摘要:随着信息技术的快速发展,教育领域的数字化已成为教育变革的主要趋势。传统教育模式存在资源分配不均、信息传递受限等问题,使得优质教育资源难以在不同地区之间实现有效共享,特别是在偏远地区,教育资源的匮乏在一定程度上影响了教育公平。面对我国资源供给的结构性失衡现象,教育资源服务平台的构建成为必然选择。因此,利用云计算技术构建一个开放、普惠的服务平台,使各类教育资源可以更为高效地传递,能够推动教育过程的平等化,为实现“互联网+教育”提供可行路径。基于云计算技术在教育数字化过程中的应用,针对其在教育资源服务平台的应用过程展开相关探讨。
关键词:云计算技术,教育数字化,国家中小学智慧教育平台
党的二*大报告中明确提出了要“推进教育数字化”,“全面提高人才自主培养质量,着力造就拔尖创新人才”[1]。习*平总*记在中共中央政*局第五次集体学习时强调:“教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口。”[2]2022年1月,教育部正式提出实施国家教育数字化战略行动,同年2月,《教育部2022年工作要点》强调“加快推进教育数字化转型和智能升级”。云计算技术作为教育数字化技术的重要抓手,具有弹性扩展、高效处理和成本优化等特点,为教育资源服务平台的智能化升级提供了重要的技术支撑。立足云计算技术,讨论云服务模式下资源服务平台在教育教学中的应用,全面审视、梳理和总结云计算支持的资源平台应用技术方案和应用案例,对教育教学高质量发展,构建数字化、智能化教学场景的探索,具有重要的现实意义和理论价值。
一、教育资源服务平台发展现状
在数字技术特别是云计算技术快速发展的时代背景下,教育高质量发展不仅是提升国家整体竞争力的关键因素,还是满足人民日益增长的美好生活需要的重要途径,因此肩负着推动教育现代化、促进教育高质量发展的历史使命。教育资源服务平台在各地开始建设,数字教学资源增长迅速,也让教师面临着数字技术应用的挑战。
在教学资源方面,资源服务平台为用户提供海量资源,却往往面临“资源饥饿”的现象。数字化教学不是以数字化形式简单呈现内容,而是需要教师有意识、合理并恰当地运用数字技术支撑教学活动、创新教学方向,对教学资源与教学目标的匹配度提出了更高要求。教学资源需要花费大量时间进行筛选,这在无形中增加了教师的负担。2013年以来,我国先后实施了一系列政策来提升教师的数字素养和能力,如《关于加快场景创新以人工智能高水平应用促进经济高质量发展的指导意见》《教师数字素养》等,对教学资源建设与教师数字素养和能力提出了更高的要求。但教育资源服务平台在不同地区的发展仍不均衡,经济发达地区数字资源质量显著优于经济落后地区,虽然一些资源丰富的地区自给自足,但仍缺乏有效的共享机制。此外,数字资源学习仍依赖于学生自我督促,教学效果有限。
从教学场景分析,部分区域学校缺乏数字化基础设施,计算机、智慧大屏等教学硬件短缺,网络带宽低、覆盖面小,部分偏远地区甚至难以实现稳定的互联网接入。这些硬件条件的缺失,直接影响了教育资源服务平台的使用,使得学校难以开展数字化教学活动,教师的教学手段和学生的学习方式都受到限制。部分信息化设备的维护和更新也面临困难,进一步加剧了数字化教育资源供给与需求的不平衡,阻碍了教育信息化在区域间的均衡发展。
基于用户角度,教师数字化素养的提高对促进教育公平、提升教育教学质量具有重要作用。然而,目前部分地区数字化设备运用效率不高,平台应用数据偏少,教师对平台资源转化能力不高。信息化停留在知识传递层面较多,缺少对知识构建及相关能力的提升[3]。教师对平台资源的内化力不足,教育资源服务平台的核心是资源,只有将资源实现本土融合,才能促进平台的使用。
二、云计算技术赋能教育资源服务平台的路径
