高等中醫藥院校智慧教學環境建設研究

王家勝 張慧翼 朱利

[摘 要] 該文認為，伴隨著大數據時代與信息化社會的高速發展，不斷構建與完善智慧教學環境建設已成為學校發展戰略的重要內容。目前教學環境建設中主要表現為多媒體設備智能化集成度不高。交互教學手段不足、教與學資源體系分散、教室及設備設施維護管理困難等問題依然存在，特別是中醫藥院校教學特點沒有充分體現。在研究學校信息化發展的背景下，分析智慧教學環境所具特征，闡述當今信息化技術與教學環境構建相融合后的體系構架設計，最后提出智慧教學建設的研究與發展策略。

[關鍵詞] 智慧教學環境;中醫藥教學環境;教學環境體系設計;教學資源;教育信息化

[中圖分類號] G642? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）01-0050-04? ? [收稿日期] 2020-10-27

一、智慧教學環境建設的背景

隨著教育信息化、智慧教學的推進，我們也發現了其推進過程中存在的諸多問題與不足。首先是缺少系統的規劃設計，傳統教室在沒有信息系統的參與下都是相對獨立的，而目前數字化教室和多媒體教室都是在針對傳統教室中的教學設備進行更新的。這些更新雖然已經對現代化教學方法和手段進行了迅速的變革，但是目前改建部門幾乎很難統一協調，導致多個教學設備系統相互交織，造成相關教育數據留存率保護率不高，教學信息化整體水平確切評估較難，進而無法全面衡量學校整體信息化教學質量和水平;除此之外，課堂上的教學情況要依據教學過程來進行掌握，所以教學痕跡化留存變得格外重要，而教學資源的散落化現象是由于教學資源的積累與共享需要有集中的平臺進行管理。縱觀近幾年的信息化教育，我們還能發現信息化教學設備集中程度不高，信息化教學手段交互不充分，教學資源體系并沒有統一整合，對于教學設備、教室基礎化建設的維護和管理也存在一定的不足等問題;另外，傳統教學中灌輸式教育形式的弊端還不能因為智慧教學而產生極大程度上的改善，原期待的國民教學質量大幅度提高存在困難，與學校的教務、后勤、財務管理等方面的業務銜接還存在一定不足，由此產生的費用較大，勢必增加資金投入，造成相關業務交叉統籌率較低，并且新增了日常規范化管理和服務的難度等若干問題。特別是中醫藥教學的特點如何通過智慧教學充分體現出來也是個難題。由此可見，教育信息技術的現代化在信息化技術不斷迭代更新的基礎上，依據不同的教學原理而不斷促進現有的教育改革發展[1]。全國各大高校包括“985”“211”“雙一流”大學，無不廣泛應用各種各樣先進的多媒體智能化教育技術，包括多媒體技術、語音影像技術、互聯網+技術、遠程線上視頻授課等，但這樣的智慧化程度是遠遠不夠的。

我們可以從全球科學發展的整體態勢來看，我國的教育信息化也必將經歷技術化、智能化、智慧化這三個階段[2]。如何將教學智能化、教育信息化完美地與我國教育國情相結合是我們要積極思考的問題。我國高校要充分了解國家教育現狀、存在問題，積極把握智能技術變革趨勢，聚焦智慧校園建設，推動教育智慧化順利轉型。

二、淺析智慧教學環境的組成特征與設計

（一）智慧教學環境建設的特征

一是智慧教學環境的虛實結合特征。智慧教學環境空間上建設是物質環境與虛擬環境的有機結合，是在具體的學習空間中構建起支持多種教學模式，并跨越空間共享學習資源的環境。智慧教學環境的學習空間特征重要組成部分是智能學習工具硬件的搭建。智能工具的搭建與應用是智慧教學中的重要組成部分和支撐，利用智能工具可以使師生之間建立更暢通、更牢固、更互動的教學通道，在教學過程中更加明確學習的主旨和意義。而且智能化教學工具的應用，使教學成果數據化，在教學數據中心的支撐下，記錄的學生狀態、成果測評、課堂行為等數據可形成智能化報告，全面呈現智能教學場景，對智能教學具有重要意義。

