基于智慧校園的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)分析

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.22.038

摘 要 在智慧校園背景下，數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)是高等教育技術(shù)進(jìn)步的重要體現(xiàn)，這些資源融合了現(xiàn)代信息技術(shù)，如大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等，為傳統(tǒng)教學(xué)方法帶來顛覆性的變革。因此，教育工作者和學(xué)生必須適應(yīng)新技術(shù)，積極探索和利用這些資源，以提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率。從智慧校園視角出發(fā)，分析和探討數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)的要點與路徑，為教育工作者有效建設(shè)數(shù)字化學(xué)習(xí)資源提供參考，推動智慧校園背景下的教育創(chuàng)新發(fā)展。

關(guān)鍵詞 智慧校園；數(shù)字化學(xué)習(xí)資源；人工智能；大數(shù)據(jù)

中圖分類號：G647 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）22-00-04

0 引言

隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展和教育模式的不斷創(chuàng)新，智慧校園逐漸成為全球教育發(fā)展的新趨勢。在這個趨勢中，數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)扮演著重要角色，它不僅改變了傳統(tǒng)的教學(xué)和學(xué)習(xí)方式，還為教育質(zhì)量和效率提供了新的提升空間。這些資源通過集成現(xiàn)代技術(shù)如人工智能、大數(shù)據(jù)和云計算，為學(xué)生提供了更為豐富、互動和個性化的學(xué)習(xí)體驗。因此，深入探討基于智慧校園的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)，可以更好地促進(jìn)教育技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，為學(xué)生提供更加高效和全面的教育體驗。

1 基于智慧校園的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源概述

1.1 建設(shè)原則

智慧校園數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)的核心在于將通識課程的數(shù)據(jù)庫與不同專業(yè)的數(shù)據(jù)庫有效地整合，通過一個統(tǒng)一的服務(wù)平臺來實現(xiàn)教學(xué)資源的共享。這種集成方式不僅提升了資源的可訪問性，而且強化了不同學(xué)科間的相互聯(lián)系。在建設(shè)共享資源平臺的過程中，重點應(yīng)放在滿足學(xué)生和教師的實際需求上，這意味著平臺的設(shè)計應(yīng)基于學(xué)生的學(xué)習(xí)模式、教師的教學(xué)方法及相關(guān)的科研活動來進(jìn)行，確保資源服務(wù)平臺在功能和操作上都能達(dá)到高效且直觀的水平。同時，為了更全面地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，學(xué)校應(yīng)當(dāng)與企業(yè)合作，引入更多的校外案例和網(wǎng)絡(luò)資源。這樣的做法不僅可以豐富學(xué)習(xí)資源庫，還能有效地克服課程資源的局限性，從而為學(xué)生提供一個更廣泛、多元的學(xué)習(xí)環(huán)境。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)

如圖1所示，數(shù)字化學(xué)習(xí)資源系統(tǒng)架構(gòu)主要包括四個層次：基礎(chǔ)層、資源層、支撐層和應(yīng)用層。基礎(chǔ)層作為系統(tǒng)的最上層，通過PaaS（平臺即服務(wù)）、SaaS（軟件即服務(wù)）和IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）層的整合，為師生提供實踐教學(xué)服務(wù)，使教師能夠高效地訪問智能產(chǎn)品，研發(fā)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫和資料，提升教學(xué)實踐的效率。資源層要求學(xué)校根據(jù)各專業(yè)的行業(yè)特點制定課程資源標(biāo)準(zhǔn)，并構(gòu)建專業(yè)建設(shè)庫、工程項目庫等多種資源庫，以便于師生快速準(zhǔn)確地查找所需資料。支撐層包括服務(wù)平臺和學(xué)習(xí)資源中心，是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)支撐，負(fù)責(zé)存儲和管理各類數(shù)據(jù)庫，方便師生通過服務(wù)平臺進(jìn)行資源檢索和使用。應(yīng)用層為用戶提供直接的交互界面，師生和其他用戶如企業(yè)負(fù)責(zé)人或科研人員可以在此注冊賬戶，登錄系統(tǒng)進(jìn)行各種活動，包括虛擬實訓(xùn)、自主學(xué)習(xí)和產(chǎn)學(xué)研交互等。整個架構(gòu)的設(shè)計旨在高效整合教學(xué)資源，提升教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)智慧校園的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