数字化时代下,高质量教育体系的打造必然融入数字技术,特别是云计算技术。首先,云计算技术通过模块化设计,可以实现资源的有效管理。模块化设计将云资源划分为独立的模块,便于管理和扩展,从而提高资源利用效率和系统灵活性。其次,区域教学可根据自身特点开发优质教育资源,形成涵盖课程、课件、案例及音视频和交互资源的精品资源库,为用户提供高质量的学习资源。最后,云计算的负载均衡能力也使得区域内的数字教学资源得到集中管理,有效降低了重复建设的成本。
三、云计算技术在教育资源服务平台的应用
(一)技术方面:有效建构资源,促进个性化教育
在资源建构上,云计算技术在教育资源服务平台的首要应用是资源的集中管理与分发。通过云存储技术,平台能够实现海量教育资源(如课件、视频、电子教材)的集中存储,也可解决传统分散存储难以管理的难题。借助内容分发网络(CDN),资源能够快速传递到用户端,保障访问的低延迟和高并发能力。云计算技术优势也体现在利用分布式云服务器可以方便地进行算力分配,实现智能思维的应用场景,方便生成各学科的知识图谱,覆盖学科的核心知识,以及揭示学科间的逻辑关系与关联性,使学生能够更好地理解跨学科的知识,掌握知识的网络化结构。
在用户分析上,基于学生的学习行为、成绩、兴趣等多维数据建立的学情分析,云计算可为教师提供更深入的学生学习状态分析。通过学情分析,平台能够精准识别每个学生的知识掌握情况、兴趣需求和个性化发展需求,并制定适合其发展的学习路径。生成性评价模型则通过对学生动态行为的观察,实时收集学生在学习过程中生成的细节,如讨论、课堂练习和任务完成度等信息,从而实现动态的、细致性的生成性评价。教师可以跟踪学生的学习进程,借助数据全面理解学生的学习过程,识别学生的强项与弱项,实施有针对性的指导。平台制定的个性化发展路径不仅让学生获得了知识能力的提升,而且关注学生学习过程中的情感、思维和行为等方面的发展。基于智能技术的支持,智慧教育平台可实现教育资源的高效应用,确保每个学生在一个智能且人性化的教育环境中自由、全面地成长[4]。
(二)成本方面:节约基础设施资源,减少维护成本
在传统模式下,资源平台方需要投入大量的硬件设备以及配套的IT人员,进行服务器、存储设备的购置、安装和维护,费用高昂且效率有限[5]。而采用云计算模式后,教育平台不再需要自行购置硬件设备,而是可以按需租用云计算供应商提供的基础设施资源,借助云服务器灵活地配置计算、存储和网络服务。此模式避免了传统服务器的空置浪费,平台的成本支出更具弹性,可随着需求的变化动态调整资源使用,优化资源分配效率。在云计算的基础设施中,软硬件的更新升级由云服务提供商负责,资源平台无须自行承担频繁的系统更新费用,从而节省了大量的维护成本。即使在需求应用拓展时,教育平台也只需增加租用资源,无须再重新部署新硬件,大大降低了扩容的成本。
(三)基于国家中小学智慧教育平台的案例分析
在传统的教育体系中,教育资源的获得往往受限于地区经济水平,偏远地区的学校和学生较难获取优质的教育资源,从而造成教育资源的不平衡。而通过云计算技术,教育资源可以在更大范围内实现跨区域共享,使得经济不发达地区的学生也能享有相同的优质教育资源,推动教育公平的实现。以国家中小学智慧教育平台为例,平台的应用架构采用云服务模式设计,以推动“个人自由而全面的发展”为最终价值指向。
一是应用层面。首先,国家中小学智慧教育平台的云服务模式,能够实时收集用户的学习数据,如学习科目、学习时长、相关知识点和行为特征,深入掌握学生的学习需求和学习习惯。基于这些数据,平台能够记录每位用户的学习过程,构建知识图谱和多维度的精准用户画像。其次,平台的云存储功能、各个教材出版单位,可以实时供给优质教学资源,有效缓解了传统课堂中因资源不足、教学负担重以及学生差异大而难以实现个性化教学的难题,使教学方式更灵活、更高效,进一步推动教育系统的现代化和智能化发展。最后,国家中小学智慧教育平台运用CDN技术,通过在不同区域部署分布式缓存节点,将平台内的音视频资源进行分区域存储,用户使用资源时选择最近的节点下载即可,确保了教学资源的快速响应。同时,平台支持多终端访问,学生和教师可以通过电脑、手机、平板等多种设备随时随地登录平台获取教育资源,实现随时随地学习。
