王立新,田荔枝

(1.安陽師范學(xué)院 網(wǎng)絡(luò)與教育技術(shù)中心, 河南 安陽 455002;2.鄭州商業(yè)技師學(xué)院, 河南 鄭州 450100)

0 引言

隨著教育部《教育信息化 2.0 行動(dòng)計(jì)劃》的不斷推進(jìn),智慧教學(xué)在高校的應(yīng)用也在不斷地拓展、深入,各高校以教學(xué)改革為導(dǎo)向,積極開展人工智能技術(shù)與高校教學(xué)目標(biāo)的融合發(fā)展,充分依托大數(shù)據(jù)智能化數(shù)據(jù)分析、管理、互動(dòng)反饋、可視化窗口等技術(shù),積極開展智慧教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)。由于各高校在學(xué)校發(fā)展定位、人才培養(yǎng)定位、校風(fēng)、學(xué)風(fēng)、學(xué)科建設(shè)、專業(yè)設(shè)置、教學(xué)水平等方面存在特殊性與差異性,所以,智慧教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)也要充分考慮與本校特色的融合,才能充分發(fā)揮其對教育教學(xué)發(fā)展的支撐作用。當(dāng)然,在這個(gè)過程中,相應(yīng)地優(yōu)化變革傳統(tǒng)教學(xué)模式、升級更新基礎(chǔ)設(shè)備設(shè)施,也是必不可少的。只有這樣才能做到系統(tǒng)、設(shè)備、教學(xué)三者的高度融合,使智慧教學(xué)系統(tǒng)建設(shè)不流于形式,真正成為有效的輔助教學(xué)管理工具的必有之路。

1 智慧教學(xué)的涵義和特征

1.1 智慧教學(xué)的涵義

智慧教學(xué)是對傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)進(jìn)行反思,以學(xué)習(xí)者學(xué)會學(xué)習(xí)為核心,以智慧學(xué)習(xí)的全過程為重點(diǎn),整合多種學(xué)習(xí)方式,突破課堂空間限制,靈活學(xué)習(xí)時(shí)間,拓寬知識獲取渠道,豐富評價(jià)方式,加速學(xué)習(xí)者能力形成。智慧教學(xué)其特點(diǎn)是突出了學(xué)生作為教學(xué)主體的地位以及提高了教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)的信息化,可以說智慧教學(xué)系統(tǒng)是教學(xué)和現(xiàn)代化信息技術(shù)進(jìn)行深度融合的產(chǎn)物[1]。

1.2 智慧教學(xué)的特征

1)教學(xué)數(shù)據(jù)化。將互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)時(shí)可以借助其在信息收集、存儲、整理以及分析等方面的強(qiáng)大能力來提升教學(xué)管理的數(shù)據(jù)化發(fā)展。也就是說教師在開展教學(xué)活動(dòng)、組織教學(xué)內(nèi)容時(shí)需要根據(jù)學(xué)情數(shù)據(jù)來進(jìn)行優(yōu)化,而不是千篇一律照搬之前的模式和方法。因而這些智慧化的教學(xué)系統(tǒng)必須具備強(qiáng)大的信息收集、分析、統(tǒng)計(jì)和展示的能力。

2)反饋實(shí)時(shí)化。傳統(tǒng)教學(xué)模式常常因?yàn)闀r(shí)間和空間方面的限制將學(xué)生和老師之間的教學(xué)反饋割裂開,這一現(xiàn)象尤其體現(xiàn)在課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)階段。智慧教學(xué)系統(tǒng)可以借助互聯(lián)網(wǎng)軟件的實(shí)時(shí)溝通功能來促進(jìn)師生之間的教學(xué)互動(dòng),從而可以讓學(xué)生更加快捷、及時(shí)地向老師反饋在學(xué)習(xí)中遇到的問題,而老師也可即時(shí)地指出學(xué)生在日常學(xué)習(xí)、作業(yè)以及考試中暴露出來的問題。

3)互動(dòng)立體化。傳統(tǒng)教學(xué)模式將學(xué)生和老師之間的互動(dòng)限制在課堂上的幾十分鐘之內(nèi),且一個(gè)學(xué)生提出問題就會導(dǎo)致其他學(xué)生都必須停下來。智慧教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用可以讓老師通過文字、語音、視頻等方式與學(xué)生之間進(jìn)行一對一互動(dòng)或者一對多互動(dòng),而且移動(dòng)硬件設(shè)備的普及可以讓學(xué)生和老師之間在更加寬泛的時(shí)間和場景下進(jìn)行互動(dòng),因而教學(xué)互動(dòng)的形式、時(shí)間、場景和內(nèi)容等都得到了全方位的擴(kuò)展和提高。

