四大融合,助力高校优教育人的新基建建设

近年来,教育信息化随着互联网浪潮,以及云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链等新技术的成熟和发展,也进入了蓬勃发展阶段。

近年来,教育信息化随着互联网浪潮,以及云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链等新技术的成熟和发展,也进入了蓬勃发展阶段。从传统教学硬件设备投入、数字资源数字教材、对外服务网站门户、内部管理信息系统等信息化基础能力建设,逐步向深融合、大资源、广创新的发展方向演进,带动教育信息化从1.0时代向2.0时代升级。其中技术能力发展与教学模式转型形成双驱动发展引擎,校园信息环境与教师信息素养形成双提升发展要素,全面促进了教育现代化发展。

面对教育信息化新时代转型发展的档口,通过新技术的应用、新能力的打造、新平台的建设,构建现代化教育信息基础环境、智慧化校园管理能力平台、多样化教育教学服务模式、人才培养机制产业化融通,全面成为高校领域的信息环境新基建。

高等院校具有校区区域性广、校园开放性强、师生自主性高、课程灵活性大、学术要求性严、综合服务性多等特点,教育信息化环境对于校园管理、教务办公、教学实验、校园服务等方面的配套要求更高。如何提供优质、便携、舒适、智能、关怀的有温度的现代化校园信息化环境,如何促进教育教学面向产业技术应用的协同创新,如何建立学科专业、人才培养与产业需求的动态适配成为当前高校信息化发展的主题和难题。

云网融合,构建现代化教育信息基础环境

传统高校信息基础环境或多或少存在云网分离、设备陈旧、安全薄弱等信息化问题,致使学校日常维护和治理整合压力巨大。传统教育信息化向云网一体化转型迫在眉睫。

以云计算技术为基础,引入SDN/NFV、OpenStack+KVM、Docker、大数据、信息安全等各类先进技术,结合高度整合的数据中心基础设施、固移融合的网络资源、强大的云安全能力和高速的互联网出口,通过统一的可视化教育云管理与服务平台,打造“集约高效、弹性扩展、业务持续、安全可信、云网融合、云数联动”的教育云平台,提供可靠、便捷的教育云基础服务,确保教育管理单位和学校应用稳定、可靠、安全地运行(高校信息环境新基建架构如图1所示)。

高校开展应用上云、云化改造和算力托管,在云基础能力之上进一步加载智能网络能力,为区域教育网络改造和无线校园(5G/4G/Wi-Fi)建设提供统一管理的能力,实现网络可管可控、使用分权分域、应用安全可靠的智能网络管理环境。

千兆网络目前已经在高校中逐步铺开,随着5G网络的快速覆盖,千兆无线网将为智慧校园信息化环境提供更多赋能。5G网络的高带宽、低延迟和广连接的技术特性,将催生校园管理和教育教学的高度移动化,赋能数字资源和环境感知的超强计算力,实现5G+MEC的深度融合,各种终端、设备、物与物、人与人、人与物之间无时无刻的连接互通,静态、动态、多协议、多制式、多媒体的互联协同。

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图1:高校信息环境新基建架构

技术融合,打造智慧化校园管理能力平台

传统的校园是以人力来管理校园,未来的校园更加以“智力”(智能信息化能力)来治理校园环境。在云网基础上,融合万物互联、大视频、大数据、人工智能、区块链等新技术新应用,实现随时随地、智能高效的可视化智慧管理,构建智慧化校园管理能力平台。

如图2所示,智慧化校园管理能力平台涵盖智能监控、门禁门锁、烟感、车辆管理、地域管理、水道检测、能源监察、无人机探测、路灯、井盖、消防、绿化、垃圾桶、消防栓、高空抛物、环境消毒、智能设备等智慧化校园管理应用,同时为教学区域、餐厅、楼宇、宿舍、实验室、体育场、公共区域等校园空间开展智能化再造,通过整合的管理平台,形成可视化、一体化、数据化、科学化的智慧校园管理体系,大幅度提升效率和降低成本,为构建智慧校园提供重要支撑。

