數字化雲教材開發實踐

一、雲教材建設内容

雲教材是雲教學時代的智能化教學内容，滿足學生移動、泛在、自主和沉浸式學習需求，具有富媒體，立體互動和學習行為智能跟蹤原理的資源體。

雲教材建設内容包括：

1)雲教材的制作出版

2)與學習場景融合的課程資源庫，包含音頻、視訊、動畫、3D、超連接配接等互動元件等名詞術語标注。

3）數字資源共享工具： 數字資源共享工具共包括三大部分：雲優選課、雲視訊庫、3D模型庫。其中雲優選課包含平台優選的網際網路數字教學資源，友善使用者更加快捷的進行學習應用；雲視訊庫提供數百個不同方向的微課視訊，供使用者課前課後使用；3D模型庫可線上展示3D模型，更加形象具體的達到教學效果。

1.雲教材

雲教材是具有移動泛在、富媒體、立體互動、學習行為跟蹤的智能教學内容。它重新定義了未來的教學資源形态和學習方式。它自适應所有移動智能終端裝置，融合了微課、動畫、音視訊、3D 等多媒體資源輔助學習，獨有的學習互動、互動測試、互動遊戲内容讓自主學習更輕松有趣，筆記、百科、朗讀、字典等輔助支援功能與學習場景無縫融合，更能實作筆記社交、知識點讨論問答的社交化學習，配合雲班課教學平台還可實作對學生學習行為的智能跟蹤和學習成效評價。

唯衆雲教材有五大特征：

1）移動跨平台跨終端

獨有的跨平台跨終端大小屏适配技術，一次制作、一次釋出、跨平台使用，全面支援 iPhone\iPad\Android 手機 \ Android 平闆 \PC。

2）富媒體

混合媒體一體化編排設計，文字、圖檔、畫廊、語音、視訊、3D 在一個場景裡沉浸式學習。

3）互動學習

學、練、測在一個場景裡完成，有趣的互動遊戲，并可以立即語音、文字、照片、标記、筆記和知識點随時擴充到網際網路學習。

4）社交化學習

學生不是一個人在孤單學習，可以随時發起讨論和筆記分享，與教師和同學互動、與全國學習同本教材的學生分享交流。

5）學習行為跟蹤大資料特征

學生每一次學習行為都會被詳細記錄，包括學習進度和時長，幫助老師開展教學分析與評價。

6）實踐資源

唯衆雲教材除了傳統的理論與文化類教學資源，還有實踐性，來源于一線工廠的資源。

2、學習場景融合的課程資源庫建設實踐

新形态的課程資源庫與移動互動式數字教材的建設過程同步的多媒體素材清單，點選可以快速學習，學習後可以傳回原位置。

1）文字

漢字、字母采用 UTF-8碼統一編碼。

2）圖檔（圖形、圖像、畫廊）

所有涉及到圖檔尺寸的，均以1倍像素數描述。實際移動互動式數字教材制作時，需要提供規範标定尺寸的2倍大小像素數的原始檔案。

使用 JPEG 格式的圖檔，檔案擴充名為jpg。

如果需要GIF動畫的，提供GIF格式的圖檔檔案。

圖檔尺寸最大不超過768*1024，通常采用600*800。、

3）音頻

音頻使用MPEG3格式。

音頻采樣率最高44100Hz（44.1KHz）。

4）視訊

視訊格式為MPEG-4。

視訊采用AVC編碼（H.264, Baseline Profile Level 3.0）。

視訊幀率最高30FPS。

視訊尺寸最大不超過640*480。

音頻采用AAC-LC 編碼。

音頻采樣率最高44100Hz（44.1KHz）。

5）動畫

HTML5動畫可以直接使用，FLASH動畫要統一轉為視訊格式，視訊格式參見視訊的要求。

6）互動元件

互動元件包括趣味練習和測試元件，要求即時回報練習和測試結果。

7）名詞、術語、人物、事件标注

要求每章标注包括名詞、術語、人數和事件，并可以随時擴充到百度百科學習。互相融通關聯。資源庫與學生的學習過程緊密結合起來，讓學生學習實作即學即查，随時擴充，貫通學習。在功能設計上，通過資源清單功能實作與學習場景相融合的課程資源庫的設計開發。即在移動互動式數字教材的閱讀過程中，可以快速顯示章節。

