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本章研究基于人工智能+5G的线上线下常态化融合式教学应用场景，包括资源库建设、优质资源的推送机制、网络学习空间的使用、线下教学与线上学习的深度融合机制等，并以大规模智慧学习系统——上海微校为例进行探讨。
何克抗认为混合式学习即为传统学习与网络在线学习的混合
。有学者认为混合式学习不单单是线上、线下两种教学方式的简单混合，而是包含教学实践、空间、方式、评价四个方面的混合，换言之，混合式教学是一种基于现代信息技术，并将整个教学流程进行混合的教学模式
。上海大规模智慧学习系统按照“普及应用、融合创新、示范推广”的原则，在上海市一网通办的整体规划框架下，分阶段开展网络学习空间建设和普及工作，集成“教、学、管、评”等工具，实现线下教学与网络学习空间整合，构建了支持全流程教学活动（课前、课中、课后）的教师空间和学生空间等。
2017年1月国务院发布《国家教育事业发展“十三五”规划》，明确提出推动“互联网+教育”新业态发展，深入推进“网络学习空间人人通”，形成线上线下有机结合的网络化泛在学习新模式
。2018年教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》中，要求推动实现网络学习向全面普及发展，推动实现“一人一空间”，使网络学习空间真正成为广大师生利用信息技术开展教与学活动的主阵地
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传统教育是在一定的行政区域内（县或区），由相对单一的教育机构在固定的时间和地点为确定的学习者提供教学服务，由于受到时空限制，优质教育资源难以进行大规模的推广与传播，这就客观上造成了地区与地区之间的教育失衡
，传统的线下教育以封闭式、小规模的课堂教学为主，在我国人口规模增长的现在，带来了诸如教师资源缺乏，优质教育资源有限，缺乏大规模推广的能力等现实问题，为此借由信息技术来为教育现代化、信息化注入新的活力成为了当前热门的可行性方案。
线上教育在发展、应用推广的过程中会产生一系列问题：一是线上教育资源的建设问题，如线上教育资源建设者的积极性不高，资源版权问题，教育资源的开放性和实用性较低等。二是线上教育对孩子成长带来的不利影响。开展线上教育需要借助现代信息设备，相关实证研究发现，家长对电子设备对孩子身体、视力、思维能力、书写能力、人际交往、注意力、上网习惯等造成的负面影响表示担忧
。
实践基础。 针对当前线上与线下教育各自的问题，相关学者围绕融合式教学开展了大量的实践与研究，并产生了大量积极的成果。
2014年9月至2015年1月，哈尔滨工业大学战德臣教授及其教学团队在爱课程网的中国大学MOOC（Massive Open Online Courses，慕课，简称MOOC）平台上开设了第2期MOOC课程“大学计算机——计算思维导论”。同时，团队联合13所大学基于此MOOC课程在中国大学MOOC平台首批开设了各学校专有的小规模限制性在线课程SPOC（Small Private Online Course，简称SPOC），即首次进行了大规模MOOC+SPOCs的教学实践活动，实现了21000余人同步在线学习，140000余人次参与讨论互动
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北京师范大学衷克定团队
运用了数字课程教材手段（真正的立体教材），将多媒体微视频和数字课程中所有资源全部放在了“爱课程”网站的“视频点播”栏目中供学习者自由观看。微视频以二维码的形式放在纸质教材中，利用手机扫描后即可观看视频和获取资源。在已出版的《多媒体及网页开发技术》教材中共收录159个多媒体微视频（合计10 G）、243个数字课程资源（合计5 G），实现了随时随地学习（泛在学习U-learning和移动学习M-learning）。
2015年10月，美国麻省理工学院校长拉斐尔·莱夫（Rafael Reif）宣布通过MITx（基于edX的MIT在线开放课程）启动供应链管理专业的“微硕士”认证项目，为世界各地学习者提供供应链管理领域的学习与发展机会。该项目推陈出新，所提供的不是完全的在线学习，也不是简单的混合学习，而是作为本科在校课程的补充，通过“微硕士证书”和“学分认证和互认”等方式为学习者提供一条走向世界名校的通道
