喜迎二十大,奮進新征程。2022年9月1日,由中國高等教育學會組織開展的“高等教育這十年 ——新時代、新科技、新內涵”云端系列活動已在云上高博會服務平臺正式上線。
活動設立了“守正創新·教育現代化成果展”“開拓創新·高校科技創新成果展”“實踐創新·大學生創新創業成果展”三大展區以及一系列行業云端研討會,對企業、高校、大學生優秀創新創業成果進行集中展示,探索產業發展新模式、新合作、新思路。
守正創新·教育現代化成果展成果推介(四)
中國人民大學實現以學生為中心的智慧教學改革
2018年教育部印發的《教育信息化2.0行動計劃》文中明確提出,要大力構建面向下一代網絡的高校智能學習體系建設,通過加快基于大數據為驅動的智慧教室、智慧實驗室等智慧學習空間的建設,探索以學習者為中心的泛在、靈活、智能的教育教學新環境建設與應用模式,積極推動教育理念與模式、教學內容與方法的改革創新。
中國人民大學作為一所以人文社會科學為主的綜合性研究型全國重點大學,極為重視信息化技術與教育教學的融合建設。2013年4月22日,學校正式發布《中國人民大學本科人才培養路線圖》, 明確將“信息化課程教學平臺”列入路線圖重點建設的十六個項目之一。2017年,智慧教室和智慧教學體系建設工作開始啟動。
傳統教學體系以普通多媒體教室構造的物理環境為主要教學平臺。其不足之處主要包括:其一,前端教學場景在單一的物理空間中進行,課堂教學以教師講授為主,因缺少必要的信息技術支持,內容呈現、師生互動頻次均受限。其二,中端課程中心教學資源云平臺缺失,教師的課堂教學資料主要依托“U盤”存儲,無法實現與同類課程其他教師的資源共享,無法建設起統一的課程教學平臺,師生課后互動僅能依靠電子郵件或微信等傳統方式點對點進行,教師、助教和學生三者之間交流溝通和反饋均不足。其三,后端教學管理系統與前端、中端的教學過程環節脫節,教學過程中產生的諸如平時成績、課堂考勤等數據無法植入教學管理系統,教學質量評價手段也因此受限。
中國人民大學智慧教學體系改變了傳統的課堂結構,真正實現了以學生為中心的教學改革。其技術構成與功能實現主要包括:
(一)構建互聯互通的泛在化的教與學環境和全程數字化的教學管理體系
如圖1、圖2和表1所示,中國人民大學智慧教學體系通過現代信息技術,可有效地將前端教學場景、中端教學資源平臺和后端教學管理系統融合在一起,通過軟硬件整體建設,構建起一個互聯互通的泛在化的教與學環境和全程數字化的教學管理體系,有效地提升教學效果和教學管理水平。
圖1 智慧教學體系組織結構圖
圖2 智慧教學體系前端、中端連接示意圖
表1 智慧教學體系各項軟硬件指標
(二)融合大數據、物聯網、云計算、移動互聯網、人工智能等多項信息技術
智慧教學體系建設融合采用了包括大數據、物聯網、云計算、移動互聯網和人工智能在內的多項信息技術。
圖3 智慧教學體系技術應用
(三)智慧教學體系的核心和基礎是拓展學習空間、重構教學模式和全過程一體化教學管理
拓展學習空間、重構教學模式和全過程一體化教學管理是智慧教學體系建設應具備的基礎功能,也是其自身所要實現的核心目標。如圖4、圖5所示,多形態的物理學習空間與虛擬學習空間的有機融合能夠為以學生為中心的教學活動提供有效支持,促進教學模式的改變,而全過程一體化的教學管理則能將智慧教學體系所有環節和所有平臺有效融合為一個有機的整體。
圖4 智慧教學體系下的學習空間的拓展
圖5 教學模式改革前后對比圖
數字化現場教學環境(智慧教室)建設是智慧教學體系構建的前端任務。通過智慧教室內多種終端設備與學生數字終端(手機、筆記本電腦等)的無縫連接和智能化運用,打破了傳統意義教室的黑板、講臺和時空概念,實現了教與學的立體溝通與交流,提高了師生的互動交流頻次和效果,學生從被引導者轉變為主導者,促進了知識內化,活躍了課堂氣氛,傳統課堂也因此發生了結構性變革。而動態學習數據采集和即時分析功能的應用,可使教師依據直觀的數據了解學生對知識掌握的水平,提前預知學生的潛在學習需求,并及時調整教學方案和教學內容。此外,諸如智能考勤、即時成績統計等功能的使用,則可節省教師和助教的大量時間,提高課堂教學效率。
