“十一五”教育信息化基礎(chǔ)上，面向本科生和研究生教育、繼續(xù)教育、自主學(xué)習(xí)以及全院教育資源積累與共享的信息化需求，采用云技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)環(huán)境的虛擬化、管理和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的資源池化，為全科學(xué)院學(xué)生、教師、科研人員、管理人員及其他職工提供網(wǎng)絡(luò)化、個(gè)性化的教育學(xué)習(xí)平臺(tái)?！敖逃啤钡慕ㄔO(shè)和應(yīng)用，覆蓋京內(nèi)4個(gè)校區(qū)、京外5個(gè)教育基地和分布全國的120余個(gè)研究院所，進(jìn)一步提升科教資源融合共享、自主學(xué)習(xí)服務(wù)和教育決策支持的能力，促進(jìn)了科教資源、信息挖掘技術(shù)與教育的深度融合，充分發(fā)揮了教育信息化在中科院教育改革和發(fā)展中的支撐與引領(lǐng)作用。

實(shí)現(xiàn)資源池化，提升科教資源融合共享能力

1.基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)實(shí)現(xiàn)物理資源快速部署和可靠支撐

教育云基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)是整個(gè)體系正常運(yùn)行的基本保障。平臺(tái)內(nèi)置28臺(tái)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，配備42TB高速共享存儲(chǔ)，采用成熟的開源虛擬化技術(shù)KVM，實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的虛擬化，應(yīng)用cServer Manager虛擬化管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)物理和虛擬資源的調(diào)度、控制和管理。同時(shí)，通過光纖接入各校區(qū)，實(shí)現(xiàn)了資源的靈活整合、動(dòng)態(tài)調(diào)配、快速部署、持續(xù)集成，并將計(jì)算與存儲(chǔ)資源池融合，提升了應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性和服務(wù)的連續(xù)性?；A(chǔ)設(shè)施平臺(tái)可提供200余臺(tái)虛擬服務(wù)器的應(yīng)用支撐環(huán)境，目前已有140多套應(yīng)用支撐環(huán)境在運(yùn)行服務(wù)。自2013年12月建成以來，平均故障時(shí)間小于5小時(shí)/年，可靠性大于99.9%，支持峰值在線用戶5萬人、峰值并發(fā)用戶5，000人，有效支持了大規(guī)模集中選課、學(xué)位申報(bào)等緊急、突發(fā)性服務(wù)及激增型并發(fā)請(qǐng)求。

2.統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)建統(tǒng)一規(guī)范的優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)環(huán)境

數(shù)據(jù)是應(yīng)用系統(tǒng)的生命線，數(shù)據(jù)不完全互通共享將會(huì)造成數(shù)據(jù)信息大量冗余和不一致，無法滿足高端信息服務(wù)和決策分析的需求。教育云統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)是科教資源共享和存儲(chǔ)的中心，實(shí)現(xiàn)了教育資源規(guī)劃的規(guī)范化、系統(tǒng)化、一體化，并提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問手段。該平臺(tái)建立了數(shù)據(jù)資源服務(wù)目錄和共享數(shù)據(jù)的教育信息技術(shù)分類標(biāo)準(zhǔn)框架，共享庫共包括17大類、515張共享表、235個(gè)視圖接口、共享數(shù)據(jù)字段9，949個(gè)；并建立以教育要素為索引的數(shù)據(jù)字典，共14，747個(gè)元素，5，957個(gè)唯一元素。作為為系統(tǒng)集成和系統(tǒng)間數(shù)據(jù)共享提供基礎(chǔ)平臺(tái)，有效保證了數(shù)據(jù)的及時(shí)性、完整性和一致性。

3.教育業(yè)務(wù)接入平臺(tái)提供個(gè)性化、模塊化的應(yīng)用服務(wù)

教育云教育業(yè)務(wù)接入平臺(tái)通過統(tǒng)一用戶認(rèn)證、授權(quán)管理、應(yīng)用管理等服務(wù)，將各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)有機(jī)地連接到云平臺(tái)中，為全院學(xué)生和教職工提供基于用戶權(quán)限的個(gè)性化工作空間、學(xué)習(xí)空間和互聯(lián)互通的基礎(chǔ)環(huán)境以及統(tǒng)一通訊資源服務(wù)，為各種服務(wù)和資源的云端實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)支撐。實(shí)現(xiàn)了與中科院統(tǒng)一認(rèn)證系統(tǒng)、中科大 “科教融合的資源中心及接入平臺(tái)”的統(tǒng)一用戶認(rèn)證，用戶只需一次登錄即可訪問所有服務(wù)。該平臺(tái)采用負(fù)載均衡集群模式部署，可進(jìn)行多級(jí)授權(quán)、自主服務(wù)、多語言跨平臺(tái)用戶認(rèn)證，現(xiàn)已接入系統(tǒng)80余個(gè)，用戶16.5萬人。

