高校數(shù)智化教育教學(xué)新環(huán)境構(gòu)建路徑探究

[摘 要]近年來，在教育領(lǐng)域中區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、人工智能等技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，使得教學(xué)模式和環(huán)境等發(fā)生很大變化。在此背景下，國家推出了教育數(shù)智化戰(zhàn)略，希望借此推動教學(xué)高質(zhì)量發(fā)展，高校構(gòu)建數(shù)智化教育教學(xué)新環(huán)境當(dāng)然非常有必要。高校推行數(shù)智化教育教學(xué)能夠擺脫傳統(tǒng)教學(xué)時空的限制，轉(zhuǎn)變教學(xué)內(nèi)容，變革培養(yǎng)思路，為實現(xiàn)教育公平提供有效保障。基于此，本文首先介紹高校教育數(shù)智化轉(zhuǎn)型內(nèi)涵，然后分析數(shù)智化轉(zhuǎn)型對于高校教育的重要意義，最后探討高校教育數(shù)智化教育教學(xué)新環(huán)境構(gòu)建路徑，希望可以為相關(guān)人員提供借鑒。

[關(guān)鍵詞]教育教學(xué)新環(huán)境；高校教育；數(shù)智化

隨著數(shù)智技術(shù)快速發(fā)展，人們越來越重視其應(yīng)用問題。目前很多國家圍繞數(shù)智技術(shù)制定了發(fā)展戰(zhàn)略，在第四次工業(yè)革命中數(shù)智技術(shù)將成為核心內(nèi)容。“十四五”規(guī)劃和黨的十九屆五中全會中均指出了應(yīng)用數(shù)智技術(shù)的重要性，要求相關(guān)人員推動數(shù)字化與智能化發(fā)展，達(dá)成建設(shè)數(shù)字中國的目標(biāo)。教育部2020年推出的《教育部2022年工作要點》中指出，落實教育數(shù)字化非常有必要，在數(shù)字中國建設(shè)進(jìn)程中教育數(shù)智化將成為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可在推進(jìn)人才強國、教育強國、科技強國方面發(fā)揮重要作用。所以，研究高校教育數(shù)智化教育教學(xué)新環(huán)境具有重要意義。

一、高校教育數(shù)智化轉(zhuǎn)型內(nèi)涵

高校教育數(shù)智化轉(zhuǎn)型就是在教育的各個方面合理運用數(shù)字技術(shù)，在實施教育數(shù)智化轉(zhuǎn)型的過程中需要綜合運用多種技術(shù)，實現(xiàn)教育場景、教育要素、教育業(yè)務(wù)數(shù)字化，構(gòu)建符合社會發(fā)展情況的先進(jìn)教育體系[1]。在數(shù)智時代中網(wǎng)絡(luò)中存在很多信息，高校教育在合理運用各種數(shù)智技術(shù)手段后可以在教育教學(xué)中有效融入數(shù)據(jù)要素和數(shù)智化信息，為學(xué)生創(chuàng)造出更有沉浸感的教育教學(xué)環(huán)境。

二、數(shù)智化轉(zhuǎn)型對于高校教育的重要意義

（一）實現(xiàn)學(xué)生個性化培養(yǎng)

《中國教育現(xiàn)代化2035》提出了有機結(jié)合個性化培養(yǎng)和規(guī)模化教育的要求，高校可以通過數(shù)智化轉(zhuǎn)型來實現(xiàn)這一目標(biāo)。在人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等技術(shù)的支持下能從全過程、全階段入手落實培養(yǎng)學(xué)生的工作，當(dāng)實施以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的評價工作后可做到學(xué)生成長全周期數(shù)智化管理目標(biāo)，針對不同學(xué)生采取個性化教育教學(xué)方案[2]。以江蘇大學(xué)為例，其出于改進(jìn)教育管理流程、優(yōu)化教學(xué)模式的目的，以學(xué)生個性化教學(xué)為中心構(gòu)建了“江大繼教云課堂”，將面授教學(xué)、在線教學(xué)與函授教育融為一體，在充分考慮學(xué)生需求的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了教學(xué)工作空間交互，實現(xiàn)學(xué)生個性化培養(yǎng)目標(biāo)。

