數字化時代應用型高校智慧教學探索與實踐

摘要：人工智能賦能教育的時代，智慧教學是應用型本科教育數字化轉型的關鍵所在。數字化技術賦能的智慧教學，通過全方位智慧教學體系，培養學生具備智慧型人才的素養。基于對數字化時代智慧教學內涵的分析，針對應用型高校的教學特點，明確了智慧教學目標，并設計了基于混合式教學模式的智慧教學方案。以計算機專業核心課程“數據結構”為例，展示了應用型高校智慧教學的實踐應用。課程構建了以學生為中心、成果導向的智慧教學體系，得到了同行和學生的認可。“數據結構”智慧教學體系的實踐應用表明，智慧教學模式能夠有效培養學生的計算思維能力，滿足‘技能型社會’對專業人才的需求。

關鍵詞：智慧教學；應用型高校；混合式教學模式；教學大數據；“數據結構”智慧教學體系

中圖分類號：G642" " " 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）08-0151-04

開放科學（資源服務） 標識碼（OSID）

0 引言

數字經濟時代背景下，科技革命和產業數字化變革對應用型人才提出了數字化素養的需求，同時，應用型本科學生日益渴望個性化發展和自主學習，因此，應用型本科教育迫切需要數字化轉型。

然而，受制于傳統的教學體系和管理方式，部分應用型本科高校在數字化新技術的接受和應用方面存在不足，難以充分發揮技術促進教學變革的潛力。傳統教學模式下，分層、精準教學難以有效開展，學生學習自主權受限，難以滿足個性化的學習需求。師生數字化素養水平參差不齊，難以適應數字時代教學實踐的復雜性和多樣性。以上因素制約了數字化教學在應用型本科高校的全面推廣和實施。

智慧教學是以智能化、數據化的學習環境為基礎，通過數字化技術賦能的智慧教學方法，支持學生開展具有高階性、創造性特征的智慧學習過程，培養學生的合作能力、創新思維等高階思維能力[1]。因此，探索數字化技術支持下的智慧教學，將數字化教學落到實處，對于應用型本科教育的數字化轉型具有重要意義。

1 數字化時代智慧教學內涵

智慧教學的概念起源于20世紀初期，其核心思想是通過知識傳授發展學生的智慧，以教授知識為手段，培養學生的思維能力，實現知識和智慧的融合。隨著數字化技術的快速發展，人工智能、云計算、大數據等技術賦能教育教學，智慧教學的概念和內涵不斷豐富，并逐漸發展成為一種新型的教學生態[2-4]。智慧教學已成為高等教育數字化轉型的重要內容，其重要地位日益突出。

截至2024年6月，“知網”平臺以“智慧教學”為主題檢索共計5 413篇文獻，其中包含學術期刊3 474篇，碩博學位論文290篇（如圖1、圖2所示） 。研究表明，“智慧教學”的研究熱度自2014年開始迅速提升，并在2020年后趨于穩定，智慧教學改革涉及技術支持、平臺搭建、模式創新、教學實施和師生發展等多個方面[5-7]，是數智賦能教育的重要領域。數字化時代智慧教學強調教師理解“數智賦能”的作用，融入數字化時代，在數字化智慧教育環境支持下，以學生為中心進行教學設計，開展教學活動，培養學生的解決問題能力和創造性思維，引導學生沉浸式體驗數字化教學中的個性化學習和發展，實現“轉知為智”[8-9]。智慧教學以培養智慧型人才為宗旨，培養學生高級思維能力和創新創造能力，更注重學生綜合能力的提升，高階思維的發展。

2 應用型高校智慧教學目標

智慧教學旨在融合新興技術，助力教育生態重構，實現應用型本科高校OBE導向的個性化教學。智慧教學利用智能技術，打通線上與線下、虛擬與現實物理學習場景中的數據，形成線上線下融合的教學生態。明確人才培養目標，根據學科、專業、學生特點和發展規劃，以“產學研”融合的方式制訂個性化培養方案。在數字化教學環境和資源支持下，打破時空限制，靈活選課，以學生為中心，開展“1生1方案”的教學改革與實踐，提供精準化、個性化的教育內容，以滿足應用型本科高校的人才培養需求。

