林鄧偉

（焦作大學(xué)信息工程學(xué)院，河南 焦作 454000）

1.高校教育資源共建共享的研究背景

1.1 高校教育資源共建共享現(xiàn)狀分析

高校教育資源作為高等教育的一部分，是影響我國高等教育事業(yè)改革和發(fā)展的重要因素之一。近年來，我國高度重視高校教育信息化和教育資源的建設(shè)與發(fā)展問題，早在2012年的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011—2020)》中就將教育信息化的“融合創(chuàng)新”作為了工作重點，指出了大力促進信息技術(shù)，尤其是以 5G技術(shù)為代表的各種新興信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的核心理念[1]。黨的十九大和十三屆全國人大一次會議把“發(fā)展公平而有質(zhì)量的教育”作為我國新時期教育事業(yè)的重大政治改革與發(fā)展的總體方向[2]。2019年，教育部在《關(guān)于促進在線教育健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》中提出，要“實施教育大資源共享計劃，加大在線教育資源的研發(fā)和共享力度，加快線上線下教育融通，擴大優(yōu)質(zhì)教育資源的輻射面。同時要鼓勵職業(yè)院校、普通高校、科研院所、企業(yè)等密切合作，推進在線教育產(chǎn)學(xué)研用一體化發(fā)展”[3]，彰顯了教育資源對于縮小教育鴻溝，提升教育質(zhì)量的重要性。

如何順應(yīng)時代發(fā)展，有效化解我國優(yōu)質(zhì)教育資源共建共享面臨的諸多瓶頸問題，提升優(yōu)質(zhì)教育資源的綜合利用水平,“發(fā)展公平而有質(zhì)量的教育”,為高校教育教學(xué)資源共建共享賦能，促使高校各類資源的深度融合，進而為教育革命性轉(zhuǎn)型提供關(guān)鍵支撐，也已成為新時代我國教育改革的重要內(nèi)容。

近年來，我國教育信息化水平不斷提高。2019年3月，上海工程大學(xué)成為全國第一個實現(xiàn)5G全覆蓋的高校。之后，我國各地高校都在積極推進5G全覆蓋試點建設(shè),并在此基礎(chǔ)上開展多項“5G+”的深度應(yīng)用。目前，越來越多的高校、科研單位、企業(yè)聯(lián)合共建5G創(chuàng)新中心,推動5G技術(shù)標準、產(chǎn)品、方案的全面落地，5G建設(shè)背景下的跨地區(qū)教學(xué)資源共建共享研究已充分具備現(xiàn)實基礎(chǔ)。

1.2 資源共建共享過程中的瓶頸分析

我國目前的高等教育資源共享水平已有所發(fā)展，但從全局的角度來看，隨著應(yīng)用的不斷深入，各類需要破解的難題也已經(jīng)凸顯。

（1）資源的共享缺少統(tǒng)一合理的調(diào)配和管理，資源的內(nèi)容同質(zhì)化現(xiàn)象嚴重，資源共享的觀念陳舊，資源建設(shè)的交叉與融合也難以實現(xiàn)。傳統(tǒng)觀念中的“門派”之分，學(xué)科的封閉性，以及各類教育資源建設(shè)、提供機構(gòu)間的差異性，使各類高校、科研院所、企業(yè)等對其所獲得的優(yōu)勢資源當成私有資產(chǎn)，對共享的認知觀念陳舊，使得教育資源公開程度不高，也缺少對資源系統(tǒng)統(tǒng)一的資金投入和管理體制。例如：高校內(nèi)部的一些資源建設(shè)小組大多以小型、封閉式居多，一旦所建項目結(jié)項，建設(shè)小組或是解散，或是閑置。此外，許多高校只重視數(shù)字資源共享，忽視了物質(zhì)資源及資源建設(shè)過程信息的價值，如項目立項經(jīng)驗、管理服務(wù)方法、建設(shè)團隊情況、建設(shè)的環(huán)境、資源應(yīng)用轉(zhuǎn)化情況等。不同的高校、科研院所、企業(yè)等零散建立的共享平臺由于“煙囪式”建設(shè)模式而成為信息孤島，業(yè)務(wù)流程整合度低，人員缺少溝通交流，更談不上通過資源深度共享而形成共識和協(xié)議，資源建設(shè)的交叉與融合也很難順利實現(xiàn)[4]。

