李玉玲，王煥鋒，李曉靜，王利平

（鄭州工程技術學院化工食品學院，河南 鄭州 450044）

現(xiàn)代的科技發(fā)展使得教育不斷與互聯(lián)網信息化掛鉤升級，智慧教育的發(fā)展優(yōu)勢顯現(xiàn)，越來越受到重視。2017年《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》鼓勵學校利用大數(shù)據(jù)技術開展對教育教學活動和學生行為數(shù)據(jù)的收集、分析和反饋，為推動個性化學習和針對性教學提供支持，同時支持各級各類學校建設智慧校園，綜合利用互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能和虛擬現(xiàn)實技術探索未來教育教學新模式。鑒于目前教育體系發(fā)展不均衡，優(yōu)質教育資源緊缺，以及社會對于人才趨向專業(yè)化、全面化的需求與傳統(tǒng)教育的不匹配等問題，智慧教育勢在必行。

智慧教育即教育信息化，是指在教育領域（教育管理、教育教學和教育科研）全面深入地運用現(xiàn)代信息技術來促進教育改革與發(fā)展的過程，其技術特點是數(shù)字化、網絡化、智能化和多媒體化，基本特征是開放、共享、交互、協(xié)作。以教育信息化促進教育現(xiàn)代化，用信息技術改變傳統(tǒng)教學模式。教育信息化的發(fā)展，帶來了教育形式和學習方式的重大變革，促進教育改革，對傳統(tǒng)的教育思想、觀念、模式、內容和方法產生了巨大沖擊。教育信息化是國家信息化的重要組成部分，對于轉變教育思想和觀念，深化教育改革，提高教育質量和效益，培養(yǎng)創(chuàng)新人才具有深遠意義，是實現(xiàn)教育跨越式發(fā)展的必然選擇。

智慧教學模式下，教學的重點由以“教師為中心”轉化為“以學生為中心”，符合教育部高等教育司司長吳巖倡導的將“以課程為中心”的授課模式轉變?yōu)椤耙詫W生為中心”的模式[1]。

1 智慧教學模式研究現(xiàn)狀

相對于傳統(tǒng)教育而言，智慧教育有其獨特的發(fā)展優(yōu)勢。它最大程度地解決了教育資源的空間限制，促進優(yōu)質教育資源拓展和優(yōu)質課程資源共享，這對于變革教育教學模式以及個性化發(fā)展具有極大的推動作用，比如2021年2月啟用的國家中小學網絡學習云平臺，利用數(shù)字化教學平臺優(yōu)勢，實現(xiàn)了國家優(yōu)質教學資源合理共享，這本質就是智慧教學提升的覆蓋面的典型案例；同時，作為一個開放包容的信息服務平臺，智慧教育突出強調學生的個性化，注重發(fā)揮學生的主動性。個性化的學習場景、具象化的交互體驗讓學習更加有趣生動，進而調動學生的積極性，比如，作者所在分析化學教學團隊采用線上線下混合式教學模式，針對不同學生的學習需求，拓展了不同廣度和深度的教學資源，同時充分利用線上交流平臺的優(yōu)勢，在SPOC 課程的互動平臺與老師學生進行溝通交流，極大地延展了線下課堂的時空維度，激發(fā)了學生學習的主動性和積極性。虛擬現(xiàn)實技術（VRT）和3D打印技術等智能技術支持下的智慧教學研究陸續(xù)進入課堂，突破了傳統(tǒng)教學的教師講授、學生接受的狀態(tài)，極大地方便了教師、學生、云端資源的多向互動，給學習者帶來了建構式、情景式、交互式的學習體驗[2-3]。MOOC、SPOC、微課等新型輔助課堂教學模式同樣擴充了智慧教學的實施途徑，學生的學習方式也從傳統(tǒng)學習向探究學習、移動學習、個性學習等轉變。

雖然智慧教育在不斷蓬勃發(fā)展，但依然處于起步階段，普及程度偏低。對于目前的教育模式來說，還需要教育理念的改變、教師素養(yǎng)的提升、教學水平的升級等來適應新時代智慧教育的發(fā)展。未來教師必須不斷重塑自身的角色和定位，堅守知識傳授和情感教育的主陣地，將價值矯正、倫理感悟、人文交流、整合學習等提升至核心位置，以便更好地展示社會主義育人方向下智慧教育的特色和優(yōu)勢。