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图2:智慧化校园能力平台框架图

应用融合,共创多样化教育教学服务模式

信息化应用的软实力是当前高校教育信息化发展的重点,教育教学与信息化应用的深度结合能够有效促进教学模式的转变和教育服务的变革。例如翻转课堂、校园慕课、创新实验实训、沉浸式教学、自适应学习等新型教学体验都离不开信息化支撑和应用,通过软件技术构建数字资源和互动教学,通过大数据应用开展教学质量的评估,采用AR、VR、MR、3D/全息视频、3D打印、无人机、机器人和编程等技术作为教学工具,创建创新课程。将VR、AR、MR、3D等数字技术,充分应用5G技术高带宽和低延时的特性,加持融入到教学环节中,以“教材+实训+能力考核+创新应用”核心进行课程内容设计,有效地填补高校及高职院校在信息化教学资源与实践操作资源的匮乏。

将学校教学方式转化成为以学生为中心的教学模式,课中可以学习,课后可以复习,随时可以练习,将传统实验室和实训室延伸出线上虚拟学习空间,线下线上联动,不仅节约了操作耗材同时增加了一些实际环境很难实验实训的操作,并能缓解很多实验实训具备一定危险性的操作。例如沉浸式教学实验室,像微生物生态、细胞结构、大气环流、太空物理等平时很难直接感受到的科学知识,现在用VR眼镜就能一目了然,数秒即懂。现在通过AR技术,就可以现场动手操作各种机械设备的检修、大型装备的装配、生物实验的解剖等教学实训,即动即视,轻松教学,协助高校为学生从学科知识到综合素养的培养提供良好教学环境。

同时,运用大数据和视频识别技术将上课视频画面进行定向识别开展教学质量评价,不仅客观高效,而且减少了教学督导老师的东奔西跑,有力支撑了学校对学生成长的综合素养评估。

产教融合,联合推进教育人才产业新融通

产业发展需要更好地融入高校人才培养体系,同时高校教学需要更好地衔接产业人才市场需求,融合贯通,是校企联手共同培育创新、学科建设、产学合作、协同育人的良好基础。

基于云计算、物联网、大数据、人工智能、区块链、5G等新兴产业技术应用的原子能力,通过智能感知、算力平台、数据中台和AI智脑,构建智慧教育大平台,凝聚科研和产业力量,面向各类教育院校孵化、提供富媒体互动教学、自适应学习、智能测评、智慧校园、虚拟学习空间等创新信息化应用。学校与企业共建共享创新实训基地,以信息化手段推动各类创新课程资源建设,提升专业技能教学和实习实训能力,有效满足现代社会服务产业人才的需求,形成教育和产业统筹融合、良性互动的发展格局,缓解人才供需重大结构性矛盾,促进教育有效扩展满足现代化发展和企业需求的产业人才增量,助力教育增强经济发展和产业升级的服务贡献增力。

面向人力人才资源供给侧改革,依托信息化手段,搭建产教融合服务平台,贯通基础研究、应用开发、成果转移和产业对接,依托新基建的现代化信息环境和产业链的生产配套服务能力,构建产教融合创新发展生态环境,面向高质量发展的重点领域,推动“双一流”建设等高校、政府、行业企业共建产教融合服务平台,加强教科研与产业化信息沟通和高效衔接,特别在战略性新兴产业领域,充分发挥科技提升和产业升级带来的红利,加速将科研成果和创新应用向产业链输出和转化。加快高素质专业型人才的培养和产业化前置的培训,提高应用型人才培养比重,加持新基建带来的产业和服务的变革契机,联合推进教育人才和产业的新融通,共同创造高质量发展的新动能。

教育信息化技术发展正在以更快的速度转型发展,新技术的应用也会层出不穷,四大融合全面构建高校信息环境的新基建,以信息化助推高校教育教学模式转型和产业融合创新发展。

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