基于教育OMO模式的智慧學境設計

羅松 浙江財經大學經濟與管理實驗中心

● 教育OMO

OMO（Online-Merge-Office）指打破線上和線下的界限，實現線上線下的深度融合。2017年11月，李開復在新零售領域首次提出了OMO概念，隨著信息技術和互聯網技術的發展，OMO已在多個領域發展起來，如盒馬生鮮、京東超市、百度無人駕駛系列的自定位加地圖重構等。教育OMO模式是從教育O2O模式與教育OAO模式衍生而來，由原來O2O線上線下并行系統、OAO的互補關系通過概念優勢形成的融合關系。教育OMO模式是指以提升教學體驗和教學效果為核心，通過云計算、物聯網、大數據等新技術突破時空限制，構建全場景、全方位的無縫智慧學境，實現線上和線下的教育場景的深度融合，從而形成的一個開放、共享、個性化精準教學的教育教學模式。

● 教育OMO模式的智慧學境設計

1.整體設計

教育OMO智慧學境設計通過將虛擬的線上教育與現實中的線下教育相結合，進行虛實融合的智慧教育環境構建，即將課堂從真實的場景延伸到虛擬學習情境，使學校教室內的學習環境與線上教育學習直觀地連接在一起，加強人與人之間的互動，提高資源的共享度。本文提出，運用云計算、人工智能、大數據、虛擬現實等技術賦能，可構建一套互動、協作、生態的“1+N+1”（一套多模塊融合的統一管理平臺、N個智慧教室、一套云端智慧學習平臺）智慧學境設計方案。此方案的特點是：①融合應用錄播、遠程視頻會議、多屏互動等信息系統構建數據互聯互通的統一管理平臺，實現終端用戶技術透明化；②建設滿足線上線下課堂教學同步進行、教學信息資源匯集、教與學互聯互通的智慧教室；③整合優質教學資源，構建云端智慧學習平臺，通過智慧云平臺進行翻轉課堂、云端課堂的個性化教學，引導學生進行探究式學習，變革傳統教學的一言堂、滿堂灌的教學方式，讓學生在主動參與中進行學習，在探究問題的活動中獲取知識，從而保證智慧學境的應用成效。

2.教育OMO智慧學境多模塊融合統一管理系統

當前，由于各教育設備廠商主營業務的不同，許多高端的信息技術教育應用多為單個子系統，如全錄播系統、遠程雙向視頻會議系統、虛擬現實教學系統等，市面上很難找到一個完美集成應用的廠商。學校教育設備的采購也大多為按需逐個建設，各設備互不兼容，數據獨立，無法實現數據共享和交換，最終形成了各個信息孤島。因此，各教育應用迫切需要一套能夠融合各個子系統的統一管理平臺，實現數據的交換、共享與融合。

多模塊融合統一管理系統就是對各個教育應用子系統實現統一管理、數據融合，其項目實施過程主要步驟如下：①源數據獲取。通過數據接口從各個教育應用子系統中獲取源數據。②數據轉換。設置統一的數據標準，對獲取的源數據進行數據轉換、數據加載。③建立數據倉庫。基層的數據模型進入操作數據存儲（ODS），匯總的結果數據模型進入數據倉庫（EDW）。④形成數據集市。通過關系數據模型、多維數據模型形成數據集市（DM），實現數據的分層與水平解耦。⑤統一管理應用。根據教育教學需要，設置前端應用模塊，通過數據反哺，打通前端、后端、底層數據通道，最終實現對各系統的統一管理（如圖1）。多模塊融合統一管理系統為師生、學校主管部門、課室管理中心等核心人員提供教學和管理服務，同時通過數據應用，把更多的公共數據沉淀到數據倉庫中。

