李浩

（陸軍軍醫(yī)大學(xué)教育技術(shù)學(xué)教研室，重慶 400038）

一、研究背景及意義

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，教學(xué)手段的不斷改革，原有的教學(xué)模式面臨著新的挑戰(zhàn)[3]。為了適應(yīng)新形勢“科教興國”的需要，堅(jiān)持教育為本，高等學(xué)校的教學(xué)管理、教學(xué)手段、教學(xué)運(yùn)用必須改革。通過進(jìn)行信息化建設(shè)，使教學(xué)模式從傳統(tǒng)的“填鴨式教學(xué)”逐步向新時(shí)期“互動(dòng)教學(xué)”的轉(zhuǎn)變，所以高校建成數(shù)字化校園是信息化建設(shè)的重中之重。為此本文致力于教學(xué)改革和翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)現(xiàn)，切實(shí)提高育人質(zhì)量，探索新時(shí)期高校信息化建設(shè)情況以及具體的實(shí)踐策略，為建成數(shù)字化校園及智慧教學(xué)環(huán)境建設(shè)貢獻(xiàn)力量[4]。

二、傳統(tǒng)教學(xué)與信息化教學(xué)相比較存在的問題

傳統(tǒng)教學(xué)以教師教學(xué)為主；以教師為中心，以課堂為中心，以教材為中心，實(shí)行的是“填鴨式教學(xué)”的方式。信息化教學(xué)是新時(shí)期教育的方式，是依托信息化設(shè)備、各種軟件及平臺使教學(xué)中師生之間實(shí)現(xiàn)交往、互動(dòng)。實(shí)行的是“互動(dòng)式教學(xué)”的方式。在這個(gè)過程中教師與學(xué)生是平等的，將自己的思考、經(jīng)驗(yàn)和知識進(jìn)行了分享，交流情感、體驗(yàn)與觀念，豐富了教學(xué)內(nèi)容，因此達(dá)到共享、共識、共進(jìn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長和共同發(fā)展[5]。傳統(tǒng)教學(xué)與信息化教學(xué)相比較存在以下問題：

①傳統(tǒng)教學(xué)重知識傳授而忽視能力培養(yǎng)：傳統(tǒng)教學(xué)是老師講課為主，學(xué)生被動(dòng)接受，學(xué)生每天坐在教室里接受理論知識的傳授，忽視了學(xué)生的能力培養(yǎng)。

②傳統(tǒng)教學(xué)重講輕練：傳統(tǒng)教學(xué)主要以課堂為中心，注重理論知識學(xué)習(xí)；課堂上以傳授知識為主，只會(huì)紙上談兵，缺少實(shí)踐練習(xí)。

③傳統(tǒng)教學(xué)重“教”輕“學(xué)”：傳統(tǒng)教學(xué)對教學(xué)過程中的每個(gè)步驟的安排設(shè)計(jì)主要從老師“教”的視角考慮。在課堂上，教師在講臺上教，學(xué)生在座位上學(xué)，教學(xué)就是教師對學(xué)生豎向的“培養(yǎng)”活動(dòng)，實(shí)行的是“傳授-接受模式”，忽視了師生之間的互動(dòng)。

三、信息化教學(xué)的優(yōu)勢

①信息化教學(xué)重能力培養(yǎng)：信息化教學(xué)主導(dǎo)“以生為本”，以學(xué)生為主，以素質(zhì)教育為主，積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識，自主思考意識，自行解決問題的意識。

②信息化教學(xué)重實(shí)際訓(xùn)練：學(xué)習(xí)不僅讓老師講授知識，而且培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，建立了許多仿真實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生在保證人身安全的情況下做很多的仿真實(shí)驗(yàn)，采集許許多多真實(shí)數(shù)據(jù)，在實(shí)踐中出真知。

