全媒体教学资源中台系统的构建与实践*——以北京大学推进线上线下同步教学为例

曾 腾 何 山 赵柳婷

全媒体教学资源中台系统的构建与实践*——以北京大学推进线上线下同步教学为例

曾 腾 何 山[通讯作者]赵柳婷

（北京大学 教师教学发展中心，北京 100871）

如何高质量开展疫情期间校内外师生、国外留学生线上线下同步教学，是当前很多高校面临的一大难题。为解决此问题，北京大学构建了全媒体教学资源中台系统。全媒体教学资源中台系统以服务为核心能力、以资源为驱动、以数据为抓手，形成了包含资源管理中台、服务业务中台和数据管理中台的“三位一体”教学资源大中台体系。文章分析了全媒体教学资源中台系统构建的理论基础，介绍了中台系统的一体化对接方案和组成模块，并探讨了中台系统在北京大学推进线上线下同步教学的实践成效，发现中台系统在建设理念、应用逻辑、发展模式等方面具有创新性。最后，文章针对全媒体教学资源中台系统与教育资源数字化的未来发展提出相关建议，以期探索出一条适用于高校教学资源整合、资源服务、资源共享的发展路径。

教学资源中台；教育资源数字化；同步教学；教学支撑

为深入贯彻党的十九大精神，落实国务院《教育现代化2035》总体部署，推进“教育信息化2.0”落地实施，同时为保障疫情期间校内外师生、国外留学生线上线下同步教学质量，从2020年春季学期开始，北京大学依托自身丰富的教学资源和课程数据积累，构建了全媒体教学资源中台系统（下文简称“中台系统”）。中台系统整合各类教学资源和数据，荟萃大量优质课程与学术讲座，部署在线点播、直播功能，为教师提供备课素材和在线课程制作服务，为线上线下同步教学提供了深度支持。经过一段时间的实际运行，中台系统积累了较为丰富的教学运行数据与实践经验。中台系统的构建与实践，在服务高校教学、推进教学改革、提升教学质量等方面发挥了重要作用。

一 研究背景与核心概念

1 从“中台”的概念兴起到“资源中台”的双重属性

“中台架构”的概念由芬兰Supercell公司率先提出，是指将产品技术力量和数据运营能力从前台剥离，成为独立的中台，实现服务共享，并赋予前台更大的灵活度和更低的变更成本，从而更好地满足业务发展和创新需求[1]。而“中台”作为一个互联网术语，是由阿里巴巴于2015年在企业中台建设战略中提出来的，随后华为、百度等国内多家互联网头部企业纷纷开展中台建设，近年来“中台”还逐渐被应用于图书出版、电信运营、银行等多个行业领域。从概念上分析，“中台”原是一种基于“前台+后台”逻辑演变而来的技术系统架构，它能够灵活应对前端变化、满足前端不断增加的各种需求，并避免重复建设造成资源浪费、出现不同的数据孤岛。

目前，在我国教育行业尤其是高校信息化教学实践领域，鲜有关于中台建设的探索与应用研究。近三年来，有少数学术文献出现了关于“中台”的研究，但多集中在“数据中台”“业务中台”等与校园管理数据对接和系统建设相关的领域。例如，杨玉辉等[2]对浙江大学“学在浙大”网络学习空间进行了研究，指出该空间利用数据中台整合原有教务与督导系统数据，灵活对接多个应用端如“浙大钉”、TronClass、课程云，以开展在线教学、教学管理与督导，将学习过程数据与教学评价数据返回数据中台，形成了体系化的网络学习空间；杨敏等[3]利用数据中台技术，对中山大学进行了全域数据的数据分层体系设计和建设，不仅可为上层各类数据的分析与应用提供服务，而且在构建新业务应用时可以迅速做出响应并提供数据服务，使计算效率和准确性均有提升；张叶[4]认为中台系统可以将业务平台按能力、服务进行管理，在高内聚、低耦合的基础上，追求数据管理的完整性和业务开发的便捷性。