二是智慧教學環境的教學實況特征。在智能教學工具運用之外，專業化軟件和數據溝通互聯平臺也是組成智慧教學環境的重要部分，集計算機、電子信息、仿真技術于一體，模擬虛擬環境，從而給學生課堂環境沉浸感，并且具備數據的溝通與互聯，增加學生的課堂互動體驗。教學數據平臺可存儲多種課程，課程的設立與組織可滿足不同學生的不同學習需求，實現課程選取的自主化、自由化和可擴展化。智能應用軟件及教學數據平臺也可對教學資源進行數據化管理，對圖書、教材、多媒體設備及網絡資源進行匯聚、整合和共享，實現學生對教學資源的共享化體驗，實現教學資源的規范化管理，實現教學手段的靈活應用。

三是智慧教學環境的教學管理特征。智慧教學環境的搭建也要為教師實現個性化教學提供資源匯聚化、共享化的平臺，使教師可以對教學內容、教學方式、教育成果分析等進行數據化把控，為教學提供輔助決策。在大數據時代的背景下，通過智慧化評價體系的建設可對采集的數據進行分析，從而進行規劃和評價來體現智慧化教學特點。

四是智慧教學環境的設備管理特征。智慧教學環境的設備管理主要是集中教學資源體系，提高多媒體設備集成度，增加交互教學手段，簡化教室設備維護管理。利用智慧設備管理平臺將所需要的數據直觀地顯示出來，包括學生上課率、老師出勤、設備資產管理、設備使用情況與警告、教室管理等，教學管理人員可以快速地判斷當前教學運行的各項系統情況。并且智慧教學環境的設備要具備用戶個性化設置，通過關注的不同數據，來調整定制各模塊數據的先后順序，便于更加便捷與直觀地管理。

（二）智慧教學環境建設架構設計

一是智慧教學環境建設的構成內容。主要包括：其一，基礎的智慧交互終端設備，例如計算機、智能手機、平板電腦、交互顯示大屏等。交互設備的選擇，要以智慧教學環境建設中以用戶體驗感為初衷，以用戶為（教師、學生、管理者）為核心，然后借助互聯網終端技術進行交互協作。其二，基礎設備性能要滿足業務化的資源需求，例如存儲容量、計算能力等。并且要考慮到未來的擴充與擴容的彈性擴展，從而提高設備資源利用率。其三，在分析與整理信息方面，智慧教學環境中所發生的教學活動與教學動作都可以進行記錄，并將采集的數據整理后再借助于智能分析技術對其進行處理，通過智能分析為教學管理者提供教學信息服務與教學活動分析判斷，從而提前預測和規劃教學任務與安排。

二是智慧教學環境建設的遵循原則。主要包括：其一，考慮各應用系統間的兼容性原則。教學環境建設在不斷發展革新，在原有的建設環境中一定積累所使用的數據與設備，要充分考慮用戶使用原有應用與設備的體驗感，保持操作一致性與數據的兼容性，不斷升級優化，應用于設備。其二，先進技術原則。在采用先進技術手段時要考慮實效性原則，就是要采用最先進的技術內容，要求有先進的理念與系統程序，并且要融合前期搭建內容，達到共存、開放和互通的環境架構。其三，系統穩定性原則。智慧教學環境建設要做到前期初步規劃，優化調整好未來建設的方案，保證信息傳輸安全、網絡安全，保證系統運行穩定性等，最好在確定有可支持實例或者案例的條件下建設共存的運行。

