人工智能背景下智慧課堂育人生態(tài)圈路徑構(gòu)建研究

楊秋芬 陸燕

摘要：人工智能背景下，基于數(shù)據(jù)技術(shù)、云技術(shù)、智能技術(shù)的新型教學(xué)方法正在快速演進(jìn)。本文構(gòu)建的智慧課堂育人生態(tài)圈，以“學(xué)生智慧生成”為教學(xué)目標(biāo)，以智能移動終端、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境、智慧學(xué)習(xí)技術(shù)、智慧學(xué)習(xí)資源為教學(xué)手段，實施“課前以學(xué)情分析為核心，課中以師生互動為關(guān)鍵，課后以個性化輔導(dǎo)為重點”全過程智慧教學(xué)活動，以線上線下多主體多維度評價系統(tǒng)為評價手段，全面打造智慧課堂育人生態(tài)圈。

關(guān)鍵詞：人工智能湖南智造智慧課堂育人生態(tài)圈

Abstract： Under the background of artificial intelligence， new teaching methods based on data technology， cloud technology and intelligent technology are evolving rapidly.The intelligent classroom education ecosystem constructed in this paper takes "students' wisdom generation" as the teaching goal and intelligent mobile terminal， intelligent learning environment， intelligent learning technology and intelligent learning resources as the teaching means. It implements the whole process intelligent teaching activity of "learning situation analysis as the core before class， teacher-student interaction as the key during class， and personalized counseling as the focus after class"， and comprehensively build an intelligent classroom education ecosystem with online and offline multi-agent and multi-dimensional evaluation system as the evaluation means.

Key Words： Artificial intelligence; Hunan intelligent manufacturing; Intelligent classroom; Education ecosystem

1 背景

湖南作為中國制造業(yè)的強(qiáng)省，在智能制造的探索和實踐中具有一定的優(yōu)勢，也形成了一系列智能制造的成果，作為一支重要的出口力量，應(yīng)用型人才的出口一直起著非常重要的推動作用。但是，在人工智能的新時代，高等職業(yè)教育依然存在著一些不足，為推動智能制造業(yè)的深遠(yuǎn)發(fā)展，應(yīng)對高職教育教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新。

在人工智能的背景下，高職教育方法的革新成為新的改革的重點，基于數(shù)據(jù)技術(shù)、云技術(shù)、智能技術(shù)的新型教育方法正在急速發(fā)展。沒有充分發(fā)揮智能技術(shù)帶來的變革效果，很難為整體教育效果的顯著提高做出貢獻(xiàn)。不僅如此，由于缺乏系統(tǒng)性的人工智能教育方法的革新，現(xiàn)在相關(guān)的革新工作呈現(xiàn)出分散化、碎片化的特征，應(yīng)把優(yōu)勢教育方法的革新應(yīng)用于教學(xué)工作。另外，教師和學(xué)生一起進(jìn)行教學(xué)方法的磨煉和沉淀，很容易適應(yīng)新環(huán)境的發(fā)展要求。在推動湖南制造深度發(fā)展、加快智能制造業(yè)蓬勃發(fā)展的過程中，基于智能教育方法的教育過程是學(xué)生熟悉智能環(huán)境、理解智能制造、適應(yīng)智能發(fā)展的關(guān)鍵，是下一階段教育資源建設(shè)和開發(fā)中的重點。

2 國內(nèi)外相關(guān)研究的學(xué)術(shù)史梳理

王海濤[1]在職業(yè)教育和智能制造的深度融合發(fā)展過程中，根據(jù)智能制造的智能屬性進(jìn)行教育形式的深化改革，導(dǎo)入基于人工智能技術(shù)的新型教育形式和教育資源，將優(yōu)良的職業(yè)人才智能化的學(xué)習(xí)方式適應(yīng)應(yīng)用方式和實踐方式，而且更適應(yīng)智能制造的發(fā)展要求。目前階段的相關(guān)研究方向多種多樣，對人工智能技術(shù)應(yīng)用問題進(jìn)行多角度分析，這方面的研究與具體的實踐情況有關(guān)，因此本文還將對相關(guān)問題進(jìn)行革新和探討。

