MOOC能耗问题与策略研究_2

1、    mooc能耗问题与策略研究    摘要：mooc的建设和发展中交织着理想和现实的冲突。mooc建设的初衷和理想是共享教育资源，协同合作发展，节约教育成本；而事实上，教育的选择和竞争，促使各国、各区域为了凸显各自的竞争实力，独立发展，造成了资源的重复开发和严重浪费，即能耗问题。mooc能耗指资金浪费作为基础能源污染所扩散的mooc负能量。资金浪费造成的mooc能量损耗制约着mooc的教育应用价值，分布于mooc建设、开发、经营、管理的各个环节。造成mooc能耗的主要原因是对mooc的认识不清，盲目跟风建设；资源重复开发，软硬件技术不同步、不兼容；设

2、备闲置或淘汰严重，垃圾数据过多等。要保持mooc的持续发展，需要正确认识mooc建设的负面效应，从国家生态化教育和经济成本的战略角度来审视与思考，做到战略上合作博弈、技术上协同发展，加长补齐mooc“短板”、优化数据分类处理。关键词：mooc，能耗问题，教育生态，教育成本，策略研究基金项目：国家自然科学基金项目“基于位置的认证协议研究”(61170227)；教育部人文社科项目“基于数字认证的mooc诚信机制研究”(14ja88033)；上海市哲学社会科学规划课题“虚拟学习社区知识资源保护研究”(2013btq001)；上海市学习型社会重点项目“终身教育视野下的社区居民自主学习模式研究”(xz2

3、01301)；上海市成人教育科研项目“终身教育视角下的开放大学教育模式研究”(2013001)；清华大学亚洲研究中心2010年度青年项目。一、引言大规模开放在线课程(massive open online course，mooc)利用网络、通信、多媒体技术和现代化的教学手段，将优质教育资源免费提供给学习者。它的发展起源于大规模在线教育(massive online education，moe)。moe包括两个阶段：moe1.0阶段，即1999年发端于德国图宾根大学、2002年兴盛于美国麻省理工学院的网络公开课(open course ware，ocw)；moe2.0阶段，即2011年兴起、20

4、12年迅速崛起的mooc。(孙茂松，2013)mooc与之前的在线教育、教学网站、公开视频课不同，它是一种崭新的教学模式，昭示世界教育大变革的到来。mooc体现了以学生为中心的教育思想，它的发生和发展是历史的必然。首先，社会需求造就了今天的mooc。优质教育资源的匮乏致使人们不断思考如何将少量的优质教育资源最大程度地实现共享利用，从广播电视教育到网络教育，到国家精品课程建设，到ocw，再到mooc，人们研究了几十年。其次，网络技术、数字多媒体技术和云计算等的迅速发展为mooc的出现提供了可能。mooc是信息技术与教育的交融物，是教育技术的演习地。信息技术为大规模的学习者免费提供课堂式的学习体验

5、、新的即时交互方式和学习情境，以及随时随地进行泛在学习的平等机会。信息技术催生了mooc，但技术本身不是教育。如何有效地将信息技术应用到教育领域，优化学习资源和过程，是教育技术工作者的历史使命。mooc的建设和发展交织着理想和现实的冲突。一方面，mooc的发展呼唤共享教育资源，协同合作发展，节约教育成本。这是mooc建设的初衷和理想。而另一方面，教育的选择和竞争，促使各国、各区域为了凸显各自的竞争实力，独立发展，造成了资源的重复开发和严重浪费，即能耗问题，这就是mooc发展的现实。研究mooc，不应该只看优质教育资源或it技术的展示，还应看到其缺憾；不应该只考虑mooc的正面推动，还应该考虑如

6、何避免负面效应；不应该只站在教师和学生的角度，还应该站在国家生态化教育和经济成本的长远战略角度去审视与思考。教育的生态平衡是教育的核心问题，其生态系统内部教育主体诸要素之间及其与自然、社会和文化等外部环境之间的物质交换、信息传递，需要良好的能量流转才能维持相对稳定的平衡状态。教育生态系统内，学校到学校、群体到群体、群体到个体以及个体之间，竞争都是长期存在的。从相互竞争到协同进化，是教育生态进化的必然趋势。mooc是在线教育发展大潮中的一种探索形式，(韩锡斌等，2013)实质是一种在线课程。从教育生态的角度考察mooc建设，即是要系统、整体的地看待mooc，探究mooc良性循环发展路线。基于此，

