人工智能背景下智慧課堂育人生態圈路徑構建研究

楊秋芬 陸燕

摘要：人工智能背景下，基于數據技術、云技術、智能技術的新型教學方法正在快速演進。本文構建的智慧課堂育人生態圈，以“學生智慧生成”為教學目標，以智能移動終端、智慧學習環境、智慧學習技術、智慧學習資源為教學手段，實施“課前以學情分析為核心，課中以師生互動為關鍵，課后以個性化輔導為重點”全過程智慧教學活動，以線上線下多主體多維度評價系統為評價手段，全面打造智慧課堂育人生態圈。

關鍵詞：人工智能湖南智造智慧課堂育人生態圈

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的強省，在智能制造的探索和實踐中具有一定的優勢，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，高等職業教育依然存在著一些不足，為推動智能制造業的深遠發展，應對高職教育教學方法進行創新。

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，基于數據技術、云技術、智能技術的新型教育方法正在急速發展。沒有充分發揮智能技術帶來的變革效果，很難為整體教育效果的顯著提高做出貢獻。不僅如此，由于缺乏系統性的人工智能教育方法的革新，現在相關的革新工作呈現出分散化、碎片化的特征，應把優勢教育方法的革新應用于教學工作。另外，教師和學生一起進行教學方法的磨煉和沉淀，很容易適應新環境的發展要求。在推動湖南制造深度發展、加快智能制造業蓬勃發展的過程中，基于智能教育方法的教育過程是學生熟悉智能環境、理解智能制造、適應智能發展的關鍵，是下一階段教育資源建設和開發中的重點。

2 國內外相關研究的學術史梳理

王海濤[1]在職業教育和智能制造的深度融合發展過程中，根據智能制造的智能屬性進行教育形式的深化改革，導入基于人工智能技術的新型教育形式和教育資源，將優良的職業人才智能化的學習方式適應應用方式和實踐方式，而且更適應智能制造的發展要求。目前階段的相關研究方向多種多樣，對人工智能技術應用問題進行多角度分析，這方面的研究與具體的實踐情況有關，因此本文還將對相關問題進行革新和探討。

在國外，相關研究的數量相對較少，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，基于模塊化的教育資源的建設更強調了模塊建設的多樣性和多元性。教育方法模塊、教育內容模塊和教學平臺模塊建立更有效的教育反應機制，加快教育活動的重復和升級。

總體來說，國內外相關研究成果比較多元，且研究成果價值比較突出，對本文有一定的指導意義。但是，關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展的實際情況，尋求更適應的研究成果，切實推進區域教育改革，助力智能制造的發展。

3 智慧課堂的概念界定

關于智慧課堂的概念，還沒有統一的定義。國內很多學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。在信息技術的支持下，變革教育方法，將技術融入教室的教育，構筑個性化、智能化、數字化的教室學習環境，有效促進知識能力的培養的新型教室。

馮敬文[3]等認為，智慧課堂應該在新的技術環境下，以培養學生的智慧能力為目標，利用革新的變革教育模式構建輕松、快樂、個性、數字化的新教室。把智慧課放在以下幾點：智慧課是智慧教育、智慧學習產生條件的基礎，以培養學生個性的學習為目的，有創造性的學習能力，能讓學生進行知性的學習。

孫曙輝[4]等認為，“智能課堂”是基于建筑主義學習理論，使用“互聯網+”的思維方式和大數據、云計算、物網等下一代的信息技術構筑而成的，授課前、上課中、支持在課后全過程中應用的智能、高效的授課。