本研究在中国知网、Web of Science等国内外学术文献数据库进行检索，尚未检索到“资源中台”或“Resource Middleground System”等相关的理论类或实证类文章，可见“全媒体教学资源中台”概念是由北京大学首次提出。该中台具有媒介性与技术性的双重属性：①从媒介性视角分析，媒体既是承载信息的物体，也是储存、呈现、处理、传递信息的实体[5]。由于全媒体教学资源中台的资源形态具有典型的媒体形态特征，故这种资源中台包括音、视频等适用于流媒体播放环境的数字媒体资源和网页浏览器可兼容的文档、动画、图片等数据。②从技术性视角分析，当前全媒体教学资源中台的相关开发技术（如网站开发技术、数据库开发技术等）已经成熟，并且基本功能模块（如用户管理、资源审核、个人空间管理等）已经确定。基于此，本研究中的全媒体教学资源中台虽然也是基于互联网技术的资源类平台，但并非泛指广电传媒行业中的媒体素材资源管理类平台，而是特指基于在线教育服务的资源类支撑系统，主要为社会范围内知识的传授者与学习者提供服务。

基于以上属性分析并结合具体的研究内容，本研究将“全媒体教学资源中台”定义为：以媒体类型资源为驱动，将数字化媒体处理技术和智能化服务技术作为底层基础能力，支持前端教学业务的一种系统架构或应用逻辑体系。其中，资源系统、计算系统、业务系统、数据系统是全媒体教学资源中台必不可少的组成要素，而资源开放流动、数据闭环循环、技术底层化、应用去中心化等是其主要特征。

2 数字化教学资源的建设现状

全媒体教学资源中台以资源为驱动力、以数据为抓手，因此该中台的核心任务是对数字化教学资源进行建设与积累。而“数字化教学资源是信息化促进优质教育资源共享的核心要素，是指服务于高等学校课程建设、教育教学过程的数字化教学内容资源。高等学校的数字教学资源主要包括：在线课程、数字化教材、实验实践资源、学术报告类资源等”[6]。

（1）国内外建设现状

当前，国内外对于数字化教学资源的建设主要涉及以下方面：①教学媒体资源库建设，内容包括课件库、案例库、教学资讯文档库等，如耶鲁大学基于云服务的媒体资源平台[7]、台湾大学的教学资源网等；②数字图书馆建设，主要为教师提供视频或图书电子资源的检索与浏览；③直播与资源存储平台，如清华大学的“学堂在线”“雨课堂”，浙江大学的“学在浙大”“智云课堂”等；④提供专业教学视频制作服务，如哈佛大学和国内多所高校的教学中心均为教师提供视频咨询、拍摄及后期制作等服务；⑤其他开放课程资源类公共服务平台，多由社会机构主导、高校参与，如中国大学MOOC、学堂在线、智慧树、超星尔雅、网易公开课等。

（2）建设过程中存在的不足

在建设过程中，数字化教学资源存在的主要问题包括：①碎片化组织，缺乏系统性思考。数字化教学资源系统在设计之初缺乏统一的规划与部署，难以与校内其他教学平台或教学工具平台进行整合，如有些平台资源仅能满足课堂直播与回放点播服务的需要、不同平台之间难以实现对接或难以共享资源数据等。②资源管理无序，处理与利用的效能不高。大部分媒体资源库仅具有资源池的功能，无法对资源进行二次开发和有效利用，相关素材、内容的组织也较为零散且形式单一，应用和传播效果有限。③应用数据的获取渠道较窄，数据分析与呈现能力不强。由于缺少统一的资源汇聚后台，学生的学习行为全流程数据较难获取，导致教师、教学管理部门缺乏足够的大数据支持来进行教学决策和课程改革。④多平台彼此孤立，非结构数据冗余，导致出现了数据孤岛效应。具体表现为各类在线课程平台、直播平台、校内网络学习空间和教务平台处于相对孤立的状态，尚未形成完整的教学体系。

上述存在的问题说明：资源的流动、数据的回流、服务的深化，这些目标的实现不能仅依靠单一的业务平台，还要依靠体系化资源服务能力的建构与提升。因此，亟待建设一个拥有强大数据治理能力、具有媒介性与技术性双重属性、统一管理的资源整合系统。