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技术条件。 随着技术的更进一步，在新推出的5G技术的支持下，利用在线教育补足教育薄弱地区的教学成为了可能，不同地区的孩子能够实时地与大城市的优秀教师面对面连线，获得更优质的教育资源。2019年12月，一场别开生面的5G全息课堂在沪深两地实时上演，主讲者身处上海，但通过5G+全息技术，主讲老师同步出现在深圳的中学课堂，在教材中无法真实呈现的核爆炸、电子碰撞等现象以三维形态出现于大屏幕时，孩子们深受震撼，燃起了对大自然的无限向往和探索大自然的热情。
时代契机。 2020年初爆发的新冠肺炎疫情导致全国师生无法按时开学，加速了在线教育的发展，广泛的大规模线上教学，促进了师生的在线教学和在线学习习惯的养成，也激发了广大老师和学生对优质在线教育平台提高服务质量的期盼。教育均衡和多样化的要求及议程越来越迫切，课程结构、教学方法以及为学生和社区提供服务与支持的方式都引发了深刻变革。疫情终会过去，线上线下融合式的教学模式不会是“昙花一现”，通过在教学实践中总结经验，线上线下融合式教学将成为教学改革目标之一，成为教学的日常形态。
线上与线下教学是不是应该单独发展某一条道路已经是一个伪命题。在新形势下如何充分发挥线上与线下教学相结合的优势，实现各种形式的互补教学是当前的研究热点。多数专家非常认同混合式教学理念，与传统的课堂教学或单一的线上教学相比，在教学资源、课堂互动、数据采集等方面，混合式教学具有无比的优势。混合式教学多样性、融合性的特点弥补了单一教学方式的缺陷。
之于学习者。 混合的教育模式让学生能通过多种方式学习基础知识和基本技能，实现课堂教学效率的提升，多样态的教学资源能让学生积极融入学习过程中，激发自主探究意识。在多样化的课堂教学下，学生的认知得到显著提升。线上线下融合式教学需要有一个能提供常态化线上学习的核心平台，包括为不同阶段不同年龄层次学习者提供学习所需的资源超市，能够为师生提供优质资源的精准推送，为教师提供智能备课、辅助教学的智能助手，为各类学习者提供终身学习档案、数字画像和综合评价服务，并且实现人人用空间，一人一空间，为每个学习者提供个性化成长和终身发展的路径。
之于教师发展。 基于网络学习空间构建“名师工作室”，以此共享优质资源活动。以学生自主学习为导向，以优质课程资源为纽带，以教师网络学习空间的建设为基础，打造各类名师展示空间，构建名师群体画像，提升特级教师、正高级教师等优质师资资源在网络世界的影响力，以此推动各地优质课程资源在本地区乃至全国范围内的深度共享与应用，引领教与学变革，使所有不同阶段的学生都能享有优质、公平的教育。
之于教育公平。
为发展优质、均衡的教育，借助技术手段扩大优质教育资源覆盖面，减少校际、区域之间的差距，大力促进教育公平。我国自2003年以来针对农村中小学遇到的各种问题，开展了远程教育工程，利用多重手段，输送大量城市优质教学资源进入中西部偏远地区
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在传统班级授课制的物理环境中，教师和学生开展线下教学活动，在教学过程中借助网络、媒体、工具，随时获得线上学习资源与线上学习服务，以提高教学效率，强化教学效果，例如各类智慧课堂产品。
这是目前比较常见的线上线下融合教学模式的场景，尤其是上海市教委自2020年推出“空中课堂”之后，有相当数量的教师在课堂上引用“空中课堂”的视频教学资源作为课堂教学素材。这种情况尤其在教学水平较薄弱的区域或学校比较多见。
另外，通过5G网络、无线传感和扩展现实技术，在课堂中创设模拟真实世界的虚拟环境，让学生感觉到置身于现实环境，并将云端资源融入该环境，让师生在虚拟现实中开展情境化教学。
校内班级的学生亲临课堂，在教师的组织下开展线下学习，与教师进行线下教学互动，亦或通过智慧教学软件参与课堂互动，便于系统收集教学的过程性数据，为教师的教学行为提供依据。非在校生身处学校课堂的物理环境之外，借助网络、媒体、工具同步获得教师讲授的教学内容、分享的教学资源、发布的课堂测试等，开展线上学习，参与教学互动，并同样通过线上学习工具反馈学习过程与学习成果，所有学生享受零时差的学习服务。教师通过线上教学工具及时收集所有校内班级学生和非在校学生的学习数据以及学生提出的问题，并借助智慧教学软件对课堂测试的结果进行分析，然后教师根据分析结果对教学过程进行调控，调整教学内容和教学方法等。
首先向所有学生发布线上学习要求，所有学生在规定时间范围内完成规定内容的线上课程学习，并完成相应的线上学习测试，根据测试结果体现出来的学习水平分为多个班级，由不同的老师分别组织这些班级进行线下教学活动，开展分层教学，实现因材施教。但是班级的组成不是一成不变的，应该是根据每个学生的学业水平、学习需求的变化而相应调整。