在國外，相關(guān)研究的數(shù)量相對較少，但基于模塊化的高職教育改革研究相對豐富，在美國、日本、德國等地區(qū)，基于模塊化的教育資源的建設(shè)更強(qiáng)調(diào)了模塊建設(shè)的多樣性和多元性。教育方法模塊、教育內(nèi)容模塊和教學(xué)平臺模塊建立更有效的教育反應(yīng)機(jī)制，加快教育活動的重復(fù)和升級。

總體來說，國內(nèi)外相關(guān)研究成果比較多元，且研究成果價值比較突出，對本文有一定的指導(dǎo)意義。但是，關(guān)于湖南智造的研究還有不足之處。本課題立足于湖南智造在人工智能背景下發(fā)展的實際情況，尋求更適應(yīng)的研究成果，切實推進(jìn)區(qū)域教育改革，助力智能制造的發(fā)展。

3 智慧課堂的概念界定

關(guān)于智慧課堂的概念，還沒有統(tǒng)一的定義。國內(nèi)很多學(xué)者從不同的角度有著不同的理解。

唐也偉[2]等立足于智慧教育的視角，定義智慧課堂。在信息技術(shù)的支持下，變革教育方法，將技術(shù)融入教室的教育，構(gòu)筑個性化、智能化、數(shù)字化的教室學(xué)習(xí)環(huán)境，有效促進(jìn)知識能力的培養(yǎng)的新型教室。

馮敬文[3]等認(rèn)為，智慧課堂應(yīng)該在新的技術(shù)環(huán)境下，以培養(yǎng)學(xué)生的智慧能力為目標(biāo)，利用革新的變革教育模式構(gòu)建輕松、快樂、個性、數(shù)字化的新教室。把智慧課放在以下幾點：智慧課是智慧教育、智慧學(xué)習(xí)產(chǎn)生條件的基礎(chǔ)，以培養(yǎng)學(xué)生個性的學(xué)習(xí)為目的，有創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)能力，能讓學(xué)生進(jìn)行知性的學(xué)習(xí)。

孫曙輝[4]等認(rèn)為，“智能課堂”是基于建筑主義學(xué)習(xí)理論，使用“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維方式和大數(shù)據(jù)、云計算、物網(wǎng)等下一代的信息技術(shù)構(gòu)筑而成的，授課前、上課中、支持在課后全過程中應(yīng)用的智能、高效的授課。

如上所述，學(xué)者們對智慧課堂的概念定義信息技術(shù)的視角偏頗，利用下一代的信息技術(shù)，將課堂構(gòu)建成知性的教育環(huán)境，實現(xiàn)課堂前、課堂中、課后教育的智能化、可視化、高效率等最終實現(xiàn)學(xué)生智慧的產(chǎn)生。本研究將智慧課堂的內(nèi)涵簡單概括為以下6點：一是新技術(shù)的支撐;二是理論基礎(chǔ)為指導(dǎo);三是智慧教育的理念;四是課堂范圍擴(kuò)展到課前、課中和課后;五是富媒體資源;六是智慧生成為目的。

4智慧課堂的發(fā)展歷程

基于信息化視角的智慧課堂的發(fā)展過程大致可以分為3個階段。第一階段是從2008年IBM提倡的“智慧地球”戰(zhàn)略開始，“智慧”概念在教育中得到普及和應(yīng)用，從體現(xiàn)物質(zhì)網(wǎng)絡(luò)“感知”特征的智能課堂到基于“電子書籍包裝”的智慧學(xué)習(xí)，從“云、網(wǎng)、端”到基于平臺的智慧教室，進(jìn)行了各種各樣的探索實踐，提出了智慧教室1.0定義[5] ，出版了《智慧課堂》專著[6]，初 步確立了智慧課堂的理論、平臺和應(yīng)用的框架。第二階段是集成建設(shè)、綜合應(yīng)用階段。在各種智能課堂平臺、資源系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，基于大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)，集成建設(shè)“教”“學(xué)”“評”“管”等信息化教育系統(tǒng)開展智慧課堂的全面應(yīng)用和教育改革實驗和理論研究，結(jié)合學(xué)科特點，探索學(xué)科智慧課堂的教育模式，提出智慧課堂版本升級的定義，形成了智慧課堂2.0概念和常態(tài)應(yīng)用模式。第三階段是融合革新、智能發(fā)展階段。在智能時代和教育信息化2.0的背景下，利用人工智能、大數(shù)據(jù)等智能技術(shù)向信息化課堂賦予能量，增強(qiáng)課堂的交互能力，提高課堂的教育智能化水平，促進(jìn)智慧課堂的革新應(yīng)用和學(xué)生的智慧發(fā)展。

