高校數(shù)智化教育教學新環(huán)境構建路徑探究

[摘 要]近年來，在教育領域中區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、人工智能等技術的應用越來越廣泛，使得教學模式和環(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，希望借此推動教學高質(zhì)量發(fā)展，高校構建數(shù)智化教育教學新環(huán)境當然非常有必要。高校推行數(shù)智化教育教學能夠擺脫傳統(tǒng)教學時空的限制，轉(zhuǎn)變教學內(nèi)容，變革培養(yǎng)思路，為實現(xiàn)教育公平提供有效保障?；诖?，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)智化教育教學新環(huán)境構建路徑，希望可以為相關人員提供借鑒。

[關鍵詞]教育教學新環(huán)境；高校教育；數(shù)智化

隨著數(shù)智技術快速發(fā)展，人們越來越重視其應用問題。目前很多國家圍繞數(shù)智技術制定了發(fā)展戰(zhàn)略，在第四次工業(yè)革命中數(shù)智技術將成為核心內(nèi)容?！笆奈濉币?guī)劃和黨的十九屆五中全會中均指出了應用數(shù)智技術的重要性，要求相關人員推動數(shù)字化與智能化發(fā)展，達成建設數(shù)字中國的目標。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)字中國建設進程中教育數(shù)智化將成為關鍵環(huán)節(jié)，可在推進人才強國、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，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，實現(xiàn)教育場景、教育要素、教育業(yè)務數(shù)字化，構建符合社會發(fā)展情況的先進教育體系[1]。在數(shù)智時代中網(wǎng)絡中存在很多信息，高校教育在合理運用各種數(shù)智技術手段后可以在教育教學中有效融入數(shù)據(jù)要素和數(shù)智化信息，為學生創(chuàng)造出更有沉浸感的教育教學環(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。在人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等技術的支持下能從全過程、全階段入手落實培養(yǎng)學生的工作，當實施以數(shù)據(jù)為基礎的評價工作后可做到學生成長全周期數(shù)智化管理目標，針對不同學生采取個性化教育教學方案[2]。以江蘇大學為例，其出于改進教育管理流程、優(yōu)化教學模式的目的，以學生個性化教學為中心構建了“江大繼教云課堂”，將面授教學、在線教學與函授教育融為一體，在充分考慮學生需求的基礎上，實現(xiàn)了教學工作空間交互，實現(xiàn)學生個性化培養(yǎng)目標。

（二）提升教師數(shù)字素養(yǎng)

在各種信息技術快速發(fā)展過程中，高等教育領域出現(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高等教育數(shù)智化轉(zhuǎn)型的主要人員，必須熟練掌握相關的數(shù)智技術，有效解決數(shù)智化教育教學中面臨的各種問題。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，還能使不同學生學習需求得到有效滿足。以復旦大學為例，其推出了FD-QM高等教育混合在線課程質(zhì)量標準，該標準詳細列明了課程制作、課程技術、學習支持、教學互動、教學資料、學習目標、學業(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）拓展教育教學空間

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

三、高校教育數(shù)智化教育教學新環(huán)境構建路徑

（一）轉(zhuǎn)變現(xiàn)有教與學理念，實現(xiàn)教學主體數(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重的知識本位教學理念，很多教師在教學中不夠重視培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的問題，在實際教學中使用“填鴨式”教學模式，不夠關注學生個性化發(fā)展。很多教師希望學生通過不斷練習相關題目來掌握相關知識，致使學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)智化技術挖掘新的教學元素，促進原有教與學理念的轉(zhuǎn)變，借助數(shù)智化技術構建新的教學教育教學環(huán)境，使得教師與學生擁有更高數(shù)智力。在數(shù)智化教學環(huán)境中，教學工作需要實現(xiàn)智能教學機器與人協(xié)同配合[3]。在此種情況下，教師和學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，相關人員可以從教學評價層面入手，完成教師與學生數(shù)智力培養(yǎng)。在高校教育中評價屬于非常關鍵的環(huán)節(jié)，若是相關評價不夠科學合理很難推動教育教學進一步發(fā)展。以完善的教學評價體系為依托，不但會提升教育教學的完善性，而且會準確呈現(xiàn)教師與學生實際數(shù)智化能力。所以，高校需要充分重視構建教學評價體系的工作，一方面需要以教學方式、人才培養(yǎng)、課程教材體系設計、教學目標創(chuàng)新為中心進行完善，另一方面需要逐漸在教學評價考核指標中融入數(shù)智化學習與數(shù)智化教學能力，保證教師和學生可有效落實應用數(shù)智化技術的工作，提高教學數(shù)智化水平。