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

4智慧課堂的發展歷程

基于信息化視角的智慧課堂的發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”戰略開始，“智慧”概念在教育中得到普及和應用，從體現物質網絡“感知”特征的智能課堂到基于“電子書籍包裝”的智慧學習，從“云、網、端”到基于平臺的智慧教室，進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、平臺和應用的框架。第二階段是集成建設、綜合應用階段。在各種智能課堂平臺、資源系統的基礎上，基于大數據、云計算等技術，集成建設“教”“學”“評”“管”等信息化教育系統開展智慧課堂的全面應用和教育改革實驗和理論研究，結合學科特點，探索學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概念和常態應用模式。第三階段是融合革新、智能發展階段。在智能時代和教育信息化2.0的背景下，利用人工智能、大數據等智能技術向信息化課堂賦予能量，增強課堂的交互能力，提高課堂的教育智能化水平，促進智慧課堂的革新應用和學生的智慧發展。

5構建智慧課堂育人生態圈

以團隊自主研發的微課、省級精品課程、省級教學資源庫、信息化立體教材等為教學資源;以網絡實訓云平臺、超星泛雅及學銀在線、中國大學MOOC等為網絡教學平臺;以多媒體實訓機房、虛擬實訓機房、云端智慧教室為教學環境;將科研與競賽的“智慧”成果融入課堂教學項目中實現課堂教學的信息化、智能化，全面打造智慧課堂。

以“學生智慧生成”為教學目標，以智能移動終端、智慧學習環境、智慧學習技術、智慧學習資源為教學手段，實施“課前以學情分析為核心，課中以師生互動為關鍵，課后以個性化輔導為重點”全過程智慧教學活動，以線上線下多主體多維度評價系統為評價手段，全面打造智慧課堂育人生態圈，如圖1所示。

在目前的信息技術環境下，高職院校采用智慧課堂的教育模式，教師需要加強學校信息的分析和教師和學生的交互，為學生提供個性化的指導，不斷培養學生的創造性思維能力能讓學生發現問題，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個階段進行分析。

課前：自主學習，學習定教。學生登錄網絡教育平臺進行單元測試，在平臺上完成測試后，教師充分理解學生的認知能力后，在智慧教學平臺下發教學任務，推薦教育資源，完成學生的“學”，教師的“引”。

課中：師生互動，虛實一體。教師指導學生進入新課的具體情況，營造信息教學氛圍，利用網絡教育資源平臺為學生說明專業技術要點，學生分小組完成課程任務。在小組解決項目的過程中，教師引導學生，發現問題并解決。項目完成后，立即上傳到平臺，完成老師和學生的“教”“練”“測”環節。

課后：答疑解惑，反思總結。課后，教師及時將資料上傳到網絡平臺，讓學生好好復習，查閱資料，更好地掌握課程教學內容，師生共同完成“思”“拓”的環節。

6 育人成效

智慧課堂育人生態圈在軟件技術專業踐行6年，培養了軟件藍領共計4279人，其中64%的畢業生就職于湖南，助力湖南區域經濟建設。學生獲得“中國軟件杯”總決賽高職組一等獎1項，全國職業院校技能競賽二等獎3項、三等獎3項，湖南省職業院校技能競賽一等獎12項、二等獎14項、三等獎18項，創新創業比賽一等獎1項、二等獎1項，藍橋杯湖南賽區二等獎1項、三等獎3項，湖南省信息素養大賽學生組一等獎1項、二等獎1項、三等獎1項，獲獎學生數174人，培養了一大批優秀的“軟件藍領”。

參考文獻

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

[2]許利飛.大數據環境下智慧課堂教學模式的設計與應用[D].石家莊：河北師范大學，2018.

[3]高海波.基于電子書包的高中信息技術智慧課堂構建及案例研究[D].昆明：云南師范大學，2019.

[4]周婕.大數據時代下高職院校智慧課堂的構建[J].經濟師，2020（1）：232，235.

[5] 劉邦奇，李鑫.基于智慧課堂的教育大數據分析與應用研究[J].遠程教育雜志，2018，36（3）：84-93.

[6] 平懷林，鄧李君.基于智慧課堂的數據采集、處理與使用[J].教育實踐與研究（C），2020（10）：39-43.