數(shù)智化背景下的分層四階式教學(xué)探索與研究

摘要：深化數(shù)字化教育戰(zhàn)略，建立新型智能教學(xué)模式，是目前我國高等教育發(fā)展面臨的新挑戰(zhàn)。基于數(shù)智教學(xué)的時代背景，提出分層四階教學(xué)方法，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，改進教學(xué)策略。借助數(shù)字信息平臺，多維度打造專業(yè)知識與思政元素互融的立體教學(xué)資源；逐層遞進，將理論與實踐教學(xué)深度融合，達成“課崗研創(chuàng)”的四階教學(xué)目標；利用大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)進行學(xué)情分析，實現(xiàn)教學(xué)結(jié)果的智能評價，推動課程專業(yè)學(xué)習與思政教育協(xié)同進步。

關(guān)鍵詞：數(shù)智化；電工電子；混合式教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號：F2"""""""文獻標識碼：A""""""doi：10.19311/j.cnki.16723198.2025.06.012

0"引言

近年來，以云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)為主的數(shù)智化技術(shù)賦能教育教學(xué)改革，為教育生態(tài)體系建設(shè)注入了新的活力。2022年，教育部門全面實施國家教育數(shù)智化戰(zhàn)略行動，利用數(shù)字革命建設(shè)國家智慧教育平臺，明確提出了聯(lián)結(jié)為先、內(nèi)容為本、合作為要的“3C（Connection、Content、Cooperation）”教育理念[1]，在智能校園建設(shè)、教育資源分配、教育質(zhì)量評價等方面發(fā)揮了重要作用。通過將教學(xué)活動與信息技術(shù)相融合，數(shù)智化教育能夠以更有效的方式提供高質(zhì)量、個性化、多樣化的教學(xué)，在教育資源共享、科學(xué)決策制定、公共教育提升等方面實現(xiàn)了深層次變革。

作為前沿技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，高校課堂已迎來全面數(shù)智化的契機。數(shù)智技術(shù)為課堂教學(xué)注入了新的活力，幫助教師在創(chuàng)新教學(xué)方式的同時優(yōu)化教學(xué)流程。在教育領(lǐng)域，數(shù)智教學(xué)集中表現(xiàn)為對各種數(shù)字化和智能化技術(shù)的靈活運用，在重構(gòu)知識體系的基礎(chǔ)上賦予了課堂教學(xué)全新元素[2]。通過將線上線下教育相結(jié)合，數(shù)智平臺不僅能夠幫助教師發(fā)揮創(chuàng)新性教學(xué)優(yōu)勢，還能為學(xué)生接受海量教學(xué)資源提供便利[3]。數(shù)智教學(xué)將傳統(tǒng)的教師主導(dǎo)模式向個性化學(xué)習模式轉(zhuǎn)變，增強學(xué)生自主學(xué)習的興趣，鍛煉學(xué)生獨立思考的能力，提升了最終的學(xué)習效果[4]。

數(shù)智化教學(xué)手段的融入，使課堂呈現(xiàn)多元化的發(fā)展模式，促進高校教學(xué)朝著更富創(chuàng)造性的方向穩(wěn)步前行。為響應(yīng)當前時代的教育要求，高校教師需要適應(yīng)教育形態(tài)的轉(zhuǎn)變，及時調(diào)整課堂教學(xué)策略，在積極參與數(shù)智變革的基礎(chǔ)上提升育人質(zhì)量，實現(xiàn)培養(yǎng)高水平技能人才的目標。充分利用好數(shù)智化的優(yōu)勢，有助于高校教師構(gòu)建全面優(yōu)質(zhì)的教育體系，也有利于院校為學(xué)生創(chuàng)造更廣闊的學(xué)習空間，開辟適合個人的個性化學(xué)習之路。針對目前電工電子技術(shù)課程教學(xué)存在的問題，本文提出分層四階式教學(xué)方法：重塑教學(xué)范式，秉持以學(xué)生為中心的思想，積極構(gòu)建覆蓋廣泛、深度適宜的數(shù)字化教學(xué)資源，深入挖掘課程思政教育，在教學(xué)中自然而然地滲透育人元素；緊密融合理論與實踐教學(xué)，循序漸進，實現(xiàn)“課崗研創(chuàng)”的教學(xué)目標，全面提升學(xué)生知識素養(yǎng)、技能水平與創(chuàng)新能力；優(yōu)化考核方式，建立多元化智能評價體系，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習潛能，為新時代工科專業(yè)人才的培養(yǎng)奠定堅實基礎(chǔ)。