三是智慧教學環境建設的結構設計。智慧化教學環境建設的目的是將現代信息技術手段運用在教學過程與方法中，同時融合教學管理內容形成總體架構模型。其一，教學設備環境的互聯。要考慮到設備、資源的有效互聯，提高使用者操作過程的體驗感，并可以在個人使用特點上進行操作上的創新。其二，基礎設施建設。教學網絡搭建設計是對教學設備正常運行的基礎保障，可通過建設教學設備專線、教學視頻專線，來滿足用戶信息交互的使用需求，并考慮校園網、無線網絡、物聯網來滿足適合的使用場景，實現使用者與教學設備間的友好對接。其三，基礎數據結構分析。優化基礎數據的構成，有利于數據應用與數據分析，具體包括教學過程數據、教學管理數據和教學設備數據等構成的數據庫。其四，信息的集成與分析處理。這里主要是使用者對基礎數據進行分析并提供智能決策，通過提供個性化服務提高使用者進行研判的效率。其五，系統應用環境。在數據基礎上，通過數據分析與智能決策形成對數據的管理，將其高度融合，建設MOOC、社交平臺等開放式的學習環境。

三、中醫藥院校智慧教學環境建設研究

智慧教學環境建設將積極推進學校現代教育技術與信息化的建設，把握教學環境空間建設、教學設備管理、教學模式智能化等關鍵要素，著力提高教學環境與教學信息化建設。

（一）教學空間人性化

一是設計教學空間特色化;二是整合教學空間功能化;三是運用教學空間多樣化。在教學過程中，培養學生主動學習的興趣和自我學習的能力，并在討論分享過程中培養學生批判性、邏輯性思維，團隊協作精神和創新型能力。

（二）教學模式智慧化

一是搭建互動教學平臺。教師教學管理平臺主要集合了各種教學軟件、工具及學習資源。教師可以通過使用該平臺來實現教學及管理學生的功能。教師可通過教學管理平臺發布學生所需學習內容，及時跟進學習情況，收集學習過程中相關數據，并與學生在平臺中互動交流，記錄學生學習情況。這樣便于針對性地對學習難點進行講解，對學生作業以及試卷等設置自動批改和數據分析。教學管理平臺中，教師個人可以設置專門的學習資源，設計各種活動供學生學習，及時發布相關學習資料，還可以根據學生學習各相關信息、數據等，科學地組織課堂分組協作學習等;學生可以利用智能學習平臺自行實現課業預習，完成作業及相關試卷等。二是管理教學過程痕跡化。教學過程課題組將利用互動教學平臺、無線投屏設備、無線話筒、交互屏、電子白板、投影儀、視頻記錄與播放設備、視頻互動設備等，實現交互式教學、教學資源積累、點播，實現對教學過程的管理，并且可以系統完整地記錄學生學習相關過程的相關數據，使教師可以更好地指導和幫助學生學習和成長。三是支持設備移動化。學生、教師、管理員可以在任何地方，包括辦公室、宿舍、圖書館、教室、家里等，通過自身電腦、手機、PAD等電子設備進入教學資源平臺，真正實現學習、教學、管理一體化。

（三）教學資源整合化

通過資源和云平臺間的相互融合達到資源間共享、升級以及推送等，不僅資源的更新速度加快，并且利用效率也相應提升。現代個性化學習已經不能完全靠傳統的學習資源來滿足，需要靠現代新型技術研究成果來實現，新型技術研究成果可以為智能平臺提供更多元、人性化的元數據。一是現代高新技術可以整合學習資源，各種資源屬性能更加準確、迅速地被呈現，便于學生進行總結、檢索，在擴大了搜索資源的廣度的同時，也提高了精準率。這樣便可以通過自動化挖掘工具來進行相關數據的探索和集成，很大程度上提高了智能學習平臺的靈活性、適應性，可以為用戶提供有針對性的個性化資源。二是有效設計各種微型主題課程資源建設。目前正處于資源微型化發展時期，在進行微型化課程設計和主題資源系統化建設時，需要重點關注資源的全面性及多種資源運用時格式是否兼容的問題。在進行資源匯總和整理時，一定要保證原創完整及標準建設，充分保障資源能夠被準確、質量優質地進行開發。三是個人智能工作管理平臺研究。要注重對個人知識的管理，科學整合個人相關的各種信息資源，有利于提高個人的學習效率。個人智能工作管理平臺可以將教學、學生管理以及資源檢索發布集成在一個智能平臺系統中，智能平臺系統功能更加齊全，便于讀取和發布信息且適合個人使用。