4)資源豐富化。智慧教學(xué)系統(tǒng)中可以將視頻資料、語音資料、圖文資料等便捷地推送給每一個(gè)學(xué)生,因而學(xué)生在這種教學(xué)模式下可以更加快捷地獲取各種類型的教學(xué)資源,提升和鞏固其綜合能力。

2 智慧教學(xué)系統(tǒng)建設(shè)

可視化的智慧教學(xué)系統(tǒng)能為高校課堂教學(xué)質(zhì)量的提高帶來事半功倍的效果。通過可視化的智慧教學(xué)系統(tǒng)建設(shè)實(shí)現(xiàn)教學(xué)視頻常態(tài)化錄制與大規(guī)模直播,提升教師教學(xué)能力,加強(qiáng)課堂監(jiān)督制度,開展教師教學(xué)質(zhì)量評價(jià),將學(xué)校建設(shè)成為智慧化、數(shù)字化、信息化統(tǒng)一管理的高校。為整合學(xué)校的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,推進(jìn)基于課程的互動(dòng)教學(xué)內(nèi)容建設(shè),通過建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)時(shí)錄播系統(tǒng),完善課程建設(shè)過程性評估與教學(xué)質(zhì)量監(jiān)督管理和精品課程評估,從而減輕教師課程建設(shè)強(qiáng)度,加強(qiáng)互動(dòng)交流,倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。同時(shí),通過建設(shè)可視化的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng),將課堂大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)融入教育錄播中,基于人臉識別等人工智能技術(shù),用高清攝像機(jī)將教學(xué)過程中真實(shí)、自然的教師與學(xué)生的學(xué)情數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)捕捉,結(jié)合實(shí)際教學(xué)現(xiàn)狀與需求,進(jìn)行多維度標(biāo)簽化的的數(shù)據(jù)分析,最終將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)標(biāo)簽化輸出,實(shí)現(xiàn)教師教學(xué)評估、學(xué)生學(xué)習(xí)評測、教學(xué)管理決策支撐等功能。通過數(shù)據(jù)圖表的方式將教學(xué)環(huán)節(jié)中的教學(xué)數(shù)據(jù)可視化還原在云平臺中,并可與教學(xué)資源進(jìn)行關(guān)聯(lián),及時(shí)掌握、跟蹤和處理相關(guān)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)是學(xué)院和教師進(jìn)行教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的必要前提,從而使學(xué)院、教師、學(xué)生及時(shí)獲取教學(xué)過程的各種反饋信息,大大提高教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的時(shí)效性。

制定各學(xué)段各學(xué)科課堂信息化教學(xué)模式與方法指導(dǎo),組織學(xué)院、教師利用網(wǎng)絡(luò)教研平臺系統(tǒng)開展網(wǎng)上即時(shí)的教研活動(dòng),提高教師智慧教學(xué)系統(tǒng)信息化教學(xué)能力,促進(jìn)課堂多媒體錄播教學(xué)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)每學(xué)段學(xué)科打造各種不同課型的精品課程的教學(xué)視頻資源。尤其在當(dāng)前,新科技創(chuàng)造了新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式,網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)技術(shù)徹底改變了各個(gè)領(lǐng)域的工作內(nèi)容、方法和形式,各行業(yè)數(shù)字化、智能化發(fā)展勢頭迅猛?；谏鲜霰尘斑M(jìn)行專業(yè)課程信息化改造,培養(yǎng)人才的信息技術(shù)能力,對于專業(yè)人才的培養(yǎng)就顯得尤為重要[2]。顯然在傳統(tǒng)教學(xué)課堂中,無論是教學(xué)形式還是教學(xué)內(nèi)容,專業(yè)及課程的數(shù)字化、智能化很難得以體現(xiàn)。長期以來的傳統(tǒng)教學(xué)模式無法有效支持新時(shí)代高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求。智慧教學(xué)系統(tǒng)下的泛在學(xué)習(xí)模式,很好地實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代信息技術(shù)與優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的融合;教學(xué)與學(xué)習(xí)相結(jié)合的翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式可以有效彌補(bǔ)統(tǒng)一課堂教學(xué)的不足,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、主動(dòng)性、創(chuàng)新性等。