7、笔者拟从在线课程能量角度，集中探讨mooc与教育、社会的能量流动关系，并结合上海交通大学mooc研究和建设经验，分析mooc能耗问题及产生原因，进一步寻求提升mooc教育应用价值的策略。二、在线课程能量的本质和类型1.本质在线课程与面授课程的趋同点是课程的“教与学资源”，不同之处在于课程的“教与学活动”。制作视频课程，是“教与学活动”向“教与学资源”的转化；传播视频课程，是“教与学资源”向“教与学活动”的转化。无论是“教与学资源”，还是“教与学活动”，以及两者的相互转化，其多样性的生态平衡，都由资金这一特殊的物质来维持和进化。“在线课程教与学的资源、活动”是“教育的资源、活动”的子集；“教育的

8、资源、活动”是“社会(政府、学校、企业等)的资源、活动”的子集。“社会资金”派生“教育资金”；“教育资金”派生“在线课程资金”。基于上述分析，设定在线课程为一个系统，那么，教育是其环境；设定教育为一个系统，那么，社会是其环境。凡此系统内部以及系统与环境之间的物质交换，一概抽象为资金的交换；资金物化，犹如能源，输出各种类型的能量。2.类型课程、学科、专业三位一体，相互联系、相互推动。侧重课程连接学科、专业的桥梁作用，是划分在线课程能量类型最为务实的视角。分类知识的学科，倾向知识的创造和传播；分类技能的专业，专注技能的发明和应用。课程，如果具有社会公益和商业赢利两种类型的能量，就可以有效连接学科和

9、专业。所谓在线课程的社会公益能量，一是指公共财政和非公共财政支撑的在线课程均能有限承担社会责任；二是指公立教育和私立教育设置的在线课程均能无偿性推动知识的创造和传播、技能的发明和应用。所谓在线课程的商业盈利能量，一是指公共财政和非公共财政支撑的在线课程均能平等享有法定权益；二是指公立教育和私立教育设置的在线课程均能竞争性参与知识的创造和传播、技能的发明和应用。三、mooc能级与损耗mooc的发展和壮大，源自mooc能量的功效推动；mooc的局限和弊端，是mooc能量的损耗使然。全球范围内，处于不同能级(能量状态)的n个在线课程，各自或合作跃迁开放与规模能级，演化为mooc。1.开放与规模能级的

10、跃迁规律mooc之前，在线课程亦处于一定的开放能级。在线课程的开放能级，一是衡量课程活动和资源的约束条件，比如国家课程、地方课程、校本课程的标准界限；二是衡量ict(information communication technology)作为课程载体的约束条件，比如硬件与硬件之间、硬件与软件之间、软件与软件之间的性能兼容。当在线课程开放能级聚焦于学习者接受课程的约束条件时，即访问状态的自由、自主最关键。不言而喻，为课程平台访问者设置的门槛越低，在线课程所处的能级就越高。mooc之前，在线课程亦处于一定的规模能级。在线课程的规模能级，一是衡量课程设置门数的约束条件，比如学科门类、一级学科、二级

11、学科等的门数规模效益；二是衡量参与课程总在线人数、同时在线人数的约束条件，比如国籍、语种、职业、年龄等的人数规模效益。一般而言，规模效益只有在规模适宜的临界状态下才能获取。期望在线课程规模能级跃迁所获取相应的规模效益，必须预测教育环境、社会环境的能量阈值。2.mooc能量的功效与损耗mooc能量功效，指以资金收益作为基础能源所输出的mooc正能量。发挥及提高资金收益转化的mooc能量功效，需要从管理和技术两个层面同时着力。mooc能量损耗，简称mooc能耗，指资金浪费作为基础能源污染所扩散的mooc负能量。资金浪费造成的mooc能量损耗，分布于mooc建设、开发、经营、管理的各个环节，应当避免

12、或减少。能耗是mooc大数据资源管理的一个突出问题。继美国三驾马车coursera、udacity和edx之后，世界各国都推出了自己的mooc平台，例如中国的学堂在线、好大学在线，英国的futurelearn，德国的iversity，澳大利亚的open2study等等。显然，一个国家的mooc越多，这个国家的教育影响力就会越大。活跃在mooc平台上的微视频，抛弃了原先直接录制教师单方面讲课的视频方式，增加了大量的社交和互动元素；与此同时，隐藏在mooc大数据平台之后愈来愈严重的能耗问题亦浮出水面。亚马逊副总裁詹姆斯·汉密尔顿(james hamilton)分析了一个典型数据中心的成本