1.3 系統(tǒng)功能

從數(shù)字校園到智慧校園的技術(shù)變化可以看出，智慧校園承載著更多教育教學(xué)功能，這也與時代發(fā)展、技術(shù)革新和教育理念的發(fā)展息息相關(guān)，如表1所示[1]。

數(shù)字化學(xué)習(xí)資源系統(tǒng)作為智慧校園服務(wù)平臺的重要子系統(tǒng)，不僅儲存并提供豐富的教學(xué)數(shù)據(jù)，還包含多個功能性子系統(tǒng)以支持教學(xué)活動。首先是教學(xué)管理系統(tǒng)，涵蓋了日常教務(wù)管理工作，如學(xué)時成績錄入、學(xué)生檔案管理和考勤虛擬系統(tǒng)，極大地提高了教學(xué)管理的效率和準(zhǔn)確性。其次是課程資源系統(tǒng)，它作為教學(xué)資源共享系統(tǒng)的數(shù)據(jù)核心，主要整合專業(yè)教學(xué)資源和行業(yè)信息，為教學(xué)活動提供必要的資源支持。最后是產(chǎn)學(xué)研交互系統(tǒng)，這一系統(tǒng)不僅促進(jìn)學(xué)校、企業(yè)和研究院之間的交流合作，其實驗實訓(xùn)系統(tǒng)和師生交流系統(tǒng)也是系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，分別支持實驗實訓(xùn)的進(jìn)行和師生間的有效溝通。

2 基于智慧校園的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)要點

2.1 一體化網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)整合

一體化網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)整合是智慧校園數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)中的核心要素，它聚焦于將分散的網(wǎng)絡(luò)資源和數(shù)據(jù)內(nèi)容通過高效的技術(shù)手段融合為一個整體，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的最大化利用和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的優(yōu)化。一體化網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建應(yīng)充分利用云計算、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代技術(shù)，既提供強大的數(shù)據(jù)處理能力，又確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝屎头€(wěn)定性。數(shù)據(jù)整合方面，各類教學(xué)資源、研究數(shù)據(jù)和管理信息需通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行存儲與管理，以便于在不同系統(tǒng)和平臺之間實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)共享與應(yīng)用。一體化網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)整合還應(yīng)考慮系統(tǒng)的可擴展性和靈活性，隨著智慧校園規(guī)模的擴大和技術(shù)的更新，網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)需要能夠靈活適應(yīng)新的需求與變化，如支持新的數(shù)據(jù)類型，擴展更多的存儲空間和處理能力，以及與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的融合。

2.2 網(wǎng)絡(luò)合作與應(yīng)用互動

在智慧校園數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)中，網(wǎng)絡(luò)合作與應(yīng)用互動強調(diào)的是不同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)間的協(xié)作和各類應(yīng)用之間的動態(tài)互動，旨在實現(xiàn)資源共享和數(shù)據(jù)互通，從而提升教育服務(wù)的整體效能[2]。網(wǎng)絡(luò)合作層面，關(guān)鍵在于構(gòu)建一個開放而又協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，這需要通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口和協(xié)議，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的高效對接。如教育管理系統(tǒng)、在線學(xué)習(xí)平臺、圖書館資源系統(tǒng)等，雖然各自獨立，但通過統(tǒng)一的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)接口，能夠?qū)崿F(xiàn)無縫的信息交換和服務(wù)整合。應(yīng)用互動方面，側(cè)重于各類應(yīng)用程序之間的動態(tài)鏈接和數(shù)據(jù)共享。