4.資源的建設(shè)和積累推動(dòng)中科院科教融合不斷深化

資源建設(shè)是教育信息化建設(shè)的重要內(nèi)容，科教資源的共建共享是中科院科教結(jié)合、院所融合人才培養(yǎng)模式的核心工作?！笆濉逼陂g，教育云工程全面梳理和整合了現(xiàn)有的科教資源，整理教育業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)約2.2億條，服務(wù)于決策分析；面向師生職工提供課堂教學(xué)、系列講座、公開課程等各類學(xué)習(xí)資源服務(wù)，其中視頻課程1，300余門次、培訓(xùn)課程1，200余門次，建立課程站點(diǎn)1.9萬個(gè)，資源總量達(dá)到158TB。同時(shí)，為促進(jìn)資源建設(shè)和積累的良性循環(huán)，建設(shè)了52門精品數(shù)字課程，涵蓋數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等13個(gè)一級(jí)學(xué)科，由中科院24個(gè)研究院所和國科大9個(gè)學(xué)院相關(guān)學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域的200余名專家和教師參與，共制作電子講義264個(gè)、多媒體課件723個(gè)、題庫案例1，356個(gè)、電子教材47本、授課音頻視頻資料484個(gè)共1，211GB，總時(shí)長達(dá)1，122小時(shí)，有效促進(jìn)了中科院優(yōu)秀教育資源的積淀，形成優(yōu)秀教育資源建設(shè)和轉(zhuǎn)化的示范帶動(dòng)效應(yīng)。

實(shí)現(xiàn)覆蓋教育全生命周期的云服務(wù)，提升教育決策支持能力

1.核心教育業(yè)務(wù)系統(tǒng)群跟進(jìn)教育改革和業(yè)務(wù)流程優(yōu)化

基于中科院科教融合的教育特點(diǎn)以及伴隨教育改革產(chǎn)生的教育業(yè)務(wù)流程不斷調(diào)整優(yōu)化，教育云工程在實(shí)施中，將“十一五”期間建設(shè)的招生、學(xué)籍、學(xué)位等30余個(gè)教育業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)整合，引入新的數(shù)據(jù)共享機(jī)制，對(duì)核心教育業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了教育業(yè)務(wù)云服務(wù)化模式，并使系統(tǒng)的兼容性更加強(qiáng)大。同時(shí)，為滿足不同類別用戶群組的不同業(yè)務(wù)需求，建立了統(tǒng)一權(quán)限模型，對(duì)用戶群組和應(yīng)用服務(wù)權(quán)限進(jìn)行細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)了覆蓋教育生命周期的全方位服務(wù)，提升業(yè)務(wù)整合能力和個(gè)性化服務(wù)能力。教育云的應(yīng)用服務(wù)經(jīng)過不斷完善，已經(jīng)成為保證全院教育培養(yǎng)工作正常開展的基礎(chǔ)平臺(tái)。

2.教育智能分析系統(tǒng)充分挖掘中科院教育大數(shù)據(jù)價(jià)值

教育云教育智能分析系統(tǒng)主要對(duì)教育過程中各類教育業(yè)務(wù)活動(dòng)和教育要素產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、關(guān)聯(lián)、分類，并以報(bào)表、圖表等多種模式進(jìn)行全景展現(xiàn)，以滿足教育業(yè)務(wù)管理部門日常管理、決策咨詢等需要，為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和主管部門了解教育動(dòng)態(tài)、制定相關(guān)措施、尋找差距、診斷問題等提供數(shù)據(jù)支持。該系統(tǒng)通過不同維度將教育活動(dòng)和教育主體涉及的數(shù)據(jù)字段形成了10個(gè)主題、200多項(xiàng)報(bào)表，能夠系統(tǒng)地展現(xiàn)出教育場景，并初步開展了研究生學(xué)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分析、研究生導(dǎo)師評(píng)價(jià)分析等主題的數(shù)據(jù)挖掘，探索利用大數(shù)據(jù)探索教育規(guī)律，為教育決策提供有效依據(jù)。

3.繼續(xù)教育網(wǎng)全面支持職工培訓(xùn)和學(xué)習(xí)型組織的管理

針對(duì)中科院繼續(xù)教育培訓(xùn)和師生職工終身學(xué)習(xí)的實(shí)際需求打造的中科院繼續(xù)教育網(wǎng)，基于院、分院和研究所三級(jí)培訓(xùn)體系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)培訓(xùn)業(yè)務(wù)和培訓(xùn)項(xiàng)目全鏈條管理，同時(shí)也提供了職工開展自主學(xué)習(xí)的平臺(tái)與資源。繼續(xù)教育網(wǎng)支持中科院對(duì)政策體系、實(shí)施體系、項(xiàng)目體系、評(píng)估體系、保障體系和資源體系等層面的繼續(xù)教育縱向宏觀管理，也支持職工隨時(shí)隨地按需自主學(xué)習(xí)，從全過程和全流程兩方面提供網(wǎng)絡(luò)化培訓(xùn)服務(wù)?，F(xiàn)已應(yīng)用到12個(gè)分院，累計(jì)用戶6萬多人，職工在線學(xué)時(shí)3.8萬小時(shí)，線下學(xué)時(shí)9.5萬小時(shí)，發(fā)布和執(zhí)行了274個(gè)培訓(xùn)項(xiàng)目，共發(fā)布266個(gè)學(xué)習(xí)課件。

