智慧教育時代數(shù)字賦能高校教學的改革探討

摘 要 智慧教育時代，利用科技力量推動教育的數(shù)字化轉型，能夠顯著提升教學效率，是現(xiàn)代高校實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關鍵路徑。數(shù)字技術的應用貫穿高校的教學管理、教學研究、課堂互動和學生自主學習等各個環(huán)節(jié)，使得教學過程更加智能化和高效化，從而確保個性化教學的實施，讓因材施教理念得以落地，助力每位學生取得成功。

關鍵詞 智慧教育；教學改革；數(shù)字化轉型；數(shù)字賦能；數(shù)字技術

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）20-000-04

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.20.007

0 引言

在云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)等技術浪潮的驅(qū)動下，世界的科技產(chǎn)業(yè)正在從信息技術（Information Technology，IT）時代走向數(shù)字技術（Data Technology，DT）時代。在教育領域，信息技術正推動國內(nèi)外教育教學向更高質(zhì)量發(fā)展。隨著現(xiàn)代數(shù)字技術的賦能，教育行業(yè)已經(jīng)步入數(shù)字技術時代，標志著智慧教育時代的到來。智慧教育時代，以大數(shù)據(jù)、人工智能等為代表的現(xiàn)代數(shù)字技術對高校影響深遠，高校的教學模式也將迎來深刻變革[1-2]。以教師為核心、以時間為成本、本質(zhì)是服務的教育行業(yè)，將在數(shù)字技術時代衍化為以學生學習個性化、學習效率最大化、學習任務精準化、課堂教學智能化為核心，為每個學生提供個性化、定制性的教育服務，真正做到“有教無類，因材施教”，讓每一位學生都成功。

現(xiàn)代數(shù)字技術在教育行業(yè)展現(xiàn)出廣闊的應用潛力。盡管國內(nèi)在智慧教育時代高校教學模式改革方面已經(jīng)進行了廣泛研究，但這些研究往往集中于單一數(shù)字技術的應用，缺乏對技術整合和系統(tǒng)性改革的深入探討，如數(shù)據(jù)賦能的工程教育改革[3]、“5G+智慧教育”的改革探討[4]、虛擬現(xiàn)實技術應用于高校教學的實踐[5]、人工智能技術賦能的高等教育數(shù)字化轉型探討[6]等。在理論架構[1]和實踐路徑[7-8]方面，國內(nèi)所作的研究也多側重于宏觀架構、布局籌劃方面。智慧教育時代數(shù)字賦能高校教學的改革與創(chuàng)新舉措如何具體實施，還需要大量的一線教學工作者在前期理論和實踐研究的基礎上不斷地進行探索和總結。

本文基于上述國內(nèi)研究基礎，借鑒智慧教育時代已有的高校教學模式改革理論架構和實踐路徑，參考各先進數(shù)字技術在高校教學中的具體應用，從自身實踐出發(fā)，進行現(xiàn)代數(shù)字技術賦能高校教學改革探討，為教育數(shù)字化轉型的理論研究和實踐提供參考。

1 改革思路

智慧教育時代，數(shù)字賦能的高校教學改革將地方高校教學體系分解為教學管理、教師教研、課堂教學和學生學習四個方面。不同的高校推進智慧教育和教育數(shù)字化的深度和廣度均不同，各高校正將大數(shù)據(jù)技術（數(shù)據(jù)采集歸納、統(tǒng)計分析、挖掘、評估、仿生、模型預測、可視化等）、云計算技術（虛擬化、數(shù)據(jù)存儲、大規(guī)模數(shù)據(jù)管理與處理、平臺管理、信息安全等）、人機交互技術（場景感知、虛擬現(xiàn)實、多模態(tài)交互、智能感知等）、人工智能技術（機器學習、深度學習、語言處理、視覺處理、知識圖譜、專家系統(tǒng)等）等先進技術融入教學管理、教師教研、課堂教學和學生學習中，形成具有各自特色和優(yōu)勢的數(shù)字賦能。這些技術的應用與高校的辦學特色、學科優(yōu)勢緊密結合，并與區(qū)域高校的教學研究水平相協(xié)調(diào)，共同推動教學智能管理、教師智能研究、課堂智慧教學和學生智慧學習等四個方面創(chuàng)新教學模式的發(fā)展，如圖1所示。