（2）優(yōu)質(zhì)教育資源的數(shù)量有限且分布不均勻，不能滿足所有學(xué)生的需求。我國的一般教育資源數(shù)量較大，優(yōu)質(zhì)資源數(shù)量較少，且優(yōu)質(zhì)資源大多集中在少數(shù)重點高校內(nèi)。從地域上看，不僅城鄉(xiāng)差異大，不同經(jīng)濟水平地區(qū)間的差異也較大。例如：中西部地區(qū)院校在教學(xué)雙師素質(zhì)、生均教學(xué)設(shè)施設(shè)備值等方面的水平整體低于東部地區(qū)。此類問題究其根本原因還是因為資金問題，以河南省高職院校為例，2019年河南省高職在校生679144人，位居全國第3位，北京市高職在校生 58221人，位居全國第21位。然而生均撥款北京為68902元，遙遙領(lǐng)先河南省的生均撥款13663.34元。由此可見，教學(xué)資源存在明顯的區(qū)域和院校不平衡性。

（3）教育資源開放共享呈現(xiàn)出“重建設(shè)、輕應(yīng)用”的趨勢，已開放共享的項目使用率低，效果并不理想。經(jīng)過教育信息化發(fā)展后，各地區(qū)結(jié)合實際情況，建設(shè)了大量的數(shù)字化教育資源共享平臺，資源數(shù)量已十分豐富，但卻存在缺少資源開放共享保證體系，資源獲取渠道了解不足，下載收費，高質(zhì)量資源數(shù)量種類不滿足需要，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境受限等多方面困難。與此同時，資源的內(nèi)容同質(zhì)化現(xiàn)象嚴重，區(qū)域與區(qū)域之間、高校與高校之間，甚至同一高校不同院部之間多頭建設(shè)、重復(fù)建設(shè)、低端建設(shè)現(xiàn)象十分嚴重。例如：有一些基礎(chǔ)類的課程資源，基本大同小異，有些甚至僅僅為了完成教學(xué)任務(wù)，再加上每個課程資源投入都有限，無法形成競爭優(yōu)勢，造成資源浪費。已建資源不重視實際應(yīng)用，不能有效更新優(yōu)化和智能推送，適應(yīng)性差，無法滿足個體學(xué)習(xí)實時個性化需求的問題[5]。此類資源對于提升高等教育質(zhì)量的作用有限，難以形成規(guī)模和氣候，也就難以推廣和應(yīng)用，數(shù)字資源開放共享的效果并不理想[6]。

2.5G背景下高校教育資源共建共享平臺框架研究

在第五代移動通信技術(shù)(簡稱5G)的建設(shè)背景下,“萬物連接”已具有可行性。5G技術(shù)與大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實、高清視頻、物聯(lián)網(wǎng)通信等技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生了豐富的應(yīng)用場景，給社會各個領(lǐng)域帶來了新契機和新挑戰(zhàn)，也為高等教育資源的建設(shè)與發(fā)展注入了新動能。

優(yōu)質(zhì)教育資源的建設(shè)與傳輸從本質(zhì)上可以被認為是一種借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以網(wǎng)絡(luò)平臺為載體的傳播活動。傳輸效率是優(yōu)質(zhì)教育資建設(shè)與傳輸配送的基礎(chǔ)與核心。5G具有超高速率、超低時延、超大連接的特性，高度契合了我國高等教育跨地區(qū)教學(xué)資源共建共享的需求。5G技術(shù)對于建立高校優(yōu)質(zhì)教育資源共建共享平臺，形成一套全新的更加開放、更加可持續(xù)、更加公平而有質(zhì)量的全新教育生態(tài)體系，實現(xiàn)全國高校教育信息與實體資源的開放共享和均衡發(fā)展，最終實現(xiàn)我國高等教育現(xiàn)代化具有重要意義。

本文所構(gòu)建的高校優(yōu)質(zhì)教育資源共建共享平臺體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，平臺的用戶包含了政府有關(guān)機構(gòu)、各類高校、科研院所、企業(yè)、個人以及資源服務(wù)中介機構(gòu)，這些用戶既是高校教育資源的需求方，同時也是建設(shè)方。

圖1 高校優(yōu)質(zhì)教育資源共建共享平臺系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 基礎(chǔ)支撐層