将线上学习平台与线下电子教学系统（线下互动教学）相结合，并集成海量碎片化、构件化、工具化的优质教育资源，配合电子双板、平板电脑以及扩音系统、录播系统等设备，形成云端一体化的数字化课堂教学环境，全面支持课堂教学、在线学习、远程互动式教学及学习效果监测，支持构建安全、优质的数字化校园和在线学习社区，可满足学校、教师、学生、家长等多方面的需求。
面向云端一体化发展趋势研发的、针对学科特色、以“学生为中心”的课堂教学系统，突出教学内容的适切性以及教学手段和方法的现代化，强调教学设计以及课堂组织的作用，并满足教学个性化的需求。
①特色导图课中教学
以树型、发散型教学导图来组织教学资源，把主题关键词与资源、图像等建立起记忆链接，从而构建系统完整的知识框架体系，使整个教学过程和流程设计更加科学，加强师生对所教与所学内容的整体把握。
②教学内容双轨展示
根据双重编码理论以及现代教学理念，将板书与多媒体展示进行有效结合，通过信息化手段将教学内容以双画面的形式呈现，实现传统黑板与多媒体设备融合，双轨展示模式强调将课堂教学进行意义上的关联。
③智能化的自由板书
板书、演算、推理、标注等在现代课堂教学中依然是必不可少的环节，智能化的自由板书将传统黑板与电子白板灵活结合，实现“随处可写、随时可写”的目标，并且支持书写内容的保存和回放，实现推理、演绎过程的重现。
④多屏终端无缝支持
支持单屏、双屏、多屏教学，可实现屏幕的无限扩展及分割。在双屏界面上可以同时呈现不少于十个资源且双屏能根据资源个数自动调整画面，避免资源跨屏幕显示的现象。
上课时，老师借助辅助教学工具，将一些不够直观、较难理解的知识，以动态交互的方式进行相关知识点的展现，帮助学生轻松地获得直观的感受，深刻理解抽象知识。学生亦可利用该工具进行自主学习，加深对知识的理解，培养自己的实践能力和创新精神。
线上教学平台指基于5G、边缘计算等技术，集教育资源和教学服务于一体，具有低时延、高可靠性的网络教学个性化服务平台，可以支持资源管理、备课、授课、作业与测试反馈、网络学案、互动讨论、个别辅导、教学统计、班级管理等常规教学环节。
对于区域性（省、地级市等）大规模线上教学平台，需要建设统一的区域大规模智慧学习系统，配套建设移动端APP。移动端在线学习面向各类学习者提供快速便捷的移动学习服务，包括移动端资源货架、精细化检索、智能化推荐、个性化订阅、在线选课、在线学习等个性化服务。在5G的环境下随时随地都可以进行线上学习，最终形成线上与线下学习的深度融合，例如通过5G平板电脑，可以直接连接5G网络进行学习。
首先进行统一身份认证，教师和学生通过教育统一认证系统实现实名认证，实现统一账户管理。建设学生成长数据汇聚平台，通过该平台对接大规模智慧学习系统，根据一定的规则形成规范的学习者学习行为记录。围绕平台累积的各项数据，以及学习者个人学习行为记录，进行数据分析和可视化展示。
学习者在线学习的过程中，通常存在学习动机不足、学习持续性不高、学习结课率较低等问题，为了解决以上问题，需要研究和设计一套合理的在线学习激励机制，从激发学习者学习动机、学习成果的有效认定等角度设计相应的激励措施，设计区块链技术支持下的激励框架和技术实现路线，从学习过程激励、学习成果可信度、认证评估过程公开透明等维度分析激励措施，使学习者拥有个性化的、高可信的学习经历记录以及电子成长轨迹档案，为学习者的综合评价、因材施教提供重要的参考。
建立基于学习者模型、知识模型、教学策略模型三元融合的画像方法研究，建立基于学习过程的学习者学习特征和知识表示建模方法，根据学习进展，逐渐调整对学习者的判定，构建动态变化、适时调整的学习者模型和知识模型；构建基于学生、教师、教育资源、学习环境等不同类型实体形成的异质信息网络的教学策略模型，并分析学习者学习路径、学习曲线及学习者社交特征；构建基于深度神经网络的学习者动态精准画像，利用先进的深度学习技术，考虑学习过程，融合多通道异质信息，不断完善个性化教学策略模型，为学习者构建动态精准画像。
基于面向交互的推荐建模技术，结合学习者与学习资源交互过程中产生的学习数据、各类交互信息等，建立“资源”与“学习者”的双向匹配的关联模型；构建针对不同教育场景的自适应推荐技术，基于协作学习、课堂学习、探究学习等教育场景度量教师、学习者、资源等实体对象的相关性，采用混合推荐算法，通过对相关性进行排序可得到各类实体的有序序列，为学习者提供多样化情景的个性化资源推送；同时通过应用反馈进行算法修正，避免过拟合、样本不均等情况，在严密的数据抽取、过滤、融合之后，建立用户预测模型，通过用户已有的行为数据来预测未来可能发生的动作，从而可以做出精准判断。