其次，在教學和學習環(huán)境方面，高校應該構建數(shù)智化教與學環(huán)境。當教師與學生處于良好的數(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過程中可構建各種數(shù)智化教育教學研究平臺、數(shù)智化教學平臺、數(shù)智化教學團隊等，持續(xù)提升教師和學生利用數(shù)智化技術進行教學與學習的能力。當構建這些團隊和平臺后，一方面可讓相關人員了解到學生學習和教師教學都離不開數(shù)智化教學環(huán)境，可以激發(fā)教師與學生參與數(shù)智化教育教學的積極性[4]。另一方面在數(shù)智化教學環(huán)境中教師與學生將會建立合作伙伴關系，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)各學校數(shù)智化發(fā)展平衡。各高校、各地區(qū)應該密切合作，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，進一步提高高校教師與學生數(shù)智力。

（二）合理運用各種數(shù)智技術，構建更為真實的教學環(huán)境

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

首先，需要擺脫單一技術的不良影響，樹立“發(fā)展式思維”。在實際應用數(shù)智化技術的過程中，倘若教師只考慮單一數(shù)智化技術影響教學過程的情況，可能導致相關技術工具的作用無法充分發(fā)揮[5]。例如，在部分高校實施數(shù)字技術教學時，主要是將多媒體技術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，不夠重視學生反饋，導致多媒體技術主要體現(xiàn)在提升“填鴨”速度方面。與之存在明顯差別，數(shù)智化技術屬于一個完整的系統(tǒng)，需要綜合運用多種技術。這就要求高校、學生和教師從發(fā)展角度看待技術融合，正確認識到僅運用單一的數(shù)智技術無法達到理想的教學效果，在教學過程中合理運用多種數(shù)智技術。

同時，鼓勵綜合運用多種技術，促使教學過程擁有更強的現(xiàn)場表現(xiàn)力。這就要求教師在教學過程中主要使用兩種數(shù)智化技術來構建真實的教學情境。如綜合運用人工智能、5G，以及虛擬現(xiàn)實技術，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)實等技術會使學生產(chǎn)生身臨其境的感覺，激發(fā)學生學習熱情。

（三）實施多樣態(tài)課程教學，融合多元時空數(shù)據(jù)

由于傳統(tǒng)課程教學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過程中，教師可以實施PBL教學、線上線下融合教學、STEAM教學等多種學習課程，這些樣態(tài)的課程教學具有顯著的開放性特征，以此有機結(jié)合多元時空學習內(nèi)容。

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

其次，構建“技術+STEAM”課堂教學，其是一種融合數(shù)學、工程、廣義的人文藝術、科學的融合教學模式，此種教學模式在學生解決問題能力，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)智化技術構建“技術+STEAM”特色課堂教學，如教師可使用AR、VR、AI等數(shù)智化技術和互聯(lián)網(wǎng)智能終端設備落實STEAM融合教學，可有效滿足各種學生的學習需求[6]。再如，實施STEAM課堂教學實踐時，相關人員可借助3D建模、可視化圖譜、Scratch可視化編程軟件、傳感器等學習各學科中相似的知識點，并將相關知識點直接呈現(xiàn)在學生面前。

最后，科學開展PBL數(shù)字化課程教學。在數(shù)智化教學環(huán)境中，高校需要在教學中積極探索運用云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術的新方式。一方面，PBL數(shù)字化教學是基于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)教學內(nèi)容，為學生提供數(shù)字圖像，學生可以借助視覺感官了解教師整個操作過程，調(diào)動學生主觀能動性。另一方面，需要高度重視PBL教學模式推進工作，在高校內(nèi)部大力推進網(wǎng)絡化、數(shù)字化建設工作、打造培養(yǎng)數(shù)智化人才的教學環(huán)境。

（四）加強基礎設施建設，確保信息安全

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

同時，高校還需要注重信息安全建設，確保數(shù)智化教育教學的安全穩(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)絡安全管理，防范網(wǎng)絡攻擊和數(shù)據(jù)泄露等風險，確保數(shù)智化教育教學的正常運行[7]。

最后，高校需要加強與社會的合作，共同推進數(shù)智化教育的發(fā)展。高校應與企業(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)新模式和應用場景，推動數(shù)智化技術在高校教育中的廣泛應用，為培養(yǎng)新時代的高素質(zhì)人才做出更大貢獻。

結(jié)束語

綜上所述，高校實施教育教學數(shù)智化轉(zhuǎn)型能夠在實現(xiàn)學生個性化培養(yǎng)、提升教師數(shù)字素養(yǎng)、拓展教育教學時空方面發(fā)揮重要作用。高校想要構建新的數(shù)智化教育教學環(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，并擺脫單一技術的不良影響。同時，鼓勵教師綜合運用多種數(shù)智化技術，提升教學過程的表現(xiàn)力和效果。在實施多樣態(tài)課程教學過程中，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、構建“技術+STEAM”課堂教學以及科學開展PBL數(shù)字化課程教學。此外，高校還需要加強基礎設施建設，確保信息安全，并與社會各界加強合作，共同推進數(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，實現(xiàn)高校教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和升級。

參考文獻

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

研究方向：教育教學。