基礎(chǔ)支撐層用于提供數(shù)據(jù)集成和計算能力支撐服務(wù)，是高校教育資源生產(chǎn)和建設(shè)的保障，提供了平臺運行過程中所需要的各類物聯(lián)感知設(shè)備、5G通信網(wǎng)絡(luò)、分布式中心數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器等基礎(chǔ)設(shè)施。

其中，各類感知設(shè)備通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從周圍真實物理環(huán)境中實時、動態(tài)地收集數(shù)據(jù)，一方面與教育資源相銜接，加快教育資源信息化的進程；另一方面，促進教育資源中物質(zhì)資源的閑置與浪費。收集到的數(shù)據(jù)格式化后通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸至服務(wù)端系統(tǒng)，完成了底層數(shù)據(jù)積累。

分布式中心數(shù)據(jù)庫用于存儲各類資源共享信息，大體上可以分為以下三類。

⑴ 資源信息共享庫，其中包括:①資源的啟動、立項以及建設(shè)過程信息，這類信息的共享主要用于解決低水平的教育資源立項和重復(fù)立項等問題；②資源的基本信息，如：資源承擔單位和負責人、資源使用方向、創(chuàng)新點等，也包含資源的管理部門及使用者對于資源的反饋和評價等；③資源的管理信息，如：資源在建設(shè)實施過程中形成的工作計劃、經(jīng)費預(yù)算、相關(guān)報告等方面相關(guān)資料等，這類信息的共享可以為需要進行資源建設(shè)及研究的組織機構(gòu)提供數(shù)據(jù)參考，也可為相同方向的資源建設(shè)團隊尋求合作伙伴；④資源建設(shè)中使用的大型儀器設(shè)備、各類實驗室、實踐基地等物質(zhì)資源共享信息，這類信息的共享目的在于將高校各類具有重復(fù)、單一、分散、封閉特點的物質(zhì)資源進行重新配置，使資源更加合理地開放共享，消除因重復(fù)投入及重復(fù)建設(shè)所造成的資源浪費，促進教育資源公平[7]。同時，通過建立以經(jīng)濟利益為核心的共享激勵機制[8]，進一步提高資源利用效率。

⑵ 專家人力資源共享庫，其中包括建設(shè)優(yōu)質(zhì)教育資源的專家學(xué)者及其團隊成員的基本信息，如姓名、專業(yè)、職稱、研究方向、所屬機構(gòu)，參與資源建設(shè)情況、成果、工作進展、任務(wù)分工等多方面的信息。人力資源是優(yōu)質(zhì)教育資源建設(shè)、傳播和應(yīng)用的重要媒介和創(chuàng)新者，是高校資源中最具能動性的生產(chǎn)要素，以往的資源共享往往只重視數(shù)字資源的共建共享，忽視了優(yōu)質(zhì)人才及團隊的共建共享，資源建設(shè)團隊之間缺少溝通和交流。通過此類共享庫，可以促進人才資源跨區(qū)域的流動，相同研究方向的團隊和個人在資源建設(shè)過程中可以通過合作實現(xiàn)人力、財力、物力等資源的共享，從而實現(xiàn)高質(zhì)量的資源共建共享。

⑶ 教育資源成果共享庫，其中包括了各類教育資源項目最終形成的各類成果，既包括了如文獻資源、學(xué)術(shù)著作、儀器設(shè)備信息、網(wǎng)絡(luò)視頻、圖書文獻、指導(dǎo)案例、試題庫、多媒體及網(wǎng)絡(luò)課件、統(tǒng)計報告、項目檔案等正式的結(jié)項成果，也包括了時間與成本計劃、團隊成員分工、風(fēng)險規(guī)避、資源配置心得體會、經(jīng)驗技巧、管理辦法等非正式的隱性知識成果資源，這類隱性資源蘊含著豐富的知識和信息，經(jīng)過有效的挖掘、整理、存儲和共享后，無論是對團隊還是個人都是很有價值的，也應(yīng)該劃入高校優(yōu)質(zhì)教育資源中加以重視。

這三類共享庫相互聯(lián)系，形成一個整體，為高校教育資源共享提供全面的支撐，也為今后的大數(shù)據(jù)分析及人工智能教學(xué)活動等提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

