基于OBE理念的人工智能技術(shù)課堂教學(xué)質(zhì)量智能監(jiān)測(cè)診改實(shí)踐

侯柏林

關(guān)鍵詞：OBE理念；質(zhì)量智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；人工智能技術(shù)；教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度

1引言

在智能云教學(xué)時(shí)代，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能與教育教學(xué)的深度融合，中國(guó)的教學(xué)方式已經(jīng)從根本上改變了教學(xué)管理、監(jiān)督和評(píng)估方式。云計(jì)算就是在這種環(huán)境下產(chǎn)生的，并伴隨著手機(jī)網(wǎng)絡(luò)的廣泛使用和云教育的現(xiàn)代化特點(diǎn)而快速流行。

教學(xué)工作是學(xué)校核心工作，而課堂教學(xué)是教學(xué)工作的基礎(chǔ)，培養(yǎng)目標(biāo)是保證和提高人才培養(yǎng)目標(biāo)的關(guān)鍵。加強(qiáng)對(duì)教師的評(píng)估和監(jiān)測(cè)，而完善的評(píng)估和監(jiān)測(cè)手段是保障和提高教師隊(duì)伍素質(zhì)的重要途徑。惠州城市職業(yè)學(xué)院聯(lián)合北京智啟藍(lán)墨公司開(kāi)發(fā)“惠州城市職業(yè)學(xué)院課程質(zhì)量智能監(jiān)測(cè)與診改系統(tǒng)平臺(tái)”，利用基于OBE理念的人工智能技術(shù)課堂教學(xué)質(zhì)量智能監(jiān)測(cè)，構(gòu)建智能化的課程實(shí)施的評(píng)價(jià)模型與反饋機(jī)制，構(gòu)建五個(gè)課程實(shí)施質(zhì)量診改與反饋閉環(huán)和兩個(gè)課程實(shí)施質(zhì)量成果，通過(guò)數(shù)據(jù)比對(duì)從而得出教學(xué)數(shù)據(jù)信息中的規(guī)律，優(yōu)化教學(xué)活動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)智能化，提高課堂教學(xué)的質(zhì)量和效率。

2教學(xué)資源平臺(tái)分析

當(dāng)前，高職院校的學(xué)生是伴隨著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代成長(zhǎng)的，學(xué)校的教學(xué)方式、教學(xué)手段也發(fā)生了深刻的變化，疫情使得線上線下混合式教育成為教學(xué)的重要方式，先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)及優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源及課堂組織非常重要。

2.1藍(lán)墨云班課資源平臺(tái)

藍(lán)墨云班課是基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和智能移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行互動(dòng)教學(xué)的云服務(wù)平臺(tái)，也是一款時(shí)尚的智能教學(xué)助手，使教學(xué)課堂變得輕松、有趣、快樂(lè)。藍(lán)墨云班課具備以學(xué)生為主的主體性、移動(dòng)性、資源共享性、交互式、高效率等優(yōu)點(diǎn)，其功用巨大，能夠輕易完成課堂資源推送、研討問(wèn)答、課堂簽到、布置作業(yè)、投票問(wèn)題、頭腦風(fēng)暴等互動(dòng)課堂教學(xué)活動(dòng)。該平臺(tái)因其互動(dòng)性好、經(jīng)驗(yàn)值、等級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)等措施激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)過(guò)程全自動(dòng)記錄、反饋等優(yōu)勢(shì)，教師可利用學(xué)生自主生成的平臺(tái)大數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、分析、總結(jié)等。

2.2課程實(shí)施質(zhì)量智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

通過(guò)整合系統(tǒng)，為推進(jìn)OBE提供全路徑的技術(shù)解決方案，為深入推進(jìn)OBE提供技術(shù)支持。藍(lán)墨的“課程實(shí)施智能診改與評(píng)價(jià)系統(tǒng)”通過(guò)開(kāi)發(fā)智能化的課程，建立課程標(biāo)準(zhǔn)，再通過(guò)智能化的課程實(shí)施采集教師、學(xué)生班課每節(jié)課堂的詳細(xì)教學(xué)資源和教學(xué)活動(dòng)行為數(shù)據(jù)，形成全方位的課程實(shí)施云教學(xué)大數(shù)據(jù)。人工智能可對(duì)教學(xué)過(guò)程行為大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并自動(dòng)與課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照，形成無(wú)需人工干預(yù)的智能化實(shí)時(shí)診改與反饋閉環(huán)。

