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高校科技成果转化对接服务平台

【教育现代化成果推介】人大实现以学生为中心的智慧教学改革

2022-09-20 14:31:08
中国高等教育学会 https://heec.cahe.edu.cn

喜迎二十大,奋进新征程。2022年9月1日,由中国高等教育学会组织开展的“高等教育这十年 ——新时代、新科技、新内涵”云端系列活动已在云上高博会服务平台正式上线。

活动设立了“守正创新·教育现代化成果展”“开拓创新·高校科技创新成果展”“实践创新·大学生创新创业成果展”三大展区以及一系列行业云端研讨会,对企业、高校、大学生优秀创新创业成果进行集中展示,探索产业发展新模式、新合作、新思路。

守正创新·教育现代化成果展成果推介(四)

中国人民大学实现以学生为中心的智慧教学改革

2018年教育部印发的《教育信息化2.0行动计划》文中明确提出,要大力构建面向下一代网络的高校智能学习体系建设,通过加快基于大数据为驱动的智慧教室、智慧实验室等智慧学习空间的建设,探索以学习者为中心的泛在、灵活、智能的教育教学新环境建设与应用模式,积极推动教育理念与模式、教学内容与方法的改革创新。

中国人民大学作为一所以人文社会科学为主的综合性研究型全国重点大学,极为重视信息化技术与教育教学的融合建设。2013年4月22日,学校正式发布《中国人民大学本科人才培养路线图》, 明确将“信息化课程教学平台”列入路线图重点建设的十六个项目之一。2017年,智慧教室和智慧教学体系建设工作开始启动。

传统教学体系以普通多媒体教室构造的物理环境为主要教学平台。其不足之处主要包括:其一,前端教学场景在单一的物理空间中进行,课堂教学以教师讲授为主,因缺少必要的信息技术支持,内容呈现、师生互动频次均受限。其二,中端课程中心教学资源云平台缺失,教师的课堂教学资料主要依托“U盘”存储,无法实现与同类课程其他教师的资源共享,无法建设起统一的课程教学平台,师生课后互动仅能依靠电子邮件或微信等传统方式点对点进行,教师、助教和学生三者之间交流沟通和反馈均不足。其三,后端教学管理系统与前端、中端的教学过程环节脱节,教学过程中产生的诸如平时成绩、课堂考勤等数据无法植入教学管理系统,教学质量评价手段也因此受限。

中国人民大学智慧教学体系改变了传统的课堂结构,真正实现了以学生为中心的教学改革。其技术构成与功能实现主要包括:

(一)构建互联互通的泛在化的教与学环境和全程数字化的教学管理体系

如图1、图2和表1所示,中国人民大学智慧教学体系通过现代信息技术,可有效地将前端教学场景、中端教学资源平台和后端教学管理系统融合在一起,通过软硬件整体建设,构建起一个互联互通的泛在化的教与学环境和全程数字化的教学管理体系,有效地提升教学效果和教学管理水平。

图1   智慧教学体系组织结构图

图2  智慧教学体系前端、中端连接示意图

表1 智慧教学体系各项软硬件指标

(二)融合大数据、物联网、云计算、移动互联网、人工智能等多项信息技术

智慧教学体系建设融合采用了包括大数据、物联网、云计算、移动互联网和人工智能在内的多项信息技术。

图3  智慧教学体系技术应用

(三)智慧教学体系的核心和基础是拓展学习空间、重构教学模式和全过程一体化教学管理

拓展学习空间、重构教学模式和全过程一体化教学管理是智慧教学体系建设应具备的基础功能,也是其自身所要实现的核心目标。如图4、图5所示,多形态的物理学习空间与虚拟学习空间的有机融合能够为以学生为中心的教学活动提供有效支持,促进教学模式的改变,而全过程一体化的教学管理则能将智慧教学体系所有环节和所有平台有效融合为一个有机的整体。

图4  智慧教学体系下的学习空间的拓展

图5  教学模式改革前后对比图

数字化现场教学环境(智慧教室)建设是智慧教学体系构建的前端任务。通过智慧教室内多种终端设备与学生数字终端(手机、笔记本电脑等)的无缝连接和智能化运用,打破了传统意义教室的黑板、讲台和时空概念,实现了教与学的立体沟通与交流,提高了师生的互动交流频次和效果,学生从被引导者转变为主导者,促进了知识内化,活跃了课堂气氛,传统课堂也因此发生了结构性变革。而动态学习数据采集和即时分析功能的应用,可使教师依据直观的数据了解学生对知识掌握的水平,提前预知学生的潜在学习需求,并及时调整教学方案和教学内容。此外,诸如智能考勤、即时成绩统计等功能的使用,则可节省教师和助教的大量时间,提高课堂教学效率。

