面向研究生教育的智慧教室構建探索

唐田田 王海鵬 賈舒宜 毛忠陽 周堅毅

[摘? ? ? ? ? ?要]? 研究生教育是國家所有教育層次的最高階段，肩負著科技強國、教育強國的戰略重任。隨著教育信息化、智能化的不斷發展，如何構建適用于研究生教育的智能化課堂教學環境是一個值得深度思考的問題。結合研究生教育的特點及需求，對常規智慧教室進行優化，并在現代高新技術支持下，實現面向研究生教育的智慧教室的構建，以探索對研究生教育創新型教學模式的應用發展。

[關? ? 鍵? ?詞]? 研究生教育;智慧教室;教育信息化;大數據

[中圖分類號]? G645? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）42-0228-02

課堂教學歷經幾千年的傳承，已成為各層次、各階段教學任務中不可或缺的教學組織形式。由教育部發布的《教育信息化2.0行動計劃》中明確指出，要推進新技術支持下的教育教學創新，這表明國家大力支持高等院校智慧教育的創新發展。如何順應信息化、智能化教育改革潮流，構建智慧型的課堂教學環境是教育工作者思考的重要問題。研究生教育注重應用和探索實踐，其課堂環境會更加開放，交互性、專業性、實踐性更強，因此結合研究生教育的特點，對常規智慧教室進行優化，以構建更適用于研究生教育的智慧教室，才能真正改善研究生教育的教學效率，提升高水平人才的培養質量。

一、智慧教室概述

智慧教育是以學習為主體，從學習環境、學習方式、學習過程等方面實現對傳統教育的轉型升級。智慧教育是新時代下教育信息化、智能化的產物，不局限于傳統的線下教室和固定時間，使學生的學習過程變得更具靈活性、個性化、精準化及智能化。

智慧教室是智慧教育中教學實施的實現條件，在新教育理念推動下，利用智能化技術創設全新的課堂環境，促進學生的學習行為有效發生。智慧教室是由智能硬件設施和虛擬數據空間兩大部分構成。智能硬件設施中智能環境控制系統和智能教學系統是關鍵部件，其他還包括智能終端（如手機、平板等）、學習桌椅、智能考勤系統等重要的輔助設施，保障智能化教學活動的有效進行。虛擬數據空間是智慧教室的核心資源空間，助力精準的數據分析和個性化資源推送。

智慧教室區別于傳統課堂的優勢，主要體現在以下幾個方面：

（一）數據分析更加便捷、高效

傳統課堂教學中，教學分析主要依賴于先前經驗，缺乏客觀性和科學性。智慧教室能將課堂中產生的教學數據（甚至包括學生與教師的眼神交流、學生的面部表情等更細致的學習特征），以及課堂環境數據實時上傳到虛擬數據存儲空間，然后通過大數據分析技術實現多類型、多維度數據的整合及綜合分析，找出學生感興趣的內容和學習需求。教師和教學管理人員能通過學生的學習分析報告，及時調整和優化教學內容和教學設計，并制定合理的規章制度。

（二）課堂環境動態、開放

傳統課堂主要是教師向學生的單向傳輸，忽略了教與學之間的雙向交流。智慧課堂強調以學習為中心，由學生根據個人意愿和實際情況，自主組成學習小組，采用合作探究式的學習方式，與教師共同探討，鼓勵學生發散思維，敢想敢說，打造動態開放的課堂環境，從而提升學習的效率。

（三）靈活的交互空間

智慧教室突破時域、地域的限制，通過互聯網技術，連接更多的教學主體，按教學設計需求，利用智能移動終端將學生、教師、家庭、社會等主體連接，實現多主體之間的相互連通，提高多向交流的靈活性，從而助力教與學的高效性。

二、研究生教育對智慧課堂教學環境的需求

目前，很多高校建立了獨立的智慧教室，但其發揮的作用甚微，除一些作為參觀展示外，大部分教室定位不明確，并沒有考慮到各個教育層次的不同教學需求。另外智慧教室完成集成化管理，其操作步驟相對煩瑣，不穩定性因素較多，使教師可能產生“疲憊感”或畏懼情緒。因此智慧教室必須根據教學需求有針對性地配置相應的功能，以提升智慧教室的實用性和高效性。

與本科教育相比，研究生教育更加注重專業實踐性，以培養創新型、復合型、應用型的高層次人才為最終目標，其教育內容直接面向科技發展的精尖前沿。因此面向研究生教育的智慧教室應突出以下幾大特點。