5G通信網(wǎng)絡(luò)是跨區(qū)域的資源共建共享數(shù)據(jù)傳輸不可或缺的核心。5G 網(wǎng)絡(luò)三大主流業(yè)務(wù)中的增強型移動寬帶(eMBB)和超高可靠性低延時通信(uRLLC)滿足了高校教育資源中對高清視頻、VR/AR、云游戲、同步互動教學(xué)等業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)承載能力的需求；大規(guī)模機器類型通信(mMTC)利用強大的連通能力，滿足低成本、低功耗、小流量通信網(wǎng)絡(luò)條件下萬物互聯(lián)的需求，促進垂直資源融合[9-10]。

通過5G通信網(wǎng)絡(luò)與各類感知設(shè)備的應(yīng)用，可以實現(xiàn)遠程的推送部署，從而面向區(qū)域、學(xué)校、個體進行大規(guī)模、高速率的資源傳送，打破了校內(nèi)校外、課上課下以及不同專業(yè)間的數(shù)據(jù)壁壘。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)層

關(guān)鍵技術(shù)層為各類高清、動態(tài)、三維教育資源的應(yīng)用服務(wù)提供技術(shù)支撐，由統(tǒng)一接口及認證服務(wù)平臺和一站式數(shù)據(jù)分析服務(wù)平臺兩個主要部分組成。其中，統(tǒng)一接口及認證服務(wù)平臺是為各類不同平臺提供安全開放、高效管理和方便移植的中間件，包括各類用戶接口、API接口、統(tǒng)一身份認證及角色與權(quán)限分析等。一站式數(shù)據(jù)分析服務(wù)平臺由數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)服務(wù)三個子模塊組成，實現(xiàn)了對底層海量數(shù)據(jù)的存儲、匯聚、挖掘、分析、融合等功能，可以為上層提供可視化共享服務(wù)。

2.3 應(yīng)用場景層

應(yīng)用場景層包括了應(yīng)用終端、國家及區(qū)域的教育資源共享平臺統(tǒng)一門戶以及各類細化應(yīng)用場景。其中，應(yīng)用終端包括了VR/AR、學(xué)習(xí)終端、機器人、3D打印機等終端設(shè)備。最終用戶包括政府機構(gòu)、高校、企業(yè)、科研機構(gòu)以及第三方資源服務(wù)中介機構(gòu)等，他們既是資源的使用者，也是資源的建設(shè)者。第三方資源服務(wù)中介機構(gòu)是獨立于資源的供需雙方的第三方專業(yè)服務(wù)機構(gòu)，需要在政府引導(dǎo)、市場經(jīng)濟和社會文化多項因素的共同作用下發(fā)展。引入第三方機構(gòu)的目的在于建立起以經(jīng)濟利益為驅(qū)動的資源共建共享機制，使各類教育資源的價值最大化。通過匯聚各類有償優(yōu)質(zhì)資源的供需信息，提供在線買賣，針對各級共享資源進行評估，從第三方角度給出診斷性評估意見，將閑置的資源最大地利用起來，對參與共享的雙方進行約束和引導(dǎo)，形成信用環(huán)境，提升高校教育資源供需雙方參與共建共享的熱情，從而促進優(yōu)質(zhì)資源的可持續(xù)發(fā)展。

國家教育資源共享平臺門戶統(tǒng)一認證的信息門戶在5G技術(shù)的支持下，為各級各類應(yīng)用主體機構(gòu)提供基礎(chǔ)支撐和協(xié)調(diào)管理服務(wù)。區(qū)域教育資源共享服務(wù)平臺主要作用在于豐富本地資源、加大覆蓋面、推廣和深化應(yīng)用。

5G技術(shù)與VR/AR、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)融合，可以滿足交互、沉浸學(xué)習(xí)和“萬物互聯(lián)”的智能教學(xué)環(huán)境的現(xiàn)實需要，將滲透到人類社會的各個領(lǐng)域，推動信息交互方式的升級，構(gòu)建起以學(xué)生為中心的全方位資源共建共享生態(tài)系統(tǒng),開啟教育新階段。

⑴ 5G 高清互動課堂。5G高清互動課堂利用5G的技術(shù)優(yōu)勢，可以實現(xiàn)4K/8K級別的遠程教學(xué)和直播教學(xué)。課堂教學(xué)中的設(shè)備皆可納入5G網(wǎng)絡(luò)，通過人機之間多元化的交互，全面立體采集學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)及AI技術(shù)，實時動態(tài)更新課堂教學(xué)過程，再針對每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，在云端知識庫調(diào)取有針對性的學(xué)習(xí)輔導(dǎo)方法及試題，從而提供更準確、更科學(xué)的教學(xué)數(shù)據(jù)分析和學(xué)生健康評價[11]。