1"課程教學(xué)存在的問題

1.1"教學(xué)資源不足，學(xué)生缺乏興趣

電工電子技術(shù)作為一門理論性較強的課程，其中的技術(shù)術(shù)語與基本概念不易理解。受課時與場地條件限制，傳統(tǒng)的教學(xué)方式主要依賴于板書，難以用實物演示等直觀方式完成全程授課。因此，對理論基礎(chǔ)相對薄弱的學(xué)生來說，學(xué)習該課程的難度較大。此外，教師通常會在課堂上直接采用文字和公式的形式講授知識點。雖然這種方式有助于學(xué)生理解知識，但由于其不夠形象且形式單一，容易令學(xué)生產(chǎn)生課程知識晦澀難懂的印象，使教學(xué)內(nèi)容缺乏新穎性和吸引力。與此同時，部分教師在授課過程中教學(xué)資源不足，只是一味地講解理論知識，造成學(xué)生對課程學(xué)習產(chǎn)生畏難情緒，陷入后繼無力的境地。

1.2"教學(xué)模式固化，思政融入不足

當前以教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式容易忽視學(xué)生的個體差異，難以因地制宜、因材施教。部分教師在教學(xué)過程中長期沿用固定的教學(xué)方法和手段，缺乏創(chuàng)新和靈活性。這種固化的教學(xué)模式往往導(dǎo)致課堂氛圍沉悶，學(xué)生學(xué)習興趣下降，難以達到良好的教學(xué)效果。課程除了作為傳播知識的載體外，也承擔著塑造學(xué)生人生觀、價值觀的重要功能。作為一門以技術(shù)為核心的工科課程，電工電子的教學(xué)往往聚焦于理論公式、電路原理及實踐應(yīng)用，在課程內(nèi)容上缺乏對思政元素的挖掘[5]。這容易導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習過程中只注重技術(shù)層面的掌握，而忽視了其背后的社會責任、職業(yè)道德和人文關(guān)懷。

1.3"考核手段單一，難以全面評估

傳統(tǒng)的課程考核多以筆試為主，主要考查學(xué)生對理論知識的掌握程度。這種單一的考核方式難以全面反映學(xué)生的真實水平和綜合素質(zhì)，也忽視了學(xué)生在學(xué)習過程中的表現(xiàn)、努力和進步。作為評估學(xué)生學(xué)情的重要手段，過程性考核能夠充分反映學(xué)生的綜合性素質(zhì)。但由于其需要耗費較多的時間和精力，且難以量化評分，因此在傳統(tǒng)考核模式中往往被簡化或省略。此外，傳統(tǒng)課程評價體系不夠健全，評價指標重知識輕技能素養(yǎng)，評價目的重結(jié)果輕過程，評價結(jié)果重整體輕個人，無法對學(xué)生能力作出全面評估。不合理的評價考核方式會使學(xué)生產(chǎn)生挫敗感，導(dǎo)致教師更加難以實現(xiàn)教學(xué)目標，不利于學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的發(fā)展。

2"分層四階式教學(xué)設(shè)計

針對教學(xué)過程中存在的上述問題，根據(jù)學(xué)情因材施教，有機融入工匠精神和職業(yè)素養(yǎng)等思政元素，建立多維度評價體系，從課程資源、教學(xué)模式及評價體系等角度開展研究，探索分層四階式教學(xué)方法，如圖1所示。

2.1"數(shù)智賦能，建設(shè)立體數(shù)字化資源助力思政教育

利用視頻、動畫、微課等數(shù)字化工具優(yōu)化課程呈現(xiàn)形式，在課前、課中、課后階段進行多維融合輸出，創(chuàng)造沉浸式學(xué)習空間。在此基礎(chǔ)上，緊扣課程重難點，結(jié)合職業(yè)特點與就業(yè)熱點，多方面構(gòu)建專業(yè)知識與思政元素互融的立體教學(xué)資源。具體措施如下：

數(shù)字課堂教學(xué)：根據(jù)核心知識點分布，教學(xué)過程引入動畫演示、三維模擬、電路圖解等數(shù)字化手段，將理論推導(dǎo)過程化繁為簡，增強學(xué)生學(xué)習興趣與自信。在重難點部分，課程設(shè)計工程案例視頻精析，通過講大國工匠故事，傳遞榜樣力量，提高職業(yè)認可度。在豐富教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新育人方法、完善溝通渠道的基礎(chǔ)上，積極融入課程思政元素，踐行潤物細無聲的思政教育。數(shù)字多媒體與信息化技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)?fù)雜的理論推導(dǎo)和電學(xué)分析以直觀易懂的方式呈現(xiàn)，有利于提升學(xué)生的學(xué)習效率和理解能力。

線上智慧教育：為了實現(xiàn)教育資源的優(yōu)化配置和高效共享，結(jié)合智慧職教、超星泛雅等數(shù)智平臺建立線上課程資源，包括文字、圖片、視頻等，在確保資源豐富性和多樣性的同時，為在線教育的實施提供有力保障。在資源建設(shè)過程中，加入討論答疑、思維鍛煉、課堂拓展等互動環(huán)節(jié)，以提高學(xué)生的參與度和學(xué)習效果。此外，靈活運用平臺的數(shù)據(jù)分析功能，為學(xué)生提供個性化的學(xué)習建議，滿足不同學(xué)生的學(xué)習需求。