2.3 全面網(wǎng)絡(luò)覆蓋與智能互聯(lián)

全面網(wǎng)絡(luò)覆蓋與智能互聯(lián)策略側(cè)重于通過全校范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，結(jié)合智能技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)無縫連接和高效交互的教學(xué)環(huán)境。全面網(wǎng)絡(luò)覆蓋的實現(xiàn)需要細(xì)致的規(guī)劃和先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，確保校園內(nèi)每個角落，無論是教室、圖書館、實驗室，還是室外的運動場和休閑區(qū)，都能接入穩(wěn)定且高速的網(wǎng)絡(luò)。在技術(shù)層面，這往往需要部署大量的無線接入點和光纖網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，同時考慮建筑物結(jié)構(gòu)和校園地形對信號的影響。智能互聯(lián)方面，重點在于利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備、人與設(shè)備之間的智能交互。在物聯(lián)網(wǎng)的支持下，校園內(nèi)的各種設(shè)備，如智能教室設(shè)備、安全監(jiān)控設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測設(shè)備等，都能實時收集和傳輸數(shù)據(jù)，為校園管理和教學(xué)提供支持。

2.4 安全快速且智能可靠

安全快速且智能可靠的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是智慧校園數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)的重要支柱，其核心在于提供一個既能迅速響應(yīng)教學(xué)和管理需求，又能確保數(shù)據(jù)安全和系統(tǒng)可靠性的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境[3]。安全性是這一系統(tǒng)的基石，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中應(yīng)用最新的加密技術(shù)和安全協(xié)議是必不可少的，以保障數(shù)據(jù)在傳輸和存儲過程中的安全性。如使用高級加密標(biāo)準(zhǔn)（AES）對敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，實施安全套接字層（SSL）協(xié)議來保護(hù)在線交易。此外，實施多層次的安全措施，如防火墻、入侵監(jiān)測系統(tǒng)和定期的安全審計，對于預(yù)防和及時響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)攻擊與數(shù)據(jù)泄露至關(guān)重要。

快速響應(yīng)能力體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計和架構(gòu)上，利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）（圖2）和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV），可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的靈活調(diào)配和優(yōu)化。這種技術(shù)使網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)實時的流量和應(yīng)用需求動態(tài)調(diào)整，從而保證在高負(fù)載情況下仍能快速響應(yīng)。

3 基于智慧校園的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)路徑

3.1 以項目驅(qū)動為主線，建設(shè)多種形態(tài)的教學(xué)資源

在智慧校園環(huán)境下，教學(xué)資源的構(gòu)建不僅要滿足基礎(chǔ)教學(xué)需求，還要注重實踐應(yīng)用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。項目驅(qū)動的教學(xué)資源建設(shè)需要以真實世界的問題和案例為基礎(chǔ)，設(shè)計與實際行業(yè)或研究領(lǐng)域緊密相關(guān)的項目主題。如在工程專業(yè)課程中，可以設(shè)計與當(dāng)前工程技術(shù)挑戰(zhàn)相關(guān)的項目，如可持續(xù)能源系統(tǒng)的設(shè)計、智能機器人的構(gòu)建等。這些項目不僅能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，而且可以幫助他們將理論知識應(yīng)用于實際問題解決中。多樣化的教學(xué)資源形態(tài)是項目驅(qū)動教學(xué)的關(guān)鍵，包括傳統(tǒng)的文本和圖像資料，以及更為動態(tài)的視頻教程、互動模擬、在線討論平臺等。

項目驅(qū)動的教學(xué)資源建設(shè)應(yīng)結(jié)合跨學(xué)科的知識和技能，在設(shè)計教學(xué)資源時需要考慮如何整合不同學(xué)科的知識，比如將計算機科學(xué)、設(shè)計思維與工程學(xué)相結(jié)合。如在智能機器人項目中，除了工程學(xué)知識，還應(yīng)融入編程技能和用戶體驗設(shè)計等元素，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。鼓勵教師與行業(yè)專家合作，共同開發(fā)教學(xué)資源，通過這種合作，教師能夠獲得最新的行業(yè)知識和實踐經(jīng)驗，進(jìn)而將這些內(nèi)容融入教學(xué)資源中。如邀請工程領(lǐng)域的專業(yè)人士參與課程設(shè)計，他們不僅能提供實際案例，還能帶來行業(yè)的最新趨勢和技術(shù)。