（一）突出科研優勢

與本科生的課程設置相比，研究生的課程設置有很大不同，它的專業性更強，創新實踐能力要求更高。因此需要優化研究生課程體系，開設科技前沿課程，提升學生對最新技術的了解，同時改進教學模式，提高學生獨立思考、溝通交流、總結展示的能力。

（二）突出大數據優勢

大數據庫中的數據資源除了包括每個研究生的教育背景、家庭背景、學情分析等個體數據，以及高校具備的研究生專業結構、專業水平以及專業導師隊伍組成等培養條件以外，還包含大量與各研究方向相關的龐大的數據集，用于訓練和測試，以提升工程應用中現代化設備的智能性和實用性。

（三）具備更高的創新性要求

為創設良好的學術氛圍和研討環境，搭建科研學術交流平臺，讓學生從根本上對高水平學術論文和科研項目的創新性指標有足夠的認識，鼓勵學生積極參與創新性課題項目研究，鍛煉自己各方面的能力，培養創新思維。

（四）具備更強的專業實踐性

為提升學生的科研攻關能力，與國內外學術發展前沿接軌，應加強國內外學術交流，并且拓寬所學課程中專業知識的廣度和深度，在增強學生科技創新能力的同時，提高運用所學知識解決問題的能力。每個學生的研究方向不同，所以專業實踐性的培養要尊重個性化的需求。

三、面向研究生教育的智慧教室的建設構想

積極構建面向研究生教育的智慧教室，對課堂物理環境進行全方位的系統設計，并按照教學設計需求配置相應功能先進的智能化教學設備以及可靈活移動的拼接型桌椅，建立以教師為主導，學生為主體的教學理念，積極探索創新型教學新模式，構建“多維交互型、學術研討型、創新實踐型”的研究生智慧教室。

（一）建立科研育人制度，增強科研平臺的硬件建設

在智慧教室的建設中，積極創建科研育人的優質環境，配置性能較高的科研平臺硬件設施，由教師根據課程設置提供相應的科研技術支持，滿足學生從理論向實操轉化的硬件條件，科教結合，助力研究生教育由知識型向能力型轉化。

（二）注重多維交互，合理搭建虛擬云平臺

虛擬云平臺注重數據資源的存儲分析和多維學習空間交互，主要通過網絡和數據鏈打破傳統課堂的局限性，利用不同終端、不同渠道，實現線上線下，課堂內外以及校園內外等多維交互方式。構建大數據分析平臺，實現數據資源的整合分類、分析反饋、應用管理等，并可對各類別數據進行可視化以及實時離線計算操作，通過深度數據挖掘分析，生成精準真實的學生學習反饋數據，為學生的個性化學習資源智能推送、教學方案的精準實施、管理決策的精準制定提供準確全面的分析報告。

（三）教室設施靈活布局，提升學術研討氛圍

研究生的課程形式多樣，涵蓋個人主題報告、小組自發討論、多人聯合會議、專家研討等多種組織形式，因此教室設施必須具備靈活性，以滿足多種教學形式的需要。為減少教師和學生的距離感，智慧教室不設講臺，整個地面采用統一高度，配置一個上下可調的移動式講桌，滿足不同的授課需求。教室采用可移動式桌椅，能根據教學組織形式不同，拼接成圓形、方形或者是扇形等多種方式，有助于營造濃厚的學術研討氛圍，以方便學生進行學習研討活動。

（四）以研究為基本指標，提高學生的創新實踐能力

研究生作為高層次人才，必須具備自主研究、學術創新和科研實踐的能力，智慧教室利用智能化、高效性、靈活性的獨特優勢，開展多樣的新型教學模式，并利用深度學習算法，建立學生個體模型，幫助學生進行個性化、智能化學習，并利用智慧教室實現理論與實操的教學融合，鍛煉學生的創新實踐能力。

四、結語

構建以研究生教育為主的智慧教室，必須以研究生的教育特點和教學需求為根本，創建靈活的物理空間和強大的虛擬數據空間，為后期教學數據的收集、存儲、分析和應用奠定基礎，對創新型高層次人才的培養，智慧教育建設和科教興國的戰略重任的實現具有積極的促進作用。但智慧教室建設方案還需不斷進行創新性的探索和完善，將智慧教育和科技力量深度融合，為學生個性化學習能力的培養、教師的智慧教育方式和高校的智慧信息化建設的發展進步貢獻力量。

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◎編輯 張 慧