③信息化教學(xué)“教”“學(xué)”互動(dòng)：信息化教學(xué)是師生互教互學(xué)，彼此將形成一個(gè)真正的“學(xué)習(xí)共同體”。教師由教學(xué)中的主角轉(zhuǎn)向“平等中的首席”，由傳統(tǒng)的知識傳授轉(zhuǎn)向現(xiàn)代的學(xué)生發(fā)展的促進(jìn)者。在這個(gè)共同體中，形成教師式的學(xué)生和學(xué)生式的教師。對教學(xué)而言，意味著人人參與，意味著平等對話，意味著合作性意義建構(gòu)，是一種人與人之間平等的精神交流。

四、以信息化手段改善和優(yōu)化傳統(tǒng)教學(xué)的對策和建議

信息化建設(shè)在于保證學(xué)校當(dāng)前的教學(xué)、科研和管理，更在于支撐大學(xué)治理的現(xiàn)代化，支持大學(xué)遠(yuǎn)景目標(biāo)實(shí)現(xiàn)挑戰(zhàn)。信息化建設(shè)可以在校園安全、招生招聘、人才培養(yǎng)、教學(xué)手段、教師發(fā)展、教育評價(jià)等多個(gè)緯度中體現(xiàn)出來。信息化的數(shù)字化建設(shè)使工作可以安排量化，每天的工作任務(wù)以及工作監(jiān)督都可以進(jìn)行查看和分析。新時(shí)期信息化建設(shè)是一項(xiàng)綜合性工程，包括許多板塊，它的整體性和協(xié)調(diào)性是非常重要的。建議在信息化建設(shè)中應(yīng)如下建設(shè)：

（一）建成教務(wù)管理系統(tǒng)

教務(wù)管理系統(tǒng)是一個(gè)學(xué)校圍繞教學(xué)開發(fā)的教務(wù)系統(tǒng)平臺。教務(wù)管理系統(tǒng)具有招生管理、學(xué)生信息管理、教師信息管理、班級信息管理、課程信息管理、成績信息管理等服務(wù)功能。它所具備的功能，主要以解決學(xué)校日常教務(wù)管理中的難點(diǎn)為核心，幫助學(xué)校提高教務(wù)管理效率，減少管理成本。

通過教務(wù)管理系統(tǒng)的建設(shè)，合理調(diào)整教室數(shù)量和類型，豐富高校教室的組成類型，結(jié)合排課系統(tǒng)及教室信息發(fā)布系統(tǒng)的教室預(yù)約功能，將大班教學(xué)和小班教學(xué)合理分配，不再固定教室，合理地利用教學(xué)資源，達(dá)到物超所值。

（二）建成教學(xué)互動(dòng)系統(tǒng)

通過信息化建設(shè)，將傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境全面提升為數(shù)字化錄播型多媒體教學(xué)環(huán)境和互動(dòng)型多媒體教學(xué)環(huán)境，為小班課教學(xué)、分組式教學(xué)、探究式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等新興的教學(xué)模式提供環(huán)境舒適、設(shè)備完善的互動(dòng)智能教學(xué)環(huán)境，為大學(xué)教學(xué)改革提供平臺支撐。

通過錄播系統(tǒng)及智慧教學(xué)平臺，形成“線上+線下”教學(xué)無縫連接，將傳統(tǒng)多媒體教室的師生交互轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘈螒B(tài)的交互教學(xué)模式，提供以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)形態(tài)，使學(xué)生學(xué)習(xí)資源極大豐富，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使教師授課水平得到提升，并提升了教學(xué)質(zhì)量。

建立課堂教學(xué)互動(dòng)支持環(huán)境和課堂教學(xué)質(zhì)量分析系統(tǒng)，利用教學(xué)互動(dòng)平臺中的實(shí)時(shí)評教、評學(xué)功能，通過自定義評價(jià)體系和指標(biāo)的形式，與教務(wù)系統(tǒng)中的教學(xué)考評模塊一起共同提升大學(xué)教學(xué)評價(jià)水平。