打造以學(xué)習(xí)者為中心的教育服務(wù)環(huán)境，提升創(chuàng)新型人才培養(yǎng)能力

1.自主學(xué)習(xí)空間助力以學(xué)習(xí)者為核心的教育模式變革

借助教育云特有的業(yè)務(wù)服務(wù)、內(nèi)容資源以及基于用戶活動(dòng)而產(chǎn)生的行為數(shù)據(jù)資料，教育云工程搭建了自主學(xué)習(xí)空間，旨在以學(xué)習(xí)者為核心、學(xué)習(xí)資源為載體，通過自動(dòng)聚焦用戶關(guān)注領(lǐng)域，推送最新領(lǐng)域動(dòng)態(tài)，為用戶提供全方位、個(gè)性化、一站式的學(xué)習(xí)空間。該系統(tǒng)支持不同用戶方便地使用與自身的學(xué)習(xí)或工作相關(guān)的服務(wù)、工具，并利用大數(shù)據(jù)挖掘?qū)W習(xí)資源，通過分析用戶行為和用戶個(gè)性特征，主動(dòng)地向?qū)W習(xí)者推薦與其興趣相關(guān)的科教資源，幫助學(xué)習(xí)者更有效地獲取信息，擴(kuò)展資源渠道。

2.實(shí)景課堂通過高質(zhì)視頻資源點(diǎn)播服務(wù)提高教學(xué)效果

教育云實(shí)景課堂系統(tǒng)是在“十一五”期間建設(shè)的“空中課堂”以及視頻云平臺(tái)的基礎(chǔ)上，針對(duì)教育活動(dòng)中存在的重教學(xué)輕科研、教學(xué)形式單一、交互性不強(qiáng)、欠缺個(gè)性化等問題，對(duì)已有的和將要錄制的課程視頻資源加工處理，建立支持自主交互性的視頻點(diǎn)播學(xué)習(xí)系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)的應(yīng)用，可提高以視頻為核心的科教資源的應(yīng)用效果，使學(xué)習(xí)者有身臨其境的學(xué)習(xí)感受，從而實(shí)現(xiàn)通過教育提高學(xué)生科研能力的目的。實(shí)景課堂現(xiàn)已積累課程1，393門，視頻總數(shù)為30，707個(gè)，其中引入了250多個(gè)國際國內(nèi)知名大學(xué)的開放課程視頻9，791個(gè)。

中科院教育云工程建設(shè)，緊密切合科教融合的教育模式和用戶分布廣、數(shù)量多的實(shí)際情況，積極探索在教育改革創(chuàng)新大背景下的教育規(guī)律特征和教育信息化建設(shè)途徑，不斷挖掘信息技術(shù)與教育的深度結(jié)合、科研與教育的深度融合，構(gòu)建了先進(jìn)、開放、可持續(xù)發(fā)展的教育服務(wù)環(huán)境，平臺(tái)目前已累計(jì)用戶數(shù)30萬人，年訪問量超過3，000萬次，成為中科院教育體系的重要支撐。同時(shí)，教育云的建設(shè)與應(yīng)用，也促進(jìn)了教育模式從管理向?qū)W習(xí)的轉(zhuǎn)變和教育業(yè)務(wù)流程的不斷優(yōu)化，積累了豐富的教育信息化工作經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)力量儲(chǔ)備。經(jīng)過十余年的發(fā)展，中科院自主研發(fā)的教育信息化平臺(tái)系統(tǒng)已成為適用于院所結(jié)合教學(xué)模式、功能豐富、獨(dú)具特色的成熟產(chǎn)品，部分系統(tǒng)已推廣到中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中國林業(yè)科學(xué)研究院、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院、河南大學(xué)等單位應(yīng)用，受到廣泛的好評(píng)。

展望“十三五”，中科院將著力于打造服務(wù)于科教融合的開放共享、可持續(xù)發(fā)展的智慧教育平臺(tái)，建立教育資源配置模式和開放共享機(jī)制，整合全院各教育機(jī)構(gòu)和研究院所教育資源，利用可視化和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)教育質(zhì)量監(jiān)控評(píng)估和教育智能決策分析，充分發(fā)揮教育信息化在教育改革和發(fā)展中的支撐和引領(lǐng)作用，為培養(yǎng)科學(xué)與工程領(lǐng)域德才兼?zhèn)涞念I(lǐng)軍人才和具有高科技素質(zhì)的各類創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)人才服務(wù)，實(shí)現(xiàn)中科院教育的和諧永續(xù)發(fā)展。

（作者單位：中國科學(xué)院大學(xué)網(wǎng)絡(luò)信息中心）

[責(zé)任編輯：于 洋]