面向不同教育情境中的教学过程，采用德尔菲法与层次分析法等教育科学研究方法筛选指标要素并构建分层的多维评估模型。构建基于人机协同混合智能的指标体系优化与验证，结合认知机理、学习行为、教学策略等，模拟不同情境中的教育教学过程，对认知过程建模，利用知识图谱技术，通过建模定义过程与实际过程的互动协同演化完成评估模型的进化迭代。针对不同教育情境，基于多维度多模态过程数据，融合学习管理模型，开展基于教育大脑的教育评价、监测干预和预测优化。
门户管理系统提供统一的集中展现门户，对所有用户统一提供一站式的栏目导航、信息检索及搜索、新闻宣传等服务，可让平台用户了解平台发布的教育信息化最新动态、对平台资源及应用进行检索，了解平台上其他用户的相关动态，搭建一架可互动交流的桥梁，同时平台管理者可通过系统管理门户的栏目发布内容，管理门户首页的布局和样式，可遴选平台的优秀空间并在门户上进行推送展现，实现个性化呈现。
网络学习空间包括个人空间和机构空间等。个人空间根据不同人群作出不同设计，包括学生空间、教师空间、家长空间、教研员空间、校长空间和教育局长空间。个人空间具有空间基础功能、空间首页、展示主页三大板块功能。空间基础功能包括空间导航、登录注册、个人中心、消息中心以及文章、资源、相册、通讯录等基础应用。学生空间包括我的主页、我的课程、我的班级、我的拓展等5个功能模块；家长空间包括我的主页、孩子课程、孩子班级、孩子拓展等5个模块功能。展示主页主要包括展示主页首页和空间装扮，其中空间装扮包括版式布局、皮肤风格、模块插件、页面设置，满足用户个性化需求。机构空间包括教育单位空间、学校空间和班级空间。教育单位空间包括教育要闻、通知公告、资源中心、机构风采、下属机构、精品应用板块；班级空间包括班级资讯、班级寄语、学习动态、学生天地、优秀作品、教师风貌、学生风采、班级秀、访客统计板块；所有机构空间展示的栏目支持自定义配置管理。
用户管理系统实现了对平台用户和机构进行分级管理，包括统一的身份认证、单点登录、统一鉴权、用户管理和机构管理功能，使整个平台的用户处于有序的使用状态。
配置管理系统包括系统参数管理、菜单管理等功能，能够对平台管理权限及系统参数进行配置和管理，为平台管理员进行系统维护和权限管理提供保障。
统计分析系统以统计分析仓库为基础，收集各个层面的教育数据，通过报表和趋势图的方式进行展现，为各个层面的使用者提供全方位的数据支撑服务，响应教育管理者对信息查询以及决策方面的期待。
资源管理系统需要支持对平台资源进行统一管理，定义一个完善的资源元数据库，按照目录集中和资源分布存储的方式进行资源管理。
国家专题教育社区为各级平台用户提供服务。用户可以根据专题创建各类讨论组，支持信息发布、聊天等多种形式的社区互动。
实现各学段学科的同步资源、中高考资源、网校课程、慕课、专题、学前资源以及应用的统一导航。
为全面贯彻落实《教育部教育信息化“十三五”规划》《教育信息化2.0行动计划》，深入推进上海市教育信息化“十三五”规划提出的“一网三中心两平台”建设，上海这座城市以大规模因材施教和个性化学习为抓手，创新数字教学资源建设模式，创新大规模智慧学习平台资源供给模式，推进师生信息素养全面提升，大力推进学习资源“供给侧改革”。
在一网通办的整体规划框架下，上海市完成了国家教育资源公共服务平台在上海的本地化部署，实现与国家平台和市级平台的互联互通，按照“普及应用、融合创新、示范推广”的原则，开展网络学习空间建设和普及工作，为教师提供教学资源和各类应用工具，为优质教育服务机构提供资源整合和综合评价等服务，实现与网络学习空间的整合，有教师空间、学生空间等，上海微校集成了“教、学、管、评”等工具，实现课前、课中、课后教学活动全覆盖。基于上海特色的大规模智慧学习系统（上海微校），上海正在着力推动包括资源点选、个性化智能推荐、有组织的大规模教学三种类型的混合教学模式。资源点选，即学习者自己点选或教师辅助选择，教师组合资源后推送给学习者，使得学习者可以快速找到所需资源，适合于学生自学；个性化智能推荐，即根据知识结构框架、学习者画像等，把合适的资源推给合适的学习者；有组织的大规模教学，即积累动态历史数据，进一步地分析挖掘，为区域教育精准治理和决策提供科学的建议。