（二）提升教師數(shù)字素養(yǎng)

在各種信息技術(shù)快速發(fā)展過程中，高等教育領(lǐng)域出現(xiàn)越來越明顯的數(shù)字化演變趨勢，高校教師作為實施和引導(dǎo)高等教育數(shù)智化轉(zhuǎn)型的主要人員，必須熟練掌握相關(guān)的數(shù)智技術(shù)，有效解決數(shù)智化教育教學(xué)中面臨的各種問題。高校教師提升數(shù)字素養(yǎng)不但能夠為高等教育數(shù)智化轉(zhuǎn)型打下堅實基礎(chǔ)，還能使不同學(xué)生學(xué)習(xí)需求得到有效滿足。以復(fù)旦大學(xué)為例，其推出了FD-QM高等教育混合在線課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)列明了課程制作、課程技術(shù)、學(xué)習(xí)支持、教學(xué)互動、教學(xué)資料、學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)業(yè)考評、課程概況等方面的規(guī)范，使得教師必須積極提升自身數(shù)字素養(yǎng)。

（三）拓展教育教學(xué)空間

在高校教育中合理利用數(shù)智技術(shù)，能夠構(gòu)建更為廣大的教學(xué)時空，數(shù)字化時代中的高校教育界線將會越來越模糊，學(xué)習(xí)者可以在自由規(guī)劃學(xué)習(xí)時間的同時，在多維的學(xué)習(xí)空間中汲取知識，可構(gòu)建出隨處可學(xué)、隨時能學(xué)的學(xué)習(xí)時空。以上海交通大學(xué)的智慧教室為例，其在全面考量體驗式學(xué)習(xí)的前提下，將教室的整體形狀設(shè)計成U形，并在其中設(shè)置了集遠(yuǎn)程交互、云端筆記、數(shù)據(jù)診斷為一體的新型教學(xué)平臺，教師授課內(nèi)容將會被記錄并發(fā)布到網(wǎng)上，學(xué)生能在任何地點和時間觀看、學(xué)習(xí)。

三、高校教育數(shù)智化教育教學(xué)新環(huán)境構(gòu)建路徑

（一）轉(zhuǎn)變現(xiàn)有教與學(xué)理念，實現(xiàn)教學(xué)主體數(shù)智力提升

根據(jù)高校教育實際情況可知，很多高校教育依舊存在著嚴(yán)重的知識本位教學(xué)理念，很多教師在教學(xué)中不夠重視培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的問題，在實際教學(xué)中使用“填鴨式”教學(xué)模式，不夠關(guān)注學(xué)生個性化發(fā)展。很多教師希望學(xué)生通過不斷練習(xí)相關(guān)題目來掌握相關(guān)知識，致使學(xué)生大量精力和時間被浪費。想要有效解決以上問題，教師需要利用數(shù)智化技術(shù)挖掘新的教學(xué)元素，促進(jìn)原有教與學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，借助數(shù)智化技術(shù)構(gòu)建新的教學(xué)教育教學(xué)環(huán)境，使得教師與學(xué)生擁有更高數(shù)智力。在數(shù)智化教學(xué)環(huán)境中，教學(xué)工作需要實現(xiàn)智能教學(xué)機器與人協(xié)同配合[3]。在此種情況下，教師和學(xué)生都需要重新完成自身角色定位，使自身擁有越來越高的數(shù)智力，只有這樣才能充分發(fā)揮人機協(xié)同作用。