3.2 以資源共享為目標(biāo)，建立多維度的信息網(wǎng)絡(luò)平臺

對校園內(nèi)各學(xué)科領(lǐng)域的教學(xué)資源需求進(jìn)行詳細(xì)分析，了解各學(xué)科的特定資源類型（如視頻、文檔、實驗數(shù)據(jù)等）、教師和學(xué)生對資源共享平臺的具體需求?；谶@些分析，制定一個全面的規(guī)劃方案，明確平臺的目標(biāo)、功能、預(yù)期效果和實施的時間表。根據(jù)規(guī)劃方案，選擇合適的技術(shù)框架，可能包括云存儲服務(wù)用于資源存儲、高效的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)用于處理大量數(shù)據(jù)、強大的搜索引擎技術(shù)用于提供快速準(zhǔn)確的資源檢索功能[4]。同時，考慮使用API接口和標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)格式，以便于不同系統(tǒng)之間的信息互通。集中整合現(xiàn)有的教學(xué)資源，并對其進(jìn)行分類和標(biāo)準(zhǔn)化處理。在這一過程中要與各個學(xué)院、圖書館、研究中心等合作，確保覆蓋所有學(xué)科的教學(xué)資源。對資源進(jìn)行詳細(xì)的元數(shù)據(jù)標(biāo)注，如課程名稱、關(guān)鍵詞、類型等，以便于用戶快速檢索。

在技術(shù)框架基礎(chǔ)上開發(fā)具體的平臺應(yīng)用，包括用戶界面設(shè)計、后端邏輯實現(xiàn)、與已有校園系統(tǒng)（如教學(xué)管理系統(tǒng)、在線學(xué)習(xí)平臺等）的集成。開發(fā)過程中需要進(jìn)行多輪測試，確保平臺的穩(wěn)定性和易用性。在平臺開發(fā)完成后，對教師和學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，介紹平臺的使用方法和特點。根據(jù)技術(shù)發(fā)展趨勢，對平臺進(jìn)行定期維護(hù)和升級，包括添加新的資源類型、提升系統(tǒng)性能、優(yōu)化用戶體驗等方面。

3.3 以特色創(chuàng)新為引領(lǐng)，加強數(shù)字教學(xué)資源應(yīng)用

針對不同學(xué)科和課程，開發(fā)專門定制化的數(shù)字教學(xué)內(nèi)容。例如：在數(shù)學(xué)課程中，開發(fā)與現(xiàn)實生活問題相關(guān)的數(shù)學(xué)模型模擬軟件；在語言學(xué)習(xí)中，創(chuàng)建互動式語言實踐場景，如模擬旅行預(yù)訂、餐廳點餐等情境，以提高學(xué)習(xí)的實際應(yīng)用性。結(jié)合不同學(xué)科的知識點和技能，設(shè)計跨學(xué)科的綜合課程。比如結(jié)合編程、數(shù)學(xué)和藝術(shù)，開發(fā)一門計算機圖形設(shè)計課程，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)編程的同時也能學(xué)習(xí)圖形設(shè)計的基本原理和藝術(shù)審美。

