基于智慧校園的數字化學習資源建設分析

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.22.038

摘 要 在智慧校園背景下，數字化學習資源建設是高等教育技術進步的重要體現，這些資源融合了現代信息技術，如大數據、云計算、人工智能等，為傳統教學方法帶來顛覆性的變革。因此，教育工作者和學生必須適應新技術，積極探索和利用這些資源，以提升教學質量和學習效率。從智慧校園視角出發，分析和探討數字化學習資源建設的要點與路徑，為教育工作者有效建設數字化學習資源提供參考，推動智慧校園背景下的教育創新發展。

關鍵詞 智慧校園；數字化學習資源；人工智能；大數據

中圖分類號：G647 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）22-00-04

0 引言

隨著信息技術的迅速發展和教育模式的不斷創新，智慧校園逐漸成為全球教育發展的新趨勢。在這個趨勢中，數字化學習資源建設扮演著重要角色，它不僅改變了傳統的教學和學習方式，還為教育質量和效率提供了新的提升空間。這些資源通過集成現代技術如人工智能、大數據和云計算，為學生提供了更為豐富、互動和個性化的學習體驗。因此，深入探討基于智慧校園的數字化學習資源建設，可以更好地促進教育技術的創新發展，為學生提供更加高效和全面的教育體驗。

1 基于智慧校園的數字化學習資源概述

1.1 建設原則

智慧校園數字化學習資源建設的核心在于將通識課程的數據庫與不同專業的數據庫有效地整合，通過一個統一的服務平臺來實現教學資源的共享。這種集成方式不僅提升了資源的可訪問性，而且強化了不同學科間的相互聯系。在建設共享資源平臺的過程中，重點應放在滿足學生和教師的實際需求上，這意味著平臺的設計應基于學生的學習模式、教師的教學方法及相關的科研活動來進行，確保資源服務平臺在功能和操作上都能達到高效且直觀的水平。同時，為了更全面地滿足學生的學習需求，學校應當與企業合作，引入更多的校外案例和網絡資源。這樣的做法不僅可以豐富學習資源庫，還能有效地克服課程資源的局限性，從而為學生提供一個更廣泛、多元的學習環境。

1.2 系統架構

如圖1所示，數字化學習資源系統架構主要包括四個層次：基礎層、資源層、支撐層和應用層?；A層作為系統的最上層，通過PaaS（平臺即服務）、SaaS（軟件即服務）和IaaS（基礎設施即服務）層的整合，為師生提供實踐教學服務，使教師能夠高效地訪問智能產品，研發相關的數據庫和資料，提升教學實踐的效率。資源層要求學校根據各專業的行業特點制定課程資源標準，并構建專業建設庫、工程項目庫等多種資源庫，以便于師生快速準確地查找所需資料。支撐層包括服務平臺和學習資源中心，是整個系統的基礎支撐，負責存儲和管理各類數據庫，方便師生通過服務平臺進行資源檢索和使用。應用層為用戶提供直接的交互界面，師生和其他用戶如企業負責人或科研人員可以在此注冊賬戶，登錄系統進行各種活動，包括虛擬實訓、自主學習和產學研交互等。整個架構的設計旨在高效整合教學資源，提升教學質量，實現智慧校園的數字化轉型。

1.3 系統功能

從數字校園到智慧校園的技術變化可以看出，智慧校園承載著更多教育教學功能，這也與時代發展、技術革新和教育理念的發展息息相關，如表1所示[1]。

數字化學習資源系統作為智慧校園服務平臺的重要子系統，不僅儲存并提供豐富的教學數據，還包含多個功能性子系統以支持教學活動。首先是教學管理系統，涵蓋了日常教務管理工作，如學時成績錄入、學生檔案管理和考勤虛擬系統，極大地提高了教學管理的效率和準確性。其次是課程資源系統，它作為教學資源共享系統的數據核心，主要整合專業教學資源和行業信息，為教學活動提供必要的資源支持。最后是產學研交互系統，這一系統不僅促進學校、企業和研究院之間的交流合作，其實驗實訓系統和師生交流系統也是系統的關鍵部分，分別支持實驗實訓的進行和師生間的有效溝通。

2 基于智慧校園的數字化學習資源建設要點

2.1 一體化網絡與數據整合

一體化網絡與數據整合是智慧校園數字化學習資源建設中的核心要素，它聚焦于將分散的網絡資源和數據內容通過高效的技術手段融合為一個整體，以實現數據的最大化利用和網絡服務的優化。一體化網絡的構建應充分利用云計算、大數據等現代技術，既提供強大的數據處理能力，又確保數據傳輸的高效率和穩定性。數據整合方面，各類教學資源、研究數據和管理信息需通過統一的數據格式和標準進行存儲與管理，以便于在不同系統和平臺之間實現高效的數據共享與應用。一體化網絡與數據整合還應考慮系統的可擴展性和靈活性，隨著智慧校園規模的擴大和技術的更新，網絡和數據整合系統需要能夠靈活適應新的需求與變化，如支持新的數據類型，擴展更多的存儲空間和處理能力，以及與人工智能、物聯網等新興技術的融合。