课程中心教学资源云平台建设是智慧教学体系构建的中端任务。如图6所示,教师可通过该平台,将与课程讲授相关的所有资料(包括MOOC资源)上载或关联到云端,并与同一课程其他授课教师实现资源共享,在教研室主任的统一协调下,逐步建立起该门课程的课程资料库,优化和规范本门课程建设。而师生在课堂外的互动交流也主要依托该平台进行,如资料分发、答疑、课下互动、作业布置、作业提交与成绩评定等,使之成为前端实体课堂外的另一个虚拟课堂,即做到“把知识传授过程放在教室外”。此外,如图7所示,通过该平台与前端实体教学环境相连接,学生也可获取前端教学的各项记录,包括PPT、数字板书、实况录像等,有助于课后复习。

图6  建设中的中国人民大学课程中心教学资源云平台

图7  课程中心常态化录播系统支持学生回看和远程教学

一体化教学管理系统建设是智慧教学体系构建的后端任务。教学管理系统是高校教学管理工作得以实现的重要平台,包括教学方案设定、教学大纲上传、排课选课、考试安排、成绩登录、学分转换、主辅修认定、毕业审核、研究生推免、国际交流选拔、教学质量评价、学业预警、实践教学等诸多模块,并与学校学生学籍系统相关联。与传统教学体系相区别,智慧教学体系下的教学管理系统要求与上述教学前端任务和中端任务实现一体化融合。如教学前端和中端产生的诸如学生考勤、课堂表现、随堂测验成绩、课后作业成绩等数据均与后端教学管理系统的成绩登录模块相连接,教师通过线上分拣操作,可即时和批量化产生平时成绩数据并予以导入,从而节省人力和时间,避免误差。而后端教学管理系统中的学生信息、班级信息、教学大纲等基础数据则同步呈现在前端和中端中,以实现基础数据的统一。

图8  中国人民大学本科教学管理一体化平台

(四)智慧教学体系包括数字教学档案、远程教学及文科实验教学等拓展功能

数字教学档案功能。在智慧教学体系下,由于信息化技术的大量采用,教学过程中由前端、中端和后端产生的全部数据均保存在云空间中,这些数据详细记录了本课程从开设到结课的全部信息,是完整的数字教学档案,在确保数据存储安全的前提下,具备长期保存、随时调阅的优势。同时,该档案也是开展教学质量监控和教学质量评价的重要数据来源。

远程教学功能。智慧教室因具备高品质的音视频采集设备和远程数据交互功能,使得远程教学的效果得以大大提升。学生在远程终端设备中可同步观看到现场教学环境的实时视频、PPT、数字板书等内容,也可在远程直接参与课程互动,实现线上线下同步教学。通过智慧教室,未来不同校区的学生可同步上课,在国外交换学习或因事请假的学生也可因此不再耽误本校课程的学习。

文科实验教学功能。智慧教室采用了多项信息技术,并配备高标准的硬件设备,能够实现大数据运算、多屏联动、远程互动等功能,在加载必要的专业软件的情况下,其本身即可视为文科实验室,可承担文科实验教学和科研任务,是实现实验实践教学的重要场所。

自2018年来,中国人民大学智慧教室从无到有,数量、质量均在稳步提高,中关村校区目前共有智慧教室89间,总占比达25.1%,在全国高校中名列前茅。近年来,在智慧教室建设及智慧教学软件的推广使用、数字资源平台建设以及教学管理信息系统建设方面,均取得实质性突破,适合中国人民大学人才培养与教学运行特点的智慧教学体系已逐步呈现规模化、体系化的特点。“十四五”期间,中国人民大学将响应国家“数字中国”建设号召,紧密围绕学校发展定位和总体目标,在云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、虚拟现实与增强现实等信息技术取得革命性发展的大背景下积极分析研判形势,通过技术更新和理念创新,全力推动智慧教学体系建设,努力打造国内领先、世界一流的数字化教学环境,逐步探索建立起具备学校发展特色的人文社科类综合性大学智慧教学与实验实践教学体系,助力“双一流”建设。

活动专区:中国高等教育学会“高等教育这十年 ——新时代、新科技、新内涵”云端系列活动

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