5構(gòu)建智慧課堂育人生態(tài)圈

以團(tuán)隊自主研發(fā)的微課、省級精品課程、省級教學(xué)資源庫、信息化立體教材等為教學(xué)資源;以網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)云平臺、超星泛雅及學(xué)銀在線、中國大學(xué)MOOC等為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺;以多媒體實訓(xùn)機(jī)房、虛擬實訓(xùn)機(jī)房、云端智慧教室為教學(xué)環(huán)境;將科研與競賽的“智慧”成果融入課堂教學(xué)項目中實現(xiàn)課堂教學(xué)的信息化、智能化，全面打造智慧課堂。

以“學(xué)生智慧生成”為教學(xué)目標(biāo)，以智能移動終端、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境、智慧學(xué)習(xí)技術(shù)、智慧學(xué)習(xí)資源為教學(xué)手段，實施“課前以學(xué)情分析為核心，課中以師生互動為關(guān)鍵，課后以個性化輔導(dǎo)為重點”全過程智慧教學(xué)活動，以線上線下多主體多維度評價系統(tǒng)為評價手段，全面打造智慧課堂育人生態(tài)圈，如圖1所示。

在目前的信息技術(shù)環(huán)境下，高職院校采用智慧課堂的教育模式，教師需要加強(qiáng)學(xué)校信息的分析和教師和學(xué)生的交互，為學(xué)生提供個性化的指導(dǎo)，不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力能讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，思考問題和解解決問題。以下具體從智慧課堂的課前、課中和課后的3個階段進(jìn)行分析。

課前：自主學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)定教。學(xué)生登錄網(wǎng)絡(luò)教育平臺進(jìn)行單元測試，在平臺上完成測試后，教師充分理解學(xué)生的認(rèn)知能力后，在智慧教學(xué)平臺下發(fā)教學(xué)任務(wù)，推薦教育資源，完成學(xué)生的“學(xué)”，教師的“引”。

課中：師生互動，虛實一體。教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入新課的具體情況，營造信息教學(xué)氛圍，利用網(wǎng)絡(luò)教育資源平臺為學(xué)生說明專業(yè)技術(shù)要點，學(xué)生分小組完成課程任務(wù)。在小組解決項目的過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生，發(fā)現(xiàn)問題并解決。項目完成后，立即上傳到平臺，完成老師和學(xué)生的“教”“練”“測”環(huán)節(jié)。

課后：答疑解惑，反思總結(jié)。課后，教師及時將資料上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺，讓學(xué)生好好復(fù)習(xí)，查閱資料，更好地掌握課程教學(xué)內(nèi)容，師生共同完成“思”“拓”的環(huán)節(jié)。

6 育人成效

智慧課堂育人生態(tài)圈在軟件技術(shù)專業(yè)踐行6年，培養(yǎng)了軟件藍(lán)領(lǐng)共計4279人，其中64%的畢業(yè)生就職于湖南，助力湖南區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)。學(xué)生獲得“中國軟件杯”總決賽高職組一等獎1項，全國職業(yè)院校技能競賽二等獎3項、三等獎3項，湖南省職業(yè)院校技能競賽一等獎12項、二等獎14項、三等獎18項，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽一等獎1項、二等獎1項，藍(lán)橋杯湖南賽區(qū)二等獎1項、三等獎3項，湖南省信息素養(yǎng)大賽學(xué)生組一等獎1項、二等獎1項、三等獎1項，獲獎學(xué)生數(shù)174人，培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀的“軟件藍(lán)領(lǐng)”。

參考文獻(xiàn)

[1]王海濤，梅雪松，許睦旬，等.智能制造背景下專業(yè)類實驗室建設(shè)與人才培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索，2019，38（10）：270-272，302.

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