智慧教育時代，如何進行數(shù)字賦能下的思想政治教育，在圖1的改革思路中，將思政智能護航作為解決問題的重要措施。數(shù)字技術能夠賦能學校黨建、“五育”并舉、課程思政、法治教育等各方面。基于學校生活、校園輿情、學生社交等多維度的大數(shù)據(jù)資源，構建校園云、課堂云和學生云等平臺。利用人工智能技術和人機交互技術進行實時監(jiān)控、精確分析和及時干預。通過這些數(shù)字技術的應用實現(xiàn)思政智能護航。這有助于培養(yǎng)符合社會主義建設需求的人才，確保教育目標的順利實現(xiàn)。

2 改革措施

智慧教育時代，數(shù)字賦能的高校教學改革與創(chuàng)新是基于數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析、數(shù)字傳輸、模式識別、人機交互、協(xié)同計算、知識發(fā)現(xiàn)、機器學習和虛擬現(xiàn)實等先進數(shù)字技術，技術賦能高校教學全過程，實現(xiàn)教學過程的數(shù)字化、智能化，創(chuàng)造一個人機協(xié)同、智能高效的教學模式，以實現(xiàn)個性化、可視化、深度的精準教學、智慧學習環(huán)境。改革措施從教學智能管理、教師智能教研、課堂智慧教學與學生智慧學習四個方面進行。

2.1 數(shù)字賦能教學智能管理

數(shù)字賦能教學智能管理是基于數(shù)字技術，為高校教師提供精準的教學建議，建議教師采用有效的教學方法和教學態(tài)度，調(diào)整教學內(nèi)容或者針對學生的特定問題提供解決方案等；根據(jù)學生的學習情況和能力，進行智能化學習評估，為學生提供更加客觀、準確和高效的學習評價；實現(xiàn)對師生管理、教師自主管理與學生自我管理的高效和自動化。

高校教師可以通過教學管理系統(tǒng)，了解每個學生的思想狀況和學習情況。思想狀況涵蓋學生的情緒狀態(tài)、行為特征、思想傾向和政治態(tài)度等多個方面；學習情況則包括知識點掌握情況、學習習慣、學習進度等。基于這些數(shù)據(jù)，教學智能管理系統(tǒng)可以為教師提供精準的教學建議。在思想政治教育上，教師能夠通過系統(tǒng)準確把握學生的心理、思想的浮動和傾向，及時進行心理輔導和思想政治教育，以更好地實現(xiàn)立德樹人的根本任務。基于學習大數(shù)據(jù)的分析，系統(tǒng)能夠為教師提供個性化的教學建議，包括采用多樣化的教學策略、調(diào)整教學內(nèi)容，或者針對學生的特定需求提供定制化的解決方案。傳統(tǒng)的教育評價通常由教師進行，主觀性較強，并且需要花費大量的時間和精力。人工智能能夠根據(jù)學生的學習表現(xiàn)和能力水平自動調(diào)整評估的難度和形式，通過分析學生的學習歷史、知識點掌握情況和學習目標，智能定制評估內(nèi)容和難度，從而更準確地反映學生的學習成果。

此外，學校對師生的管理、教師對學生的管理、學生自我管理、職工對設備的管理、職工對校務的處理等，均可通過人工智能輔助教師辦公或管理關系系統(tǒng)實現(xiàn)。