科技與教育雙向賦能是應用型高校智慧教學的核心目標。數字化技術既是學習分析工具，也是學習工具。利用物聯網、大數據和人工智能技術，實時監控教學活動，采集教學數據。通過對數字化教學環境中的海量數據進行智能化分析，可以為教學評價提供更客觀、有效的支持，實現過程性評價和動態評價的自動化，從而輔助教學決策。人工智能作為學習工具，可以為學生提供更方便的學習環境、更智能化的知識獲取途徑和更個性化的學習體驗。

智慧教學需要促進教師專業發展與技術動態演進的共生關系，從而助推應用型本科高校教師混合教學專業發展。智慧教學對教師提出了廣泛而多元的挑戰，教師混合教學專業發展的重要性更加凸顯。因此，需要重構智能技術賦能高等教育的價值取向，形成教師發展與技術演進的共生關系，將智慧教學中教師專業發展的實踐經驗轉化為可操作的方案，助推應用型本科高校教師混合教學專業發展。教師混合教學專業發展需要從思想建設、環境設備、創新應用三個層面進行系統推進。

智慧教學與思政教育協同發展，可以更有效地實現課程、專業、思政協同育人效果。智慧教學豐富了思政教育內容、創新了思政教育方式，能夠更加有效地增強中華民族共同體意識。思政教育需要增強實效性，應以符合學生身心特點的方式，潤物細無聲地引導學生思想情感發展。數字化資源和信息化教學手段具有提供海量學習資源、增強沉浸式學習體驗的優勢，能夠以更豐富的學習內容、更震撼的感染力、更精確的成效評價提升思政教育的實效性。

3 智慧教學方案設計

數字化時代，信息化、智能化融入教育，網絡化平臺與資源支持下的線上教學應運而生并日益凸顯其優勢。將傳統教學和網絡化教學有機融合的混合式教學模式，既發揮教師在教學過程中的引導、啟發和監控作用，又充分體現學生作為學習主體的主動性、積極性和創造性[10-12]。混合式教學模式是智慧教學的一種主流方案，其優勢在于能夠有效整合線上線下資源，促進教學模式的創新和教學質量的提升。

基于混合式教學模式的智慧教學方案如圖3所示。以智慧網絡平臺為支撐，開展線上自主學習，線下見面課，以及課后鞏固與拓展學習。學生可以根據自身情況借助圖書館、互聯網等資源進行更深入的學習和探索。智慧教學網絡平臺為混合式智慧教學提供了基礎設施和資源，支持在線云課堂的搭建和線上教學的實施。智慧教室是線下見面課開展智慧教學的重要場所，可以根據授課形式的不同，采用環繞互動式、獨立座椅式、半圍合式和階梯式等多種桌椅擺放方式，并配備講臺屏、分屏、電子白板和智能終端等設備，實現多屏互動。智慧教室通過網絡技術連接智慧課堂教學平臺，形成實施線下課程的智慧教學空間。智慧教學平臺能夠對整個教學過程進行動態記錄，通過教學大數據分析，為教師提供個性化教學的依據，幫助學生更深入地理解和掌握知識，提高自主學習能力和自我發展能力，將知識轉化為學習智慧。

課前，教師可以通過智慧教學網絡平臺上的工具，進行問卷調查和在線訪談，了解學生的學習情況，制定個性化的教學方案。根據學生的學習特點和課程教學目標，開發并提供相應的教學資源，使學生能夠在線獲取系統的科學知識，并進行精準的學習內容查找。線上自主學習階段，教師發布學習資源，布置學習任務，學生以課程資源為主，自主學習和探索，并可選擇個人獨立或小組協作的方式完成學習任務。期間，教師跟蹤學生學習狀態，根據需要在線上交互空間進行在線答疑，提供必要的教學指導和反饋。教師根據學生在線學習情況，制訂見面課實施策略，提前布置見面課任務（如：研討主題、匯報內容等） ，在智慧教室開展線下見面課教學。見面課可以以研討課、匯報課、答疑課等形式組織，通過小組合作、項目式學習等方式深化知識理解和重難點消化，培養學生的探究學習、合作學習等高階學習能力。教學期間，利用智慧教室分屏進行多樣化教學展示，借助智慧教學平臺工具進行實時教學反饋，在課堂學習過程中，展開個性化指導。幫助學生在課堂學習過程中建立自己的學習體系，養成主動求知的習慣。引導學生形成探索精神，提高自主學習能力。課后，學生可以通過平臺中的練習題、作業系統、考試系統等，進行知識點的鞏固復習。平臺能夠對學生的作業和考試成績進行統計分析，并根據需要推送補充學習資料、進行個性化答疑或統一直播講解。生通過課后復習鞏固、與同學和老師的協作互動，將學習成果在線上平臺展示、互評，查缺補漏，完善知識體系，進一步內化知識內容。

