中科院：“教育云”促進科教融合

?中國共產(chǎn)黨十八屆五中全會要求，要推進教育信息化，發(fā)展遠程教育，擴大優(yōu)質教育資源覆蓋面。習近平總書記在致國際教育信息化大會的賀信中指出：因應信息技術的發(fā)展，推動教育變革和創(chuàng)新，構建網(wǎng)絡化、數(shù)字化、個性化、終身化的教育體系，建設“人人皆學、處處能學、時時可學”的學習型社會，培養(yǎng)大批創(chuàng)新人才，是人類共同面臨的重大課題。劉延東副總理在第二次全國教育信息化工作電視電話會議上強調(diào)，要認真學習貫徹十八屆五中全會精神，大力推進信息技術與教育教學、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的融合發(fā)展，促進教育公平，提高教育質量，為培養(yǎng)現(xiàn)代化建設所需高素質人才提供有力支撐。

“沒有信息化就沒有現(xiàn)代化”。當前，信息化建設已被提升到前所未有的高度。教育作為經(jīng)濟社會發(fā)展的先導，則必須以教育信息化為重要引擎。在新時期、新階段，肩負出成果、出人才、出思想戰(zhàn)略使命的中國科學院(以下簡稱中科院)，依靠全院布局完善的科研體系、先進的科研理念與高水平的科研隊伍，形成了基于中科院各研究所的高水平科研優(yōu)勢和高層次人才資源，以中國科學院大學(以下簡稱國科大)和中國科學技術大學(以下簡稱中科大)為核心、以研究院所為基礎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、引領示范”的教育發(fā)展方針。目前，中科院在學學生已逾6萬人，教師導師達到2萬人，學科整體評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，堅持以教育信息化支撐人才培養(yǎng)，推動教育變革和創(chuàng)新。在建設實施層面由國科大牽頭，中科大和全院120余個研究院所共同參與，經(jīng)過十余年的發(fā)展，已形成相當?shù)囊?guī)模和特色。“十五”期間建成“中國科學院遠程教育系統(tǒng)”，遠程教育網(wǎng)絡覆蓋到全國的70個遠程教學站，實現(xiàn)了中科院系統(tǒng)內(nèi)跨地域、跨學科的遠程雙向交互教學，促進了優(yōu)質教育資源的積累與共享。“十一五”期間，在原有分散、局部、非標準的教育管理系統(tǒng)基礎上，構建了服務于全院學生和科研、管理等崗位職工的網(wǎng)絡化研究生教育業(yè)務管理、繼續(xù)教育培訓和協(xié)同學習平臺，覆蓋了從研究生教育到繼續(xù)教育的各層面的業(yè)務管理與協(xié)同學習技術支持與服務，實現(xiàn)了教育統(tǒng)一門戶登錄及教師、學生、職工和課程等基礎數(shù)據(jù)的關聯(lián)，為教育質量的提高與領導決策提供了便捷、可靠的信息化支持。

時間的車輪駛入“十二五”，面對教育理念變革和信息技術發(fā)展帶來的深刻變化，為了進一步滿足中科院人才培養(yǎng)對網(wǎng)絡資源日益豐富及科研與教育日趨緊密關聯(lián)的需求，2012年7月，由國科大承擔的中科院信息化專項建設項目—“教育云”工程正式啟動。“教育云”基于“科教融合、自主學習、教育創(chuàng)新”的發(fā)展目標，堅持“統(tǒng)籌規(guī)劃、整體推進、創(chuàng)新發(fā)展、以用促建”的工作思路，在“十一五”教育信息化基礎上，面向本科生和研究生教育、繼續(xù)教育、自主學習以及全院教育資源積累與共享的信息化需求，采用云技術實現(xiàn)對基礎環(huán)境的虛擬化、管理和學習數(shù)據(jù)的資源池化，為全科學院學生、教師、科研人員、管理人員及其他職工提供網(wǎng)絡化、個性化的教育學習平臺。“教育云”的建設和應用，覆蓋京內(nèi)4個校區(qū)、京外5個教育基地和分布全國的120余個研究院所，進一步提升科教資源融合共享、自主學習服務和教育決策支持的能力，促進了科教資源、信息挖掘技術與教育的深度融合，充分發(fā)揮了教育信息化在中科院教育改革和發(fā)展中的支撐與引領作用。

