新形势下教学资源管理系统发展研究*

毕振波 ，张 威 ，吴远红 ，管林挺

（1.浙江海洋大学 数理与信息学院，浙江 舟山 316022；2.浙江省海洋大数据挖掘与应用重点实验室，浙江 舟山316022）

一、引言

教学资源管理是通过对教学资源的计划、组织、协调和评价，以实现既定教学目标的活动过程，先进的教学资源管理系统具有促进主动式、协作式、研究型和自主型学习的功能，是形成开放、高效的新型教学模式的重要途径。[1-2]进入新世纪以来，随着信息技术的高速发展，从教育部到各省（市）教育厅，从高等院校到中小学，从学校到民间，许多的教学资源管理系统（国家精品课程网、各省市精品课程网、各高等学校和中小学精品课程网、慕课、微课网、社会组织建设的教学资源网、国外引进的优秀视频课程等）被建设起来。[3-4]10多年来，它们对高等教育水平提高起到了不可估量的促进作用，为新形势下高校进行教学改革和学生自主学习起到了巨大的帮助。[5]但当前它们大多数是分散建设的，系统间不能够协同和交互，易造成重复建设和浪费；有些是低层次的、封闭和不为人所知的，利用率较低；多数是建设方单方维护的，学生和其他使用者不能参与其中，易造成期望和需求错位。存在的这些问题给高校师生高效、快速和准确获取优秀教学资源及教学带来了不便，影响了教学质量的提高，特别是为采用翻转课堂和微课等教学模式造成了障碍，影响了应用型和创新型人才的培养。针对这些状况，本文在现有教学资源管理系统现状分析基础上，依据新形势下教育教学对教学资源管理系统的要求，从教学资源管理系统在教学中的重要地位出发，探讨其未来的发展方向、技术框架体系和功能特征，以期为进一步的教学改革和教学创新献计献策。

二、新形势下教育教学对教学资源管理系统的要求

新形势下，教育教学对教学资源管理系统的要求同以往相比，已经从“可有可无、尽量有”变成了“必须有”的地步。主要体现在三个方面：

1.提高教学质量方面

教学质量的提高依赖于先进的教学手段和教学环境，教学资源管理系统在现代教学中，不仅是教学手段（获取教学资源，如教学视频和微视频、教学文件、教学大纲、课件和学习资料等），也是一个优秀的教学环境（网上学习、网上模拟考试或测试、网上虚拟实训、网上教学绩效评价和网上教学调研等）。随着信息技术的发展、移动应用的普及，教学资源管理系统的重要性会越来越突出，传统课堂在教学的中心地位也越来越让位于利用教学资源管理系统的新型模式在线教学。近两年流行的微课教学、翻转课堂教学和慕课，还有教育部大力倡导的产学合作协同育人项目都充分证明了教育资管理系统在教育质量提高方面的重要性。

2.创新教学方面

创新教学是以培养大学生创新精神和创新能力为基本价值取向的教学活动。其着重研究与解决在高等教育领域如何培养大学生的创新意识、创新精神和创新能力的问题。实施创新教学除了需要教师树立新的创造性教学观，重要的是在了解创造型学生的特征、善于鉴别和正确引导的基础上，要为学生营造教学氛围，提供一个创新舞台——教学资源管理平台，突破传统课堂的束缚，给学生学习的自由，以探究性问题为途径，以教学资源管理平台为中心将学生过去的被动式学习变为课前主动学习、课堂师生积极讨论和课后反馈和评价的教学。众多文献表明，翻转课堂教学模式是最适合学生创新的教学模式，该模式应用的前提是须有一个获取资源方便、快捷、丰富的教学资源管理系统。

3.实践教学方面

实践教学是巩固大学生理论知识和加深对理论认识的有效途径，是培养具有创新意识的高素质工程技术人员的重要环节。教学资源管理系统中具有丰富的基础性实验项目、综合性实验项目和探究性实验项目，还有应用案例，它们是训练大学生理论联系实际、培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要资源和训练对象。借助该平台，师生交流、生生交流变得方便。不仅有助于教师实践教学管理（选做实验项目记录、统计、分析和归档），而且有利于教学成果交流（教学方法和经验）、学生实践学习成果共享（优秀成果评选、成果上传下载、扩展再上传下载）和经验分享（评论和社区）。这使得教学实践越来越依赖于教学资源管理系统的良性运行。

