基于教育OMO模式的智慧学境设计

罗松 浙江财经大学经济与管理实验中心

● 教育OMO

OMO（Online-Merge-Office）指打破线上和线下的界限，实现线上线下的深度融合。2017年11月，李开复在新零售领域首次提出了OMO概念，随着信息技术和互联网技术的发展，OMO已在多个领域发展起来，如盒马生鲜、京东超市、百度无人驾驶系列的自定位加地图重构等。教育OMO模式是从教育O2O模式与教育OAO模式衍生而来，由原来O2O线上线下并行系统、OAO的互补关系通过概念优势形成的融合关系。教育OMO模式是指以提升教学体验和教学效果为核心，通过云计算、物联网、大数据等新技术突破时空限制，构建全场景、全方位的无缝智慧学境，实现线上和线下的教育场景的深度融合，从而形成的一个开放、共享、个性化精准教学的教育教学模式。

● 教育OMO模式的智慧学境设计

1.整体设计

教育OMO智慧学境设计通过将虚拟的线上教育与现实中的线下教育相结合，进行虚实融合的智慧教育环境构建，即将课堂从真实的场景延伸到虚拟学习情境，使学校教室内的学习环境与线上教育学习直观地连接在一起，加强人与人之间的互动，提高资源的共享度。本文提出，运用云计算、人工智能、大数据、虚拟现实等技术赋能，可构建一套互动、协作、生态的“1+N+1”（一套多模块融合的统一管理平台、N个智慧教室、一套云端智慧学习平台）智慧学境设计方案。此方案的特点是：①融合应用录播、远程视频会议、多屏互动等信息系统构建数据互联互通的统一管理平台，实现终端用户技术透明化；②建设满足线上线下课堂教学同步进行、教学信息资源汇集、教与学互联互通的智慧教室；③整合优质教学资源，构建云端智慧学习平台，通过智慧云平台进行翻转课堂、云端课堂的个性化教学，引导学生进行探究式学习，变革传统教学的一言堂、满堂灌的教学方式，让学生在主动参与中进行学习，在探究问题的活动中获取知识，从而保证智慧学境的应用成效。

2.教育OMO智慧学境多模块融合统一管理系统

当前，由于各教育设备厂商主营业务的不同，许多高端的信息技术教育应用多为单个子系统，如全录播系统、远程双向视频会议系统、虚拟现实教学系统等，市面上很难找到一个完美集成应用的厂商。学校教育设备的采购也大多为按需逐个建设，各设备互不兼容，数据独立，无法实现数据共享和交换，最终形成了各个信息孤岛。因此，各教育应用迫切需要一套能够融合各个子系统的统一管理平台，实现数据的交换、共享与融合。

多模块融合统一管理系统就是对各个教育应用子系统实现统一管理、数据融合，其项目实施过程主要步骤如下：①源数据获取。通过数据接口从各个教育应用子系统中获取源数据。②数据转换。设置统一的数据标准，对获取的源数据进行数据转换、数据加载。③建立数据仓库。基层的数据模型进入操作数据存储（ODS），汇总的结果数据模型进入数据仓库（EDW）。④形成数据集市。通过关系数据模型、多维数据模型形成数据集市（DM），实现数据的分层与水平解耦。⑤统一管理应用。根据教育教学需要，设置前端应用模块，通过数据反哺，打通前端、后端、底层数据通道，最终实现对各系统的统一管理（如图1）。多模块融合统一管理系统为师生、学校主管部门、课室管理中心等核心人员提供教学和管理服务，同时通过数据应用，把更多的公共数据沉淀到数据仓库中。

3.教育OMO智慧学境智慧教室设计

教育OMO模式下的智慧教室就是运用现代信息技术构建的面向数字、面向未来的教室，它是借助物联网技术、云计算技术和智能技术等构建起来的新型教室。相对于传统教室的固定和严谨，智慧教室更多的是从学生的角度考虑，通过运用先进的技术手段，使教学环境更加具有实践创新氛围，为学生的个性发展、小组协作、自主探索提供保障，真正实现“学习”无所不在。网络无缝接入和资源共享服务的智慧教室是开展学校课堂教学改革的重要支撑环境，笔者认为，其设计可以从环境、技术两个角度展开。

（1）环境

智慧教室内要求能够根据不同的教育需要切换不同的教育场景，因此，可以通过灵活的多媒体技术、桌椅设计、无线技术等空间布局技术实现教育场景的自由切换。教学基础设施的设计：部署相应的传感器和控制器件设计教室的温度、湿度、声学、光学等物理环境，即通过运用物理网技术实现对物理环境的整体控制。多媒体教学设施选择：根据国家标准部署电、声、影、像等多媒体设备以用于满足各类教学的需求，如视频矩阵、大屏系统、影像采集设备、音频设备等。桌椅的选择：多考虑教学的灵活性，讲台可以自由升降，学生桌椅可以自动拼接、拆分，所有的设计符合人体工学要求。色彩的选择：根据学生的年龄层确定色彩的基调，部署墙面色调、桌椅色调，再通过灯光效果，实现色调转换。

（2）技术

基于教育OMO的信息技术应用包括VR技术、三播（点播、录播、直播）技术、人工智能技术、物联网技术、大数据等。

①VR系统。VR系统在教育中应用，本质上还是作为媒体传播的介质。通过虚拟现实技术利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟教育空间，对于一些在现实世界中无法呈现的知识点，可以运用虚拟场景呈现给学生，这样不仅拓展了学生的视野，更能给学生以直观感受，从而有助于学习内容的记忆存储。

②三播（录播、直播、点播）技术。首先，录播技术主要是运用全自动导播、视音频采集技术实现对智慧教室内课堂教学的全景录播，不仅包括对教师、学生、屏幕教学过程的全景录制，还包括对远端教学互动的录播。其次，教学过程可以根据教学需求选择是否以直播的方式同步呈现给远端学生，实现优质资源共享。最后，对录制好的课堂，可以通过学习平台实现课程点播。

③AI系统。智慧学习环境中必不可少的就是人工智能技术。通过语音识别、人脸识别、神经网络、行为分析等人工智能技术实现课堂教学自动考勤、学生行为分析、教学评估，从而实现教与学的提升。

④物联网技术。通过在教学终端部署各类传感器以及控制器，获取教室内教学设备、环境设备等各类基础数据，实现教学过程的全方位智能感知、动态控制。

⑤大数据。结合物联网、互联网技术实现教学过程数据的获取，并通过数据挖掘、数据分析、深度学习等大数据技术实现对学生的学习和教师的教学以及教学管理的精准服务。

4.教育OMO智慧学境云端智慧学习平台设计

教育OMO模式下云端智慧学习平台是整个智慧学境的灵魂所在，是连接线上线上的桥梁，也是教育OMO实现的基础。平台能够实现线上、线下、同步、异步等多维度教育场景的互联互通。平台的设计以OMO融合为基调，能够冲破时空限制，满足全空域、全时域教与学的要求。结合教育OMO，笔者设计了云端智慧学习平台的系统架构，如图2所示。

● 结语

基于教育OMO模式的智慧学境能够满足“互联网+教育”的要求。从宏观层面来讲，教育OMO模式的智慧学境能够兼顾传统面对面线下教育以及现代线上教育的优点，在满足身临其境学习需求的同时，能够打破时空限制，实现随时随地的泛在学习，实现教育教学的个性化、精准化、智能化。从微观层面来说，在教育OMO模式的智慧学境中，学校教与学模式、教学过程、评价等会发生显著变化，能够更好地促进学生的学习效果提升。