“鼓樓e學校”混合學習系統設計研究

顏鼎

● “鼓樓e學校”混合學習系統模型的構建分析

目前，通識在線教育圍繞用戶的特征信息進行分析和建模，利用用戶的行為特征信息分析相似度。由于缺乏權威的調研和系統的組織管理，在線教育更多流于商業用途，學習資源共享的目標不夠清晰。

南京市鼓樓區教育局根據自身實際情況，及時開展了以教育現代化為指針的信息化建設。2018年11月8日，“鼓樓e學校”正式成立，規劃在底層數據服務及共建共享資源的基礎上建設“學習交互”“教學支撐”“教師發展”“決策管理”“家校共育”和“網絡安全”等六大子系統及其若干信息化平臺，讓學生、教師、家長和管理者能在互聯網上運用信息化手段分別實現學習、教學、陪伴和決策（如圖1）。

“鼓樓e學校”的模塊結構基于學習風格、資源偏好和行為序列的個性化學習資源混合推薦系統，在充分了解鼓樓區域范圍內學生的特征信息的前提下，結合學習風格和資源偏好，生成個性化學習反饋和學習資料推薦服務。并依據官方途徑的反饋，對學生的學習風格、學習興趣等個性化特征信息構建推薦模型，采用基于用戶的協同過濾推薦建模，聚焦用戶的特征信息，強化對學習資源的挖掘分析，保證了教學效果。

● “鼓樓e學校”混合學習系統的模塊結構設計

1.模塊設計分析

“鼓樓e學校”平臺的功能核心是特色課程建設，教學對象為全區范圍內的全體學生，并輻射到更大的范圍。對“鼓樓e學校”系統的模塊設計的結構進行分析，其主要包括用戶層、客戶端、應用層、數據層、基礎設施層。鼓樓區教師發展中心資源開發部設置系統管理員，對全區學生用戶層進行管理，利用客戶端實現界面與學生的交互，使學生可以進入平臺共享資源，通過基礎設施層隔離提供硬件資源，提高存儲資源整合使用效果。

此外，“鼓樓e學校”還設計了在線教育系統的功能模塊。教師為網絡教育系統的主體，學生為系統的使用者，通過網絡視頻課程管理、教師功能、學生功能等模塊，系統為不同需求的學生提供差異化的課程資源，并且設計了數據表，促進系統的實現。最后，對“鼓樓e學校”系統的模塊的評價系統進行評估。經過近四年的實驗，結果表明，該系統能夠滿足教師教育和學生學習需求，并且提高了學生的學習效率。

2.模式實施技術架構分析

在“鼓樓e學校”平臺中，課程的內容與基于內容的網絡互動是密不可分的整體，它們共同構成了在線課程。課程的內容以課程視頻為主體，融入更豐富的教育資源元素。利用網絡互動方式，主要體現在技術升級帶來的便捷和更好的學生體驗;數據層為整體系統架構的核心，利用大數據對全區的資源進行整合，使存儲空間缺乏的問題得到解決，提供服務器集群服務，對云端學習資源進行統一，提高資源使用率，消除信息孤島。在學生使用的同時，資源開發中心實時分析，并及時進行結構化與非結構化處理，根據存儲方式與數據特點的不同，實現數據統一存取與管理。

3.數據庫系統設計分析

“鼓樓e學校”系統操作包括管理中心與基層學校兩部分，管理中心提交學習資料信息、錄入資料信息并且創建資料信息庫，從而使相應的資料文件在服務器檔案庫中上傳。基層學校對資源信息名稱實現資料信息的查詢，通過服務器數據庫實現文件下載，掌握學習進度。其中的特色項目為系統數據存儲基礎模塊，此模塊能夠對系統運行速度進行保證。在初始設計數據庫過程中，要對各種用戶使用需求進行考慮，以學生需求實現對合理數據庫結構模型的設計，以此精準描述數據之間的關系。因此，各基層學校的數據庫與鼓樓區教師發展中心資源開發部的數據進行對接，實現數據庫的結構化、獨立化，從而實現擴增優勢，展現系統總設計思想。