實現(xiàn)資源池化，提升科教資源融合共享能力

1.基礎設施平臺實現(xiàn)物理資源快速部署和可靠支撐

教育云基礎設施平臺是整個體系正常運行的基本保障。平臺內(nèi)置28臺計算節(jié)點，配備42TB高速共享存儲，采用成熟的開源虛擬化技術KVM，實現(xiàn)對基礎設施的虛擬化，應用cServer Manager虛擬化管理系統(tǒng)實現(xiàn)對物理和虛擬資源的調(diào)度、控制和管理。同時，通過光纖接入各校區(qū)，實現(xiàn)了資源的靈活整合、動態(tài)調(diào)配、快速部署、持續(xù)集成，并將計算與存儲資源池融合，提升了應用系統(tǒng)的可靠性和服務的連續(xù)性?；A設施平臺可提供200余臺虛擬服務器的應用支撐環(huán)境，目前已有140多套應用支撐環(huán)境在運行服務。自2013年12月建成以來，平均故障時間小于5小時/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、學位申報等緊急、突發(fā)性服務及激增型并發(fā)請求。

2.統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺構建統(tǒng)一規(guī)范的優(yōu)質數(shù)據(jù)環(huán)境

數(shù)據(jù)是應用系統(tǒng)的生命線，數(shù)據(jù)不完全互通共享將會造成數(shù)據(jù)信息大量冗余和不一致，無法滿足高端信息服務和決策分析的需求。教育云統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺是科教資源共享和存儲的中心，實現(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。該平臺建立了數(shù)據(jù)資源服務目錄和共享數(shù)據(jù)的教育信息技術分類標準框架，共享庫共包括17大類、515張共享表、235個視圖接口、共享數(shù)據(jù)字段9,949個;并建立以教育要素為索引的數(shù)據(jù)字典，共14,747個元素，5,957個唯一元素。作為為系統(tǒng)集成和系統(tǒng)間數(shù)據(jù)共享提供基礎平臺，有效保證了數(shù)據(jù)的及時性、完整性和一致性。

3.教育業(yè)務接入平臺提供個性化、模塊化的應用服務

教育云教育業(yè)務接入平臺通過統(tǒng)一用戶認證、授權管理、應用管理等服務，將各個應用系統(tǒng)有機地連接到云平臺中，為全院學生和教職工提供基于用戶權限的個性化工作空間、學習空間和互聯(lián)互通的基礎環(huán)境以及統(tǒng)一通訊資源服務，為各種服務和資源的云端實現(xiàn)提供了技術支撐。實現(xiàn)了與中科院統(tǒng)一認證系統(tǒng)、中科大 “科教融合的資源中心及接入平臺”的統(tǒng)一用戶認證，用戶只需一次登錄即可訪問所有服務。該平臺采用負載均衡集群模式部署，可進行多級授權、自主服務、多語言跨平臺用戶認證，現(xiàn)已接入系統(tǒng)80余個，用戶16.5萬人。

4.資源的建設和積累推動中科院科教融合不斷深化

資源建設是教育信息化建設的重要內(nèi)容，科教資源的共建共享是中科院科教結合、院所融合人才培養(yǎng)模式的核心工作。“十二五”期間，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)務管理系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)約2.2億條，服務于決策分析;面向師生職工提供課堂教學、系列講座、公開課程等各類學習資源服務，其中視頻課程1,300余門次、培訓課程1,200余門次，建立課程站點1.9萬個，資源總量達到158TB。同時，為促進資源建設和積累的良性循環(huán)，建設了52門精品數(shù)字課程，涵蓋數(shù)學、物理、化學等13個一級學科，由中科院24個研究院所和國科大9個學院相關學科專業(yè)領域的200余名專家和教師參與，共制作電子講義264個、多媒體課件723個、題庫案例1,356個、電子教材47本、授課音頻視頻資料484個共1,211GB，總時長達1,122小時，有效促進了中科院優(yōu)秀教育資源的積淀，形成優(yōu)秀教育資源建設和轉化的示范帶動效應。