3.課程包

把日常教學資源和教學活動在智能教學工具平台上打包為“課程包“，可以授權給其他教師，其他教師在獲得授權的“課程包”後能夠将包中的資源、活動引入到自己的班課中應用。要求具有課程包的釋出、授權和導入引用功能。

唯衆智能教學工具平台要求融入人工智能功能，具有采用人工智能技術的智能助學和智能助教功能。智能助學功能可以通過學生學習行為觀察，可以在學習效果、學習态度、學習習慣方面提醒學生，幫助學生個性化成長；智能助教為老師提供個性化教學的支援，提醒老師需要關注的學生。老師和學生在班課界面通過搖一搖就可以呼喚出智能機器人。

二、唯衆雲教材學習平台

雲教材學習要求配套免費的移動學習用戶端和公共雲服務，具有功能要求如下：

1）跨平台、跨終端

具有适用于Android系統、iOS系統智能手機、PAD的APP用戶端，并具有相容Windows系統的PC用戶端，需要有五種專用應用用戶端。

2）按章下載下傳和删除功能

平台支援雲教材的章節結構顯示，并且支援在各個用戶端的按章下載下傳功能，讀者可以一章一章地下載下傳到用戶端本地進行學習，還可以按章删除（章節删除不影響作者在該章節的所有資料），便于讀者節省用戶端本地的存儲空間。

3）基本學習功能

支援雲教材的混合媒體一體化編排設計的閱讀和浏覽，支援文字、圖檔、畫廊、語音、視訊、3D在一個場景裡的沉浸式學習；支援流式版式的上下滑動、翻頁，支援字号大小的設定，支援按照關鍵字查找書籍内容，支援按照章節目錄索引、按照頁碼定位。

4）素材庫功能

平台具有素材庫功能，将教材中所有圖檔、音頻、視訊、動畫、3D、互動元件等都彙聚在素材庫中，允許讀者在教材頁面的系統化學習和素材庫的快捷碎片化學習中切換，所有圖檔、音頻、視訊、動畫、3D、互動元件等都可以直接點選學習或擴充到雲端教材配套素材庫中學習。