基于課程實(shí)施教學(xué)過(guò)程行為大數(shù)據(jù)，采用智能畫(huà)像技術(shù)，針對(duì)學(xué)生、教師和班課三個(gè)主體智能畫(huà)像，建立模型和算法，反映質(zhì)量的數(shù)據(jù)維度與數(shù)據(jù)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)通過(guò)客觀實(shí)證大數(shù)據(jù)對(duì)課堂教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法，并通過(guò)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為大數(shù)據(jù)構(gòu)建分析模型進(jìn)行，最后形成課程實(shí)施質(zhì)量評(píng)價(jià)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大屏和課程實(shí)施質(zhì)量報(bào)告。部署課堂質(zhì)量監(jiān)測(cè)與診改平臺(tái)，結(jié)合學(xué)校現(xiàn)有的各類平臺(tái)，整合構(gòu)建助力OBE落地的整體性技術(shù)方案。

2.3教學(xué)資源分析

藍(lán)墨云課堂，教師會(huì)按照教學(xué)要求上傳各類教學(xué)資料，其中包括課件、案例文檔、視頻等；案例動(dòng)畫(huà)，案例圖片，相關(guān)知識(shí)收集，網(wǎng)站鏈接等資源。平臺(tái)會(huì)將所有的數(shù)據(jù)都收集起來(lái)，從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)看，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，如表1所列。在資源學(xué)習(xí)上，該系統(tǒng)會(huì)追蹤、記錄學(xué)員的學(xué)習(xí)進(jìn)程、類型，并將學(xué)生得到的經(jīng)驗(yàn)與已發(fā)布的總經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行比較：數(shù)據(jù)以圖表、餅圖等方式顯示。例如，80%以上、60%到80%、60%以下比例，并會(huì)在資源學(xué)習(xí)中，產(chǎn)生5個(gè)最優(yōu)秀的學(xué)生。在教學(xué)中，教師設(shè)定視頻觀看模式，比如不能拖拽、須全程看、系統(tǒng)實(shí)時(shí)回放錄像等功能。通過(guò)對(duì)比學(xué)生觀看視頻的時(shí)間比等措施可得出不同區(qū)段的比例人數(shù)，再用圖像進(jìn)行分析，如圖1所示。根據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中查看的時(shí)間長(zhǎng)短，由高到低依次排列，最終獲得了前五位和后五位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

3基于成果導(dǎo)向的“機(jī)電傳動(dòng)與控制技術(shù)”課程改革實(shí)踐

3.1明確課程成果的課程標(biāo)準(zhǔn)制定課程成果

通過(guò)掌握電動(dòng)機(jī)、電器、電磁鐵、繼電器、變頻器、伺服等元器件集成應(yīng)用于自動(dòng)化設(shè)備項(xiàng)目設(shè)計(jì)、編程、接線、選型等；準(zhǔn)確使用三種常用機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制、設(shè)計(jì)、編程；利用人機(jī)界面控制2個(gè)以上負(fù)載案例，準(zhǔn)確應(yīng)用常用三種直、交流調(diào)速以及伺服控制對(duì)電機(jī)、設(shè)備進(jìn)行控制；借助氣動(dòng)與液壓試驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)與液壓系統(tǒng)的回路組裝與動(dòng)作控制：由繼電器控制到三菱PLC控制進(jìn)階：具備有效溝通、團(tuán)隊(duì)合作完成工程項(xiàng)目的能力，具備開(kāi)放合作包容、國(guó)際視野的能力，具有國(guó)家自主品牌認(rèn)同、工作自信、關(guān)懷客戶的能力。

3.2達(dá)成課程成果的課程評(píng)價(jià)指標(biāo)研究

基于線上、線下混合式課程學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)體系，在線課程學(xué)習(xí)平臺(tái)為藍(lán)墨云班課學(xué)習(xí)平臺(tái)，監(jiān)測(cè)平臺(tái)是課程實(shí)施智能診改與評(píng)價(jià)系統(tǒng)。