2.2 網絡合作與應用互動

在智慧校園數字化學習資源建設中，網絡合作與應用互動強調的是不同網絡系統間的協作和各類應用之間的動態互動，旨在實現資源共享和數據互通，從而提升教育服務的整體效能[2]。網絡合作層面，關鍵在于構建一個開放而又協同的網絡環境，這需要通過標準化的接口和協議，實現不同網絡系統之間的高效對接。如教育管理系統、在線學習平臺、圖書館資源系統等，雖然各自獨立，但通過統一的通信協議和數據接口，能夠實現無縫的信息交換和服務整合。應用互動方面，側重于各類應用程序之間的動態鏈接和數據共享。

2.3 全面網絡覆蓋與智能互聯

全面網絡覆蓋與智能互聯策略側重于通過全校范圍內的網絡覆蓋，結合智能技術的應用，實現無縫連接和高效交互的教學環境。全面網絡覆蓋的實現需要細致的規劃和先進的網絡技術，確保校園內每個角落，無論是教室、圖書館、實驗室，還是室外的運動場和休閑區，都能接入穩定且高速的網絡。在技術層面，這往往需要部署大量的無線接入點和光纖網絡基礎設施，同時考慮建筑物結構和校園地形對信號的影響。智能互聯方面，重點在于利用物聯網、人工智能和大數據等技術，實現設備與設備、人與設備之間的智能交互。在物聯網的支持下，校園內的各種設備，如智能教室設備、安全監控設備、環境監測設備等，都能實時收集和傳輸數據，為校園管理和教學提供支持。

2.4 安全快速且智能可靠

安全快速且智能可靠的網絡系統是智慧校園數字化學習資源建設的重要支柱，其核心在于提供一個既能迅速響應教學和管理需求，又能確保數據安全和系統可靠性的網絡環境[3]。安全性是這一系統的基石，在網絡設計中應用最新的加密技術和安全協議是必不可少的，以保障數據在傳輸和存儲過程中的安全性。如使用高級加密標準（AES）對敏感數據進行加密，實施安全套接字層（SSL）協議來保護在線交易。此外，實施多層次的安全措施，如防火墻、入侵監測系統和定期的安全審計，對于預防和及時響應網絡攻擊與數據泄露至關重要。

快速響應能力體現在網絡系統的設計和架構上，利用先進的網絡技術，如軟件定義網絡（SDN）（圖2）和網絡功能虛擬化（NFV），可以實現網絡資源的靈活調配和優化。這種技術使網絡能夠根據實時的流量和應用需求動態調整，從而保證在高負載情況下仍能快速響應。

3 基于智慧校園的數字化學習資源建設路徑

3.1 以項目驅動為主線，建設多種形態的教學資源

在智慧校園環境下，教學資源的構建不僅要滿足基礎教學需求，還要注重實踐應用和創新能力的培養。項目驅動的教學資源建設需要以真實世界的問題和案例為基礎，設計與實際行業或研究領域緊密相關的項目主題。如在工程專業課程中，可以設計與當前工程技術挑戰相關的項目，如可持續能源系統的設計、智能機器人的構建等。這些項目不僅能夠激發學生的興趣，而且可以幫助他們將理論知識應用于實際問題解決中。多樣化的教學資源形態是項目驅動教學的關鍵，包括傳統的文本和圖像資料，以及更為動態的視頻教程、互動模擬、在線討論平臺等。

項目驅動的教學資源建設應結合跨學科的知識和技能，在設計教學資源時需要考慮如何整合不同學科的知識，比如將計算機科學、設計思維與工程學相結合。如在智能機器人項目中，除了工程學知識，還應融入編程技能和用戶體驗設計等元素，以培養學生的綜合能力。鼓勵教師與行業專家合作，共同開發教學資源，通過這種合作，教師能夠獲得最新的行業知識和實踐經驗，進而將這些內容融入教學資源中。如邀請工程領域的專業人士參與課程設計，他們不僅能提供實際案例，還能帶來行業的最新趨勢和技術。