3 智慧教學(xué)系統(tǒng)具體實(shí)踐

該研究依托可視化智慧教學(xué)系統(tǒng),建立并完善了高校常態(tài)化數(shù)字課程,提供豐富的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源,促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。在具體實(shí)際教學(xué)中,選取三個(gè)班作為實(shí)驗(yàn)對象,根據(jù)學(xué)生的多元智能個(gè)性特征分組,通過移動(dòng)端智慧課堂系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)課前預(yù)習(xí)、課中課堂教學(xué)互動(dòng)、課后教學(xué)資源點(diǎn)播,通過平臺課前課中課后數(shù)據(jù)打通,實(shí)現(xiàn)智慧教學(xué)、資源共享。

1)課前預(yù)習(xí):課前采用Kolb學(xué)習(xí)風(fēng)格量表對實(shí)驗(yàn)班學(xué)生風(fēng)格進(jìn)行問卷調(diào)查,根據(jù)組內(nèi)同質(zhì)、組間異質(zhì)的原則,以學(xué)生學(xué)習(xí)風(fēng)格傾向?yàn)榛A(chǔ),每班分成8～10個(gè)學(xué)習(xí)風(fēng)格合作學(xué)習(xí)小組,小組成員每個(gè)人都有明確的職責(zé)和角色;教師通過移動(dòng)端智慧課堂把課程資料和課程計(jì)劃同步給班級的學(xué)生,學(xué)生有計(jì)劃對課程進(jìn)行預(yù)習(xí)。

2)課堂五環(huán)節(jié):合作討論、互動(dòng)釋疑、練習(xí)鞏固、評價(jià)反饋、總結(jié)梳理。在課堂環(huán)節(jié),小組進(jìn)一步就布置的學(xué)習(xí)任務(wù)開展討論;把討論結(jié)果寫成報(bào)告,制作成PPT課件或概念圖、情景劇。同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)智能高清直播錄制、智慧課堂學(xué)生互動(dòng)交流討論、跨區(qū)域互動(dòng)課堂。尤其是AI賦能,通過AI系統(tǒng)和算法內(nèi)嵌到智能攝像機(jī)的方式,就能夠?qū)崿F(xiàn)對師生課堂行為跟蹤以及智能識別前排學(xué)生就座率和抬頭率。對教師課堂情況有客觀性的判定,對督導(dǎo)教學(xué)和教師能力發(fā)展進(jìn)行助力。

3)以互聯(lián)網(wǎng)為基石,打造適性的體驗(yàn)式教學(xué)模式。在實(shí)體課堂中加入數(shù)字化的智慧教學(xué)模式,使學(xué)生從教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)實(shí)感受中,形成自己的知識框架,除用情境案例和角色扮演等體驗(yàn)式教學(xué)模式外,將移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和體驗(yàn)式教學(xué)結(jié)合起來,營造和諧寬松的學(xué)習(xí)氛圍。

4)依據(jù)大數(shù)據(jù)分析和探究適性教學(xué)模式的有效性。通過可視化智慧教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一分析,包含各區(qū)域主校區(qū)分校區(qū)占比數(shù)據(jù)、教室使用數(shù)據(jù)、教師教學(xué)數(shù)據(jù)、學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、設(shè)備管理運(yùn)行數(shù)據(jù)、教學(xué)資源數(shù)據(jù)等通過智慧教學(xué)可視化管理運(yùn)行平臺進(jìn)行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,輔助教育管理者對教學(xué)教研、教學(xué)質(zhì)量評價(jià)評估、教師自身發(fā)展、學(xué)生學(xué)習(xí)培養(yǎng)提供有力依據(jù)。

4 智慧教學(xué)系統(tǒng)在高校教學(xué)過程中的應(yīng)用再認(rèn)識

當(dāng)前,智慧教學(xué)系統(tǒng)所倡導(dǎo)的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式已成為主流的發(fā)展趨勢,而未來教育則要求將信息技術(shù)和傳統(tǒng)專業(yè)教學(xué)相結(jié)合,以更好應(yīng)對新經(jīng)濟(jì)、新技術(shù)、新思維理念下對教育培養(yǎng)模式提出的新要求。盡管智慧教學(xué)系統(tǒng)在高校中應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛,但是應(yīng)用效果仍需提高,目前仍存在被動(dòng)應(yīng)用、低水平應(yīng)用的情況,甚至在某些方面對智慧教學(xué)系統(tǒng)的理解還存在一定的誤區(qū)。基于當(dāng)前高校教學(xué)過程與智慧教學(xué)系統(tǒng)的融合情況,需從四個(gè)方面對智慧教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行再認(rèn)識。