首先，相關(guān)人員可以從教學(xué)評價層面入手，完成教師與學(xué)生數(shù)智力培養(yǎng)。在高校教育中評價屬于非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，若是相關(guān)評價不夠科學(xué)合理很難推動教育教學(xué)進(jìn)一步發(fā)展。以完善的教學(xué)評價體系為依托，不但會提升教育教學(xué)的完善性，而且會準(zhǔn)確呈現(xiàn)教師與學(xué)生實際數(shù)智化能力。所以，高校需要充分重視構(gòu)建教學(xué)評價體系的工作，一方面需要以教學(xué)方式、人才培養(yǎng)、課程教材體系設(shè)計、教學(xué)目標(biāo)創(chuàng)新為中心進(jìn)行完善，另一方面需要逐漸在教學(xué)評價考核指標(biāo)中融入數(shù)智化學(xué)習(xí)與數(shù)智化教學(xué)能力，保證教師和學(xué)生可有效落實應(yīng)用數(shù)智化技術(shù)的工作，提高教學(xué)數(shù)智化水平。

其次，在教學(xué)和學(xué)習(xí)環(huán)境方面，高校應(yīng)該構(gòu)建數(shù)智化教與學(xué)環(huán)境。當(dāng)教師與學(xué)生處于良好的數(shù)智化環(huán)境中其數(shù)智力提升將變得更為簡單。高校在實際教育教學(xué)過程中可構(gòu)建各種數(shù)智化教育教學(xué)研究平臺、數(shù)智化教學(xué)平臺、數(shù)智化教學(xué)團(tuán)隊等，持續(xù)提升教師和學(xué)生利用數(shù)智化技術(shù)進(jìn)行教學(xué)與學(xué)習(xí)的能力。當(dāng)構(gòu)建這些團(tuán)隊和平臺后，一方面可讓相關(guān)人員了解到學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)都離不開數(shù)智化教學(xué)環(huán)境，可以激發(fā)教師與學(xué)生參與數(shù)智化教育教學(xué)的積極性[4]。另一方面在數(shù)智化教學(xué)環(huán)境中教師與學(xué)生將會建立合作伙伴關(guān)系，深入交流與協(xié)作，深入挖掘他們的潛力，提升高校整體數(shù)智力水平。

最后，利用外力擺脫內(nèi)部困境，形成“輸血+造血機制”。此項舉措最主要的目的就是縮短各個高校在數(shù)智化能力方面的差異，實現(xiàn)各學(xué)校數(shù)智化發(fā)展平衡。各高校、各地區(qū)應(yīng)該密切合作，共同探究有效的高校教育數(shù)智化轉(zhuǎn)型路徑，定期或不定期地組織交流協(xié)作，同時借助“多對一”“一對一”等舉措，創(chuàng)造良好的數(shù)智化發(fā)展環(huán)境，進(jìn)一步提高高校教師與學(xué)生數(shù)智力。

（二）合理運用各種數(shù)智技術(shù)，構(gòu)建更為真實的教學(xué)環(huán)境

在傳統(tǒng)高校教學(xué)環(huán)境中時常會面臨學(xué)生與教師互動受阻的問題，在教學(xué)互動方面數(shù)智化虛擬教學(xué)空間具有非常好的表現(xiàn)。在數(shù)智化技術(shù)的支持下能夠?qū)W(xué)生與教師帶到一個虛擬仿真的學(xué)習(xí)環(huán)境與教學(xué)過程中，在虛擬時空中師生可以更好地交流與對話。想要構(gòu)建出擁有真實感和沉浸感的教學(xué)環(huán)境，僅僅使用單一的數(shù)智技術(shù)是不夠的，需要綜合運用物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)。因此，想要構(gòu)建出真實的數(shù)智化教學(xué)空間，必須以多種智能技術(shù)融合運用為前提。