3.2 以資源共享為目標，建立多維度的信息網絡平臺

對校園內各學科領域的教學資源需求進行詳細分析，了解各學科的特定資源類型（如視頻、文檔、實驗數據等）、教師和學生對資源共享平臺的具體需求?；谶@些分析，制定一個全面的規劃方案，明確平臺的目標、功能、預期效果和實施的時間表。根據規劃方案，選擇合適的技術框架，可能包括云存儲服務用于資源存儲、高效的數據庫管理系統用于處理大量數據、強大的搜索引擎技術用于提供快速準確的資源檢索功能[4]。同時，考慮使用API接口和標準化數據格式，以便于不同系統之間的信息互通。集中整合現有的教學資源，并對其進行分類和標準化處理。在這一過程中要與各個學院、圖書館、研究中心等合作，確保覆蓋所有學科的教學資源。對資源進行詳細的元數據標注，如課程名稱、關鍵詞、類型等，以便于用戶快速檢索。

在技術框架基礎上開發具體的平臺應用，包括用戶界面設計、后端邏輯實現、與已有校園系統（如教學管理系統、在線學習平臺等）的集成。開發過程中需要進行多輪測試，確保平臺的穩定性和易用性。在平臺開發完成后，對教師和學生進行培訓，介紹平臺的使用方法和特點。根據技術發展趨勢，對平臺進行定期維護和升級，包括添加新的資源類型、提升系統性能、優化用戶體驗等方面。

3.3 以特色創新為引領，加強數字教學資源應用

針對不同學科和課程，開發專門定制化的數字教學內容。例如：在數學課程中，開發與現實生活問題相關的數學模型模擬軟件；在語言學習中，創建互動式語言實踐場景，如模擬旅行預訂、餐廳點餐等情境，以提高學習的實際應用性。結合不同學科的知識點和技能，設計跨學科的綜合課程。比如結合編程、數學和藝術，開發一門計算機圖形設計課程，讓學生在學習編程的同時也能學習圖形設計的基本原理和藝術審美。

將教學內容劃分為小型、易消化的模塊，這種微模塊化的教學資源可以讓學生根據自己的學習節奏逐步學習，也便于教師根據學生的具體需求快速調整教學計劃[5]。利用虛擬現實（VR）或增強現實（AR）技術，創建沉浸式學習體驗。如歷史課程可以通過虛擬現實技術重現歷史事件或場景，讓學生仿佛身臨其境地體驗歷史，從而加深對歷史事件的理解和記憶。鼓勵學生參與教學內容的創新和開發，如通過項目式學習，讓學生團隊設計和開發小型教學應用軟件或游戲，既可以培養他們的實踐能力，又可以豐富教學資源庫。定期舉辦教師專業發展研討會和工作坊，討論最新的教育技術和教學方法，鼓勵教師在課程設計和教學實踐中采用創新方法。

3.4 以學生發展為根本，加強數字化資源應用效果評價

制定一套全面的評價指標體系，涵蓋知識掌握程度、技能提升、創新能力、應用能力等多個方面[6]。

如對于科學課程，評價指標可以包括理論知識、實驗技能、科學探究項目質量等。采用定期評估和動態監控相結合的方式，定期評估可通過期末考試、項目報告等形式進行，而動態監控則是通過在線學習平臺實時追蹤學生的學習進度、參與度和交互情況。利用大數據分析工具分析學生的學習數據，如在線學習時間、活動參與頻率、測試成績等，以此來評估數字化資源的使用效果和學生的學習成果。

根據評價結果，及時調整和優化數字化教學資源，可能包括內容的更新、教學方法的調整、技術平臺的升級等。例如，如果發現某個在線實驗模擬軟件使用效果不佳，可以針對性地改進軟件的交互設計或增加更多的指導內容。通過這些措施，可以確保數字化教學資源的開發和應用更加貼近學生的實際需求，促進其全面發展，同時不斷提升教學資源的質量和有效性。

4 結束語

總之，基于智慧校園的數字化學習資源建設在提高教學效率和質量方面發揮著重要作用，同時為學生提供了更加豐富和個性化的學習體驗。為了適應這一教育發展的新趨勢，教師和學校管理者需要不斷更新教育理念和提升技術應用能力，積極探索和利用這些新興資源；同時，學生需要學會如何有效利用這些資源，以促進自己的全面發展。

5 參考文獻

[1] 趙世明，劉志峰.智慧校園背景下數字化學習資源建設研究[J].實驗教學與儀器，2022，39（6）：77-78.

[2] 吳艷潔.智慧校園背景下藝術院校數字化教學資源建設

[J].無線互聯科技，2023，20（18）：22-24.

[3] 史子新.數字化轉型下高職院校智慧校園建設的研究與實踐[J].信息記錄材料，2023，24（8）：17-19.

[4] 王靖夫.“1+2+3+N”智慧校園綜合體系的設計與建設[J].互聯網周刊，2023（21）：37-39.

[5] 王健，李康康，楊現民.高校智慧校園新一代網絡架構模式探索[J].中國教育信息化，2023，29（2）：93-100.

[6] 徐鵬.依托數字化校園平臺推進“智慧校園”建設探析

[J].長江信息通信，2023，36（8）：142-144.

作者簡介：齊菊紅，副教授。