二是资源层面。课程是人才培养的核心要素,课程质量直接决定人才培养质量,课程内在包含着知识育人和道德育人的双重功能,二者相结合才能培养全面发展的人[6]。在课前,国家中小学智慧教育平台提供多种资源引导学生加深对预习内容的理解;在课中,平台提供大量的精品授课视频帮助用户对核心知识点进行深入思考;在课后,国家中小学智慧教育平台为用户提供任务学习单,引导用户完成课程复习和作业布置。
三是用户层面。国家中小学智慧教育平台可以构建多维精准的学生画像,定制个性化的全面发展育人路径。云计算技术通过平台构建锚点,收集和记录用户学习数据,分析用户遇到知识困境寻求帮助的行为和自我解决问题的次数,评估学生对学科技能的掌握情况等信息。这样能为不同用户提供个性化的学习体验,从而为学生全面发展提供坚实保障。
四、云计算技术在教育资源服务平台的发展趋势
在应用方式上,云计算技术为教育资源服务平台带来了多样化的应用方式,极大地推动了教育资源的整合共享。在云计算架构下,平台可以集成各类资源,形成一个庞大的数字资源库,涵盖课程资源、试题库、教学案例库和多媒体课件等内容,不同区域、学校及教师均可按需调取资源。云计算的虚拟化技术使得资源的动态分配成为可能,极大减少了教育资源建设的重复性,同时降低了平台维护和运行的成本。学校和教师可以通过各种终端设备随时随地访问云端资源,支持个性化教学需求。云计算平台也支持自动化运维,能够实现资源的动态更新和按需扩展,适应不断变化的教育需求。学校在整合本地教学资源的基础上,可使用云计算平台进行远程教学、“双师”课堂、线上培训等服务,为学生提供灵活、优质的学习体验。
在安全方面,由于教育资源服务平台汇集了大量的学生数据、教学资料和用户日志,因此基于云计算的安全模式设计,平台采用了多层次的安全措施,从物理安全、数据安全到网络安全均有所覆盖,确保教育数据的保密性、完整性和可用性。平台通过身份认证、权限管理等方式,对不同用户进行访问控制,确保只有授权用户才能访问敏感信息。同时云计算平台采用了数据加密技术,保障数据在传输和存储过程中的安全性,避免敏感数据的泄露。
综上所述,在信息化时代,教育资源的共享成为推动教育公平和提升教育质量的重要途径,而云计算技术的发展为教育资源服务平台的迭代更新提供了新的可能。云计算通过其强大的计算存储能力,助力了教育资源的跨区域整合,缩小了资源分配的城乡差距。随着教育需求的日益多元化,教育资源平台面临着不断迭代的问题。如何利用云计算的技术优势来实现教育资源利用的最大化,进一步满足不同群体的学习需求,仍然需要相关教育部门和技术研究人员的不断探索。
参考文献:
[1]习*平.高举中国特色社会主义伟大旗帜为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗:在中国共*党第二十次全国代表大会上的报告[M].北京:人民出版社,2022:34.
[2]习*平在中共中央政*局第五次集体学习时强调加快建设教育强国为中华民族伟大复兴提供有力支撑[EB/OL].(2023-05-29)[2024-11-14].
[3]孙立会,周亮.生成式人工智能融入国家中小学智慧教育平台的实践逻辑[J].中国电化教育,2024(8):71-79.
[4]黄小龙.浅谈云计算技术在教育领域的应用[J].成功(教育),2011(8):191-192.
[5]翟雪松,史聪聪.《教育信息化十年发展规划(2011—2020年)》的实施现状、挑战与展望[J].现代教育技术,2020(12):20-27.
[6]杨建良.云环境下高校数字教育资源区域共享服务体系的构建[J].湖南第一师范学院学报,2019(6):61-65.
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