上海特色的大规模智慧学习系统（上海微校）与网络学习空间深度融合。按照上海市智慧教育实施的要求，为进一步集中展现上海教育发展的成果，围绕“服务于每个人的终身发展”核心理念，汇聚各类优质教育服务资源，构建开放共享的教育资源服务平台，助力智慧教研和教学，衔接学习者各学段学历和非学历教育信息，形成资源汇聚、使用、评价，以及激励体系，打造互联网教育生态系统。以网络学习空间为核心，支持教、学、管、研、评等工作，记录学习者的学习行为，构建学习者画像，通过精准推送提升学习者学习能力；开展教师信息化教学能力培训，推动教师整体信息素养水平提升，结合“名师工作室”互动，改善教师教学能力，推动在线教与学流程再造，促进客观科学的教育决策和管理等。新冠疫情期间，上海微校为上海市中小学校的“停课不停学”作了重要支撑，提供了在线课程的学习，特别是教材资源、课前导学、在线检测、课后作业、智能检测等工具，为教师在线教与学生在线学提供了助力。
通过教育数据治理和共享开放体系以及面向教育领域的算法治理，实现人工智能教育边发展边规范，推动线上线下融合的教学模式改革，克服教育的规模化发展与个性化要求之间的矛盾，实现大规模因材施教和教育精准科学决策。
针对平台相关应用功能的发布，加强系统迭代，提升平台用户体验。提供大规模在线教学日常技术支持服务，针对接入服务商的技术支持，针对突发事件的技术支持响应。通过教育云提供整个服务的整体运行保障。作为整个“停课不停学”的枢纽，上海微校对区县和授权视频服务商提供视频资源分发服务，同时提供备份服务，能够及时进行故障恢复；提供大规模在线教学服务的综合系统集成和安全服务，大规模在线教学运维支持、咨询评估。
大规模在线教学基础设施整合和支撑服务包括上海微校平台（云资源）、网络学习空间（云资源）、统一身份认证系统（云资源）、上海微校网盘（软件+云资源）、教育云运维及监控服务、教育城域网出口带宽扩容、DDOS（Distributed denial of service attack，分布式拒绝服务攻击）防护、移动专线接入教育云服务等。
汇集指定范围内不同学习系统或其他来源的教育资源，形成资源货架。资源货架服务内容包括上海微校学习资源对接实践指南、资源管理、资源服务、微校空间资源融通服务等。
对“停课不停学”期间积累的空中课堂课程资源，名师工作室资源以及其他以资源内容方式接入的学习系统资源进行规范化整合服务，并实现上海微校与网络学习空间资源互通。图5-1为上海微校数据可视化分析图。
图5-1 上海微校数据可视化分析
（1）实现与国家公共资源服务平台的体系互通
网络学习空间在上通国家体系的基础上，支持区、校各级平台调用，实现全网融合。体系互通的各级平台既可继承上级平台空间的各项共性功能和服务，又可满足本级个性化空间服务特色发展。
（2）实现上海市教育用户统一登录
用户登入上海市大规模智慧学习平台（网络学习空间），教师、学生点击“用户登录”，进入上海市教育统一认证系统，输入用户名（学籍号或师训号）和密码登录，即开通个人网络学习空间。用户进入上海大规模智慧学习平台（网络学习空间）后，点击右上方的教师/学生头像进入个人空间。
（3）开展上海市网络学习空间应用普及
在上海市进行空间培训普及，同时与部分区开展试点共建，以点带面推动全市普及，打造一批具有上海特色的示范区校和优秀空间，探索具有上海特色的应用模式，推进空间在上海教育领域的深层次应用。
（4）优化网络学习空间基础环境，深入建设互联网+教育新型生态
系统整合上海教育信息化的基础环境，优化网络空间的环境和运行机制，促进大规模智慧学习系统和空间的优化组合，深入建设互联网+教育新型生态，构建人人皆学、时时能学的泛在智能教学服务。
以数据服务为核心，以服务中小学生学习和成长为主旨，基于上海市教育统一身份认证系统，在国家网络学习空间资源体系下，整合上海市特色应用，实现K12阶段学生一站式立体化的评价、管理和服务以及教师教学教研管理为一体的教师成长服务体系，满足政府不同层级管理者基于数据的决策需求和评估。
（1）基于上海教育统一身份认证登录
基于底层的学生学籍信息和教师师训信息，上海市形成了统一身份认证体系，并进行了全市范围大规模的应用。用户经过统一身份认证登录进入网络学习空间，同时各级应用经过统一身份认证体系接入。
①上海市学籍的学生，利用上海市教育统一身份认证系统，输入学籍号或身份证件号即可进入学生空间。
②在编教师输入师训号，首次登录并完善个人信息后，即进入教师空间。
③各级管理员通过统一身份认证体系的“其他”用户口登录，即可进入空间。
（2）学生成长数据检索服务
①学生成长数据汇聚标准
学生成长数据汇聚标准是基于学生网络学习空间、采集和汇聚学生在线学习行为数据的标准。汇聚标准规范定义了三类四十种行为，描述了数据采集技术、学习行为数据采集标准、数据汇聚接口对接流程、数据汇聚的动词列表及示例。
②学生成长数据汇聚仓库
学生成长数据汇聚在网络学习空间整合学生成长数据，查看数据汇聚情况和查询汇聚数据。结合教育部的“网络学习空间”行动计划，在国家网络学习空间体系下，构建符合上海需要的“学习成长空间”，普及推广空间应用。图5-2为学生成长数据汇聚图。
