上海开放大学：构建实时融合的智慧学境

　　智慧学习环境的创设将决定智慧学习生态的形成，智慧学习环境应具有为学习者创建可过程记录、可情景识别、可环境感知、可社群联接等功能，促进学习者便捷、灵活和有效地学习。同时智慧学习环境也是构建全民终身教育新体系的智慧载体，它将使“人人皆学、处处能学、时时可学”成为现实。

　　为此，上海开放大学OMO智慧学习中心应运而生，OMO智慧学习中心以构建线上线下全场景融合的教学为目标，以物联网、人工智能、5G+全息直播、虚拟现实等各类新技术为支撑。

整体设计

　　PST是教学法（Pedagogy)、空间（Space）、技术（Technology）的英文单词首字母缩写，是由澳大利亚昆士兰大学的大卫·拉德克利夫教授等人在2008 年实施 “下一代学习空间”项目中提出的，旨在帮助各个院校创设新型学习空间，以学习结果为导向，促使师生有效地投入学习，以获取最佳学习效果。PST框架包括教学法、空间和技术三个要素。教学法为技术与学习空间相结合提供了方向；学习空间促进了教学法并将信息技术融于其中；技术反过来提高教学方法的应用效果，拓展学习空间的范围。三个要素之间密切关联，相互协调与促进。在当前教育大数据不断发展的背景下，上海开放大学OMO智慧学习中心以教学法、空间和技术有机融合为基础，以学习结果为中心，完成了OMO智慧学习环境的构建，如图1所示。

　　1. 教学法（T）为技术（T）与空间（S）相结合提供方向

　　智慧学习中心中的教学法，以线上线下融合的异步和同步学习为主，翻转课堂、情境案例教学、体验式教学、探究式教学、分组协作教学等都是常见的OMO智慧学习模式。教学法的设计需要关注线下课堂与线上学习的融合，从而解决“如何基于学习者特点组合智慧学习环境下的多种教学方式、空间和技术，实现线上线下融合的灵活教学，最终达到最优学习效果”的问题。

　　教学活动是教学实施的关键，OMO智慧学习教学活动设计以学习者为中心，以预期学习结果为导向，设计线下线上学习活动，同时将教学资源、技术工具及教师支持进行有效整合。OMO智慧学习活动包括吸收型、探索型、辩论型、实践型、模仿型、创造型、反思型等多种类型。学习活动要注重交互设计，包括学生与学生、学生与教师、学生与内容等相关互动设计，在实际智慧学习中可进行抢答、分组协作、即时提问等多种线上线下互动方式，使教师、学生、教学内容、技术等各要素之间有效融合，激发学生学习兴趣。同时，遵循“学习活动难易度要有起伏，且要有及时反馈”的设计原则。

　　2. 空间（S）促进教学法（P）并将技术（T）融合于其中

　　空间的建设包括环境、设施配置和布局，其主要目标是满足教师和学生上课的需求，支持协作、互动、讨论等多种学习方式的有效进行。OMO智慧学习中心的空间建设主要解决以下问题：如何以教学为核心目的，服务各类开放学习者(学历教育、非学历培训、终身学习)，打造线上线下教学、评价、数据管理一体化的智慧学习空间。上海开放大学OMO智慧学习中心通过对传统教室和传统教学全面优化和重构，打造了37间不同类型的智慧学习空间，可提供智能环境、智能学习、智能管理、智能服务等多项功能。改造后的OMO智慧学习中心共分为五层，一层主要包括智慧教学观摩中心、学生活动中心、数字阅览室和小型直录播室，提供非正式学习、社交学习、互动体验等智慧服务。二至五层主要为智慧学习、智慧实训空间，包括通用智慧教室、精品直录播教室、协作型智慧教室、大型智慧教室、语音实验室、智慧实训教室、研讨室和教师准备室。

　　为方便灵活学习，在空间建设方面做了如下处理：

　　（1）灵活可移动的课桌椅，提供灵活的布局，方便不同教学活动之间的转换。通过灵活的课桌椅摆放，配合不同的教学，同时通过一些排布方式，例如一般授课型、U字聚焦型、小组讨论型等，配合师生更好地完成教与学活动。