三、教学资源管理系统的地位变化

新形势下，教学资源管理系统的地位由传统教学中的从属地位（学生课后辅助学习和部分教师课前辅助备课）变为新型教学模式（如翻转课堂教学模式）中的中心地位（如图1所示）。这主要体现在学生课前学习（下载学习资源、观看教学视频、查看教学资料和课件）、课中查看问题、课后学生教师反馈、提交作业、完善作业、总结，教师课前上传或更新教学素材和布置任务、课中教师调阅学生问题和记录问题、课后教师检查作业、反馈及大数据教学分析。[6]总之，教学资源管理系统的地位已经得到大大提升，已经成为新形势下教学中必不可少的教学手段、环境和平台。

图1 教学资源管理系统的地位转化

四、当前教学资源管理系统存在的问题剖析

经调研，当前的教学资源管理系统存在的问题，主要包括如下几个方面：

1.重申报，轻建设及维护

前几年的国家级、各省级、各高校网络精品课程从国家教育部下发申报通知到建设，几乎每个学校都很重视，要求和鼓励教师申报，每个教学团队和教师个人对此也很积极热情。热情的原因在于网上精品课程被作为教学成果在教师业绩考核、职称评定和待遇中占有重要的地位。而且在教师个人的履历中也被视作一项极高的荣誉伴随终生。有激励就有动力，但是在项目申报下来后，后续建设则没有那么认真和主动，项目结题后，网上资源更新缓慢甚至不更新。造成的结果是网上资源和现实教学（人才培养计划、教学大纲、教学内容、教材和教学方法等）脱节，变成教师不愿看、学生不愿学的摆设。

2.系统孤立、不同系统间交互和协同困难

教学资源管理系统以资源共建共享为目的，以创建优质资源和进行网络教学为核心。但现实中系统间有着各种各样的壁垒，如数据规范及格式不统一、人为限制访问或不允许接口和 “小政策”保护等，不同层次、同层次系统间，孤立运行、互操作困难、数据共享和资源获取受限。结果是容易造成资源重复建设、经费浪费，低层次、同等水平重复资源大量存在，鱼目混杂，良莠不齐，给教师、学生和其他使用者精准快捷获取优秀资源带来不便。

3.建设方单一更新维护，使用者缺乏参与

经大量调研，当前大多数的教学资源管理系统都是建设方单方面申报、建设、更新和维护的。资源建设好，系统投入运行，资源的更新、删除和上传均由建设方单方面完成。建设者和使用者经纬分明，互不干扰。这容易造成建设方不能完全了解使用者对资源的真正需求、使得建设方目标和使用者意愿错位，对教学资源管理系统的可持续发展造成不利。

4.适应新技术缓慢，与现实技术应用脱节

大数据时代背景下，当前大多数的教学资源管理系统依然以资源的传统的 “管理”（如身份和权限审核、资源上传下载、查询和更新为主）为主，大数据分析、资源评价功能缺乏，造成应用于教学管理和教学分析的作用缺失；此外，新形势下，移动应用普及，人人可以利用移动终端进行在线学习，在这一模式下，微视频、微应用、快捷转发、旅途在线阅读等越来越多，然而当前大多数的教学资源管理系统还是以单一的PC平台运行使用。相比移动模式，PC应用缺乏一定的便捷性，不利于个性化教学和翻转课堂教学。

五、新形势下教学资源管理系统的发展策略及其技术体系

1.发展策略

根据上述问题剖析，新形势下教学资源管理系统的发展应该从两个方面入手：一是教育主管部门和学校应对教学资源库后续运行进行定期的监控，引入后续考核和激励机制，促使教师能主动对教学资源库更新维护或技术更新；二是从技术上角度，建设方（教师为主）和相关人员应主动学习、积极研究和掌握一些流行的新技术，将其运用在教学资源管理系统的构建、升级改造、整合和完善中，使得信息技术真正能为教学服务。[7]下文将主要从技术角度，对教学资源管理系统的建设方法、技术体系、重要应用技术进行研究。

2.建设方法

根据前面的问题剖析，从技术角度，我们认为现有和今后的教学资源管理系统应该采用以下方法进行建设：

（1）应用新技术开发新系统，指在规划的基础上，直接使用新技术（云计算[8]、大数据技术[9-10]、移动开发技术[11]、深度学习技术[12]、Web开发技术[13]等）进行系统开发，无论技术架构还是具体技术都可以无缝集成，适应新应用最好。该方法主要适用于新建系统。