智慧教學網絡平臺為教學評價提供必要的支持。混合式智慧教學的評價方式可以利用平臺優勢，將診斷性評價、形成性評價和總結性評價相結合。診斷性評價主要評價學生線上自主學習任務的完成情況；形成性評價包括課程學習期間的線上教學活動參與和完成情況、線下見面課表現以及課后作業和學習成果展示，貫穿于課程學習的各個階段；終結性評價以課程考核為主。

4 應用型高校智慧教學應用案例

以構建“技能型社會”為目標，應用型高校培養的人才應具備合格的科學文化素質、人文素養、良好的職業道德和創新意識，以及較強的就業能力和可持續發展能力。

近年來，隨著計算機科學與技術的快速發展，計算機已逐漸從一個學科專業轉變為一種企業所需人才必備的基本技能。在應用型高校，計算機專業教學必不可少，它對學生分析和解決問題的能力培養、職業能力和素質的養成以及終身學習發展智慧的生成具有重要作用[13-15]。相比其他專業，計算機專業師生在數字化素質方面具備較好基礎，其教學內容和目標與智慧教學的契合度更高。因此，本文以某應用型高校計算機專業核心課程“數據結構”為例，探討智慧教學的應用情況。“數據結構”課程是計算機類本科生的專業基礎課，旨在培養學生解決數據組織和數據處理問題的能力，提高數據抽象能力和高效算法設計能力，并培養計算機編程解決問題的計算思維能力。

“數據結構”課程以超星學習通平臺為基礎，構建課程網站，開展線上線下混合式教學，以實現教學智慧化。智慧教學的核心是以學為中心、能力為本。以學生為中心、成果為導向，該課程采用混合式教學模式，智慧教學實施方案如圖4所示。該課程智慧教學目標包含三個層次：知識、能力和智慧生成。要求學生能夠理解各種數據結構的邏輯特性和存儲結構設計，掌握數據結構算法設計的基本方法，并能夠利用合理的數據結構來解決實際問題，掌握計算機學科的科學思維方法。此外，學生還應具備良好的科學素養和工程意識，以及精益求精的工匠精神、探索未知的終身學習意識和科技報國的社會責任感。根據課程目標，進行智慧教學設計。該課程以超星教學平臺和PTA在線編程平臺為基礎支撐，進行資源建設，并按照項目驅動、理論實踐一體化原則對教學內容體系進行整合與重構。在此基礎上，制定教學計劃和教學實施方案，并設計相應的教學活動。根據教學設計，教學實施主要包含在線課堂的自主學習、智慧教室的翻轉課堂和在線平臺的編程實踐 ，教學實施過程中，教師密切關注教學平臺大數據，根據教學大數據及時進行教學反饋，保證智慧教學能夠按計劃進行，切實提高教學效率，精準契合教學目標。課程考核貫穿教學全過程，過程性評價主要以教學平臺的學習數據為依據，實踐能力的評價主要依據實踐項目的完成情況，終結性考核以期末閉卷筆試形式進行。教學總結根據教學實際情況進行教學效果評價，以教學大數據和學生考試成績為依據，進行教學實施總結。通過師生座談、團隊研討和校內外同行交流的方式，對智慧教學實施效果、師生滿意度和目標達成等情況進行調查分析，并對智慧教學課程目標和應用模式進行校正優化，總結經驗、提煉成果，在其他課程、其他專業和應用型高校中進行推廣應用。