　　（2）提供能够支持多种教学方法的空间布置。OMO智慧学习空间划分为学习区域、授课区域、非正式学习区、正式学习区，可提供不同的学习场景，方便学生进行正式与非正式无缝泛在学习。

　　（3）通过智能移动终端、直播教学平台、视频会议等工具，支持线上线下同步互动，同时支持师生将笔记本电脑、平板电脑或智能手机的界面随时无线投屏，方便协作、分享与交流。

　　3. 技术（T）提高教学法（P）的应用效果并拓展空间（S）的范围

　　智慧学习中心技术的建设包括智慧学习中心的整体技术架构、智慧教室的物联设施设备、智慧课堂教学软件、学习分析和教学评估服务、线上线下技术、数据的融合等方面的内容。其中，整体技术架构是指导智慧学习中心技术建设的顶层框架，如图2所示，主要由五层组成。

图2 OMO智慧学习中心的整体技术架构

　　第一层是智慧环境层，包括智能技术和教学设施设备建设；第二层是决策支持层，构建了线上线下一体化的学习评估即可视化管理系统，包括OMO课堂参与数据、多模态数据、学习体验轨迹、智慧学习空间实验、OMO考勤分析和学习成果等多方面数据，为学习分析和教学评估服务做好支持；第三层是智慧教学整合服务层，包括OMO智慧课堂教学服务和物联智能教学支持服务，OMO智慧课堂教学服务为智慧学习提供线上线下融合的课堂互动教学、资源智能推送、教学实时反馈，教学督导评价等功能。物联智能教学支持服务提供空间管理、终端管理、一卡通等服务，以便于智慧管理，从而节约管理成本；第四层是终端体验层，包括多终端智慧学习体验入口；第五层是开放用户层，包括上开师生、管理人员及市民学习者等。

技术特色

　　为了打造灵活个性、可支持多种场景混合的智慧学习空间，实现多方面的融合成为智慧学习空间的特点，技术的整合与创新将旨在解决教管融合、课堂融合、双师融合和数据融合这四方面的问题，从而完成OMO融合的智慧学境的核心技术支撑。

　　1. 教管融合：线上线下教学资源、教学过程、形成性考核相融合

　　OMO融合的智慧学境通过远程在线学习和课堂智慧学习平台的融合，打造构建“线上线下实时融合的一体化混合式智慧学习平台”。其中，在线学历学习平台服务于师生在线学历教学，是集招生录取、教、学、习、考、管和支持服务为一体的全学习周期综合服务平台；开放课程学习平台面向社会学习者开放，为市民创建开放的学习环境，满足上海开放大学开展学历与非学历教育需求，提供非在线开放课程学习、非学历培训教学及学习过程管理服务。

　　上海开放大学OMO智慧学习中将在线学历学习平台与开放课程学习平台进行融合，打造了线上线下一体化的混合式智慧学习平台，如图3所示。平台突出教管融合，满足多样化学习需求，有效地将学习资源、学习活动、媒体工具、教学评估和辅导教师等进行整合，以实现多种学习方式的灵活组合。

图3 线上线下一体化混合式智慧学习平台

　　2. 课堂融合：面对面课堂和线上学习相融合

　　OMO智慧学境以复合多变的线下智慧学习空间融合线上网络学习空间，满足课前、课中、课后、课外的学习和服务，提供全学习周期服务，全过程质量控制，支持灵活学习，促进学生主动式学习。现场互动课堂教学和远端同步课堂互动如图4所示，支持现场互动课堂教学和线上远端同步课堂的实时互动，提供多屏互动、随堂测、抢答、讨论、教学反馈、资源共享、分组等实时互动功能，支持现场和远程学生同时参与教学活动。

图4 线上线下同步教学

　　同时，5G+全息技术的应用为富情景化体验学习提供新的可能，全息课堂、全息讲座等形式的出现使得线上教师和现场教师相融合的教学模式成为可能。图5为全息课堂的采集端和显示端。

图5 全息课堂的采集端和显示端

　　3. 双师融合：教师和AI助教相融合

　　智能助教为实现双师课堂带来了新的启示，OMO智慧学习中心完成了教师和AI助教协同教学的构建模式，实现AI时代的教学共同体，为学习者提供更加个性化的线上线下融合的智慧学习场所。