图5-2 学生成长数据汇聚
进一步推动网络学习空间的建设。依托上海市教育统一身份认证，进一步丰富平台应用，突出上海特色。结合本市教育信息化实际情况，进一步完善网络学习空间的功能，接入上海市中小学数字教材应用体系，为广大师生提供阅读器工具、备课系统、教学支持系统等与数字教材相关的工具软件和应用系统，学生用来进行学、测、练、评等一体化学习服务，教师进行教学内容组织、教学活动开展和教研工作，保障师生开展信息技术环境下教、学、研工作。在此基础上，进一步丰富数据，开展基于大数据的个人/群体画像和评价服务，助力上海市教育转型与变革。
进一步深化网络学习空间的应用普及活动。建立市、区、校三级接入机制，并根据区、校个性化应用的需要，为区、校空间开通提供技术咨询，实现全市基础教育大数据融通，使网络学习空间能实实在在地改进师生的教与学。
（3）学生个人画像
利用大数据分析技术，对学生的个体或群体进行360度画像，如图5-3所示。
图5-3 学生数字画像
为深入推进“互联网+教育”发展，落实《中国教育现代化2035》《教育信息化2.0行动计划》的战略部署，在上海市教育综合改革相关要求下，上海正着力于以信息化为手段扩大优质教育资源覆盖面，大力促进教育公平。基于网络学习空间的“名师工作室”共享资源活动以学生自主学习为导向，以优质课程资源为纽带，以教师网络空间的建设为基础，打造上海名师展示空间，以此推动上海优质课程资源在全市乃至全国范围内的深入共享与应用，引领教与学变革，使所有中小学生享有更好、更公平的教育。
通过教师网络空间建设，突出完善资源结构，构建智能学习环境，打通“教与教”“教与学”的平台，实现“人人用空间”，促进网络环境下的基础教育资源均衡。名师展示空间的社会意义体现在以下几个方面：
①汇聚系统化的优质课程资源，提供符合学生学习需求和志趣的教学资源，服务上海，辐射全国，推进教育优质均衡；
②促进上海名师的可持续发展，形成代表上海教育最高水平的代表作，彰显海派名师的影响力，发挥海派教育的示范作用；
③支持教师、学生开展线上学习交互活动，促进各类学习共同体的形成，打造新形态的学习方式；
④建立上海名师优质课程资源的数字档案，记录教与学变革发展的脚步，为未来教育提供参考和借鉴。
课程资源数据库及应用建设响应国家对优质教育资源的整合汇聚、共建共享，加快推动教育服务模式和学习方式变革的要求，推动课程资源共建共享与个性化学习服务，提高资源利用率，实现优质教育资源区域共享和可持续发展，促进教育公平。
课程资源数据库及应用建设不仅对疫情特殊时期的在线学习具有重要意义，也将有力促进学习型社会建设，满足有学习兴趣和提升需求的学习者对优质资源的需求，推动优质资源充分发挥其社会价值，促进学习方式变革。
课程资源数据库及应用建设以学生自主学习为导向，以优质课程资源为纽带，以上海微校建设为基础，通过聚合优质课程资源和名师资源，形成面向师生的课程资源服务中心，同时围绕名师形成具有社交属性的学习型社区，以此推动上海优质课程资源在全市乃至全国范围内的深入共享与应用，引领教与学变革，使所有中小学生享有更好、更公平的教育。
课程资源数据库采用区块链资源版权保护分发技术，利用其不可篡改以及易清算的特性，将课程资源的“版权管理”和“结算统计业务”加入区块链技术，提升体系之间的信任程度。在课程资源数据服务上，应用区块链技术开发教育券激励业务智能合约，根据学生学习的过程性数据给予不同等级积分通证奖励，并实时记录积分使用情况，从而实现课程资源提供方和学生间良好的互动，并为其提供不可篡改、真实可信的区块链依据。
为了完善资源结构，构建智能学习环境，打通“教与教”“教与学”的平台，促进网络环境下的基础教育资源均衡，具体目标如下：①建立优质课程资源的数字档案，记录教与学变革发展的脚步，为未来教育提供参考和借鉴。②支持教师、学生开展线上学习交互活动，促进各类学习共同体的形成，打造新形态的学习方式。③通过区块链技术和自适应学习等技术的应用，推进教育积分、精准个性化服务和知识产权保护等与课程资源应用和师生教学密切相关的应用落地，探索科技驱动的教育均衡和新型教学模式。
（1）课程资源库
课程资源库包含从一年级到高三一共12个年级的所有课程资源，包括各类资源的组织、收集、评审。资源形式包含但不限于教学视频，资源内容包括：一个主题（单元）的教学视频、内容简介、知识点梳理（板书）、测评习题（分不同难度水平）等配套资源。教学视频应以分课时的形式充分展现一个主题（单元）的课堂教学内容，每个单元原则上由一位老师进行开课，从而保证相关内容的连贯性。资源内容应体现结构性的设计，体现教师的原创性，引用资料应注明出处和原作者。