5）互動學習功能

支援閱讀雲教材的互動學習點，學、練、測在一個場景裡完成，具體的互動學習點包括：

知識點氣泡:讀者點選知識點，會彈出擴充解釋，點選百度圖示還會跳轉到百度百科頁面，得到對知識點更深入的講解；

地理位置互動:標明地理位置或地名，顯示電子地圖，彈出地圖索引後，地圖可以放大或縮小；

圖形互動:能夠在一個圖檔上進行人機互動式學習；

互動元件：平台具有解析閱讀大量趣味化、遊戲化、情景化的互動測試、互動學習、互動遊戲元件的能力；

6）批注和筆記功能

支援在教材中任意一段文字可以進行高亮标注，高亮可以選擇顔色；支援在教材中可以選擇任意位置記錄筆記，同時記錄批注或筆記的時間和位置；

在手機版、PAD 版中支援建立語音筆記，支援建立圖檔、照片筆記，支援建立語音、圖檔、文字的混合筆記；

支援筆記标注選擇設定私有或公開，私有為僅自己可見，公開則可以讓學習同本教材的學生、教師都能看到；

支援筆記标注管理，管理自己筆記，檢視授課教師标注的學習重點、同班同學的筆記和全國學習者分享的筆記；

所有高亮和筆記可以統一索引管理，點選每個高亮和筆記可以定位到圖書章節的相應位置。

7）書簽功能

随時記錄學習進度，标注書簽，并可通過書簽快速定位學習位置。

8）全文檢索功能

支援全文所有章節的文字搜尋和定位。

9）支援頁碼快速定位功能

支援與紙質教材對應的頁碼快速定位功能，可以快速翻到指定頁碼。

10）全文百科字典功能

可以標明全文中任意一個名詞、術語、概念、人物、事件、知識點等到百度百科中擴充查閱學習。

11）學習跳轉功能

支援學習者學習過程中依據知識點索引，快速轉引到某個位置，學習後可以傳回原位置。

12）讨論功能

對于教材中任何一處内容，可以發起讨論，邀請同學、老師、周邊的人來共同讨論學習，支援問題回複和點贊功能，支援讨論删除功能，支援按照教材章節查找讨論功能，支援看全部讨論和隻看自己的讨論功能，具有完善的社交對話功能。

13）學習行為記錄功能

支援教材學習行為記錄功能，學生每一次學習行為都會被詳細記錄，包括學習進度時間線（按由近及遠的時間線辨別最新的閱讀章節及時間）、進度（每一章節學習的總學習進度/總學習時長資料及每一章節的學習時長和百分比進度）、标注（學生在本教材上所有的标注和筆記）、視訊（視訊學習總時長和已經觀看視訊的百分比進度）和練習（教材中互動練習的結果），所有學習行為記錄無論是離線學習還是線上學習都需要在有網絡的時候即時同步到雲端儲存。

14）離線學習功能

平台支援對按章下載下傳的教材進行離線學習的功能，支援記錄學習者的離線學習痕迹，離線學習的行為記錄可在有網時立即雲同步。

15）系統設定

系統設定子產品具有緩存管理功能，能夠選擇清理某本書籍的緩存，也可以選擇清理全部緩存；具有設定“僅在WiFi下載下傳”功能，保護使用者的3G/4G流量；具有“開啟新讨論提醒”功能，允許或禁止有新讨論消息時使用者的移動終端通知欄中有彈出提醒。

16）與APP資料互通

雲教材學習APP和 APP的底層資料互通，在課堂互動教學 APP的班課中選擇了一本雲教材，就會顯示在班課的資源子產品，學生點選可跳轉到移動互動教材（雲教材）學習APP進行教材學習；

支援課堂互動教學APP的成員子產品教師可以查閱學生的教材學習資料，資料内容同樣包括學習進度時間線（按由近及遠的時間線辨別最新的閱讀章節及時間）、進度（每一章節學習的總學習進度/總學習時長資料及每一章節的學習時長和百分比進度）、标注（學生在本教材上所有的标注和筆記）、視訊（視訊學習總時長和已經觀看視訊的百分比進度）和練習（教材中互動練習的結果）。

17）版權保護功能

平台具有為版權保護多重加密功能，包括：

第一層加密：雲端-内容-移動終端的數字比對加密，隻有合法的使用者才能擷取内容。

第二層加密：移動終端的作業系統層加密，即使越獄，内容無法分解拷貝。

複本數控制：移動終端的硬體比對，合法讀者按“終端複本數許可”多終端使用，非法副本可自動識别自動删除。

18）唯衆公共雲平台服務

平台使用公共雲服務，為老師和學生提供免費的公共雲服務，基于阿裡雲技術保證老師和學生在校外随時随地的溝通學習。所有雲教材及資源庫也都在雲端永久儲存，支援移動裝置按章随時下載下傳。雲教材的學生學習行為資料也全部存儲、備份在公共雲平台。

19）支援 VR

平台支援VR三維學習内容嵌入和沉浸式學習體驗。

20）唯衆平台架構

平台基于spring cloud微服務架構，提供便捷的SSO單點登入，采用kubernetes進行部署，可支援公有雲、混合雲、私有雲的安裝模式，資料層使用MySQL叢集和MongoDB叢集，實作了全流程EdvOps自動化運維，具有高内聚、松耦合、業務單一、高性能、高并發、高可能、跨平台、跨語言等特點。