首先，需要擺脫單一技術(shù)的不良影響，樹立“發(fā)展式思維”。在實際應(yīng)用數(shù)智化技術(shù)的過程中，倘若教師只考慮單一數(shù)智化技術(shù)影響教學(xué)過程的情況，可能導(dǎo)致相關(guān)技術(shù)工具的作用無法充分發(fā)揮[5]。例如，在部分高校實施數(shù)字技術(shù)教學(xué)時，主要是將多媒體技術(shù)視作一種傳輸信息的方式，依舊是依靠教師向?qū)W生傳輸知識，不夠重視學(xué)生反饋，導(dǎo)致多媒體技術(shù)主要體現(xiàn)在提升“填鴨”速度方面。與之存在明顯差別，數(shù)智化技術(shù)屬于一個完整的系統(tǒng)，需要綜合運用多種技術(shù)。這就要求高校、學(xué)生和教師從發(fā)展角度看待技術(shù)融合，正確認(rèn)識到僅運用單一的數(shù)智技術(shù)無法達(dá)到理想的教學(xué)效果，在教學(xué)過程中合理運用多種數(shù)智技術(shù)。

同時，鼓勵綜合運用多種技術(shù)，促使教學(xué)過程擁有更強的現(xiàn)場表現(xiàn)力。這就要求教師在教學(xué)過程中主要使用兩種數(shù)智化技術(shù)來構(gòu)建真實的教學(xué)情境。如綜合運用人工智能、5G，以及虛擬現(xiàn)實技術(shù)，能夠在一個全息情境中融合現(xiàn)實空間與數(shù)字空間，為學(xué)生帶來沉浸式體驗。另外，綜合運用元宇宙、全息影像、數(shù)字人、數(shù)字孿生、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等技術(shù)會使學(xué)生產(chǎn)生身臨其境的感覺，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。

（三）實施多樣態(tài)課程教學(xué)，融合多元時空數(shù)據(jù)

由于傳統(tǒng)課程教學(xué)僅存在較為單一的時空，而且其開放性不足，極易出現(xiàn)無法貼合現(xiàn)實生活的情況。此種情況不但會影響高校教育教學(xué)的實際效果，而且會消減教師的工作熱情。在開展高校教育教學(xué)過程中，教師可以實施PBL教學(xué)、線上線下融合教學(xué)、STEAM教學(xué)等多種學(xué)習(xí)課程，這些樣態(tài)的課程教學(xué)具有顯著的開放性特征，以此有機結(jié)合多元時空學(xué)習(xí)內(nèi)容。

首先，開展線上線下融合課程教學(xué)。此課程教學(xué)主要是以SPOC、MOOC或者其他在線課程為基礎(chǔ)，需要使用數(shù)智化教學(xué)設(shè)備或工具，在充分考慮高校相關(guān)課程課時安排的基礎(chǔ)上，拿出40%左右的教學(xué)時間供學(xué)生自主學(xué)習(xí)，同時配合線下傳統(tǒng)教學(xué)，能夠有效提升高校教育教學(xué)效果。在數(shù)智化教學(xué)環(huán)境中，有機結(jié)合線上交流互動和線下課堂教學(xué)的優(yōu)勢，而且可激發(fā)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的興趣，促使線上與線下教學(xué)形成一個學(xué)習(xí)共同體，提高學(xué)生整體學(xué)習(xí)水平。

其次，構(gòu)建“技術(shù)+STEAM”課堂教學(xué)，其是一種融合數(shù)學(xué)、工程、廣義的人文藝術(shù)、科學(xué)的融合教學(xué)模式，此種教學(xué)模式在學(xué)生解決問題能力，以及知識遷移能力培養(yǎng)方面具有非常好的效果。在高校教育環(huán)境中使用數(shù)智化技術(shù)構(gòu)建“技術(shù)+STEAM”特色課堂教學(xué)，如教師可使用AR、VR、AI等數(shù)智化技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)智能終端設(shè)備落實STEAM融合教學(xué)，可有效滿足各種學(xué)生的學(xué)習(xí)需求[6]。再如，實施STEAM課堂教學(xué)實踐時，相關(guān)人員可借助3D建模、可視化圖譜、Scratch可視化編程軟件、傳感器等學(xué)習(xí)各學(xué)科中相似的知識點，并將相關(guān)知識點直接呈現(xiàn)在學(xué)生面前。