本課程期終考核采取形成性考核方式，期末總成績(jī)分?jǐn)?shù)比例為“課程考核總體成績(jī)=平時(shí)課堂成績(jī)（20%）+實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目成績(jī)（40%）+藍(lán)墨課程學(xué)習(xí)成績(jī)（40%）”。平時(shí)成績(jī)：平時(shí)課堂成績(jī)（20%）線下包含出勤、紀(jì)律、課堂表現(xiàn)、回答提問(wèn)、分享、展示等；藍(lán)墨課程學(xué)習(xí)成績(jī)（40%）通過(guò)線上包含線上簽到、課程資源學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)、課堂活動(dòng)（包括投票、問(wèn)卷、課堂表現(xiàn)、答疑、討論、頭腦風(fēng)暴）、作業(yè)、在線測(cè)試等；實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目成績(jī)（40%）包含項(xiàng)目任務(wù)、實(shí)踐活動(dòng)等。

3.3達(dá)成教學(xué)成果的教學(xué)方式

以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向，基于自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等教學(xué)理念，采用小組學(xué)習(xí)法、討論式、項(xiàng)目式等理實(shí)一體化教學(xué)方式，結(jié)合企業(yè)的項(xiàng)目實(shí)際案例，通過(guò)課內(nèi)外形式讓學(xué)生參與機(jī)電傳動(dòng)與控制技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景中的自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用、開(kāi)發(fā)、操作、畢業(yè)設(shè)計(jì)等，教學(xué)中充分體現(xiàn)了以學(xué)生為中心、以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的教學(xué)理念，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工程技術(shù)分析、解決具體問(wèn)題等應(yīng)用能力。

3.4構(gòu)建課程診改持續(xù)改進(jìn)平臺(tái)

我校構(gòu)建了“惠州城市職業(yè)學(xué)院課程實(shí)施智能診改與評(píng)價(jià)系統(tǒng)”研究平臺(tái)，構(gòu)建了以過(guò)程性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的課程考核評(píng)價(jià)機(jī)制。建立了系統(tǒng)化、規(guī)范、完整的智能制造專業(yè)群課程質(zhì)量監(jiān)控、評(píng)價(jià)、反饋體系，每學(xué)期定期開(kāi)展學(xué)生教學(xué)效果的滿意度調(diào)查、學(xué)生教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)等，收集學(xué)生反饋意見(jiàn)，形成教學(xué)質(zhì)量分析報(bào)告以及通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)生成課程實(shí)施質(zhì)量報(bào)告，其中包括班課學(xué)生達(dá)成度分析、學(xué)生過(guò)程學(xué)習(xí)報(bào)告、課程實(shí)施質(zhì)量報(bào)告、過(guò)程教學(xué)匯總數(shù)據(jù)、過(guò)程教學(xué)明細(xì)數(shù)據(jù)、過(guò)程性教學(xué)報(bào)告、學(xué)生過(guò)程學(xué)習(xí)成績(jī)等。

4課程實(shí)施

4.1教學(xué)方式

利用云教學(xué)開(kāi)展線上為主線下為輔的混合式教學(xué)模式，采用翻轉(zhuǎn)課堂、啟發(fā)式、案例式和項(xiàng)目任務(wù)式教學(xué)方式，以過(guò)程性考核為主、自主學(xué)習(xí)考核和終結(jié)性考核結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)方式，形成對(duì)教學(xué)和學(xué)習(xí)效果的全面、客觀、科學(xué)、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。

4.2教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動(dòng)對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)的支撐關(guān)系

“機(jī)電傳動(dòng)與控制技術(shù)”課程中采用項(xiàng)目方式，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的重要性賦予第一權(quán)重的比例、子項(xiàng)目中的教學(xué)內(nèi)容賦予第二權(quán)重的比例、課程內(nèi)容及教學(xué)活動(dòng)（比如資源學(xué)習(xí)、作業(yè)／小組任務(wù)、測(cè)試、頭腦風(fēng)暴、資源學(xué)習(xí)、考勤、投票問(wèn)卷等教學(xué)活動(dòng)）賦予第三權(quán)重的比例，從而監(jiān)測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程及學(xué)習(xí)效果，進(jìn)而檢驗(yàn)教師的教學(xué)效果。

4.3課程目標(biāo)總體達(dá)成度

通過(guò)一學(xué)期的教學(xué)實(shí)施及課堂教學(xué)質(zhì)量智能監(jiān)測(cè)診改系統(tǒng)自動(dòng)生成，機(jī)電傳動(dòng)與控制技術(shù)課程目標(biāo)總體達(dá)成度為0.89，達(dá)到學(xué)期初制訂的教學(xué)目標(biāo)，達(dá)成率超過(guò)預(yù)期目標(biāo)0.7。