虛擬仿真環(huán)境：通過引入虛擬平臺和仿真資源，學(xué)生可以根據(jù)授課進度與學(xué)習情況進行仿真驗證，從而加深對課程相關(guān)理論知識及電路結(jié)構(gòu)原理的理解。另外，虛擬仿真平臺提供了豐富的元器件資源，幫助學(xué)生在模擬環(huán)境下實現(xiàn)電路的設(shè)計、測試和優(yōu)化，增加了課程學(xué)習的豐富性和趣味性。

互動平臺建設(shè)：為了提升教學(xué)質(zhì)量，建設(shè)便捷高效的課程互動平臺，包含課程信息、通知公告、討論反饋等模塊。通過課程互動平臺的即時交流，教師能夠隨時發(fā)布課業(yè)的通知安排，避免了信息傳遞的滯后和遺漏。此外，教師也可以及時解答學(xué)生疑問，通過學(xué)生的反饋調(diào)整教學(xué)策略，實現(xiàn)教學(xué)相長。

2.2"科教融匯，構(gòu)建“課崗研創(chuàng)”四階教學(xué)模式

當前社會在人才需求上愈發(fā)注重創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，通過將前沿技術(shù)和科研成果引入課堂，有助于學(xué)生及時了解行業(yè)前景，更好地實現(xiàn)職業(yè)規(guī)劃，提高就業(yè)競爭力[6]。受此啟發(fā)，以學(xué)情為基礎(chǔ)，將涉及新技術(shù)、新工藝的科研元素融入教學(xué)過程中，實現(xiàn)全面提升學(xué)生綜合素質(zhì)的教學(xué)目標。根據(jù)學(xué)情解析課程重難點，設(shè)計混合教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生思維，釋疑解惑。在教學(xué)內(nèi)容上以工程案例為牽引，制定課程探究—崗位規(guī)劃—虛實一體—研創(chuàng)并重的4階教學(xué)模式，積極推進課程教學(xué)任務(wù)，提升學(xué)生崗位技能，引導(dǎo)學(xué)生開展研究，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維。

線上平臺為學(xué)生提供了多樣化的課程資源與靈活自主的學(xué)習路徑，線下課堂則通過師生互動激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣和動力。通過課前預(yù)習和自我探索，學(xué)生先對課程內(nèi)容形成了初步認識。隨后，經(jīng)過課堂上教師的深入分析和互動討論，學(xué)生進一步加深了對核心知識點的理解，實現(xiàn)課程的深度探究。

采用線上任務(wù)驅(qū)動與線下案例引導(dǎo)相結(jié)合的方式，在教學(xué)過程中深入實施崗位規(guī)劃教育，旨在幫助學(xué)生更全面地理解崗位需求。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案、課程標準及企業(yè)技能要求，結(jié)合技能競賽、技能證書等考核要點，設(shè)計一系列線上線下任務(wù)來提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，為其未來的職業(yè)生涯打下堅實的基礎(chǔ)。

根據(jù)教學(xué)目標設(shè)計虛擬訓(xùn)練內(nèi)容，通過操作數(shù)據(jù)即時提供反饋，幫助學(xué)生及時發(fā)現(xiàn)并糾正錯誤。在確保課程內(nèi)容與職業(yè)需求緊密對接的基礎(chǔ)上，學(xué)生以實操的方式在現(xiàn)實環(huán)境中完成項目任務(wù)，從而有效提升其綜合應(yīng)用能力和專業(yè)技能水平。

在綜合學(xué)生個人興趣和能力的基礎(chǔ)上，結(jié)合科研課題與企業(yè)項目組建研究小組，引導(dǎo)學(xué)生進行項目的研究與實施，激發(fā)創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力。引入競爭與合作機制，遴選建立創(chuàng)業(yè)團隊，實現(xiàn)小組研究成果的轉(zhuǎn)化，鍛煉學(xué)生的團隊協(xié)作和項目管理能力。

2.3"優(yōu)化考核方法，建立智能教學(xué)評價體系

依托數(shù)智化教學(xué)平臺獲取學(xué)生的學(xué)習軌跡、課堂行為表現(xiàn)、活動參與率等主客觀數(shù)據(jù)，精準定位學(xué)生的知識盲點，為學(xué)生提供個性化的學(xué)習路徑推薦、智能答疑、學(xué)習進度跟蹤等服務(wù)，幫助教師調(diào)整教學(xué)策略，實現(xiàn)職業(yè)教育的提質(zhì)培優(yōu)。利用大數(shù)據(jù)、人工智能等先進技術(shù)，基于過程性評價和結(jié)果性評價結(jié)果，構(gòu)建智能評價體系，如圖2所示，為教學(xué)評價提供客觀、準確的依據(jù)。