二 全媒体教学资源中台系统的构建

1 理论基础：学习理论与新技术的发展

不同学派的学习理论为全媒体教学资源中台系统的设计提供了理论基础：①建构主义强调，学习者是积极、主动地建构和理解知识，教学需要为学习者创设理想的学习环境，促进学习者的主动建构过程[8]；②人本主义主张，理想大学应当通过学生的内在驱动，充分开发其潜能，并允许学生自由学习任何课程，以开展自我实现的学习[9]；③泛在学习强调环境智能化、资源开放性和学习个性化，并强调在真实的教学情境中以学习者为中心，为学习者充分利用资源进行终身学习提供支持[10]；④掌握学习认为，导致学业成绩存在差异的主要原因是学生并非以相同速度掌握知识，学习能力较弱的学生需要较长的学习时间才能达到与学习能力较强学生同样的学习水平，但教师往往没有给予充足的时间去等待学习能力较弱的学生掌握知识[11]。

近几年来，“互联网+”、大数据、云计算、人工智能等技术的飞速发展对传统教育进行了优化和重构，利用数据挖掘和学习分析等技术客观地对学生的学业水平进行全面展现，便于教师审视、评估并对学生的学习过程进行干预，以进一步改进教学[12]。其中，人工智能技术可用于辅助教学中的重复性、程式性教学模块，让教师投入更多精力到具有创新性、启发性的教学活动中，促进个性化、智能化、终身化教育体系的构建[13]。总的来说，倡导以动态生成、非线性和自组来激发学生主观能动性的信息技术不断发展，为实现教学方式的变革提供了支持[14]。

上述学习理论和新技术的发展，要求构建高质量的教学支撑体系。基于此，全媒体教学资源中台系统应当为师生提供理想的在线教学环境、丰富优质的学习资源、便捷灵活的媒体技术服务和精准的内容自动推送服务，使教师可以顺利完成同行教学观摩、在线课程的制作及发布，使学生能够充分开展自主式学习。此外，中台系统也要利用多种新技术手段记录学生的学习行为数据，以便教学职能部门及时掌握学生的学习情况，并据此对教学和管理进行调整与优化。

2 全媒体教学资源中台系统的设计

（1）“三位一体”的中台系统

2020年以来，在保障疫情期间在校师生和留学生实现线上、线下同步教学的过程中，北京大学教师教学发展中心依托原有的“媒资服务平台”，设计了全媒体教学资源中台系统，如图1所示。中台系统以服务为核心能力、以资源为驱动，并通过对教学运行全流程数据的回流、分析、共享，实现对教学数据的智能化管理，形成了包含资源管理中台、服务业务中台和数据管理中台的“三位一体”教学资源大中台体系，赋能“教、学、研、管、评”。

图1 “三位一体”的全媒体教学资源中台系统

（2）一体化对接方案

全媒体教学资源中台系统的运作，是按照“教学视频数据汇聚→数据存储与处理→发布应用端”的逻辑来实施的。基于此，北京大学教师教学发展中心设计了全媒体教学资源中台系统的一体化对接方案（如图2所示）：①以教学资源中台为核心，承担全校线上、线下教学资源与相关数据的存储和处理工作；②实体教学环境（主要包括公共教室端的课堂自动录播系统、传统的人工录制环境、第三方资源库）向上对接教学资源中台，教学资源中台向上对接线上教学环境（主要包括教室资源网、北大教学网、媒资服务平台），形成全面支撑教与学的完整闭环；③教学资源中台横向对接学校教务课表系统，同步全校教学数据。与此同时，中台系统利用部署于底层的智能化媒体处理技术（如智能快编、语音识别等）与媒体素材（如北大讲座、课程资源等）作为通用服务，赋能前端各类应用场景。

图2 全媒体教学资源中台系统的一体化对接方案

（3）组成模块

全媒体教学资源中台系统由基础资源层、通用服务层、教学应用层、教育框架、终端应用和微服务组成，如图3所示。其中，基础资源层、通用服务层、教学应用层是主要的功能模块。