2.2 數(shù)字賦能教師智能教研

如圖2所示，借助數(shù)字技術強大的數(shù)據(jù)挖掘、智能評價、機器學習、知識發(fā)現(xiàn)等功能，能夠?qū)Ω咝＝處熣n堂教學能力、教學改革與研究能力進行更客觀、精準的“畫像”，實現(xiàn)教師智能教研。數(shù)字技術賦能教師體現(xiàn)在：借助數(shù)據(jù)挖掘、模式識別等技術，基于教師課堂教學活動觀察、課程錄像、線上課程、培訓提升等教學活動，進行數(shù)據(jù)分析，通過專家系統(tǒng)智能實現(xiàn)教學的客觀評價，精準實現(xiàn)“教師畫像”；借助數(shù)字技術，機器學習、數(shù)據(jù)分析、精準推送、迭代優(yōu)化、知識發(fā)現(xiàn)等的深度融合，為教師教學改革與研究能力提升提供行動指南與幫助，綜合提升教師業(yè)務水平。此外，基于任課教師參與或?qū)W習的名師講座、示范課、教學講座、教學專題、優(yōu)質(zhì)課程資源、MOOC資源等的教師大數(shù)據(jù)，優(yōu)化資源管理，并精準推送適宜教師的優(yōu)秀教學資源，從而實現(xiàn)精準培育、促進教師素質(zhì)高質(zhì)量發(fā)展的目的。數(shù)字賦能教師智能教研的過程，就是借助先進數(shù)字技術，幫助教師實現(xiàn)業(yè)務水平與綜合素質(zhì)快速、高質(zhì)量提升的過程。

2.3 數(shù)字賦能課堂智慧教學

數(shù)字賦能課堂智慧教學是通過數(shù)字技術為高校教師提供更加精準、高效和個性化的課堂智能化教學輔助，實現(xiàn)高效的智慧教學。通過全程教學過程的監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與分析、歷史數(shù)據(jù)對比、海量數(shù)據(jù)教育資源挖掘等，發(fā)現(xiàn)更優(yōu)秀、更適合課堂的教學資源和教學方法，為教師提供相關的教學資源和教學方案，幫助教研人員優(yōu)化教學設計指導效能；通過機器學習和數(shù)據(jù)分析技術，對當前課堂的學習過程進行實時監(jiān)控與分析，課中或課后及時對課堂教學進行全面的評估與分析，為教師提供即時反饋和調(diào)整建議，實現(xiàn)智能課堂教學評價，支撐教研數(shù)字化轉型；通過深入分析課堂教學結束后收集的多維度數(shù)據(jù)，包括教學過程和學生反饋，教師可以識別教學中存在的問題、深入探究產(chǎn)生問題的原因，并據(jù)此提出有效的解決方案和改進措施；當學生在學習中遇到問題時，無論是共性問題還是個別學生的單個問題，機器學習與訓練都可以為教師提供相應的解決方案和教學建議，幫助教師及時調(diào)整教學內(nèi)容和方法，采用更好的教學方法與手段，更好地幫助學生解決問題等。

因此，數(shù)字技術通過智能化教學輔助，為課堂教學過程中的教師和學生提供雙向服務，一方面為教師提供更加精準、高效和個性化的教學輔助，另一方面為學生提供更加及時、準確的課堂輔導與答疑。課堂上教師和學生的大數(shù)據(jù)統(tǒng)一在一個數(shù)字平臺，教師能夠深入了解、把握學生的學習情況，學生也能夠領會、貫徹教師的教學意圖，雙方通過數(shù)字賦能共同實現(xiàn)課堂智慧教學。

2.4 數(shù)字賦能學生智慧學習

如圖3所示，數(shù)字賦能學生智慧學習是基于學生大數(shù)據(jù)，進行學生個人畫像，形成學情分析報告和教情分析報告。在學生個性化學習方面，數(shù)字技術在海量教育資源、多種先進教學手段中，為學生提供適合其個性特征、個體發(fā)展的最優(yōu)化學習方法（路徑）和學習資源；通過設計與實施個性化學習路徑，以更好地滿足不同學生的學習需求；通過對學生的學習、實踐過程等進行全面的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析，包括對學生的歷史學習數(shù)據(jù)、知識點掌握情況和學習目標等信息的整理與挖掘，利用機器學習算法構建學生的知識圖譜，同時結合學生的興趣和學科傾向等因素，為學生提供個性化的學習路