“數據結構”智慧教學方案理念先進、方法新穎，教學效果得到了學生的認可。課程組的教學實踐和研究成果在學校、院系和同類高校中多次進行交流展示，得到了同行的認可。將先進的教學理念和現代化教學技術應用于課程教學，構建“數據結構”智慧教學體系，能夠有效培養學生的計算思維能力，滿足“技能型社會”對專業人才的需求。

5 結論

數字化技術賦能的智慧教學，旨在通過全方位智慧教學體系，培養學生具備智慧型人才的素養。基于對數字化時代智慧教學內涵的分析，針對應用型高校的教學特點，明確了智慧教學目標，并設計了基于混合式教學模式的智慧教學方案。該方案能夠引導應用型本科教學從重知識向重智慧發展，幫助學生將知識轉化為智慧，實現知識與能力的提升。

以某應用型高校計算機專業省級一流課程“數據結構”課程教學為例，進行智慧教學實踐，為學生提供更全面廣泛的學習內容，并采用合適的人工智能技術來促進學生的主動學習。“數據結構”智慧教學體系，可以實現課程的“智慧教學”，有效培養學生計算思維能力，以滿足“技能型社會”專業人才培養需求。

數字化時代，人工智能等先進數字化技術支持下的智慧教學設計與實踐，論文的研究充分利用學校現數字化基礎設施和教學資源，創建應用型高校智慧教學模式，給應用型高校教育事業的發展提供了新的動力。

參考文獻：

[1] 鮑乃源.高校智慧教學實踐模型構建研究[D]. 東北師范大學，2022.

[2] 陳浪城，胡素香，林烈青，等.智慧教學環境賦能數字化轉型：現實訴求、實踐困境及路徑選擇[J].高教探索，2023（6）：41-47，68.

[3] 羅生全，張雪. 智慧教學概念的多元理解及新解釋 [J]. 中國遠程教育， 2022（11）：6-14，74.

[4] 李海峰，王煒.面向高階思維能力培養的數字孿生智慧教學模式[J].現代遠距離教育，2022（4）：51-61.

[5] 王星. 技術共生視角下智慧課堂構建邏輯研究[D]. 西南大學， 2023.

[6] 高士娟，劉中宇，閻堅，等.基于云端一體的高校個性化教學空間探究：以中南大學為例[J].現代教育技術，2023，33（5）：119-126.

[7] 李環，吳砥，朱莎，等.深度學習視域下智慧課堂教學模式的構建及應用研究[J].現代教育技術，2023，33（2）：61-70.

[8] 劉邦奇.人工智能賦能課堂變革的核心價值：智慧生成與模式創新[J].開放教育研究，2022，28（4）：42-49.

[9] 沈麗燕，李萌，張紫徽，等.基于AI技術的高校智慧教學生態體系的構建與應用 ：以浙江大學為例[J].現代教育技術，2022，32（12）：85-92.

[10] 孫慧，李玉蓉，謝萌.未來教育視域下高校新型混合式教學研究[J].黑龍江高教研究，2024，42（1）：17-22.

[11] 陳浪城，胡素香，林烈青，等.智慧教學環境賦能數字化轉型：現實訴求、實踐困境及路徑選擇[J].高教探索，2023（6）：41-47，68.

[12] 李娟，孫方，張冰心.混合教學模式下數據結構課程教學改革與實踐[J].軟件導刊，2023，22（6）：129-134.

[13] 葉靜，鄭夢澤，黃春芳. 人工智能時代計算機類專業課程標準建設探索 [J]. 印刷與數字媒體技術研究， 2023（4）：88-95+187.

[14] 馬曉飛，張爾赫.“數字中國” 建設背景下高校學生計算思維培養研究：熱點、趨勢與建議[J].圖書情報工作，2023，67（13）：142-151.

[15] 張磊，何杰，姚琳，等.以項目為中心的計算機專業人才培養模式設計與實踐[J].高等工程教育研究，2021（5）：76-81.

【通聯編輯：王 力】