（2）整合现有系统，指通过系统集成方法，基于云平台整合现有分散系统于一个“系统”中，通过统一规范、一致的界面、一个口令不同权限、快速导航和服务资源发现技术等使得完全分布孤立存在的系统变为一个集中管理和统一访问的系统。这样减少了用户在不同系统间的切换和身份验证的麻烦，原有系统基本可以不变，只需要增加访问接口即可，成本低，有利于资源共享。该方法实施的关键需要相关资源拥有者达成某种协议许可联盟。

（3）改造升级现有系统，指对原有系统某些方面运用新技术进行功能补充、或技术升级（使用新平台和开发工具进行同样功能的重新实现），使得现有系统适应现实的应用需求。该方式能够让现有系统能够快速适应实际应用需求，但由于缺乏规划、原有系统基础架构约束等缘故，扩充的灵活性不够，可持续性发展较差。

3.应用技术体系

认真分析上述三种方法，它们既有区别也有共性。为研究方便，突出问题所在，三种构建教学资源管理系统的方法所涉及的技术被整合在一个技术框架中进行研究（如图2所示）。从下至上，包括信息获取层、设施层、数据层、系统开发层、应用层和门户层。它们作为一个有机整体，代表了教学资源管理系统今后一段时期内的技术应用状况。

信息获取层主要完成系统数据采集、汇集和网络传输，数据采集包括人工方式数据上传、批量集中式数据导入和通过网络爬虫程序自动化对离散型教学资源数据采集。

设施层是系统运行的软硬件基础设施，包括云计算服务器、存储服务器、操作系统、网络通讯设施和电力供应等。

数据层包括图书及其它非数字化文献、关系型数据库 （存储结构化数据）、NOSQL数据库 （存储非结构数据，主要面向网络爬虫采集的教学资源数据）及数据库连接，是数据的整合层。

系统开发层对应前文“建设方法”中所述三种开发方法下的技术体系，新系统构建采用时下流行的技术（如移动开发技术及其架构）和平台（如云开发平台、移动开发平台）进行各种教学资源管理系统开发；系统集成是在现有系统的基础上，通过构建各种接口（开发接口、数据接口）将各分布式资源管理系统整合为一个逻辑上集中式的中央系统；系统改造主要在现有系统基础上，通过功能增添方式实现教学资源管理系统的升级。

应用层是系统的核心，包括数据挖掘功能（回归算法、关联规则、判别分析和神经网络等算法等）和个性化推荐，是系统智能化和深度分析的算法集合，与其紧邻的上层由资源的上传和下载、查看、检索、视频播放、教学资源更新和维护、个性化定制和大数据分析等模块构成系统的业务功能层。

最上面的一层是门户层，包括统一门户和应用终端子层，前者用于身份验证、用户管理和安全认证、转发分享等，后者包括用于访问系统的各类终端，包括PC、智能手机、PAD及其它终端等。

图2 教学资源管理系统架构

4.重要应用技术

为更好地服务于教学，教学资源管理系统应该是一个面向海量资源处理，集资源分布式存储、资源管理、资源评价、知识管理为一体的资源管理平台。依据其功能和服务目标，云计算、大数据分析和移动计算等应是图2系统架构的技术核心。但根据本文的研究目标，并结合教学资源管理系统技术体系，解决前文所述问题的，下面几种重要应用技术应该是最为关键的。

（1）自动化的数据获取

该技术主要面向非结构化的教学资源数据采集，如分散于各网页的教学新闻、教学专题数据、教学研讨、课程学习及教学经验分享、课程知识难点解析和教学实验知识共享等，它们也是重要的教学资源数据，并且是海量的，但人工方式通过搜索引擎进行检索获得是不现实的。随着数据自动获取技术的发展，尤其是网络爬虫技术的日益成熟，今后教学资源管理系统除了师生常规的数据需审核上传数据外，面向海量的Web教学资源数据，应该面向主题进行定期或不定期教学资源数据自动采集，通过页面内容提取（图像文字提取、文本文档文字提取）、结构化和规范化等步骤存入数据库，可为教学资源库提供更为丰富的教学资源数据，并为下一步的教学资源大数据分析奠定基础。

