基于超星學習通平臺構建智慧課堂的研究與實踐

摘要：本文遵循以學生為中心的教學理念，基于超星學習通在線教育平臺，充分利用國家高等教育智慧平臺等在線資源，通過深度融合人工智能、知識圖譜等技術變革課堂教學各個要素，推進課堂教學深層次系統性變革，并探索構建智慧課堂教學新模式，實現教學方式“線上+線下”的優勢互補與“空間+時間”的靈活自由，形成多層次、多元化的課堂教學體系，促進高等教育人才培養質量的變革。

關鍵詞：數字化技術；超星學習通；知識圖譜；課堂教學

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2024）21-0109-04

隨著以人工智能、機器學習、大數據為代表的數字技術的飛速發展，數字化轉型正席卷社會各個層面，加快塑造人類社會新的生活方式、經濟模式和社會結構。[1-3]在面向社會培養和輸送高層次專業人才的高校，數字技術也正在深刻影響著教育生產關系的變革，高等教育數字化轉型已經成為必然趨勢。

高等教育數字化轉型的目的在于運用數字化技術賦能高等教育，提升高等教育的育人效率與效用，推動高等教育高質量育人模式的發展。目前，我國高等教育數字化轉型得到政府、高等院校以及科技企業的大力支持，從國家智慧教育公共服務平臺，到各高校自主建設的智慧教育平臺和工具（如虛擬仿真實驗室、智慧教室、人工智能AI助教等），再到互聯網企業開發的大規模在線教育平臺（如中國大學MOOC、超星學習通、雨課堂等），這些都為教育數字化戰略的有效落實提供了可靠保障。數字技術為現代教育帶來了深刻的變革，提升了教學的質量和效率。通過合理設計和有效實施，數字技術可以更好地滿足學生的學習需求，促進個性化學習和持續進步。因此，教師和學校需要不斷探索和實踐，充分發揮數字技術的優勢，為學生提供更優質的教育體驗。

高等教育課堂教學數字化轉型現狀

目前，國內很多高校開始采用電子教材進行授課，并建立了豐富的數字資源庫，包括視頻講座、在線實驗室和互動教材等。[4]高校之間及高校與其他機構之間還可以共享開放教育資源，提供免費和開放的學習材料，提高了教育的可及性。[5]一些高校利用人工智能（AI）技術、虛擬現實（VR）技術和增強現實（AR）技術提供個性化、沉浸式學習體驗，自動評估和反饋學生作業，提供智能輔導和支持等，支持在線討論、實時聊天、視頻會議等功能，增強師生互動，并通過大數據分析，了解學生的學習行為和表現，提供實時反饋和評估，改進教學方法和課程設計。[6]總之，高等教育課堂教學的數字化轉型正在加速發展，未來將繼續推動教育方式的創新和變革，為學生提供更高效、靈活和個性化的學習體驗。

但是，數字化轉型在高等教育課堂教學中也面臨一些現實困境：①以學生為中心的教學理念仍難體現。在高等教育課堂教學中，教師僅僅將數字技術作為工具，重講授而輕啟發，難以發揮數字技術的效能來體現學生為中心的教學理念，教學的實質卻依然是被動與機械的，學生仍是知識的被動接受者，缺乏主動探索與尋求知識的能動性。②數字化技術使得知識體系碎片化。隨著數字技術的快速發展，生成式人工智能ChatGPT、嗶哩嗶哩、大學慕課等工具和平臺提供了海量知識資源，大學生獲取知識的媒介走向多元化，同時也造成知識體系碎片化，阻礙了專業知識的內化、深化與系統化，難以促進學生形成適應時代發展的高階思維素養。

基于超星學習通構建智慧教學模式

基于智慧教育平臺進行線上線下混合式教學是當下適應學生數字化、個性化學習的必然選擇。因此，筆者結合傳統線下教學與線上教學優勢，借助超星學習通平臺，構建了以學生為中心的“教師-學生-智慧平臺”協同交互的智慧教學模式，框架如圖1所示。