1.實(shí)現(xiàn)課堂互動(dòng)教學(xué)

支持在線學(xué)習(xí)；多終端互動(dòng)；支持多種布題模式；支持多屏互動(dòng)教學(xué)；支持課堂表現(xiàn)、討論、分組學(xué)習(xí)、分組管理和小組文件管理情況統(tǒng)計(jì)；支持隨堂測試等。

2.實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)測評

支持個(gè)人作業(yè)與評價(jià)(教師布置個(gè)人作業(yè)，個(gè)人作業(yè)以個(gè)人為單位提交)；支持教師評分和學(xué)生互評；支持評價(jià)時(shí)直接調(diào)用評分量表；支持班級測試和分組測試，支持電腦操作，老師可查看學(xué)生提交的各項(xiàng)作業(yè)詳情；客觀題系統(tǒng)自動(dòng)評閱，主觀題老師評閱，老師可在電腦端批閱并支持寫相應(yīng)評語；教師可查看課程內(nèi)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績；支持學(xué)習(xí)情況分析（統(tǒng)計(jì)總覽、完成度分析、人員訪問統(tǒng)計(jì)及學(xué)習(xí)互動(dòng)統(tǒng)計(jì)）。

3.實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)APP或微信小程序

學(xué)生登錄平臺后可建立自己的在線學(xué)習(xí)空間，可查詢電子課表，結(jié)合課表可預(yù)約探究學(xué)習(xí)空間，具備選課功能；學(xué)生可以在手機(jī)、平板電腦及筆記本電腦上進(jìn)行課程學(xué)習(xí)、互動(dòng)答題及隨堂測試，可直接查看答題結(jié)果及錯(cuò)誤解析；針對學(xué)生的具體情況，匯聚學(xué)生所學(xué)的所有課程；學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)分析后，根據(jù)學(xué)生的具體情況，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的資源和信息的推送。

（三）建成集中管控系統(tǒng)

集中管控系統(tǒng)為教室管理單位提供風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和維護(hù)指導(dǎo)，提高維護(hù)效率，能第一時(shí)間了解設(shè)備設(shè)施的工作狀況和設(shè)備指標(biāo)參數(shù)，更好地保障日常教學(xué)的正常運(yùn)行。

1.建成智慧教學(xué)環(huán)境管理控制中心

實(shí)現(xiàn)全部教室，在監(jiān)控中心通過大屏、電視、電腦對各教室實(shí)時(shí)工作狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行集中監(jiān)控和分析，包括3D環(huán)境數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、考勤數(shù)據(jù)、當(dāng)前課程信息、能耗數(shù)據(jù)、教學(xué)評估數(shù)據(jù)、課堂交互數(shù)據(jù)、學(xué)生課堂關(guān)注度數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)影音、錄播等數(shù)據(jù)資源。

2.實(shí)現(xiàn)教室集中控制

教室內(nèi)可將環(huán)境感知、攝像頭、人臉識別等感知系統(tǒng)，及燈光、空調(diào)、新風(fēng)、電腦、一體機(jī)、音箱等設(shè)備進(jìn)行硬件物理接口及軟件協(xié)議接口進(jìn)行融合，對接教務(wù)、研究生、統(tǒng)一身份認(rèn)證、教學(xué)資源平臺、錄播等系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)能力融合，實(shí)現(xiàn)本地一體機(jī)和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測與按權(quán)限級別的智能化控制系統(tǒng)，利用軟件定義能力進(jìn)行操作界面風(fēng)格、模式、流程及內(nèi)容的按需定制和能力擴(kuò)充。