（2）数据挖掘分析

当前各类教学资源管理系统汇集的数据均具有海量的特征，系统除了满足一般的检索、下载、播放、浏览和共享等功能，还应具有大数据分析功能，以进一步为教育教学提供服务。大数据分析是通过并行处理方法、人工智能（包括深度学习）和数据挖掘方法从海量教学资源数据中通过数据清洗、规范化挖掘提取有价值信息的过程。在系统中，基于各类用户、多媒体文件统计数据，进行数据挖掘分析，提取用户特征，据此为用户定制推送信息，可提高平台自动化服务，减少人工干预，增强用户体验，实现知识管理和分享。通过用户行为统计，还可以为教学部门提供各类教学行为分析，实现教学模式的新探索。例如学生网上学习的总时间、完成程度、选择的课程及种类、各种类型资源的下载次数或播放次数等，通过这些学生行为特征数据分析能够容易掌握学生的学习效果和对知识的掌握程度，进而方便教师实时调整教学内容和过程，实现灵活式教学。[14]

（3）快捷的教学资源推送

对于一些刚更新的教育资源或与用户关联度高的个性化资源，及时推给用户至关重要。推送技术是将以前主要由浏览器方主动查询信息改为服务器主动发送信息。课前老师可以通过平台发布有关教学资源，并通过系统中课程中心和社交模块推送相关学习资源给学生，学生可以提前学习有关课程的内容配合教学，对翻转课堂教学模式的应用具有重要作用。

（4）教学资源分享

支持教学资源分享，能够方便师生快捷和其他用户共享优秀的或重点的教学内容，例如课件、教学视频和知识点解析等。当前学生上网方式和习惯同过去有所变化，喜欢通过即时通工具（QQ、微信、MSN等）进行交流，这为师生和生生交流提供了便捷和平台。为适应这一现实需求，教学资源管理系统也应具有URL链接分享的功能，支持各类教学资源（例如视频和文章）链接发送至QQ好友、QQ群、QQ空间、微信好友、微信群、微信朋友圈、新浪微博或其他微博及平台中。该功能为教师课前、课后不限时知识共享和交流提供了方便，有助于教学模式创新。

（5）移动客户端访问

当前随着各类移动智能终端设备的普及，移动计算技术逐渐改变了每个人的学习及生活方式，“知识就在手中”已经成为现实。在国家大力提高教学质量的背景下，利用移动互联网技术，让学生零碎时间（路上、排队、饭后、课间和睡觉前间隙）登录系统进行学习不仅能充分利用时间，还能最大限度发挥学生学习自主性，符合现代新型教育模式，符合互联网技术应用潮流。此外，该方式还容易呈现学习内容，容易提供教师与学习者之间的双向交流，为微课、幕课、翻转课堂提供了便利，方便教师任何时间和地点查看学生在线学习情况，最大限度发挥教师指导作用，发挥新教学模式的潜能。因此，在原有系统基础上，在整合后的系统或新建系统中提供移动学习访问至关重要。对于不同类型的移动设备，需提供相应的APP访问客户端。

（6）建立用户访问群组

教学资源管理平台涉及大量的用户，包括学生、教师、教学管理者和平台维护人员。各用户使用平台的需求不一样，为最优化服务用户，各用户在平台中的角色定位很重要。平台根据登录用户的角色，为用户提供不同的权限及服务，在特定权限范围内，同等级用户应允许构建为用户访问组（群）。由于传统的资源库建设完成后，通常采用由建设方自己更新和维护库中资源，其最大的问题是需求方和建设方沟通较少，建设方难以提供真正符合使用者所需的各类资源。因此，为发挥平台的优势（教学平台和学习平台），在群组内，实行由教师和学生共同参与、共同创建资源的机制，实现知识管理和分享。同时实行积分制，贡献大者，权限也高，充分调动教师与学生参与资源建设的积极性，多渠道贡献教学资源，让资源使用者（如学生）也参与和创建资源。总之，通过建立以授课教师和学生为社区的文件访问组，实现师生共同上传教学资源，管理员审批的工作流程能够最大限度地发挥学生的才智并汇集到符合用户需求的资源。

六、结语与讨论

综上，各类教学资源管理系统越来越多，它们在进行教学改革及教学创新方面具有重要的作用。但存在良莠不齐、重复建设、封闭、资源共享困难等各种弊端，因此在新形势下必须与时俱进，面向教学改革及人才培养的目标，针对当前教学资源管理系统存在的问题，端正思想，通过加强学习，一方面应积极调研，督促和配合相关专业人员通过采用新技术构建符合现实需求的新系统，另一方面还要通过整合优化现有系统或改造现有系统，及时运用符合应用潮流的新技术于现有系统中，从而使教学资源管理系统能更好地为教育教学服务，适应教学改革的目标。