● “鼓樓e學校”混合學習系統的實現路徑

“鼓樓e學校”是一個范圍廣泛、內容豐富的信息化建設體系，在建設初期主要依托“鼓樓教師在線”平臺構建模塊，主要內容包括網絡視頻課程管理、網絡視頻課程結構（如圖2）。目前，實現學習交互系統的教師在線模塊已經正式啟用。

1.查詢系統

用戶將視頻課程文件和所描述的信息在服務器中上傳，在關系型數據庫與文件系統中保存，網絡教育系統中其他用戶能夠利用視頻教育文件中的內容查詢視頻教育資源，服務器對用戶通過圖表方式進行反饋。

例如，“在線伴讀”模塊是為解決個體學生的個體問題而建設的，采用互聯網眾包機制，由教師線上答疑，突破時空限制解決學生的學習障礙。

2.瀏覽系統

學生能夠查詢滿足條件的學習資源實現瀏覽學習，從而共享網絡視頻課程。學生在對網絡視頻課程進行訂閱后，就能夠學習網絡視頻課程，依據學習效果來評價網絡視頻課程，這樣就能夠對區域范圍內教師所上傳的網絡視頻課程進行管理，并對其他學生選擇網絡視頻管理提供幫助。

例如，“在線課堂”模塊采用團課預約直播模式，把學習的選擇權還給學生，滿足個性化的學習需求;面臨中考，“在線課堂”服務初三畢業年級的學生，組織區內名特優教師開設中考專題復習課或微講座，提高學生應對中考的關鍵能力。

3.課程資源管理系統

網絡教育系統能夠為學生提供網絡學習環境，課程資源管理模塊能夠查看課程信息并且做出選擇。系統具有龐大的課程資源，通過自動搜索可以提高學習效率。在實現檢索功能時，將檢索條件輸入界面后搜索，頁面響應，然后對后臺服務器實現資源請求的發送，服務器在判斷輸入條件之后對用戶反饋結果。

例如，“寶爸寶媽學堂”模塊建立的目的在于為年輕的父母打造“空中課堂”，每月隔周的周四以講課、沙龍、微課的形式準時開課，傳播科學育兒理念。2021年3月30日，以“幼小銜接”為主題的《上小學，我們準備好了！》由南京市鼓樓幼兒園陳靜、朱水蓮等多位老師在直播間開講，截至當晚21：00，累計觀看次數25.3萬，家長互動留言數千條，反響熱烈。

4.個性化課程推薦系統

以課程學習過程中的行為數據進行聚類分析，實現個性化課程推薦，增加在線學習資源訪問幾率，使用戶滯留學習時間延長，學習平臺黏性得到提高。另外，還能夠使學生發現自己感興趣的課程資源，使學習積極性得到提高。例如，“在線課堂”模塊是為滿足不同學生的不同需要而建設的，開設名師中、高考專題復習系列講座，并邀請在寧各行業專家在線講座，開拓學生視野，激發學習興趣（如圖3）。

● 思考與改進

育人效果是檢驗混合學習空間的唯一標準。據“鼓樓e學校”在線課堂滿意度問卷調查，學生對現階段線上教學的滿意度達到 87.5%，最滿意的是教師對線上教學的工作態度，達到了98.5%，可以看出教師的辛苦奉獻得到了學生和家長的高度認可。

在混合學習空間中，無論是教師還是學生都被虛化為網絡的一個節點，線上的教學雖然一定程度上減弱了教師的影響力，但是對學生自主學習能力提出了更高要求。因此，線上教學需要更明確的學習任務，更清晰的教學指令、更結構化的課程內容、更頻繁的學習評價以及貫穿始終的學習引導，從而實現從“以教師為中心”到“以學生為中心”的轉變，這也是我們進一步深入研究基于網絡空間教學的意義所在。

經過近四年的實踐，“鼓樓e學校”平臺取得了一定的成果，并在更為廣泛的地域范圍內產生了更深遠的影響。教學平臺架構的基礎工作就是“課程結構化”的工作。因此，在進一步的發展中，其核心問題是課程結構的優化問題。“鼓樓e學校”管理部門擬采用更為成熟的“組件化”“模板化”的技術思想，實現包容多樣化的課程結構樣式的開放性的平臺，吸收互聯網時代最新技術特征，擴展“鼓樓e學校”的地域輻射范圍，發揮優質資源的重要作用，為中國基礎教育均衡做出更多的貢獻。