13、构成，其配置为：15兆瓦的基础设施成本为2亿美元(15年分摊)；大约50000台服务器，每台约2千美元(3年分摊)，在30%利用率的情况下平均的服务器能耗约75%；商业电费成本约为0.07美元/千瓦时。随着服务器成本逐步下降，与能耗相关的成本所占比重会逐渐平稳或者上升；即使不算服务器等网络基础设施的费用，仅仅电能的消耗也是巨大的。(德哈·米洛伊契奇，2013)四、mooc能耗原因分析mooc能耗涉及多方面的原因，比如mooc系统正常运转所耗费的能量，软硬件资源的重复开发，技术不同步、不兼容所造成的设备闲置与浪费，以及垃圾数据分析处理所消耗的能量等。具体包括：1.认识不清，盲目跟风建设

14、mooc掀起了一场颠覆性的教育风暴，世界各国的教育界、it界、商业界纷纷加入mooc的研究和实践大军，中国在这场世界性的教育变革中也不甘落后。从2011年始，以mooc方式进行在线教育的学校和公司如雨后春笋，相继问世。这些平台基本上复制美国mooc模式，打造基于微视频教学的网络互动平台。雄厚的技术资源支持，大量的人力、物力投入是建设mooc平台的基础。但在优胜劣汰、弱肉强食的mooc生态系统中，抱有依据标新立异赢得最大利润幻想的中小型企业、公司或学校，且不说和国际知名大学mooc课程的差距，仅仅购买服务器的成本就动辄几百万，这无疑是巨大的挑战。而且对于mooc建设者和组织者来说，想要在mooc

15、的生态系统中持续发展，必须开辟一条与国情相结合的特色蹊径，采取适合国家需求的教育模式。这就造成许多机构独自开发和设计，大量资源重复开发和浪费。另外，对于mooc消费者来讲，从众多良莠不齐的mooc网站中找到适合自己需要的优质课程，也需要浪费不少时间，这也是另一种能耗。随着移动通信在公众生活中的普及，教育用网比例逐年加大。全国各地大学纷纷开设远程教育课程，各种网校、教育网站、在线视频和mooc云课堂遍地开花。(李凤英，2011)种类、数量、形式繁多的在线教育平台，能耗巨大。2012年纽约时报的数据显示，全球范围内的数据中心服务器和散热系统每年消耗大约30亿瓦的电能，相当于20座核电站的发电量。一

16、个数据中心的耗电量甚至比美国一座城市的耗电量还要高。(梅宏，2013)mooc建设的意义究竟有多大？它最终能否成为高等教育的一个有机组成部分？互联网快速传播、快速奠定用户基础、快速成功法则是否适用mooc平台的建设？这是否会导致中小型mooc以牺牲为代价，重蹈在线教育覆辙？mooc平台的建设，不能盲目跟风，要考虑经济效益与社会效益的平衡。2.软硬件技术不同步、不兼容(1)软硬件技术不同步，阻碍mooc的发展mooc的发展依赖于网络技术和电子通讯技术的发展，依赖于某些核心技术的成熟如带宽、视频质量、在线分享工具的保障等，但是it业软硬件发展遵循摩尔定律。原始设备制造商不断研究、生产和销售新型芯片

17、和服务器，随着核心芯片数量的成倍增长，新型服务器的处理能力远远超过软件系统所能承载的最高水平，也就是说，包括操作系统、中间件、社交软件以及其他应用程序等的软件系统跟不上服务器、芯片等硬件系统的发展。硬件技术的超前导致了硬件资源利用率很低。而另一方面，与计算机的计算处理能力相比，mooc规模化业务中学习者规模性访问和商业互联带来的大数据规模以更高的非线性指数级速度增长。在过去的7年里，数据规模增长了56倍，而计算能力只增长了16倍。在线数据从5eb增长到280eb，每年增长95%，而计算能力每年的增长率为40%。(milojicic，2013)mooc如果开启新的教育大变革不仅需要依赖数据的规模化和硬件媒介，还要依赖于相关软硬件的数据处理能力。另外，我国“重硬轻软”观念根深蒂固。在信息化教育的进程中