3.運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)管理

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由智能示教控制系統(tǒng)、智能燈光控制系統(tǒng)、智能窗簾控制系統(tǒng)、智能安防控制系統(tǒng)、智能監(jiān)控控制系統(tǒng)、智能空調(diào)控制系統(tǒng)、智能門禁控制系統(tǒng)、溫濕度、光照度感應(yīng)系統(tǒng)等智能控制系統(tǒng)。學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境中各種因素如光線、溫濕度、空氣質(zhì)量等，這些因素對人的身心健康都有著重要的影響。采用高端控制芯片和傳感器，感知采集溫濕度、光線、噪聲、空氣質(zhì)量等指標(biāo)，結(jié)合理論和實(shí)驗(yàn)研究，利用深度學(xué)習(xí)和增強(qiáng)學(xué)習(xí)算法，發(fā)現(xiàn)微環(huán)境與學(xué)生間的關(guān)系，形成動(dòng)態(tài)管控模型，主動(dòng)調(diào)節(jié)微環(huán)境參數(shù)。比如調(diào)節(jié)不同色溫、不同亮度，使學(xué)生保持最健康，效率最高的最佳狀態(tài)。再對各種傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析后，可以實(shí)時(shí)得出當(dāng)前學(xué)生所處環(huán)境的健康狀態(tài)，并控制系統(tǒng)內(nèi)的智能設(shè)備進(jìn)行有效的環(huán)境改善，從而達(dá)到優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)生保持最健康，效率最高的最佳狀態(tài)。再對各種傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析后，可以實(shí)時(shí)得出當(dāng)前學(xué)生所處環(huán)境的健康狀態(tài)，并控制系統(tǒng)內(nèi)的智能設(shè)備進(jìn)行有效的環(huán)境改善，從而達(dá)到優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境。

（四）建立數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)建成后，能抓取存儲(chǔ)教學(xué)過程的數(shù)據(jù)，研究學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的座位位置、精神集中度、教師授課水平等因素對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況的影響，分析相關(guān)指標(biāo)，獲取學(xué)生的學(xué)習(xí)行為規(guī)律，并根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行指導(dǎo)和建議。

1.實(shí)行課堂狀態(tài)分析

通過人臉識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)質(zhì)量評估，可以同時(shí)完成對50人以上多種微表情識別分析；支持全時(shí)數(shù)據(jù)分析能力，課堂上以時(shí)間為坐標(biāo)軸的表情走勢；支持對人員視圖的專注度、活躍度等識別來進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，根據(jù)教學(xué)評估體系標(biāo)準(zhǔn)，來實(shí)現(xiàn)課堂質(zhì)量的評估；支持視頻方式對多人同時(shí)進(jìn)行圖像采集和特征提取，形成課堂教學(xué)質(zhì)量評估數(shù)據(jù)，包括開心、悲傷、恐懼、驚訝、無表情等表情；支持智能人臉信息檢索能力；支持全校遠(yuǎn)程集中監(jiān)控能力；支持?jǐn)?shù)據(jù)分析能力，根據(jù)教室、時(shí)間進(jìn)行課堂學(xué)生關(guān)注度統(tǒng)計(jì)及排行；提供自動(dòng)報(bào)告能力，每晚自動(dòng)生成PDF版的各教室學(xué)生課堂專注數(shù)據(jù)；提供通過手機(jī)進(jìn)行全域全時(shí)各教室狀態(tài)查詢能力。

2.進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析

支持統(tǒng)計(jì)顯示各院系的課程創(chuàng)建情況；支持統(tǒng)計(jì)每個(gè)院系的訪問統(tǒng)計(jì)（訪問量、訪客數(shù)）和教學(xué)統(tǒng)計(jì)（每個(gè)課程的教師數(shù)、學(xué)生數(shù)、章節(jié)數(shù)、各類學(xué)習(xí)互動(dòng)數(shù)）；支持任選多個(gè)院系以柱狀圖形式對比統(tǒng)計(jì)；支持統(tǒng)計(jì)顯示每個(gè)課程創(chuàng)建情況；支持任選多個(gè)課程以柱狀圖形式對比統(tǒng)計(jì)；支持查看課程內(nèi)各個(gè)教師和學(xué)生的教學(xué)和學(xué)習(xí)情況數(shù)據(jù)和對比；支持管理員查看機(jī)構(gòu)訪問統(tǒng)計(jì)；支持以曲線圖展示訪問量和訪客數(shù)；支持實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)新增用戶數(shù)、新增課程數(shù)、加入課程數(shù)、視頻觀看數(shù)、課程總數(shù)、人員總數(shù)等信息。