最后，科學(xué)開展PBL數(shù)字化課程教學(xué)。在數(shù)智化教學(xué)環(huán)境中，高校需要在教學(xué)中積極探索運用云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的新方式。一方面，PBL數(shù)字化教學(xué)是基于AI、AR以及VR搭建起來的，可讓參與者實時且同步地完成互動，在教學(xué)中有機結(jié)合虛擬與現(xiàn)實，而且以數(shù)字化方式呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生提供數(shù)字圖像，學(xué)生可以借助視覺感官了解教師整個操作過程，調(diào)動學(xué)生主觀能動性。另一方面，需要高度重視PBL教學(xué)模式推進(jìn)工作，在高校內(nèi)部大力推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化建設(shè)工作、打造培養(yǎng)數(shù)智化人才的教學(xué)環(huán)境。

（四）加強基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，確保信息安全

在高校構(gòu)建數(shù)智化教育教學(xué)環(huán)境過程中，強化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)屬于重要舉措。在新時代中，高校必須加快信息化建設(shè)步伐，不斷提升數(shù)智化水平，確保高校教育教學(xué)的質(zhì)量和效率。這包括加強校園網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、多媒體教室等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，為高校數(shù)智化教育提供堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。

同時，高校還需要注重信息安全建設(shè)，確保數(shù)智化教育教學(xué)的安全穩(wěn)定。在數(shù)字時代，信息安全問題日益突出，高校需要建立完善的信息安全體系，加強網(wǎng)絡(luò)安全管理，防范網(wǎng)絡(luò)攻擊和數(shù)據(jù)泄露等風(fēng)險，確保數(shù)智化教育教學(xué)的正常運行[7]。

最后，高校需要加強與社會的合作，共同推進(jìn)數(shù)智化教育的發(fā)展。高校應(yīng)與企業(yè)、政府等社會各界加強合作，共同探索數(shù)智化教育的創(chuàng)新模式和應(yīng)用場景，推動數(shù)智化技術(shù)在高校教育中的廣泛應(yīng)用，為培養(yǎng)新時代的高素質(zhì)人才做出更大貢獻(xiàn)。

結(jié)束語

綜上所述，高校實施教育教學(xué)數(shù)智化轉(zhuǎn)型能夠在實現(xiàn)學(xué)生個性化培養(yǎng)、提升教師數(shù)字素養(yǎng)、拓展教育教學(xué)時空方面發(fā)揮重要作用。高校想要構(gòu)建新的數(shù)智化教育教學(xué)環(huán)境，需要綜合運用物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能、虛擬現(xiàn)實等多種技術(shù)，并擺脫單一技術(shù)的不良影響。同時，鼓勵教師綜合運用多種數(shù)智化技術(shù)，提升教學(xué)過程的表現(xiàn)力和效果。在實施多樣態(tài)課程教學(xué)過程中，高校需要融合多元時空數(shù)據(jù)，實施線上線下融合課程教學(xué)、構(gòu)建“技術(shù)+STEAM”課堂教學(xué)以及科學(xué)開展PBL數(shù)字化課程教學(xué)。此外，高校還需要加強基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，確保信息安全，并與社會各界加強合作，共同推進(jìn)數(shù)智化教育的發(fā)展。只有這樣，才能為新時代的高素質(zhì)人才培養(yǎng)做出更大貢獻(xiàn)，實現(xiàn)高校教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和升級。

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作者簡介：荊紫柔（1992— ），女，漢族，河南西華人，鄭州科技學(xué)院，助教，碩士。

研究方向：教育教學(xué)。