2 “221”智慧教學模式在“分析化學”課程中的實踐

“分析化學”是我?；瘜W化工類、食品類以及材料類等專業(yè)學生的主干基礎課之一，是繼“無機化學”課程之后的第二門非常重要的專業(yè)基礎課。應用型本科教育開設“分析化學”課程與綜合性大學、師范院校、醫(yī)學院和農學院的“分析化學”課程在廣度和深度上有所不同，既要注重掌握化學基本理論、基本知識的傳授，還要注意介紹化學與工業(yè)生產之間的相互關系?！胺治龌瘜W”課程的突出特點是理論與實踐教學并重，注重專業(yè)基本職業(yè)素質的培養(yǎng)。本研究利用“雨課堂”和“釘釘”等數(shù)字化教學平臺，將“221”智慧教學模式（“兩培養(yǎng)”+“兩提升”+“一主體”，即培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和合作研究意識；提升學生參與課堂活動的積極性和課程考核評價機制，加上以價值引領為主體）有效運用到“分析化學”課堂教學中，重塑并構建按需服務的教學新模式，實現(xiàn)高階學習體驗、高階內容適配性、高階教學效率。

2.1 具體實施方案

課堂教學方面：依靠大數(shù)據(jù)讀懂學生，繪制學生逼真畫像，定制精準輔導。

整個教學環(huán)節(jié)實施如下：在開課前“分析化學”團隊任課教師將知識點拆分，通過“雨課堂”平臺發(fā)送MOOC或學習視頻，依據(jù)知識點定制課前測試內容，同時發(fā)布投票，收集預習中遇到的問題及學生的學習意向，及時了解學生知識漏洞及學習動態(tài)，歸入學生電子檔案，納入歷年學生學習大數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)分析提供數(shù)據(jù)支撐。授課過程中以問題為導向（PBL），以案例為基礎（CBL），以教學團隊為支撐，重構教學內容與設計。綜合運用分析討論等方式，采用啟發(fā)式教授、互動式交流、探究式討論、非標準答案考核等方法，引入知識眾籌、思想實驗室、虛擬仿真軟件、詞云總結、康奈爾筆記、思維導圖[4]、公式消消樂、科學家關系圖譜及跨學科雙人教學等教學方法和手段，將數(shù)字化功能融于教學設計與技巧中，把課堂歸還給學生。不但培養(yǎng)學生的學習能力和科學思維方式，還要擴充課程思政的廣度和深度，又要讓學生的個性得到充分發(fā)揮，實現(xiàn)知識的集體創(chuàng)造，達到了學習知識與創(chuàng)新意識培養(yǎng)的雙贏目標[5]。課后：一方面利用大數(shù)據(jù)軟件分析學生的學習行為，實時預警落后學生，建立“后來居上”學習后援團，關注困難學生，將行為設計等心理學方法融入教學過程中，分析后進學生的學習軌跡，并及時矯正教學方式方法，建立“突飛猛進”數(shù)據(jù)案例庫，為歷屆后進生的學習提供精準、精確的指導資料；另一方面，我們利用“雨課堂”等數(shù)字化教學平臺，根據(jù)大數(shù)據(jù)提供的課堂教學信息的反饋，建立了課下鞏固的習題庫，針對課堂上易錯的問題進行有針對性的強化練習。智慧課堂教學模式的實施方案和方法如圖1。

圖1 智慧課堂教學模式的實施方案和方法

成績評定方面：加大過程性評價比例，增加平時成績，通過各種不同的考核形式激發(fā)學生課堂學習和自主學習的積極性。注重過程評價，以定量方式呈現(xiàn)評價結果，采用平時成績和考試（增加非標準答案的比例）成績相結合的形式，取消一考定終身，弱化記憶性考核內容。平時成績的組成：數(shù)字化平臺綜合數(shù)據(jù)（包含考勤、課堂活躍度、雨課堂答題測試、討論、知識眾籌等）+作業(yè)（初次作業(yè)+訂正后作業(yè)+思維導圖總結（如圖2）+課外專題匯報等），其中作業(yè)成績的量化更側重作業(yè)的訂正情況；討論及課外專題匯報，更看重整個過程中提出的問題及解決的思路和設想，培養(yǎng)學生自我教育的能力。

圖2 思維導圖總結重要知識點

2.2 具體培養(yǎng)目標

培養(yǎng)學生“自我信任、自主學習、自我管理”的“三自”管理能力，構筑“221”（“兩培養(yǎng)”+“兩提升”+“一主體”）智慧教學模式，即培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和合作研究意識；提升學生參與課堂活動的積極性和課程考核評價機制；加上以價值引領為本體的“221”課堂教學模式。設置課程梯度，優(yōu)化課堂教學設計；加強過程探究，突出規(guī)律方法；重視及時反饋，保證課堂訓練到位；合理利用多媒體，放大智慧課堂效應，全面提升課堂教學質量[6-7]。

2.3 具體創(chuàng)新理念

（1）創(chuàng)新建構模式，構建師生共發(fā)展的原生態(tài)課堂?；诮嬂碚?，課程的設計正如構造一幢房子，“分析化學”的基本概念是房子的基石，“四大滴定分析法”和“重量分析法”是房子的支柱，也是本門課程的重中之重，“儀器分析”則為房子的上層建筑，各個知識點是房子的磚瓦，開放又有連接的思維方式是房子的門窗（如圖3）；堅持“知識傳授、技能培養(yǎng)、價值引領和育人導向”的智慧教育理念；實行學生“自我信任、自主學習、自我管理”的“三自”管理模式；在堅持課堂作為主陣地的前提下，借助數(shù)字化平臺積極推進課堂教學改革，改變傳統(tǒng)教學模式化、僵硬化、單一化的課堂，走情境化、個性化的交互式學習道路，構建師生共發(fā)展的原生態(tài)課堂。