资源标准化：有统一的技术标准和内容标准。资源的技术标准主要对资源文件的格式进行规范，可以供后续课程制作参考；内容标准主要对内容的符合性等进行定义，支持后续的审核工作开展。
资源获取：资源来源是上海所有教师，来自教育学院或学校等，可以是教师个体，也可以是团体，由名师领衔，以教学共同体的形式进行建设，围绕名师，每个成员可以有组织、有分工地进行资源建设。平台资源提供网络存储和引用服务功能，学习者可以通过关注收藏资源按需学习，无需逐条下载资源占用内存。同时平台还可以通过各种已经成型、比较好的平台来进行资源的获取，例如静安区的生命科学二次学习平台、杨浦区的小学语文平台、喜马拉雅、101PPT、海码课堂等。
资源审核：建立完善常态化的资源审核机制，从资源制作开始，到资源上传、资源评审、资源入库，进行全过程管理，能够通过不同层级的监督确保资源的合规性。对课程资源的评审，一方面是专家评审；另一方面是根据使用者的行为、有效观看次数、收藏数、分享次数、收到的评价等进行评审。后台建立课程资源评价规范体系，将专家主观指标和使用者客观指标结合形成对课程、教师的综合评价体系。
资源目录和存储：根据资源的学段、学科、年级等类别属性，建立分类目录，通过关键字标签进行资源标注，帮助使用者快速找到相关资源。
资源区块链应用：通过区块链技术对课程资源进行目录编码，开发课程资源溯源确权业务智能合约，多节点共识确认部署运行。对上传课程资源行为全程上链，确保数据资源可溯源且不可篡改，在保证了数字资源的产权前提下，实现课程资源流通透明化。
资源库备份和还原：资源库信息在存储上建立备份机制，通过设定备份规则进行定期拷贝和存储，同时支持相关拷贝的快速还原，以应对资源异常等问题。
（2）课程资源图谱及精细化检索
课程资源可分类或多条件组合筛选，支持通过关键词或章节名称检索进行快速查找。在此基础上，通过构建课程资源图谱和学科知识思维导图，提供课程资源精细化检索。
构建课程资源特征词库，对课程资源进行元数据标注，形成系统化的课程资源图谱。利用深度学习技术，结合用户检索行为记录，对课程资源图谱进行调整与优化，形成动态课程资源图谱，提升资源检索效率和智能化程度。
初步构建基础性学科的知识结构，并以思维导图的形式呈现知识点组织，体现知识点之间的联系，同时提供按照知识点检索的方式。结合神经元网络和决策树等技术，支持知识结构动态化展示。学习者可以通过思维导图，结合练习、测试、学习进程等实现快速知识点定位，从而满足精准学习的目标。教师也可通过思维导图快速获取相关知识点进行相关教研工作，并获得能力提升。
精细化搜索使用最新的全文搜索技术，支持根据学科知识点结构目录、课程资源图谱、资源类型等课程资源信息进行快速搜索和定位。精细化搜索基于分布式计算机网络，支持分布式搜索，单一节点失效不影响整个搜索；支持复杂查询，具有基于短语和基于统计的复合结果排序机制，并支持模糊搜索。课程资源精细化检索根据服务侧重点的不同，由智能检索引擎、智能检索门户和检索管理平台三个子系统组成，提供以下服务：①实现对海量数据的快速查询：支持多数据源索引搜索，通过检索管理平台来管理维护配置，为系统提供高扩展及高可靠的特性。索引与内容分开，数据查询效率高，数据抽取速度快。②检索细粒度与易用性：支持拼音检索、语义检索、要素检索、智能检索等检索方式，并采用复合式分词法来达到分词细粒度的优化目的，查全率高。平台还提供相关查询词智能推荐服务，可针对使用者所输入的字符联想并推荐相关搜索词，提高用户体验。③平台运营安全性保障：智能检索平台集成多种认证方式，保障了用户的数据及接口的安全性。在敏感数据过滤上通过敏感词管理功能进行访问限制，从而更好地保护特殊数据。
（3）课程资源数据服务及奖赏机制
课程资源数据服务主要包括区块链应用服务和教育券管理系统支持的奖赏机制。
①区块链应用服务。课程资源数据库采用区块链视频版权保护分发技术的主要作用：利用区块链不可篡改、易清算的特性，可采用区块链技术实现课程资源视频点播系统的“版权管理”和“结算统计功能”。相比传统的视频保护系统，加入区块链技术后，可提升整个体系之间的信任程度，还可通过智能合约技术自动执行判断版权所有人的授权信息，很好地解决了现有分散视频点播系统的问题。第一步：将每个教学视频分别根据视频所有者的信息进行加密，将视频播放密钥保存在链上。第二步：当用户在子平台登录后通过播放插件请求教学视频播放时，向链上中间件查询判断视频的许可授权，并获取播放密钥对从子平台获取的原视频解密播放。第三步：在整个服务流程中，子平台只需提供终端用户的身份信息和播放的信息流。用户的真实播放信息都如实记录在链上，不可篡改。
