2016年第八届云计算大会，锦囊专家特承办大数据与教育创新论坛。本次专题论坛将汇聚产学研用四方智慧资源，邀请国内外在互联网教育领域的权威专家、知名企业家等，以全方位的视角，从趋势观察、实践共享、技术变革等多维度展开深度探索，搭建政府、学校、企业、研究机构的高端交流平台，推动"互联网+教育"的均衡发展。
下面，小锦首先要把北京航空航天大学“卓越百人”青年人才计划教授，北航高等工程学院副院长，吴文峻先生的精彩发言干货放送给大家！
我今天的报告显示了大规模在线学习几个方面需要的服务。
我们知道教育本身是高度创新、不断发展的行业。每个人都可以因地制宜地根据自己的学生、学校资源，面对不同的教学目标来设置自己的教育理念、方法和模式。比如可以开展积极项目学习，包括像一些竞赛、创课学习等等。
一、云流媒体
首先给大家讲云流媒体。以前视频都通过FLASH来传递，现在转到HTML5，同时跟HTML5相生的就是自适应传输技术。根据终端网络情况可以自动地调整传输的质量、速度，使得它能够更好地适应。当然要实现这个技术也涉及到云转码技术的支持。
它把需要传的视频切分成不同的块，根据不同的质量事先给它压缩成面向不同传输数据、不同传输质量的视频单元。同时根据DTML5的结果进行动态的调整，当你在一个合适的带宽，可以达到这个带宽最优化的使用，以及最佳用户使用效率，这就是一个基本的架构。
这个东西跟MOOC有什么关系？首先因为它本身是一个底层的支撑技术，随着MOOC的兴起，我们知道MOOC跟土豆、优酷是类似的，每年MOOC的开发者要花很多钱，保证服务质量。如果你可以使用DASH技术进行传输，一方面可以保证质量，同时可以优化你的运营成本。
目前MOOC就是这四大类，包括讲师、PPT，像电影一样的视频播放资料，还有混合型的，每一类都可以定义成不同的分类，来适应最佳的网络带宽的传输。这是非常简单的识别算法。
我们知道现在有深度学习，这些非常智能的识别算法，这四类划分是非常容易做到的，能够对视频的区域进行有效的识别计算，包括人脸计算以后，就可以对不同的识别区域定义不同的编码参数和带宽要求，最终实现刚才我讲的最优化的内容自适应传输。
二、虚实融合的云在线实验平台
大家上MOOC平台上看，除了软件编成，可以搞个笔记本来编，如果想做硬件的实验根本是不可能的，所以我们当时把在线的硬件实验平台作为我们MOOC实验平台中非常重要的内容来推进。
MOOC上面大部分是软件和仿真性的实验，但是很难支持复杂的实验，真实感比较差。我们这里重点强调的是软硬结合的、虚实结合的实验，能够更好地结合我刚才提到的既能提审实验的真实感，又可以使学生随时随地操作试验设备，同时使试验设备的用率得到提高。
这是现实我们在线实验的基本架构图很简单。我们需要有一个试验设备的管理层，把这些设备进行抽象，纳入到核心服务层，这里面包括实验课程的管理、接入，实验设计、导学等等，在上面用户看到的是完全网页式的，比如原来的操控板就变成了一个网页，路由器就变成一个可以编辑的可视化的界面，实现学生对设备的访问。
这是我们使用了在线实验和MOOC教学以后，教学效果的一个评价分析，大家可以看到，从2010年到2014年，基本上优秀、良好、中等的情况没有太大的变化，可能稍许有些波动，但是通过了MOOC和在线平台相结合，我们的优秀人数明显增加了，同时不及格的人数明显减少，整体的学生学业表现都有很大的提升。
实际上我们在开展在线学习的同时，实际上把实验的本身难度和深度是增加了，在过去很多复杂的实验做不下去，很难完成。有了这个以后，使得教学的效果得到了明显的改善。
这是我们在在线平台上开展的计算机组成原理的实验情况，这个实验对学生难度要求非常高，学生要在一学期的实验里面完成十个这样的组成设计，要把从部件级的设计向加法器，包括CPU的设计器，流水线，都要一步一步地设计出来，同时要把它装在一起，能够形成一个至少支持四十条到五十条MIPS指令，这在目前大部分学校能够做到，能做的学校大概只有十几条CPU，CPU的指定条路增加以后，整个系统的设计难度也有很大的提高。
在2014年到2015年，我们增加了一些难度，在多周期的CPU流水线方面都有很大的难度增加。
同样，我们看到难度增加的情况下，学生的优秀率也有明显的提高，从2014年的10%，到2015年的17%，不及格率有了明显的下降，同时愿意参加比较难的提高级的实验人数明显增加，达到了23%，这些都是非常欢欣鼓舞的效果。
目前我们在计算机，特别是像网络操作系统组成原理这样的课程实验，在计算机教学领域得到高度重视，因为我们国家计算机教育很重要的是要对标国际标准，在国际标准一个非常重要的指标，就是提高学生解决复杂工程的能力，也就是给一个比较复杂的工程问题，计算机专业毕业的学生，应该东西怎么样用手头的工具创造性地解决。
你给他一个组网任务他可以很快地完成，你给他一个CPU设计任务，他也可以很快的完成。这里头仅仅靠简单的教学模式调整是不行的，必须要有很好的在线教育手段，配合教学改革的调整，才能使学生得到解决复杂工程问题的程度。所以我觉得推广虚实结合的实验，对于提高我们国家计算机专业人才的培养有非常重要的意义。
三、学生行为数据分析
最后一部分，我给大家介绍的是学生行为数据分析和学习效果的评价。有了MOOC，有了在线实验以后，除了我们能够提高学习效率以外，还能够帮助我们对学生的学习情况进行定量的分析，使得我们走入自由王国，你可以更好地了解教学教育，大数据的手段可以帮助我们更好地改进教学。
这是我们学习数据分析和教学干预的基本概念图，我们知道加上MOOC和在线实验以后，学生的无是观看视频行为，还是在线讨论行为，以及刚才讲的作业和实验等很多行为，都可以捕捉到数据，过去在课堂教学就很困难，现在也有很多中小学推一些IPAD可以一部分解决这些问题。
但是课堂的行为从实践上非常难以做到，有了在线平台以后这个问题得到明显的解决。得到了学生的行为以后，就可以利用我们的大数据技术对学生的行为特征进行分析，就可以更深入地了解到，学生在完成教学任务认知过程当中的一系列变化，基于不同变化和状态划分，就可以制定相应的教学政策，这就是所谓的科技化学习。
通常我们都会采用随机图的模式，根据教学的知识表格划分，同时把他每一步的学习行为纳入到学习状态的观测当中，通过学习状态，通过学业表现，分析他在每一个知识点上认知状态的变化，有了这个变化以后，我们就可以做学业的规划，辅导答疑，包括作业评判等等。
最后总结一下，我们认为MOOC教育不光是让大家看视频做练习，替代简单的课堂学习就完了，很重要的一块，它可以改变我们的实验教学，实验教学比课堂学习重要得多。
另外一点，有了MOOC平台在线学习以后，真正使得我们学习过程的个各种行为交互，包括教师的传业授道过程，以及学生的交互讨论，过去这都是写在《论语》里面，这些都可以数字化，定量的记录下来。
最大的好处是它能够使得我们进行分析，能够对我们的课堂教学情况给予定量的评判，教学方法效率进行定量的比较，对每个学生的学习动态和学习情况进行咨询调整，如果真做到这一天，我们的云计算和大数据才是智慧的使用。