4.4課程目標(biāo)第一項(xiàng)達(dá)成度

“機(jī)電傳動(dòng)與控制技術(shù)”課程設(shè)置了24個(gè)項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)課程實(shí)施智能診改與評(píng)價(jià)系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)每個(gè)項(xiàng)目的課程目標(biāo)第一項(xiàng)達(dá)成度，通過(guò)一學(xué)期的教學(xué)實(shí)施與監(jiān)測(cè)，課程目標(biāo)第一權(quán)重達(dá)成度平均值達(dá)到0.92，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。具體如圖2所示。

4.5課程目標(biāo)細(xì)分項(xiàng)達(dá)成度

“機(jī)電傳動(dòng)與控制技術(shù)”課程中采用項(xiàng)目方式，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的重要性賦予權(quán)重的比例情況，課程目標(biāo)細(xì)分項(xiàng)基于子項(xiàng)目中的教學(xué)內(nèi)容賦予第二權(quán)重的比例，課程內(nèi)容及教學(xué)活動(dòng)（如資源學(xué)習(xí)、作業(yè)／小組任務(wù)、測(cè)試、頭腦風(fēng)暴、資源學(xué)習(xí)、考勤、投票問(wèn)卷等教學(xué)活動(dòng)）賦予第三權(quán)重的比例，通過(guò)課程實(shí)施智能診改與評(píng)價(jià)系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)每個(gè)項(xiàng)目的課程目標(biāo)細(xì)分達(dá)成度，通過(guò)一學(xué)期的教學(xué)實(shí)施與監(jiān)測(cè)，課程目標(biāo)第一權(quán)重達(dá)成度平均值達(dá)到0.91，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。具體如圖3所示。

4.6課程目標(biāo)學(xué)生個(gè)人達(dá)成度分析

通過(guò)課程實(shí)施智能診改與評(píng)價(jià)系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)班級(jí)全體學(xué)生的總體目標(biāo)個(gè)人達(dá)成度情況，通過(guò)一學(xué)期的教學(xué)實(shí)施與監(jiān)測(cè)，總體目標(biāo)個(gè)人達(dá)成度平均達(dá)到0.93、學(xué)生課程目標(biāo)達(dá)成度平均達(dá)到0.936，均達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。具體如圖4所示。

4.7教學(xué)診斷與改進(jìn)

方式一是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的診斷與改進(jìn)：方式二是教學(xué)過(guò)程的診斷與改進(jìn)。比如，（1）出勤率達(dá)到0.1%，參與度為0.00，參與度較低，建議改進(jìn)。（2）作業(yè)／小組任務(wù)“任務(wù)19任務(wù)分析+任務(wù)實(shí)施（變頻器外部與內(nèi)部運(yùn)行一變頻器入門”，參與度為0.55，參與度較低，建議改進(jìn)。方式三是考核過(guò)程的診斷與改進(jìn)。通過(guò)教學(xué)質(zhì)量智能監(jiān)測(cè)診改平臺(tái)自動(dòng)生成6個(gè)文件：《附件1-F19C66終結(jié)考核成績(jī)．xlsx》《附件2-過(guò)程教學(xué)匯總數(shù)據(jù)xlsx》《附件3-過(guò)程教學(xué)明細(xì)數(shù)據(jù)xlsx》《附件4-過(guò)程性教學(xué)報(bào)告．docx》《附件5-班課學(xué)生過(guò)程性學(xué)習(xí)報(bào)告》《附件6一班級(jí)成績(jī)》，從而達(dá)成教師與學(xué)生的教與學(xué)的全過(guò)程、全鏈條的閉環(huán)教育教學(xué)過(guò)程及結(jié)果。

5結(jié)束語(yǔ)

在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，教師根據(jù)信息化平臺(tái)反饋學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果來(lái)提出個(gè)性化的學(xué)習(xí)戰(zhàn)略。通過(guò)對(duì)教師和學(xué)生的“教”和“學(xué)”，使教師和學(xué)生在課堂上做到因材施教和個(gè)性化的學(xué)習(xí)，從而使教學(xué)在診斷和改善中煥發(fā)新的生機(jī)，進(jìn)而使教育質(zhì)量得到進(jìn)一步的提升。在大數(shù)據(jù)的推動(dòng)下，高職院校的教學(xué)理念發(fā)生了變化，并應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高職教學(xué)的快速發(fā)展，為適應(yīng)未來(lái)社會(huì)做好準(zhǔn)備。