　　上海开放大学智慧学习平台通过整合AI助教，实现了在线双师模式，智慧学习平台以课程内容为主，梳理各类知识点，构建专题知识库，打造在线AI助教，为在线学习者提供了个性化在线学习支持服务。学习者登录学习平台后，即可与AI助教进行课程问答、课程练习答疑等互动。

　　4. 数据融合：线上线下教学全过程数据分析相融合

　　OMO融合的智慧学境，在数据融合方面需要实现线上线下教学全过程数据分析的融合，通过物联智能设备、智慧课堂教学系统等，进行全过程线上线下的数据采集；基于数据驱动的学习分析和教学评估可实现整体教学评估和整体运营可视化；学习分析和教学评估能使智慧学习中心不断调整优化，为智慧学习中心提供全数据反馈机制。

应用成效

　　上海开放大学OMO智慧学习中心为上海市终身学习领域提供了一个适合学历、非学历培训、终身学习场景的示范性OMO智慧学习空间。中心采用融合化的设备和技术，实现线上线下实时融合的教与学，融智慧环境、智慧学习、智慧管理、智慧服务等功能于一体，支持教学、实验、评价、管理等完整教育闭环，全常态的智能感知和智能服务，为教师开展多样化教学提供辅助，为学习者的主动式、个性化学习提供美好学习体验。

　　2020秋学期开学伊始，学校教学部门全面使用各类智慧空间进行OMO智慧教学、教学研讨和教师培训等。2020秋学期已进行954节线上线下混合直播教学活动，总时长超过1430个小时，线上线下参与的学生人数达到2万余名。其中51%通过在线直播方式参与各项活动，有83.25%的教师在教学活动中通过各类交互工具实现线上线下的师生互动。对9513名学生的即时满意度调查显示，满意度为97.52%。

　　为帮助教师熟悉智慧学习中心的教学环境，提升在智慧教室中的授课能力，学校前期组织开展了面向全体总校教师的智慧教室基础应用培训，该培训采用线下实地培训（含体验、面授培训和实操练习三环节）和线上专题学习相结合的模式，有近百位教师参与培训。培训后近50位教师参与了智慧学习中心教学培训，并填写了《智慧教室基础应用培训调研问卷》，调研结果显示如下：

　　1.教师希望使用的教室Top3：通用型教室、精品教室、协作型教室。此三类教室均可满足OMO同步直播教学，支持小组协作、网络资源访问、线上线下混合学习等活动，精品教室相较于通用型教室，可实时追踪拍摄教师移动、AI智能分析学生上课表现的功能；协作型教室突出现场协作与远程协作的同时开展。

　　2.使用频率最高的智慧学习中心设施，其中线下智慧学习空间为无线投屏功能、多屏互动、一键上下课、分组协作融合；线上网络学习空间为直播互动、直播摄像头自动追踪、直播画面切换。

　　3.针对如何开展OMO智慧教学，教师所希望得到的支持内容排名如图6所示，OMO教学设计和活动开展，以及学习分析助力教学已成为教师主要需求，教师迫切需要OMO智慧学习环境支持，例如线上线下签到、同步教学互动、学习行为记录等方面。

图6 教师所希望得到的智慧教学支持项调查

　　根据PST框架，OMO智慧学习中心未来将从教学法、空间和技术三个维度持续优化。在教学法方面，进一步研究如何注重以学习效果为导向，线上线下融合、完全在线等多种学习方式灵活搭配，搭建更有韧性的智慧学习环境；在空间建设方面，考虑如何建造跨越时空障碍的智慧学习空间，打造“下一代数字环境”，实现能够以线上线下混合同步或异步方式，为更多学生提供灵活的学习体验；在技术应用方面，基于区块链、大数据和AI新技术，思考如何建设终身学习成果的记录和输出平台，进而衡量学习者个人“学习能力”和“学习信用”。同时，思考如何基于增强感官体验MR、5G+全息技术，为富情景化体验学习提供支持。（责编：朴艺娜）

　　作者：肖君、朱晓晓、臧宏（上海开放大学信息化建设与管理办公室）