北京四中网校黄向伟用云助力教育信息化发展

　　当前，一场突出其来的新冠肺炎疫情在引起全国关注的同时，也改变了我们的学习、工作和生活方式。根据国家统一部署，全国各类学校一再延迟开学。同时，按照教育部停课不停学，学习不延期的要求，各地纷纷启动了空中课堂以及在线教学的方式，保证老师完成授课，学生在线上也能够继续学习。而停课不停学的实施，一方面，在线教育的爆发式增长，也给在线教育企业的产品和服务模式，以及如何通过信息化和数字化技术的投入来确保用户体验，提出了更高要求。
　　作为2C与2B业务并重的北京四中网校，在这场疫情中也迎来了从未未有的大考。龙之门教育董事长北京四中网校校长黄向伟先生和龙之门教育董事副总裁李斌先生在接受记者采访时表示，疫情期间北京四中网校的日活量是平时的十几倍，可以说北京四中网校的整个平台和系统都面临巨大的挑战。
　　龙之门教育董事长北京四中网校校长黄向伟
　　资源共享，加速云战略实施
　　北京四中网校成立于2001年，是中国很早的远程基础教育服务机构和在线学习社区，致力于将以北京四中为核心的优质教学资源向全国传播，帮助全国中小学生通过名师在线直播、高清课程等方式，高效完成自主学习和优质精品课程的学习。其业务主要分为两个部分：一个是针对学生2C的在线教学服务；另外一个是将其教育云平台开放给公立学校，核心是针对课堂的教学场景提供智慧课堂服务。黄向伟表示，在疫情期间，北京四中网校一方面与学习强国、央视频、抖音、头条、西瓜视频等知名的视频APP合作，把北京四中网校的名师录制的微课资源在这些有影响的平台上进行分享，让全国的学习都可以免费享受到优质的资源；另一方面，北京四中网校把教育云平台开放给学校，目前已经是超过五千多所，有500多万人在使用四中网校的云平台进行学习。可以说，在停课不停学的开始之初，北京四中网校为学生和各级学校提供了非常及时与特别有效的支持与帮助。
　　北京四中网校的云平台目前日活以达到之前的十几倍，而且是时间段比较集中，这就给平台的网络、存储、运维等各个方面带来了压力与挑战。因此，以李斌为首的技术团队从春节开始备战，协同AWS加速云战略的实施以满足当前业务急速增长的需求。
　　据了解，在逐步将教育云平台向AWS过渡之前，北京四中网校的所有基础设施都在IDC机房。线上有北京四中网校沉淀的名校名师课程有超过20000节，同时教育云平台已成为满足老师课前、课中、课后的所有教学场景的基石。这些资源和教学场景，都需要更好的平台能力来释放，为在线教育提供保障。
　　在李斌的时间表中，如果没有突发的疫情，北京四中网校会按照既定的云战略，按部就班的在2020年中，将文件服务器、数据库等战略资源迁移到云中，与之前已经上云的大数据平台一起，在云端形成集大数据、数据分析、AI引擎、文件处理等为一体的综合教育云平台。
　　而突发的流量增长让他始料未及，集中的直播课使带宽承压；上传的教学视频来不及压缩转码、加密，照片、试卷等数据访问的激增，使存储资源和计算资源严重不足，数据库效能下降；技术运维平衡被打破，这都给平台和技术团队带来了从未想到的压力。
　　龙之门教育董事副总裁李斌
　　李斌坦言：疫情期间，受限于很多的突发情况，我们的技术研发和运维团队都在透支，计算和存储资源的扩展，数据库压力，运维上的捉襟见肘，甚至尝试过压缩课程来缓解用户激增所带来的压力，每天都有不同的新挑战让我们往前跑。
　　一边在业务端做平衡，一边快速向云迁移。扩带宽、扩容量、扩资源，北京四中网校在AWS上快速扩充了网络资源所需的带宽，文件服务器所需的存储资源，计算所需的CPU和内存等资源的弹性扩展，以及承接数据库负载的能力。李斌介绍，北京四中网校将所有文件存储全部指向了AmazonS3，很好的解决了数据存储的问题。在资源调度上，通过AmazonEKS实现容器资源效能的最大发挥，而在IDC很难将不同型号设备的资源进行平均的分配和调度。李斌说：在将数据库迁移到云上之后，AWS帮助我们提前做好了云上的监测，让我们能够对业务负载压力进行准确定位，将重要负载进行分流，来缓解数据库的压力。现在，平台已经能够稳稳的支撑超过过去十几倍的并发量，目前北京四中网校80的服务都已经迁移到AWS上。李斌同时强调：在AWS上，我们平台的弹性扩展能力得到了进一步增强，对我们的成本控制和资源效能的发挥都有极大的帮助。