圖3 基于建構理論的“分析化學”知識框架

（2）CBL、PBL、TBL 深度融合課堂教學，構筑“221”智慧教學模式。改變傳統(tǒng)授課模式，在大幅削減課時的背景下，建立以對話、溝通、交往、合作、探究和展示為主題的智慧課堂觀，CBL、PBL、TBL深度融合課堂教學，構筑“221”（“兩培養(yǎng)”+“兩提升”+“一主體”）智慧教學模式。具體實施方式為以問題為導向（PBL），價值引領為本體，培養(yǎng)學生的團隊合作意識（TBL）和科學研究意識，提升學生參與課堂活動的積極性和課程考核評價機制。

2.4 具體實踐成效

目前，“分析化學”教學團隊已經使用“雨課堂”和武漢大學《分析化學》MOOC，結合我校實際情況，對2019、2020和2021級的食品科學與工程、食品質量與安全、化學工程與工藝、高分子材料與工程、應用化學等五個專業(yè)的“分析化學”課程進行了三個學期的線上線下混合式教學改革，完成情況良好，受益學生約1 000 人。該教學團隊目前在建還有“雨課堂”習題庫和章節(jié)測試題庫（如圖4）、典型案例教學設計、團隊協(xié)作教學設計、課堂教學信息收集等智慧教學方式。

圖4 學生“雨課堂”章節(jié)測試情況

為了更好地開展研究性教學，團隊5位主講教師根據(jù)所教專業(yè)特點，并結合自己碩士或博士階段研究特長，組織和引領學生積極申報大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。近三年來，該團隊共指導各類大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目6 項，其中國家級大創(chuàng)項目2項，該項目主持人分別為2018級化工專業(yè)本科生和2018 級食科專業(yè)本科生；指導中科院大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目3項，項目主持人分別為2017級食科專業(yè)本科生、2018級高材專業(yè)本科生、2019級化工專業(yè)本科生；指導河南省大創(chuàng)項目1 項，項目主持人為2019級食科專業(yè)本科生。學生在將課本知識運用于實驗的過程中體會到了知識的價值和魅力，從而能更好地進行其他專業(yè)課的學習[8]。

隨著網絡教學的廣泛應用，世界各國紛紛利用數(shù)字化教學平臺來組建網絡環(huán)境下的教學。各種各樣的課程管理系統(tǒng)、學習管理系統(tǒng)或者學習活動管理系統(tǒng)應運而生。我們學校和學院也大力提倡數(shù)字化智慧教學改革。學校已引入“雨課堂”教學平臺多年，“分析化學”教研組的各位教師已經可以熟練使用“雨課堂”進行教學，收集學生課堂信息，目前已在建“分析化學”習題庫，收集問題庫。另外，我們與教學改革經驗豐富的河南理工大學化學化工學院共建智慧教學改革項目，實現(xiàn)優(yōu)質教學資源共享，先進教學理念互通。無論在硬件配置還是在師資上都為智慧教學改革提供了堅實的支撐。我們依據(jù)“221”智慧教學模式，依靠智慧教學手段，重塑并構建具備差異化的支持和按需服務的教學新模式，實現(xiàn)高學習體驗、高內容適配性、高教學效率。同時，實驗課堂中，為了改掉學生“照方抓藥”的實驗習慣，我們教研組老師已經嘗試采用“實測結合、進門測試”的方法，增加實驗成績的層次，同時在考試中增加實驗設計方面的命題，根據(jù)測試結果和數(shù)據(jù)分析學生實驗學習能力的規(guī)律并納入歷年學生學習大數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)實驗及理論教學分析提供數(shù)據(jù)支撐。

3 結束語

綜上所述，本校“分析化學”教研組運用“211”智慧教學模式在實踐教學中取得了一些成效，但是教師對教育理論和理念的學習和應用，就像學生對知識的學習和應用一樣，是一個反復實踐、反復優(yōu)化的復雜過程。學習這些理論和理念不是“喊口號”，而是為了學生真正從中獲益。如何將智慧教學理論與理念落到實處，需要任課教師長期的學習、積累和沉淀，利用現(xiàn)代化人工智能技術將教學內容與時代銜接，符合國家、地方、學生的發(fā)展情況，保持前沿、創(chuàng)新、高階性，拔高教學內容的適配性，拉近師生的心理和感情距離，實現(xiàn)同向同行、同頻共振，使課堂活起來，學生動起來，豐富學生的學習體驗。