（四）教學環境特色化

為適應特色化教學需求，營造更為真實的學習空間，激發學生學習興趣，通過VR和AR等技術將沉浸式教育引入中醫藥教學課堂中，通過實時渲染逼真展現虛擬模型，直觀展示結構及工作原理。在搭建出科技感較強的學習環境中，實現理論相結合的教學方式，學生通過語音引導、手勢交互、位置識別等功能大大提高了教學效率，激發了學生的學習興趣。利用虛擬現實系統開展教學互動，建立虛擬實驗室，可以給學生的學習提供更便捷、更豐富的體驗。

（五）教學設備易維護性

智慧校園學習環境的建設離不開現代的科學技術，現代科技的發展和進步是教育智能化發展的有力保障，現今多種智能化技術呈飛速發展趨勢，科學運用各種高新信息技術并加以研究、推廣，都為智慧教學環境的建設提供了有效支撐，為其可持續發展奠定了堅固的基石。一是提高教學設備易維護性。建設教學設備環境監控平臺，將教學設備的狀態信息集中展示，實時反映其運行狀態與使用狀態，從而提高管理者對教學設備的監管模式。二是提升操作系統安全性。在教學過程中，PC使用率是非常高的，對于PC的操作系統維護可以減少病毒的入侵與攻擊，降低設備引發的教學事故。相對于獨立的操作系統，通過桌面云的部署可以更高效地更新軟件和進行系統維護，從而降低系統風險。

（六）設備數據化管理

整合教學設備的狀態信息和教務系統信息，將人員、課程和教學設備信息進行統一管理，根據信息定制個人化管理方案，實現設備的管理控制，并可進行遠程控制，集中管理本地設備與遠程設備，實現教室設備的智慧化管理。

四、智慧中醫藥教學環境建設中應注意的問題

中醫藥院校要根據教學特色規劃教學環境的建設，要將中醫藥元素在教學環境中進行體現。在統籌整體規劃的建設中，首先就要建設系統的先進性和高效性，其次要考慮未來功能的擴展性，并根據擴展性功能做好迭代更新升級。最后要考慮新系統要與現有系統資源數據信息互通、共享，并且要有相應的接口與現有的硬件設備兼容。只有按照高效率、標準統一化、資源整合等原則，才會達到低成本、信息共享、互通互聯的效果。

信息技術的迭代更新不斷改變著現代教育技術方法，同時也在一定程度上推動了教育制度、教學方法、教學環境和管理模式的不斷變化，教育模式的改變也推動了中醫藥教育事業的發展。關于教學環境智慧化建設要根據現實需求開展，并且不是一蹴而就的，應根據建設、實踐、總結和再提升四個步驟的迭代提升，有計劃、有組織地推進學校教學智慧化建設。教育技術的發展核心問題還是要提高教師關于教學信息化的素質，只有具備駕馭新的教學環境設備的能力，才會在教學過程中引入通過智慧化設備能實現的教學方式，這便對教師的信息化素質提出了要求。對于智慧化教學環境建設者也要考慮到建設后期要有相應的培訓和技術指導，目的不是提高使用設備的能力，而是提高教師自身的信息化素質。

參考文獻

[1]張華.教育信息化背景下智慧校園的建設[J].教育與管理，2019（36）：33-35.

[2]甘容輝，袁智秦，何高大.國外智慧校園建設的最新發展及啟示[J].現代教育技術，2019（2）：19-25.