②课程资源数据库的底层区块链条件及指标。1.安全性能指标：必须是国内独立自主的区块链底层技术，拥有自主知识产权；必须通过国家权威机构第三方测评、测试认证；必须在国家网信办区块链信息服务备案中有相应服务或有其作为底层支撑的应用；需有成熟的政府行业应用案例；不使用国外开源技术底层。2.技术指标：采用联盟链架构，支持核心节点数目不少于10个；TPS（Transactions Per Second，即每秒事务处理量）性能不低于3000；支持国密加密算法；支持智能合约；支持原生UTXO（Unspent Transaction Outputs，即未花费过的交易输出）；节点网络支持SSL（Secure Sockets Layer，即安全套接字）加密通讯；支持主子链、平行链等组网模式。
③应用在课程资源库的区块链应用服务内容。1.项目的私有化部署底层链服务。包含：链的租用，底层部署，节点部署服务等。底层链由接入层、服务层、应用层、共识层、网络层、数据层以及存储层组成。再加上运维管理和隐私组件，共同组成了底层链服务的基础。2.视频版权管理数据上链服务。包含：视频上传-加密打包服务、密钥许可分发服务、许可播放服务。3.视频播放数据归集上链服务。视频播放统计服务负责核实统计系统内视频播放情况，根据相应规则生成相应的总结报表。
④教育券管理系统支持的奖赏机制。教育券管理系统包含教育券的发放、管理和交易等服务，鼓励教师分享课程资源，鼓励学生充分应用资源。教师服务主要体现在对不同类型的资源给予不同的教育券定价，根据资源的被使用数据计算教育券收入，奖励给提供资源的教师。学生服务主要支持面向学生的资源收藏、直播、点播、关注、分享、工具下载等服务；学生使用教育券（或教育积分）观看资源，教育券由教育主管部门发放给学生，学生本人和家庭不用付费，同时根据学生的在线学习情况给予教育券的奖励。
课程资源奖赏机制贯穿课程资源上传、在线播放以及评价等课程资源服务流程，有助于进一步盘活名师资源、优质课程资源，扩大优质资源覆盖面。
在课程资源数据服务上，应用区块链技术开发教育券激励业务智能合约，根据学生完成学习情况给予不同等级积分奖励，并对积分使用情况实时记录，从而实现课程资源提供方和学生间良好的互动，并为其提供不可篡改、真实可信的区块链依据。后续可以逐步将课程资源服务模式对外省市输出，打造上海教育品牌。
自2020年3月2日至2020年6月，上海市中小学开展大规模在线教育，实现了中小学生的居家在线学习。市教委精心组织了全市各学段、各学科1000多名优秀骨干教师，以课程标准和教学基本要求为基准，按照“同一学段、同一课表、同一授课老师”原则统一录制课程，打造满足学生基本学习需求的课程教学资源，在全市范围内共享，学生们普遍认为很有收获。为进一步保障优质教学资源的共享共通，实现线上师生教学互动，上海市教委明确要求依托上海微校，组织优质教学资源，统筹优质教育信息化平台及基础设施，以“一个入口、全媒分发；统一课表、多元补充；优课示范、双师教学；先录后播、实时互动”模式，建设覆盖全市中小学教学需要的“空中课堂”。为学生提供寒假生活补充版和电子教材的分发以及直播、点播（教师备课、学生学习）等教与学的服务，开展导学、听课、作业、测试、互动交流等活动，实现泛在、智能的教学。“空中课堂”正式开播后，“上海微校”每天要接受数十万师生的访问和互动。
进入后疫情时期，虽然从2020年4月底起，上海各学段的学生已陆续复课，但“空中课堂”并未就此止步。后疫情时期老师们可以通过观看空中课堂来学习教学方法、提前备课，同学们也可以进行一种新的学习模式尝试，空中课堂仍然以它独特的方式在发挥作用。中小学生返校复学后，“空中课堂”12个年级全部课程将继续正常播放并持续更新。图5-4（a）～图5-4（d）为线下复课后教师和学生使用微校学习情况。
图5-4（a） 学生每日浏览量、直播量、点播量分布趋势图
图5-4（b） 教师每日浏览量、直播量、点播量分布趋势图
图5-4（c） 学生各时段浏览量、直播量、点播量分布趋势图
图5-4（d） 教师各时段浏览量、直播量、点播量分布趋势图
图5-5为点播排名前20的课程，学生集中在小学五年级、初中，教师集中在小学三年级至五年级。图5-6为点播量排名前3的科目，小学均为语文、数学、英语，初中均包括语文、英语，高中均包括语文。
图5-5 点播排名前20的课程
图5-6 点播量排名前3的科目
此次“停课不停学”在线教育对推进基础教育优质均衡和教育教学方式变革具有很高的参考价值。上海市电化教育馆将继续围绕教育部《教育信息化2.0行动计划》，结合此次疫情引发的大规模在线教育，进一步总结反思疫情期间“停课不停学”的经验，参考学习全国兄弟省市的优秀做法，创新内涵，探索“停课不停学”长效机制。