3.實(shí)現(xiàn)課堂及教學(xué)評價(jià)

隨堂評價(jià)和課終評價(jià)相結(jié)合，評價(jià)地點(diǎn)不受教室的限制，可通過移動(dòng)端、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評價(jià)；支持督導(dǎo)評教、領(lǐng)導(dǎo)評價(jià)、同行評教、學(xué)員評教、教師自評、教員評學(xué)等模塊；系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)教員對評價(jià)結(jié)果的響應(yīng)度，統(tǒng)計(jì)教學(xué)質(zhì)量改進(jìn)情況；教員對督導(dǎo)結(jié)果亦可提出反饋，與督導(dǎo)專家進(jìn)行線上答疑交流；對評教分?jǐn)?shù)較低的預(yù)警，提示督導(dǎo)專家進(jìn)行督導(dǎo)；對應(yīng)參與但未參與評教評學(xué)的角色推送提示評教通知；未評價(jià)名單反饋管理員；學(xué)員或班級可申請督導(dǎo)專家進(jìn)課堂指導(dǎo)學(xué)習(xí)，督導(dǎo)專家與學(xué)員線上答疑交流；支持可設(shè)置全校統(tǒng)一的評價(jià)模板；支持學(xué)生在PC和APP端可以查看一門課程下的所有課程評價(jià)問卷信息和自己提交的所有評價(jià)歷史。

4.運(yùn)用AI行為管理(教學(xué)行為智能評估系統(tǒng))

利用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)教室監(jiān)控分析功能，診斷教學(xué)行為，讓課堂問題可視化、清晰化。對學(xué)生在人工智能環(huán)境下的所有行為進(jìn)行分析，學(xué)習(xí)的專注度，位置前后、教師授課狀態(tài)進(jìn)行分析與學(xué)生學(xué)習(xí)成績的關(guān)聯(lián)性，學(xué)生行為的肢體、動(dòng)作的分析與暴力傾向的關(guān)聯(lián)性。

（五）在數(shù)字化校園實(shí)行統(tǒng)一身份認(rèn)證

為避免數(shù)據(jù)孤島情況（系統(tǒng)間不互通）影響大學(xué)信息化建設(shè)整體工作的推進(jìn)，所有軟件系統(tǒng)（基礎(chǔ)平臺、課程平臺、教學(xué)互動(dòng)平臺、資源中心、教室信息發(fā)布系統(tǒng)）和軟硬一體化系統(tǒng)（錄播系統(tǒng)、物聯(lián)系統(tǒng)、教室集控系統(tǒng)）必須使學(xué)校的所有平臺整合。通過統(tǒng)一身份認(rèn)證，將信息化建設(shè)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，大學(xué)各部門各人員只要賦予一定權(quán)限，就能調(diào)取所需數(shù)據(jù)，減少收集信息的重復(fù)和優(yōu)化了信息的統(tǒng)一性。

五、結(jié)束語

新時(shí)代要站在世界強(qiáng)國前列就必須要依靠高層次人才和高精尖科學(xué)技術(shù)，而科技的發(fā)展首先要依托信息化的建設(shè)。人才的培養(yǎng)主要依托高校的建設(shè)，高校的信息化建設(shè)則成了發(fā)展科技和培養(yǎng)人才過程中不可或缺的重要手段?？傊瑸榇_保教學(xué)、科研和社會(huì)服務(wù)三大功能的有效發(fā)揮，就需要加強(qiáng)高校信息化的建設(shè)[6]。