徑；通過分析學生的學習數(shù)據(jù)和興趣，實現(xiàn)對符合學生學習需求的學習資源進行個性化推薦等。在精確教學方面，學生智慧學習生成系統(tǒng)將授課班級畫像和學生個人畫像及時反饋給教師，并對學生進行智能評價，教師可以根據(jù)授課班級畫像和學生個人畫像及時改進教學，實現(xiàn)輔助學生智慧學習的精準教學。

在學生智慧學習活動中，教師可以以項目式、探究式教學方式為主，將教師從事的縱、橫向科研課題（具有應用價值）進行分解和弱化，形成與所任課程相關的實訓內(nèi)容，以課題發(fā)布的形式提供給學生，學生通過計算機語言與應用程序、專業(yè)實驗材料與器材以及數(shù)字技術輔助設備（人機交互工具、全景攝像器材、各種數(shù)字技術模塊等）進行知識學習與項目實訓。

3 結束語

本文聚焦智慧教育背景下數(shù)字賦能高校教學改革與創(chuàng)新研究，探討高校教學模式的數(shù)字化轉型，包括教學智能管理、教師智能教研、課堂智慧教學、學生智慧學習四個方面。數(shù)字化和智慧化教育的核心目標是促進學生的智慧發(fā)展。通過運用數(shù)字技術推動教學方法、學習環(huán)境和教育管理的智慧化變革，以提升學生在教學互動中的主體性。同時，通過關注學生的個體差異，構建學生畫像，為每位學生量身定制適合其特點的學習模式，從而構建一個個性化、精準化和靈活化的教學服務體系，讓因材施教理念得以落地。

在創(chuàng)新教學模式中，強調(diào)人類（教師、學生、教學管理者等）為主、機器（大數(shù)據(jù)、云計算、機器學習、人工智能等）為從的關系，讓機器服務人、協(xié)助人。創(chuàng)新教學模式強調(diào)人機協(xié)同、科學運用數(shù)字技術賦能教學，更強調(diào)教育回歸以人為本、突出教師主導位置，注重通過數(shù)字技術進行教師畫像，以提供更高效的智能教研與智慧教學。在教育數(shù)字化轉型過程中，強調(diào)思政教育引領，化智為慧，數(shù)字技術為鑄魂育人服務。

4 參考文獻

[1] 祝智庭，胡姣.教育數(shù)字化轉型的理論框架[J].中國教

育學刊，2022（4）：41-49.

[2] 吳蓓蕾，王文君，王蕊.數(shù)字化賦能學校教育教學創(chuàng)新

變革的實踐探索[J].教育傳播與技術，2023（3）：85-90.

[3] 施錦誠，孔寒冰，吳婧姍，等.數(shù)據(jù)賦能工程教育轉型：

歐洲數(shù)字化戰(zhàn)略報告分析[J].高等工程教育研究，

2021（1）：17-23.

[4] 楊俊鋒，施高俊，莊榕霞，等.5G+智慧教育：基于智能

技術的教育變革[J].中國電化教育，2021（4）：1-7.

[5] 時翔，陳健，邢業(yè)新.虛擬現(xiàn)實技術在地方應用型高校

的教學應用探討[J].中國信息技術教育，2021（9）：99-

103.

[6] 祝智庭，戴嶺，胡姣.AIGC技術賦能高等教育數(shù)字化轉

型的新思路[J].中國高教研究，2023（6）：12-19，34.

[7] 胡姣，彭紅超，祝智庭.教育數(shù)字化轉型的現(xiàn)實困境與

突破路徑[J].現(xiàn)代遠程教育研究，2022，34（5）：72-81.

[8] 袁振國.教育數(shù)字化轉型：轉什么，怎么轉[J].華東師

范大學學報（教育科學版），2023，41（3）：1-11.

*項目來源：2023年江蘇省高校教育信息化研究課題“高校教學中的人工智能技術與應用研究”（項目編號：2023JSETKT

063）；常州工學院課程思政項目“信息通信技術：創(chuàng)新的驅(qū)動力”（項目編號：30120300100-22-kfk01）；常州工學院“金課”建設項目“通信電子線路”（項目編號：xxjk2022-3）。

作者簡介：時翔，通信作者，博士，副教授；王苗苗，博士，講師；陳健，講師。