課前，教師通過國家智慧教育平臺、中國大學MOOC等課程資源庫整理課程相關資料與知識點，并借助學習通平臺的知識圖譜功能，將這些專業知識點與課程目標、課程資源、測試題目等相關聯，構建立體化、個性化的專業知識圖譜，實現課程目標達成度評價智能化。課中，教師借助學習通平臺進行課堂二維碼簽到、隨機點名、課堂討論、人機協同測驗等，增加課堂的學習效率；學習通平臺對學pddbV9lZk85OUrb/0vbHq8gYahC0puqjTkZnm9tNbY4=生學習情況和課堂參與度進行監測與統計，自動記錄每堂課每位學生的學習行為數據和學習表現，給出學情分析和表現優異學生排行榜，作為平時成績的量化依據，并依據智慧平臺統計分析結果對課堂學習進行評價和反饋。課后，教師根據課程目標達成度情況，及時調整講課的進程進行重點講解，做到教學環節的自適應調整。

1.探索以專業知識圖譜為基礎的智慧教學模式

知識圖譜在課程改革中的應用具有很大的潛力，可以大大提升教育質量和效率。依托學習通平臺的知識圖譜功能，可以將專業知識點與多種課程資源進行關聯，為學生個性化學習提供路徑推薦。首先，基于知識圖譜優化課程內容的組織和呈現方式，提高課程的邏輯性和易學性。利用知識圖譜功能將課程內容劃分為幾個知識單元，并通過知識圖譜表示這些知識單元及其之間的關系，這樣可以清晰地展示課程內容的結構和知識點之間的關聯，展示知識點之間的先修關系、從屬關系等，幫助學生理解各知識點的邏輯順序和相互聯系。其次，基于知識圖譜，結合學生的學習進度和興趣，可以為學生推薦個性化的學習路徑，幫助學生高效學習，并根據學生的學習情況和掌握程度，實時調整學習路徑，確保學生能夠更好地掌握知識點。最后，在工程教育質量認證背景下，通過知識圖譜可以打通課程培養目標及其支撐的畢業要求與考試題目之間的關系，實現課程目標達成度評價智能化。

知識圖譜的構建是一個系統性的過程，需通過多個關鍵步驟以確保知識的準確性。在本研究中，課程知識圖譜的構建按照知識點的梳理、知識圖譜的導入和知識圖譜關聯以及AI引擎四個步驟進行。

①知識點的梳理是對原有知識內容的結構化重構，知識點關系的梳理是對前置、后置、關聯等進行標注。教師從學習內容中歸納整理章節知識，并在學習通平臺知識圖譜功能模塊中添加一級知識點、二級知識點，以及知識點之間的關系。②知識圖譜的導入方法有智能導入、思維導圖式導入和Excel模板導入等方式。知識圖譜的關聯包括知識圖譜與章節任務、教學資料、作業/習題庫等的關聯，從而形成一個集知識結構和教學資源于一體的知識網絡。③知識圖譜關聯可以通過人工手動關聯或智能自動關聯等方式實現。構建好的課程知識圖譜，可以在學習通平臺查看課程知識點的認知維度分布（記憶、理解、應用、分析、評價、創造），重點、難點知識點（標星知識點），知識點關系（層級關系、前后置關系、關聯關系），課程知識點整體掌握情況等。④學習通平臺的知識圖譜具有AI引擎，滿足學生精準學情分析、個性化學習路徑、資源搜索與推薦、智能問答等應用。

2.探索以學生為中心的“師-生-機”協同交互的智慧教學與評價模式

“教師-學生-智慧平臺”協同交互的智慧教學模式可以實現教學全過程的監測與記錄，并通過平臺強大的統計功能，實現對學生學習進度和學習效果的及時反饋，如圖2所示。

①課前階段，教師通過學習通平臺發布章節任務點和課前先導問題，提醒學生及時預習，完成課前任務。教師通過學習通平臺對學生的預習完成進度進行監控和管理，也可以在線下進行檢查。線上預習結合線下檢查的考核方式，可以提高學生學習的積極性和主動性，使學生對本節課內容有初步的了解和認識，培養學生自主學習和自我管理的能力。線上預習占總成績的權重可設置為10%，其中知識考核權重為3%，能力考核權重為5%，素養考核權重為2%。