图3 全媒体教学资源中台系统的组成模块

①基础资源（IaaS）层：采用“私有云+公有云”形式构建混合云平台，提供平台部署所需的网络、存储、GPU资源及算力。学校的核心应用与教学资源数据放在私有云端（自主可控），非核心应用和高峰访问资源放在公有云端（成本优化），确保平台高可用、低延迟、易维护。

②通用服务（PaaS）层：以云原生为基础容器管理组件，使用CDN、ECS、Kubernetes、Redis等中间件提供基础服务。同时，中台系统将各种异构化服务（如智能服务、媒体服务、三方服务）统一接入，实现PaaS服务的整合输出及应用。

③教学应用（SaaS）层：主要包括资源管理、课堂实录、媒体资源服务门户三个应用。其中，资源管理主要负责加工、管理媒体资源；课堂实录负责对接课程和录播系统，并将录制的课程视频存入资源库；媒体资源服务门户则负责各类课程的管理。这三个应用借助微服务化、高并发、高可用性设计，全面服务于教学过程。

上述教学应用层建设完成后，得到的实体应用形态之一即为北京大学教学媒体资源服务平台（网址：https://resource.pku.edu.cn），可提供种类丰富的教学资源服务，如课程、讲座、专题视频点播，备课素材下载，视频课件在线制作等。

三 全媒体教学资源中台系统的实践

北京大学全媒体教学资源中台系统自建成以来，便全天候服务于全校数万名师生。截至2022年3月，中台系统已解决14716门线上课程产生的TB级媒体资源问题，满足了师生多样化的教学需求，已成为北京大学规模最大的教学资源库，并事实上已成为优质数字教学资源的基础性服务设施与在线教学支撑功能的枢纽。概括来说，中台系统取得的实践成效主要有：

①提供了多种手段，解决疫情期间的“教与学”难题。其一，保障教师线上线下同步教学，支持留学生全球在线同步学习。中台系统与北京大学的306间教室录播系统进行了对接，并与学校教务系统课表同步，将教室内课堂实录视频推送至网络教学平台课程内，丰富了学生的学习体验，并为教师教学创新提供了新手段。其二，强化“优质教学资源”公共服务力度。中台系统对资源进行了二次加工整理，并在教学应用层的媒体资源服务门户设置了“热门推荐”系列专题，全网共开放上百门课程和3000多个学术讲座视频，支持学习强国、抖音、北大学堂等平台的资源共享，并与北京大学校友会对接部分讲座资源。其三，为教师提供“云端快速编辑”服务。每天，中台系统支持近百名教师同时在线编辑教学视频，并为个人录制的视频课件提供在线发布和点播服务。其四，在“改变了学生的学”方面取得的成效，受到教育部高教司的特别关注。在“2021世界慕课与在线教育大会”上，吴岩司长将北京大学全媒体教学资源中台系统作为中国大学在线教育的典型案例向全球推介。

②汇集了海量、优质的教学资源，支撑大量用户访问。从2020年2月至2022年3月，北京大学全媒体教学资源中台系统注册用户（即北大校内师生）由不足900人增加到27000人以上，已拥有各类教学视频资源超过17万个，合计约38万小时，资源总访问量18382979次，总播放量2562273次，访客遍布全球的104个国家和地区。对此，国家教育部官网、北大微信公众号、北大新闻网、北大电视台、北大学习强国号、搜狐、澎湃新闻等媒体纷纷进行相关报导。

③形成了多样化利用路径，提升教学水平与效果。其一，利用中台系统，教师可以通过点播观看全程课程视频，进行同行授课观摩与课程资料借鉴，提升教学水平；可以得到学生全过程学习数据，进行学生学习评价与自我教学反思；还可以在线预约实体演播室或直播工具，灵活实现录播或直播教学。其二，利用中台系统，学生可以通过实时观看课堂实录视频，自主安排学习进度、解决重点难点问题，提升学习效果；可以获取相关课程资源和学术讲座信息，构建个性化知识体系。其三，利用中台系统，教学管理部门可以获取课程运行数据，进行课程质量评估、开课情况检查等。其四，利用中台系统，校领导可以全面实时掌握全校教学情况，辅助教学决策。其五，利用中台系统，可以充分发挥优质教学资源的辐射作用，为社会提供服务。