3.教育OMO智慧學境智慧教室設計

教育OMO模式下的智慧教室就是運用現代信息技術構建的面向數字、面向未來的教室，它是借助物聯網技術、云計算技術和智能技術等構建起來的新型教室。相對于傳統教室的固定和嚴謹，智慧教室更多的是從學生的角度考慮，通過運用先進的技術手段，使教學環境更加具有實踐創新氛圍，為學生的個性發展、小組協作、自主探索提供保障，真正實現“學習”無所不在。網絡無縫接入和資源共享服務的智慧教室是開展學校課堂教學改革的重要支撐環境，筆者認為，其設計可以從環境、技術兩個角度展開。

（1）環境

智慧教室內要求能夠根據不同的教育需要切換不同的教育場景，因此，可以通過靈活的多媒體技術、桌椅設計、無線技術等空間布局技術實現教育場景的自由切換。教學基礎設施的設計：部署相應的傳感器和控制器件設計教室的溫度、濕度、聲學、光學等物理環境，即通過運用物理網技術實現對物理環境的整體控制。多媒體教學設施選擇：根據國家標準部署電、聲、影、像等多媒體設備以用于滿足各類教學的需求，如視頻矩陣、大屏系統、影像采集設備、音頻設備等。桌椅的選擇：多考慮教學的靈活性，講臺可以自由升降，學生桌椅可以自動拼接、拆分，所有的設計符合人體工學要求。色彩的選擇：根據學生的年齡層確定色彩的基調，部署墻面色調、桌椅色調，再通過燈光效果，實現色調轉換。

（2）技術

基于教育OMO的信息技術應用包括VR技術、三播（點播、錄播、直播）技術、人工智能技術、物聯網技術、大數據等。

①VR系統。VR系統在教育中應用，本質上還是作為媒體傳播的介質。通過虛擬現實技術利用計算機模擬產生一個三維空間的虛擬教育空間，對于一些在現實世界中無法呈現的知識點，可以運用虛擬場景呈現給學生，這樣不僅拓展了學生的視野，更能給學生以直觀感受，從而有助于學習內容的記憶存儲。

②三播（錄播、直播、點播）技術。首先，錄播技術主要是運用全自動導播、視音頻采集技術實現對智慧教室內課堂教學的全景錄播，不僅包括對教師、學生、屏幕教學過程的全景錄制，還包括對遠端教學互動的錄播。其次，教學過程可以根據教學需求選擇是否以直播的方式同步呈現給遠端學生，實現優質資源共享。最后，對錄制好的課堂，可以通過學習平臺實現課程點播。

③AI系統。智慧學習環境中必不可少的就是人工智能技術。通過語音識別、人臉識別、神經網絡、行為分析等人工智能技術實現課堂教學自動考勤、學生行為分析、教學評估，從而實現教與學的提升。

④物聯網技術。通過在教學終端部署各類傳感器以及控制器，獲取教室內教學設備、環境設備等各類基礎數據，實現教學過程的全方位智能感知、動態控制。

⑤大數據。結合物聯網、互聯網技術實現教學過程數據的獲取，并通過數據挖掘、數據分析、深度學習等大數據技術實現對學生的學習和教師的教學以及教學管理的精準服務。

4.教育OMO智慧學境云端智慧學習平臺設計

教育OMO模式下云端智慧學習平臺是整個智慧學境的靈魂所在，是連接線上線上的橋梁，也是教育OMO實現的基礎。平臺能夠實現線上、線下、同步、異步等多維度教育場景的互聯互通。平臺的設計以OMO融合為基調，能夠沖破時空限制，滿足全空域、全時域教與學的要求。結合教育OMO，筆者設計了云端智慧學習平臺的系統架構，如圖2所示。

● 結語

基于教育OMO模式的智慧學境能夠滿足“互聯網+教育”的要求。從宏觀層面來講，教育OMO模式的智慧學境能夠兼顧傳統面對面線下教育以及現代線上教育的優點，在滿足身臨其境學習需求的同時，能夠打破時空限制，實現隨時隨地的泛在學習，實現教育教學的個性化、精準化、智能化。從微觀層面來說，在教育OMO模式的智慧學境中，學校教與學模式、教學過程、評價等會發生顯著變化，能夠更好地促進學生的學習效果提升。