②授課階段，教師結合教學案例講解基礎理論知識，并借助學習通平臺進行簽到、選人、搶答、課堂測驗等交互式課堂活動。課堂出勤是對學生的基本要求，能夠反映學生的學習態度，該部分考核權重為5%。交互式課堂部分包括選人、搶答、投票、課堂測驗等考核形式。其中，選人、搶答、投票是學生參與課堂教學的積極程度的評價；課堂測驗是知識性考核，是教師根據教學情況對學生所學內容掌握程度的考核。在專業知識講授過程中，教師可以通過科研案例分析和課堂討論的方式，培養學生理論聯系實際和問題解決的能力。同時，在課程講授過程中，教師要將正確的價值觀引導融入知識傳授和能力培養之中，幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀。因此，交互式課堂集中體現了對知識、能力、素養的考核，設置比例各為5%，總體為15%。

③課后階段，教師通過學習通發布課后作業和自主學習任務，鞏固學習內容，促進所學知識的遷移和運用，培養學生獨立思考、獨立解決問題的能力。課后作業的考核權重設置為10%，旨在通過文獻資料的閱讀和匯報，培養學生資料收集和分析能力、語言表達與溝通交流能力、團隊合作精神等。此外，分組任務考核權重設置為10%。

3.依托超星學習通平臺構建全過程、多層次、多元化的考核評價體系

基于超星學習通平臺進行的“線上+線下”混合式教學與考核評價，突破了傳統考核模式所受的時間和空間限制，學生可以隨時隨地進行線上學習，并通過線上平臺大數據統計功能和過程監控功能，實現對學習全過程多層次、多元化的考核。各個考核指標的權重分配如圖3（a）所示，采用該考核評價體系，可以合理評價學生知識、能力與素質達成情況，具體如圖3（b）所示。可見，線上過程性考核效率更高，考核反饋更加及時，學生可以針對考核反饋的問題及時進行查缺補漏，學習效率大大提高。

結語

本研究基于超星學習通平臺，充分利用國家高等教育智慧平臺等在線資源，探索利用知識圖譜、人工智能等技術推動高等教育智慧課堂建設，實現教學方式“線上+線下”的優勢互補與“空間+時間”的靈活自由，形成多層次、多元化的課堂教學體系，對課堂教學各個要素的數字化轉型、推進課堂教學深層次系統性變革具有重要意義。該項目的實施，可以激發學生學習的積極性，提升學生邏輯思維、知識構建、自我管理等高階能力，有效促進教學質量的提升，對推動高校課堂數字化轉型具有重要的理論意義和實踐價值。

參考文獻：

[1]楊宗凱.高等教育數字化發展：內涵、階段與實施路徑[J].中國高等教育，2023（02）：16-20.

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[3]翟榮良，潘晨，董新蕊，等.“互聯網+教育”背景下高校教師數字化教學能力提升探究[J].高教研究，2023，41（15）：1-3.

[4]羅儒國.教師教學數字化轉型的現實困境與紓解路徑[J].電化教育研究，2023（12）：102-107+121.

[5]王一巖，劉淇，鄭永和.人機協同學習：實踐邏輯與典型模式[J].開放教育研究，2024（01）：65-72.

[6]吳仁倫，侯運炳，楊勝利.工程教育通識課程智慧課堂設計與實踐[J].大學教育，2024（02）：11-16.

第一作者簡介：李榮輝（1983—），男，河北邢臺人，博士，主要從事環境功能材料和能源儲存材料的研究。

基金項目：河北地質大學研究生課程建設與教育教學改革研究項目“構建‘知識-能力-價值’三位一體教學模式的研究與實踐”（項目編號：YJGX2023010）；河北省高等教育學會“十四五”規劃課題“基于學習通平臺進行數字化課堂教學的研究”（項目編號：GJXH2024-103）。