北京大学全媒体教学资源中台系统的实践成效表明，该中台系统具有一定的创新性：①建设理念具有先进性。中台系统以教学资源中台为核心，通过开放型的架构设计，可灵活实现对上游各类教学应用平台端、中游各类数据平台端和下游各类录播平台端的通用化对接；通过系统底层各类通用型技术与服务，赋能与支撑前端业务应用；另外，硬件设备与软件服务的可拓展能力突出，符合数字化教学与互联网发展逻辑。②应用逻辑具有创新性。中台系统能以服务为核心能力、以资源为驱动、以数据为抓手，形成了包含资源管理中台、服务业务中台和数据管理中台的“三位一体”教学资源大中台体系，实现了数据和资源的高效利用。③发展模式具有引领性。对内，中台系统能整合内部分散平台，梳理各类教学业务，生成资源多样化汇聚路径，形成向心力，促进了对内融合发展；对外，中台系统能通过统一接口持续对接社会化同类资源平台，方便优质资源的迁移、拓展与数据共享，社会辐射能力强，推动了对外开放发展。

四 全媒体教学资源中台系统与教育资源数字化的未来发展建议

教育资源数字化的建设是一个数据化过程（即业务的数据化），而中台系统的发展是一个智慧化过程（即数据的业务化），两者相互依存。今后，高校要做好优质教育资源的数据整合与服务共享工作，需重点解决以下问题：如何协调来自资源共享、网络安全、知识产权保护方面的挑战与冲突？如何建立有效的内容选题协同机制，及时发现学校最具保存价值的课程，不断丰富优质教学视频数据资源库？如何提升资源发布与管理平台的服务水平与影响力？对此，本研究针对全媒体教学资源中台系统与教育资源数字化的未来发展，提出以下建议：

1 资源流通与数据安全措施并举

中台系统汇聚了海量的教学资源，涉及学校和教师的知识产权问题。高校的优质教学资源建设一定要先厘清“政务数据”与“个人数据”，让政务数据利用与信息安全保护措施并举，使教学职能部门能够在履职过程中充分利用采集的原始教育资源数据最大程度地服务于教学[15]，并在促进资源流通与共享的基础上施行源数据的闭环管理。为此，高校一方面可通过技术手段对资源加密并限制下载，优化防盗链技术，制作水印便于追责溯源；另一方面可通过法律手段制定侵权应对预案和协同机制，及时通过发送权利提示函、提起诉讼等方式维护本校知识产权。

2 建立优质教学资源共建共享机制

教育主管部门和高校应加大向教师宣传、普及公共服务的力度，强化知识、资源共享理念；建立相关机制，平衡教师知识产权保护与教育资源公共服务之间的关系；做好专项预算，用于教学资源制作的资金扶助和对参与线上课程拍摄教师的奖励。同时，高校应建立涵盖各教学单位、教学主管部门的优质教学资源共建共享机制，并与教学服务支撑部门对接，积极协调教师发布授权，实现名师、名课、精品讲座等优质资源的数据化，以更好地服务于社会。

3 以高标准服务为导向，构建资源服务系统

资源服务系统需为师生提供高标准的服务体验，如提升数据转码效能，为不同终端不同网络条件下点播视频、在线编辑提供更好的算力支撑。以高标准服务为导向，高校构建资源服务系统可从以下方面着手：①通过中台系统底层各种新型智能化技术和工具的拓展性应用，实现教学资源的快速智能化加工；②通过研发第三方应用平台快速接入的通用标准化接口和资源管理调配服务软件模块，方便各类社会化教学平台通过标准接口适配实现资源与数据的对接，满足各类业务应用端灵活使用相关资源和数据的需要；③加快教学数据和学习数据回流，提升中台系统可视化分析与处理全流程数据的能力。

4 共建共治，形成开放共享发展新格局

高校可依托全媒体教学资源中台系统，结合基于内容分析的知识关联与知识图谱的信息化工程，利用人工智能技术不断赋能教与学，推动基于全媒体教学资源的自适应学习系统建设，以更好地支撑课程教学。同时，高校要探索中台系统与相关平台共建共治及其深化应用的有效机制，并借此探索中台系统的创新发展模式，以更好地利用优质教育资源服务于社会，并通过教育资源数字化，形成跨学校、跨区域的开放共享发展新格局。

[1]翟雪松,楚肖燕,张紫徽,等.基于中台架构的教育信息化数字治理研究[J].电化教育研究,2021,(6):40-46.