將教學(xué)內(nèi)容劃分為小型、易消化的模塊，這種微模塊化的教學(xué)資源可以讓學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)節(jié)奏逐步學(xué)習(xí)，也便于教師根據(jù)學(xué)生的具體需求快速調(diào)整教學(xué)計劃[5]。利用虛擬現(xiàn)實（VR）或增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)，創(chuàng)建沉浸式學(xué)習(xí)體驗。如歷史課程可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)重現(xiàn)歷史事件或場景，讓學(xué)生仿佛身臨其境地體驗歷史，從而加深對歷史事件的理解和記憶。鼓勵學(xué)生參與教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新和開發(fā)，如通過項目式學(xué)習(xí)，讓學(xué)生團隊設(shè)計和開發(fā)小型教學(xué)應(yīng)用軟件或游戲，既可以培養(yǎng)他們的實踐能力，又可以豐富教學(xué)資源庫。定期舉辦教師專業(yè)發(fā)展研討會和工作坊，討論最新的教育技術(shù)和教學(xué)方法，鼓勵教師在課程設(shè)計和教學(xué)實踐中采用創(chuàng)新方法。

3.4 以學(xué)生發(fā)展為根本，加強數(shù)字化資源應(yīng)用效果評價

制定一套全面的評價指標(biāo)體系，涵蓋知識掌握程度、技能提升、創(chuàng)新能力、應(yīng)用能力等多個方面[6]。

如對于科學(xué)課程，評價指標(biāo)可以包括理論知識、實驗技能、科學(xué)探究項目質(zhì)量等。采用定期評估和動態(tài)監(jiān)控相結(jié)合的方式，定期評估可通過期末考試、項目報告等形式進(jìn)行，而動態(tài)監(jiān)控則是通過在線學(xué)習(xí)平臺實時追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、參與度和交互情況。利用大數(shù)據(jù)分析工具分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，如在線學(xué)習(xí)時間、活動參與頻率、測試成績等，以此來評估數(shù)字化資源的使用效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

根據(jù)評價結(jié)果，及時調(diào)整和優(yōu)化數(shù)字化教學(xué)資源，可能包括內(nèi)容的更新、教學(xué)方法的調(diào)整、技術(shù)平臺的升級等。例如，如果發(fā)現(xiàn)某個在線實驗?zāi)M軟件使用效果不佳，可以針對性地改進(jìn)軟件的交互設(shè)計或增加更多的指導(dǎo)內(nèi)容。通過這些措施，可以確保數(shù)字化教學(xué)資源的開發(fā)和應(yīng)用更加貼近學(xué)生的實際需求，促進(jìn)其全面發(fā)展，同時不斷提升教學(xué)資源的質(zhì)量和有效性。

4 結(jié)束語

總之，基于智慧校園的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)在提高教學(xué)效率和質(zhì)量方面發(fā)揮著重要作用，同時為學(xué)生提供了更加豐富和個性化的學(xué)習(xí)體驗。為了適應(yīng)這一教育發(fā)展的新趨勢，教師和學(xué)校管理者需要不斷更新教育理念和提升技術(shù)應(yīng)用能力，積極探索和利用這些新興資源；同時，學(xué)生需要學(xué)會如何有效利用這些資源，以促進(jìn)自己的全面發(fā)展。

5 參考文獻(xiàn)

[1] 趙世明，劉志峰.智慧校園背景下數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)研究[J].實驗教學(xué)與儀器，2022，39（6）：77-78.

[2] 吳艷潔.智慧校園背景下藝術(shù)院校數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)

[J].無線互聯(lián)科技，2023，20（18）：22-24.

[3] 史子新.數(shù)字化轉(zhuǎn)型下高職院校智慧校園建設(shè)的研究與實踐[J].信息記錄材料，2023，24（8）：17-19.

[4] 王靖夫.“1+2+3+N”智慧校園綜合體系的設(shè)計與建設(shè)[J].互聯(lián)網(wǎng)周刊，2023（21）：37-39.

[5] 王健，李康康，楊現(xiàn)民.高校智慧校園新一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式探索[J].中國教育信息化，2023，29（2）：93-100.

[6] 徐鵬.依托數(shù)字化校園平臺推進(jìn)“智慧校園”建設(shè)探析

[J].長江信息通信，2023，36（8）：142-144.

作者簡介：齊菊紅，副教授。