智能教學(xué)評價貫穿于教學(xué)始終，注重多維度、多主體評估，并致力于實現(xiàn)個性化反饋。通過課前測試、課堂互動及課后鞏固的過程性評價，確保學(xué)習進展與考核結(jié)果兼顧；通過知識掌握、技能提升、創(chuàng)新實踐的三維度評價，促進課程知識、專業(yè)技能和創(chuàng)新能力齊升；通過平臺智評、教師考評、學(xué)生互評的結(jié)果性評價，實現(xiàn)課程整體和學(xué)生個體并重。

3"實施成效

課程采用線上線下深度融合的教學(xué)模式，以任務(wù)驅(qū)動的方式引導(dǎo)學(xué)生主動探索，在實施過程中重視理論實踐的緊密結(jié)合。通過分組討論、隨堂演練、教師啟發(fā)等多樣化的課堂互動環(huán)節(jié)，促進學(xué)生間的思維碰撞與知識共享，極大地提升了學(xué)生的參與熱情與學(xué)習動力。教師根據(jù)平臺活動記錄、知識測試及問卷調(diào)查等反饋，對課程教學(xué)實施中學(xué)生學(xué)情進行動態(tài)評估，優(yōu)化資源分配，明確教學(xué)改進方向。以校內(nèi)機械設(shè)計與制造專業(yè)的兩個平行班為試點，分別采取傳統(tǒng)教學(xué)方法和分層四階教學(xué)法進行教學(xué)效果比較，如表1所示。

結(jié)果表明，采用分層四階式教學(xué)能夠顯著激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習熱情與積極性。通過融合數(shù)智技術(shù)及多元化教學(xué)策略，課程營造了高度互動與沉浸式的學(xué)習環(huán)境，增強了學(xué)生的課程參與度。在教學(xué)過程中，經(jīng)過學(xué)生討論與教師啟發(fā)，教學(xué)重點得以順利突破，帶動了作業(yè)完成率的提升。課程設(shè)計上，線上與線下教學(xué)模式的深度融合極大豐富了課程資源體系，學(xué)生課程滿意率大幅提高。從課程成績來看，學(xué)生的學(xué)習能力有了顯著進步，專業(yè)綜合應(yīng)用能力更加扎實，在專業(yè)知識、職業(yè)素養(yǎng)、小組協(xié)作、個人創(chuàng)新等方面都得到了充分鍛煉，為未來的職業(yè)發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

隨著數(shù)智化教學(xué)模式的深入推廣與實踐，該課程在人才培養(yǎng)效果方面實現(xiàn)了顯著躍升，不僅學(xué)生滿意度持續(xù)攀升，還加速了教學(xué)骨干力量的凝聚與成長。在這一模式下，教學(xué)團隊積極參與各類教學(xué)競賽，屢創(chuàng)佳績，展現(xiàn)出卓越的教學(xué)實力。同時，研究與實踐的緊密互動，促進了教學(xué)科研成果的雙向轉(zhuǎn)化與豐碩產(chǎn)出，形成了良性循環(huán)。團隊秉持“實踐出真知，改革促發(fā)展”的理念，在不斷探索與嘗試中積累經(jīng)驗，將改革實踐中的寶貴經(jīng)驗及時總結(jié)提煉，為持續(xù)優(yōu)化人才培養(yǎng)模式提供有力支撐。

4"結(jié)語

秉持以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，針對教學(xué)過程中存在的問題，本文提出分層四階教學(xué)方法，以虛實交互的方式實現(xiàn)了信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合。革新教學(xué)策略，以問題導(dǎo)向為核心貫穿教學(xué)過程；基于智慧教育，建設(shè)數(shù)字教學(xué)資源，提供全方位學(xué)習輔助，有效應(yīng)對課程密集與學(xué)時有限的挑戰(zhàn)；深入發(fā)掘課程的思政教育價值，將其自然融入教學(xué)內(nèi)容之中，有效提升學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)；采取逐層遞進的策略，促進理論教學(xué)與實踐教學(xué)深度融合，實現(xiàn)課程學(xué)習、崗位對接、科研探索與創(chuàng)新實踐的有機結(jié)合；建立多元化智能評價體系，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在學(xué)習動力，促進其全面發(fā)展。實踐結(jié)果表明，分層四階式教學(xué)模式提升了學(xué)生的創(chuàng)新思維、職業(yè)技能、專業(yè)素養(yǎng)等綜合素質(zhì)，有利于學(xué)生知識的融會貫通與能力的全面拓展，為新時代工科專業(yè)人才的培育筑造穩(wěn)固基石。

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