[2]杨玉辉,董榕,张紫徽,等.“学在浙大”网络学习空间的构建与应用——疫情时代在线学习平台建设的探索[J].现代教育技术,2021,(1):105-111.

[3]杨敏,何海涛,张永强.基于数据中台的校园数据体系设计与建设[J].深圳大学学报(理工版),2020,(S1):95-100.

[4]张叶.基于PAAS中台架构的电商销售系统设计及实现[D].上海:上海交通大学,2019:73-74.

[5]百度百科.媒体[OL].

[6]教育部.教育部关于发布《高等学校数字校园建设规范(试行)》的通知[OL].

[7]Yale University. Digital collections[OL].

[8]贾积有.教育技术与人工智能[M].长春:吉林大学出版社,2009:17-18.

[9]张满才.关于人本主义思想与远程教育基础理论若干关系的探讨[J].电化教育研究,2009,(5):25-29.

[10]原昉,乜勇.智能时代泛在学习的基础和教学支持服务研究[J].现代教育技术,2019,(5):26-32.

[11]乔桂娟,李楠楠.布卢姆“掌握学习”的理论释义与现实启示[J].教育科学研究,2018,(5):53-57.

[12]何克抗.“互联网+教育”是否颠覆与重构了传统教育[J].中国教育科学(中英文),2019,(4):3-8.

[13]刘德建,杜静,姜男,等.人工智能融入学校教育的发展趋势[J].开放教育研究,2018,(4):33-42.

[14]谢幼如,邱艺,黄瑜玲,等.疫情防控期间“停课不停学”在线教学方式的特征、问题与创新[J].电化教育研究,2020,(3):20-28.

[15]王融,易泓清.数据权属大讨论中的共识凝聚[OL].

[1]DITeL平台的网址为：https://cse.istc.kobe-u.ac.jp/ebook2/login。

Construction and Practice of the Omnimedia Teaching Resources Middle-ground System——Taking Peking University’s Promotion of Online and Offline Synchronous Teaching as an Example

ZENG Teng HE Shan[Corresponding Author]ZHAO Liu-ting

How to carry out high-quality online and offline synchronous teaching for teachers and students inside and outside the school and foreign students during the COVID-19 pandemic is a major challenge faced by many colleges and universities. To address this problem, Peking University has established an Omnimedia Teaching Resources Middle-ground System. This system took service as the core competency, resources as the impetus, and data as the handle, and formed a “three-in-one” teaching resource middle-ground system which consisted of resource management middle-ground, services businesses middle-ground and data management middle-ground. This paper analyzed the theory basis for the construction of the Omnimedia Teaching Resources middle-ground system, introduced an integrated interfacing scheme and composition module, and discussed the practice effect of the middle-ground system on the promotion of online and offline synchronous teaching by Peking University. It was found that the middle-ground system was innovative in the construction concept, application logic and development model. In addition, suggestions for the future development of the Omnimedia Teaching Resources Middle-ground System and educational resources digitalization were proposed, in order to explore a development path suitable for college teaching in education resources integration, resources service and resources sharing.

teaching resources middle-ground; educational resources digitalization;synchronous teaching; instruction supporting

G40-057

A

1009—8097（2022）05—0119—08

10.3969/j.issn.1009-8097.2022.05.014

基金项目：本文为北京大学2020年度教育大数据研究项目（重点项目）“线上线下教学‘实质等效’标准体系及北大在线教学支撑环境标准化建设”（项目编号：2020ZDA03）的阶段性研究成果。

曾腾，工程师，博士，研究方向为教育资源数字化，邮箱为zengteng@pku.edu.cn。

2021年7月31日

编辑：小米