　　企业上云，技术架构最重要
　　今天，我们可以看到，在北京四中网校的云平以上，可以轻松实现多场景的教学需求。而在李斌看来，教育云平台的核心在于支持学校、学生和老师、家长之间的学习互动交流，而这摆脱不了多端、多平台、数据处理等技术能力的突破。如果文件存储的效率，和分布式数据存储的效率不解决，就不得不面对如数据库吞吐瓶颈，硬件物理服务器读写所带来的问题，使得平台的核心能力无法发挥出来。
　　当前，国内企业上云主要有几种选择，一是以CDN为先导，增加高速的并发处理能力，即因为要CDN所以才上云；二是因为做数据分析、机器学习、研究用户而上云；三是在以上的基础上增加AI人工智能学习而上云；而在李斌看来自己根本没法实现这些功能，只有云平台才能提供这些技术与需求，只有好的架构才能发挥出更在的作用。在他看来，未来的在线教育平台，架构非常重要，如果要追求好的架构，追求效率，上云是特别明智的方式。李斌说：应用云的架构支撑能力，首先可提升平台的效率；其次，可利用云上的数据分析、知识库、机器学习等服务为用户画像，提升个性化服务能力；此外，这些基础上增加基于AI的智能学习，只有云平台能提供所有这些技术。
　　众所周知，目前在线教育有几个典型的应用场景，比如在线上做英语试卷分析、英语听力测试等，网上阅卷等，如果没有语音识别、语音分析、语音合成以及智能分析等这些智能服务，根本不可能做到非常好的应用。而北京四中网校在线技术平台之所以在AWS云上构建技术架构，主要是看中了该平台的效率，大数据和AI能力。第一，AmazonS3让平台的数据存储和查询变得更加高速，得以向大数据平台平滑过渡；通过云上的分布式数据库架构，让数据的查询和分析更加高效；第二，AWS满足了平台对数据流动性需求，为移动、IoT等大数据计算打下了基础；第三，AmazonSageMaker集成的框架、库和算法，让机器学习非常易用，为平台构建AI引擎提供了便利。
　　AWS为我们的架构在云上打开了一扇窗，不仅提供丰富的工具，并将更广阔的视野带给我们，让我们能够在云上轻松构建不同的应用，李斌如是说。
　　先学后教，用信息技术助推教育发展
　　随着云计算、大数据、人工智能等技术在教育领域的广泛应用，信息技术为教育的发展提供了多种可能。比如面对碎片化的学习时间，AI、大数据的出现能够让学生尽快地掌握知识点。
　　作为一名在教育一线工作20多年的教育工作者，黄向伟表示：在教学的过程中，不是要强调老师的教，而是要强调以学生为中心的学。我们认为点燃学生的内心、培养学生的自主学习能力，这是至关重要的。而对于北京四中网校来说，这这些年其实只做一件事，就是专注教学，利用信息技术促进老师的教和学生的学。
　　那么，什么是以学生为中心的学而不是单纯的老师去教？李斌举例说：疫情以来，大家都喜欢用直播软件进行教学，但是只是这样还达不到上面提到的效果。怎么办？可以通过云平台给老师提供课程、视频、试卷等物料，让老师设计课程，老师可以通过发布任务让学生去完成。根据反馈结果获取学生的学情，有针对性地给学生进行指导、答疑，这样的话就不是说老师纯粹去讲，而是说看到学生有学习的行为。比如根据学生的学情分析描绘出的画像，教师能够进行有针对性的课程设计；到自动阅卷，将教师从判作业、阅卷的重复性劳动中解放出来，从而为教学水平的提升赋能。
　　据介绍，平台软件能够有效的帮助学习，尤其是在数据收集、数据分析等方面有不可忽视的作用。而要让这些充分发挥作用，AI则必不可少。