1)智慧教學(xué)系統(tǒng)并非完全脫離或替代傳統(tǒng)教學(xué),而是對傳統(tǒng)教學(xué)的轉(zhuǎn)型升級。傳統(tǒng)教學(xué)是由物理環(huán)境、文化環(huán)境和師生關(guān)系構(gòu)成的課堂生態(tài)系統(tǒng),更多依賴于物理環(huán)境中面對面的互動(dòng)性與溝通效果來提高學(xué)習(xí)參與性、投入度與專注度。智慧教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用,幫助教學(xué)過程在現(xiàn)有物理環(huán)境的基礎(chǔ)上,利用云智能學(xué)習(xí)平臺和智能硬件技術(shù),賦予“教室”智慧特點(diǎn),創(chuàng)造一個(gè)融合物理環(huán)境、虛擬環(huán)境和文化環(huán)境的無處不在的學(xué)習(xí)環(huán)境,支持精準(zhǔn)性教學(xué)和個(gè)性化學(xué)習(xí),注重提高和全面發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。因此,智慧教學(xué)系統(tǒng)并非完全脫離傳統(tǒng)教學(xué)或是對傳統(tǒng)教學(xué)的替代,而是對傳統(tǒng)教學(xué)的轉(zhuǎn)型升級。智慧教學(xué)系統(tǒng)通過提供支持教與學(xué)的物理環(huán)境與虛擬環(huán)境的隨機(jī)變化,切實(shí)做到泛在學(xué)習(xí);通過加強(qiáng)虛擬環(huán)境下的師生交流、生生交流,提高課堂參與度;通過推動(dòng)由以教為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)為主的課堂教學(xué)方式的改革,有助于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。智慧教學(xué)系統(tǒng)中數(shù)字化手段的融入,提升了傳統(tǒng)教學(xué)中師生互動(dòng)、交流的效率以及對傳統(tǒng)教學(xué)中空間、時(shí)間限制的突破。

2)智慧教學(xué)系統(tǒng)并非只是將授課內(nèi)容超文本化或數(shù)字化,而是一種綜合性的網(wǎng)絡(luò)化、智能化的教學(xué)模式。很多應(yīng)用智慧教學(xué)模式的課程,首要任務(wù)是完善相關(guān)的電子資源。但是,認(rèn)為只要電子教學(xué)資源完備,就相當(dāng)于開展智慧教學(xué),這種認(rèn)知是非常片面的。電子教學(xué)資源只是教學(xué)的載體,相當(dāng)于傳統(tǒng)教學(xué)課程的教材及學(xué)習(xí)資料等,只不過在智慧教學(xué)過程中,傳統(tǒng)教學(xué)過程中的學(xué)習(xí)資料實(shí)現(xiàn)了電子化,且電子資源的形式和內(nèi)容是多樣的,更容易獲得整個(gè)教學(xué)界的優(yōu)質(zhì)資源。但是這些只是開展智慧教學(xué)的基礎(chǔ),智慧教學(xué)強(qiáng)調(diào)的是運(yùn)用一系列現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段進(jìn)行課堂教學(xué),更是一種綜合性的網(wǎng)絡(luò)化、智能化的教學(xué)方式[3]。我校可視化智慧教學(xué)系統(tǒng),就是由平臺、現(xiàn)代化技術(shù)以及終端等構(gòu)成的系統(tǒng)性的教學(xué)體系,其基于超文本化的教學(xué)內(nèi)容、結(jié)合智能化的教學(xué)信息處理和網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)信息傳輸,共同促成對終端學(xué)習(xí)者的便利化、高質(zhì)量教學(xué)。