實現(xiàn)覆蓋教育全生命周期的云服務，提升教育決策支持能力

1.核心教育業(yè)務系統(tǒng)群跟進教育改革和業(yè)務流程優(yōu)化

基于中科院科教融合的教育特點以及伴隨教育改革產(chǎn)生的教育業(yè)務流程不斷調(diào)整優(yōu)化，教育云工程在實施中，將“十一五”期間建設的招生、學籍、學位等30余個教育業(yè)務管理系統(tǒng)進行了升級整合，引入新的數(shù)據(jù)共享機制，對核心教育業(yè)務系統(tǒng)進行重構，實現(xiàn)了教育業(yè)務云服務化模式，并使系統(tǒng)的兼容性更加強大。同時，為滿足不同類別用戶群組的不同業(yè)務需求，建立了統(tǒng)一權限模型，對用戶群組和應用服務權限進行細化管理，實現(xiàn)了覆蓋教育生命周期的全方位服務，提升業(yè)務整合能力和個性化服務能力。教育云的應用服務經(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平臺。

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

教育云教育智能分析系統(tǒng)主要對教育過程中各類教育業(yè)務活動和教育要素產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進行匯總、關聯(lián)、分類，并以報表、圖表等多種模式進行全景展現(xiàn)，以滿足教育業(yè)務管理部門日常管理、決策咨詢等需要，為各級領導和主管部門了解教育動態(tài)、制定相關措施、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和教育主體涉及的數(shù)據(jù)字段形成了10個主題、200多項報表，能夠系統(tǒng)地展現(xiàn)出教育場景，并初步開展了研究生學業(yè)風險分析、研究生導師評價分析等主題的數(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)全面支持職工培訓和學習型組織的管理

針對中科院繼續(xù)教育培訓和師生職工終身學習的實際需求打造的中科院繼續(xù)教育網(wǎng)，基于院、分院和研究所三級培訓體系，實現(xiàn)了對培訓業(yè)務和培訓項目全鏈條管理，同時也提供了職工開展自主學習的平臺與資源。繼續(xù)教育網(wǎng)支持中科院對政策體系、實施體系、項目體系、評估體系、保障體系和資源體系等層面的繼續(xù)教育縱向宏觀管理，也支持職工隨時隨地按需自主學習，從全過程和全流程兩方面提供網(wǎng)絡化培訓服務?，F(xiàn)已應用到12個分院，累計用戶6萬多人，職工在線學時3.8萬小時，線下學時9.5萬小時，發(fā)布和執(zhí)行了274個培訓項目，共發(fā)布266個學習課件。

打造以學習者為中心的教育服務環(huán)境，提升創(chuàng)新型人才培養(yǎng)能力

1.自主學習空間助力以學習者為核心的教育模式變革

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

2.實景課堂通過高質視頻資源點播服務提高教學效果

教育云實景課堂系統(tǒng)是在“十一五”期間建設的“空中課堂”以及視頻云平臺的基礎上，針對教育活動中存在的重教學輕科研、教學形式單一、交互性不強、欠缺個性化等問題，對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播學習系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)的應用，可提高以視頻為核心的科教資源的應用效果，使學習者有身臨其境的學習感受，從而實現(xiàn)通過教育提高學生科研能力的目的。實景課堂現(xiàn)已積累課程1,393門，視頻總數(shù)為30,707個，其中引入了250多個國際國內(nèi)知名大學的開放課程視頻9,791個。

中科院教育云工程建設，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途徑，不斷挖掘信息技術與教育的深度結合、科研與教育的深度融合，構建了先進、開放、可持續(xù)發(fā)展的教育服務環(huán)境，平臺目前已累計用戶數(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，教育云的建設與應用，也促進了教育模式從管理向學習的轉變和教育業(yè)務流程的不斷優(yōu)化，積累了豐富的教育信息化工作經(jīng)驗和技術力量儲備。經(jīng)過十余年的發(fā)展，中科院自主研發(fā)的教育信息化平臺系統(tǒng)已成為適用于院所結合教學模式、功能豐富、獨具特色的成熟產(chǎn)品，部分系統(tǒng)已推廣到中國農(nóng)業(yè)科學院、中國林業(yè)科學研究院、軍事醫(yī)學科學院、河南大學等單位應用，受到廣泛的好評。

展望“十三五”，中科院將著力于打造服務于科教融合的開放共享、可持續(xù)發(fā)展的智慧教育平臺，建立教育資源配置模式和開放共享機制，整合全院各教育機構和研究院所教育資源，利用可視化和大數(shù)據(jù)分析技術，實現(xiàn)教育質量監(jiān)控評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)展中的支撐和引領作用，為培養(yǎng)科學與工程領域德才兼?zhèn)涞念I軍人才和具有高科技素質的各類創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)人才服務，實現(xiàn)中科院教育的和諧永續(xù)發(fā)展。