課程中心教學資源云平臺建設是智慧教學體系構建的中端任務。如圖6所示,教師可通過該平臺,將與課程講授相關的所有資料(包括MOOC資源)上載或關聯到云端,并與同一課程其他授課教師實現資源共享,在教研室主任的統一協調下,逐步建立起該門課程的課程資料庫,優化和規范本門課程建設。而師生在課堂外的互動交流也主要依托該平臺進行,如資料分發、答疑、課下互動、作業布置、作業提交與成績評定等,使之成為前端實體課堂外的另一個虛擬課堂,即做到“把知識傳授過程放在教室外”。此外,如圖7所示,通過該平臺與前端實體教學環境相連接,學生也可獲取前端教學的各項記錄,包括PPT、數字板書、實況錄像等,有助于課后復習。
圖6 建設中的中國人民大學課程中心教學資源云平臺
圖7 課程中心常態化錄播系統支持學生回看和遠程教學
一體化教學管理系統建設是智慧教學體系構建的后端任務。教學管理系統是高校教學管理工作得以實現的重要平臺,包括教學方案設定、教學大綱上傳、排課選課、考試安排、成績登錄、學分轉換、主輔修認定、畢業審核、研究生推免、國際交流選拔、教學質量評價、學業預警、實踐教學等諸多模塊,并與學校學生學籍系統相關聯。與傳統教學體系相區別,智慧教學體系下的教學管理系統要求與上述教學前端任務和中端任務實現一體化融合。如教學前端和中端產生的諸如學生考勤、課堂表現、隨堂測驗成績、課后作業成績等數據均與后端教學管理系統的成績登錄模塊相連接,教師通過線上分揀操作,可即時和批量化產生平時成績數據并予以導入,從而節省人力和時間,避免誤差。而后端教學管理系統中的學生信息、班級信息、教學大綱等基礎數據則同步呈現在前端和中端中,以實現基礎數據的統一。
圖8 中國人民大學本科教學管理一體化平臺
(四)智慧教學體系包括數字教學檔案、遠程教學及文科實驗教學等拓展功能
數字教學檔案功能。在智慧教學體系下,由于信息化技術的大量采用,教學過程中由前端、中端和后端產生的全部數據均保存在云空間中,這些數據詳細記錄了本課程從開設到結課的全部信息,是完整的數字教學檔案,在確保數據存儲安全的前提下,具備長期保存、隨時調閱的優勢。同時,該檔案也是開展教學質量監控和教學質量評價的重要數據來源。
遠程教學功能。智慧教室因具備高品質的音視頻采集設備和遠程數據交互功能,使得遠程教學的效果得以大大提升。學生在遠程終端設備中可同步觀看到現場教學環境的實時視頻、PPT、數字板書等內容,也可在遠程直接參與課程互動,實現線上線下同步教學。通過智慧教室,未來不同校區的學生可同步上課,在國外交換學習或因事請假的學生也可因此不再耽誤本校課程的學習。
文科實驗教學功能。智慧教室采用了多項信息技術,并配備高標準的硬件設備,能夠實現大數據運算、多屏聯動、遠程互動等功能,在加載必要的專業軟件的情況下,其本身即可視為文科實驗室,可承擔文科實驗教學和科研任務,是實現實驗實踐教學的重要場所。
自2018年來,中國人民大學智慧教室從無到有,數量、質量均在穩步提高,中關村校區目前共有智慧教室89間,總占比達25.1%,在全國高校中名列前茅。近年來,在智慧教室建設及智慧教學軟件的推廣使用、數字資源平臺建設以及教學管理信息系統建設方面,均取得實質性突破,適合中國人民大學人才培養與教學運行特點的智慧教學體系已逐步呈現規模化、體系化的特點。“十四五”期間,中國人民大學將響應國家“數字中國”建設號召,緊密圍繞學校發展定位和總體目標,在云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能、虛擬現實與增強現實等信息技術取得革命性發展的大背景下積極分析研判形勢,通過技術更新和理念創新,全力推動智慧教學體系建設,努力打造國內領先、世界一流的數字化教學環境,逐步探索建立起具備學校發展特色的人文社科類綜合性大學智慧教學與實驗實踐教學體系,助力“雙一流”建設。
活動專區:中國高等教育學會“高等教育這十年 ——新時代、新科技、新內涵”云端系列活動
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