3)智慧教學(xué)系統(tǒng)并非只服務(wù)于教學(xué)交互的界面,更關(guān)注對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的監(jiān)控和管理,形成對學(xué)生學(xué)習(xí)行為的“數(shù)字畫像”。智慧教學(xué)的一個(gè)重要特征是“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”,其智慧教學(xué)過程的實(shí)現(xiàn)并非只是教學(xué)過程的數(shù)字化,更多涉及對教學(xué)效果的監(jiān)控與反饋。與以往只注重知識掌握和應(yīng)試技能提升的學(xué)情反饋不同,智慧教學(xué)通過對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的全程監(jiān)控,以可視化的方法呈現(xiàn)學(xué)生成長的過程和全貌。智慧課堂的數(shù)據(jù)展現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的各種表現(xiàn),反映出學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)間的分配、課程參與度的高低、學(xué)習(xí)頻率以及學(xué)習(xí)效果等等,通過數(shù)字化的形式形成學(xué)生學(xué)習(xí)行為的“數(shù)字畫像”。教師通過分析學(xué)生課程學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的記錄,跟蹤分析學(xué)生的興趣方向,掌握學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)并有針對性地教學(xué)輔導(dǎo)。除此之外,智慧教學(xué)的數(shù)據(jù)還可以幫助教師更好掌握自身教學(xué)過程中的表現(xiàn),進(jìn)而通過不斷修正、完善,提高教學(xué)質(zhì)量;還通過展示學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)成績之間的關(guān)系,讓學(xué)生“看到”付出和回報(bào)之間的關(guān)系,從而增強(qiáng)他們對學(xué)習(xí)投入的愿望?？傮w而言,智慧教學(xué)將教學(xué)過程、教學(xué)效果以及相關(guān)構(gòu)成因素以可視化的方式展現(xiàn)出來,既幫助教育的實(shí)施者和管理者有了評判和改進(jìn)的依據(jù),也對后續(xù)教育改革、創(chuàng)新以及提高教育質(zhì)量提供了著力點(diǎn)。

4)智慧教學(xué)系統(tǒng)并非只是局限于教學(xué)過程的數(shù)字化、便利化,更要為未來數(shù)字人文在各專業(yè)中的應(yīng)用做好鋪墊。數(shù)字人文是指為人文研究創(chuàng)造新的數(shù)字研究途徑和方法,在“基礎(chǔ)數(shù)據(jù)”層面實(shí)現(xiàn)真正的跨學(xué)科協(xié)作,以“實(shí)踐性”的科學(xué)方法創(chuàng)建新的數(shù)字人文教學(xué)模式。各專業(yè)數(shù)字人文的教學(xué)范式應(yīng)該有更豐富的內(nèi)涵,包括基礎(chǔ)層面對教學(xué)過程的支撐,利用數(shù)字化平臺關(guān)注學(xué)生對課程學(xué)習(xí)情況并形成有針對性的教學(xué)管理;技術(shù)層面利用數(shù)字化融入改善教學(xué)環(huán)境及深化教學(xué)內(nèi)容。狹義地說,智慧教學(xué)系統(tǒng)確實(shí)就像是一個(gè)人工智能助手,對教與學(xué)的過程提供很大便利化,讓教師從收集備課資源、掌握學(xué)習(xí)難點(diǎn)、講解抽象知識、考試閱卷等重復(fù)性工作中解放出來,把更多精力投入到教學(xué)創(chuàng)新和提高教學(xué)質(zhì)量上。但是未來所有課程的數(shù)字人文含量將會進(jìn)一步提升,尤其對應(yīng)用型課程而言,數(shù)字人文對教學(xué)過程、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)模式的改變將會是全方位的。智慧教學(xué)系統(tǒng)通過推進(jìn)教與學(xué)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化改造,為未來數(shù)字人文在應(yīng)用型專業(yè)中的應(yīng)用做好鋪墊。

5 結(jié)束語

基于高校深化教學(xué)改革的進(jìn)程及發(fā)展需求,梳理了“云+端”為主要架構(gòu)的智慧教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用情況。目前智慧教學(xué)系統(tǒng)已經(jīng)成為高校推動(dòng)新建設(shè)的重要技術(shù)支撐,對于助推實(shí)現(xiàn)專業(yè)和課程的培養(yǎng)要求及培養(yǎng)目標(biāo)起到非常重要的作用。但是通過梳理也發(fā)現(xiàn),目前智慧教學(xué)系統(tǒng)在應(yīng)用過程中也存在諸多不完善的地方,包括對智慧教學(xué)系統(tǒng)在認(rèn)識及應(yīng)用上存在的一些誤區(qū),比如將智慧教學(xué)系統(tǒng)的作用過分夸大,認(rèn)為是對傳統(tǒng)教學(xué)的完全替代;或者對其應(yīng)用存在局限,將其看作只是將授課內(nèi)容超文本化或數(shù)字化;或者只是應(yīng)用于教學(xué)交互的界面?？傮w而言,智慧教學(xué)系統(tǒng)夯實(shí)了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的建設(shè)理念以及“以學(xué)生為中心”的教育理念,未來教學(xué)過程中,必須更充分地認(rèn)識智慧教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn),更深層次地挖掘其應(yīng)用潛力,才能更好地應(yīng)對人才培養(yǎng)所面臨的挑戰(zhàn)。