⑵ VR/AR沉浸式教學(xué)。5G技術(shù)的出現(xiàn)消除了網(wǎng)絡(luò)延時的影響，擴大了視頻內(nèi)容的容量，讓VR和AR應(yīng)用于沉浸式教學(xué)有了可行性，讓學(xué)生和老師在學(xué)習(xí)實驗過程中可以突破地域及人數(shù)的限制，實現(xiàn)異地多人交互協(xié)同，身臨其境地體驗現(xiàn)實中難以到達的場景和活動，通過虛擬現(xiàn)實場景生成技術(shù)、基于圖形和圖像的混合智能建模技術(shù)等設(shè)計教學(xué)活動，引發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)習(xí)效果。

⑶ 遠程/在線教育。遠程/在線教育是“5G+智慧教育”“最后一公里”的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是高校教育資源的重要組成部分。利用5G網(wǎng)絡(luò)改善區(qū)域間優(yōu)質(zhì)教育資源分布不均的情況，為通過遠程/在線教育進行學(xué)習(xí)的學(xué)生提供各種形式的遠程課堂，還可以根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)效果反饋進行有效的分析指導(dǎo)，滿足學(xué)生隨時隨地學(xué)習(xí)的需要，促進優(yōu)質(zhì)教育資源的共享和應(yīng)用[12]。

⑷ 5G信息安全體系以及技術(shù)規(guī)范與保障體系。技術(shù)規(guī)范與保障體系、網(wǎng)絡(luò)與信息安全體系是高校優(yōu)質(zhì)教育資源共建共享平臺系統(tǒng)架構(gòu)的支撐與保障，為平臺提供多個層面的安全保護，也為高校教育資源的合理、合法、可持續(xù)利用提供了支持。此部分應(yīng)由政府相關(guān)部門牽頭建設(shè)，支持高校教育資源共享的健康、可持續(xù)開展。

3.研究的意義

3.1 促進高等教育智能化改革

5G技術(shù)背景下，通過AI、AR/VR全息技術(shù)、高清直播等技術(shù)的創(chuàng)意應(yīng)用，將使更加智能的教育方式在教學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，幫助學(xué)生體驗現(xiàn)實生活中難以接觸到各種學(xué)習(xí)場景，智慧化的沉浸式課堂將全方位增強學(xué)生的學(xué)習(xí)認知。

3.2 促進高等教育特色化改革

5G技術(shù)消除數(shù)據(jù)壁壘，促進課程間的無縫融合，有效解決了傳統(tǒng)校園網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)傳輸中面臨的難題，破解了教育資源供給“千人一面”的困境[13]。未來高校的教育資源應(yīng)變被動為主動，積極適應(yīng)個體的個性化需求，全面實時地為學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和場景，通過全面的信息感知與分析為學(xué)生推薦更加有效的學(xué)習(xí)資源，實現(xiàn)從“人找信息”到“信息找人”的轉(zhuǎn)換[14]。

3.3 促進高等教育公平化改革

5G強大的技術(shù)優(yōu)勢有助于實現(xiàn)教育公平化改革，時空、內(nèi)容、媒介等都不再成為學(xué)習(xí)的障礙。通過物聯(lián)網(wǎng)將海量的設(shè)備、系統(tǒng)、終端連通，將優(yōu)質(zhì)教育資源實時地共建、共享和互聯(lián)互通，實現(xiàn)全國高校教育信息與實體資源的開放共享和均衡發(fā)展，促進“發(fā)展公平而有質(zhì)量的教育”。

3.4 促進高等教育生態(tài)化改革

5G技術(shù)使教育資源在技能培訓(xùn)、業(yè)務(wù)管理、校園服務(wù)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等多個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)中得到智慧應(yīng)用，推動以“學(xué)習(xí)者為中心”的智慧教育生態(tài)系統(tǒng)的建立，推進業(yè)務(wù)流程的全域整合和創(chuàng)新轉(zhuǎn)型，為學(xué)生構(gòu)建具有網(wǎng)絡(luò)化、融合化、數(shù)字化、智能化特征的智慧教育生態(tài)系統(tǒng)[15]。