　　今天，AI正越来越多的融入到在线教育的方方面面，成为在线教育进行个性化教学的重要推手。一方面，通过大数据处理和分析，北京四中网校盘活了过往积累的教材、文字和音视频等存量数据，从而有力的夯实了平台的数据内涵；另一方面，通过语义分析与识别、公式识别等AI能力，为在线教育模式的创新提供了更多可能性。比如，将历年的考试题全部扫描进平台，自动通过语义分析打上数字标签，然后对试卷做分析、出试题，进而帮助学校进行针对性的模拟考试。目前，教育云平台对汉字、英文和数字公式的识别率能做到80。
　　值得一提的是，很多日常辅助功能在疫情期间都发挥了重要作用。比如自动阅卷平时只是学校结合自身业务进行操作的辅助功能。在疫情期间，这项功能与北京四中网校的作业平台一起，成为了学校进行小测验、考试的重要工具。
　　疫情期间学生在家上课
　　黄向伟表示：要让在线教学平台为学生和教师提供切实有效的服务，让教学事半功倍，就要对用户有精准的分析，才能赢得先机，这是我们醉心于技术的原因，AI能为教育云平台加分。未来，通过AI去改变整个在线教育流程，学习状态会越来越重要。如何在碎片化时间，最短时间让学生在线上掌握学习的关键点，AI将会发挥非常重要的作用。
　　同时，李斌也强调以学生为中心的学并不意味着老师的教不重要，同样的云平台，不同的老师受限于自身的水平设计出来的课程可能会千差万别。信息技术在教育领域的应用还远远没有达到技术的应有水平。
　　教育均衡与教育信息化发展，任重而道远
　　今天，中国的在线教育还处在一个从传统教学向在线教育过渡的阶段，在线教育原来更多的集中在民间培训领域，疫情期间的停课不停学让在线教育真正的走进了传统教学领域，让两者有了融合的可能。
　　在黄向伟看来，当前线下授课虽然具备一定的优势，但是传统课堂教学也需要用另外一种方式再次激活与点燃，面向未来的教育新生态正在发生着巨大的变化，必须要有一场课堂教学的革命，这场革命的核心就是教育信息化，即把信息技术和课堂教学深度融合去创新应用，让信息技术真正的为教与学服务。
　　同时，黄向伟指出，中国的教育均衡在目前仍是一个非常大的问题，不仅仅像东西部地区存在落差，即使在北京的学校，校际间的教育均衡也是存在问题的。除了区域间和校际间的教育均衡，班级里面学生个体间的差异是更深层次的教育公平和质量的问题。黄向伟说：一个班我们老说过去好学生吃不饱，薄弱生吃不了。所以在个体间这种差异如何用信息技术去解决它的个性化学习问题，或者适应每个人的学习问题，我觉得这是更深层次的教育公平和质量问题。所以通过数据，老师来了解学生的学情，我们生成学生的学习画像，老师就针对性的给学生进行定制化的教学，现在已经可以完成了。比如我们可以把一个班的学生分成小组，甚至说我们可以在老师布置任务的时候或者留作业的时候，我们可以做成个性化的学习任务，让学生能飞的飞得更高、能跑的跑得更快、能走的走得更稳。
　　黄向伟同时指出，随着教育信息化2。0的推进，中国教育信息化取得了长足的发展，但同时也面临着很多问题，比如老师理念的更新，老师的信息化素养有待提升等。教育云平台搭建以后还需要后边对教师的培训，只有这样，信息技术才能成为教育变革的支撑和内生动力，以学习者为中心的教育理念正在进一步印证和发展。
　　同时，随着在线教学的持续，相信学校、老师和学生对于在线教学的模式将有更深的认识，体验到信息技术在未来学校管理、对教育的教育教学理念与方法也会做出相应的改变和创新，这无疑将对教育的未来产生长远影响。
　　不过黄向伟最后也指出，教育信息化或者说在线教育的路还很长。经过这次疫情的考验，面对所暴露出来的问题，也给了我们继续优化与迭代的方向，这是好事儿；而对于教育主管部门来说，未来如何应对突发事件、如何更好地利用信息技术促进教学变革，都是一件非常好的事情。
　　中国教育均衡与教育信息化建设与发展，还任重道远。