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        構建中國特色智慧教育體系的思考與實踐

        發布時間:2022-08-22 作者:張軍 來源:中國教育新聞網-《中國高等教育》

        [摘 要]在新時代,中國高等教育發展迎來歷史性變革,正向著智能化、智慧化方向發展。本文系統分析發展智慧教育的主要驅動力,在深入探討智慧教育的內涵與外延、目標與理念、特征與定位的基礎上,提出智慧教育實施的“五維教育”方案,并結合北京理工大學智慧教育實踐情況進行案例分析。

        [關鍵詞]智慧教育;人工智能;以人為本;“五維教育”

        在新一輪科技革命和產業變革中,人工智能及相關技術的突破,正給全行業帶來顛覆性影響。高等教育在人工智能時代扮演著雙重角色:一方面,高等教育肩負著培養人工智能時代各類人才的歷史使命,高等學校及相關機構需要轉變教育教學理念、技術、方法,以適應人工智能時代的人才培養目標、需求和規律;另一方面,高等學校本身也是人工智能的主要應用場域,教育教學活動深受人工智能技術革命的影響,傳統高等教育人才培養模式需要轉型、升級和創新發展。本文聚焦高等教育中的智慧教育,圍繞智慧教育變革的驅動因素、內涵外延、實施方案等展開理論探討,并以北京理工大學為案例,對高校開展智慧教育的有關規律展開深入分析。

        智慧教育:新時代高等教育變革的主要方向

        高等教育改革與時代發展息息相關。在新時代,中國高等教育迎來歷史性變革,主要趨勢是朝著智能化、智慧化方向發展,其驅動因素主要為以下三個方面。

        1.高等教育變革的時代新要求

        建設教育強國是中華民族偉大復興的基礎工程,必須把教育事業放在優先位置,深化教育改革,加快教育現代化,辦好人民滿意的教育。高等教育辦學活動應從教育現代化建設需求和讓人民滿意的角度出發,人才培養的核心地位應體現為“四個凸顯”,即教育是國之大計、黨之大計的地位更加凸顯,教育改革開放趨勢更加凸顯,教育對建設現代化強國的支撐作用更加凸顯,教育為人民服務的價值取向更加凸顯。

        在建設世界一流大學的進程中,高等教育人才培養模式變革應與時俱進,應面向教育現代化的全球發展趨勢作出積極調整,關鍵就是引入教育現代化的核心理念、標準、方法、技術,將智能教育、智慧教育概念融入高等學校辦學全過程,更高質量、更科學化地開展人才培養活動。

        進入人工智能時代,高等教育治理目標和治理體系正發生深刻變革。一方面,對于學生而言,要實現以學生為本的有價值的成長。智慧教育時代,精準化、科學化地進行人才培養成為可能,這為高校貫徹以人為本的教育理念帶來歷史性機遇,高校應更多尊重學生成長規律,更多關注學生外在和內在潛能,精細化制定人才培養方案,尤其是科學評價人才培養成效,以人才培養的知識、能力、思維等增值來評價教育教學的有效性。另一方面,對于教師而言,要實現以教師為本的有價值的成長。進入智慧教育時代,對于教師成長的觀測和服務應成為大學治理的關鍵內容。高校應充分運用大數據和人工智能方法,科學化、精準化、個性化制定教師成長的服務和支持方案,為各類創新型學術人才真正“冒出來”營造良好環境。

        2.國內外環境深刻變化的歷史新選擇

        當前世界正面臨著百年未有之大變局,新一輪科技革命和產業變革深刻影響并不斷調整著世界格局。此種背景下,各國高等學校、研發機構、科技企業等競爭加劇,高校必須及時調整辦學理念、目標、內容、方式、方法、技術等,并通過智能化、智慧化的人才培養模式改革,深度賦能技術創新,有效培養適應未來經濟社會發展、能夠參與全球競爭的高素質人才。這就要求我國高校人才培養活動必須與本輪新技術革命緊密銜接,尤其是要率先面向智能化、智慧化方向轉型。

        3.智慧社會發展推動智慧教育變革

        進入人工智能時代,海量數據的教育資源出現,教育不再是工業標準化的產物,而是朝著交互式、自主性和定制式發展,以智慧賦能教育成為重要發展方向。同時,知識網絡化、教育信息化不斷催生變革,智慧教育成為了社會進步和教育資源高效利用的重要一環,其社會關注度日益增強。高校借助大數據和人工智能方法,將可以實現人才培養活動從精準招生到精準培養的全過程科學化監控和管理。通過大數據和人工智能方法形成有關人才培養規律的(準)因果式關系,可以直接指導教育教學改革。高等學校也可以借助智能化手段,真正做到因材施教,形成以人為本、多元成長的新的教育理念。

        智慧社會背景下,高校人才培養活動將從工業化走向個性化、從標準化走向定制式。在此階段,智慧將賦能教育,教育活動內容將更為精準,高等學校人才培養活動進入可調整、可定義、可自主、可交互的自主個性、研討探究階段。

        與此同時,全球教育教學也在向智慧化、智能化發展轉變。當前國際高等教育變革發展的總體趨勢是融合、轉型、開放,這進一步要求高校面向智能化方向轉型發展。我國高等教育也應準確思變、科學應變、主動求變,借助智慧教育理念、方法和技術實現高等教育跨越式發展。智慧教育是教育發展到信息時代的產物,是對移動互聯網、云計算、大數據、智能終端等新一代信息技術與產品的綜合運用。目前,智慧教育已成為各國教育信息化的重要組成部分,是全球各國順應“互聯網+”時代全球教育轉型的必然選擇。

        智慧教育的時代內涵

        結合以上對于智慧教育背景的分析,可以認為,智慧教育是以先進信息技術、腦智(類腦智能、人工智能)技術、教與學技術為依托,通過學習心理、心理科學等賦能教育教學創新,通過人機互動、數據共享、知識互聯,滿足學生個性化、精準化、智慧化學習需求,以知識的融合交叉實現知識衍新,通過智教智學釋放教育生產力,重塑教育生態,構建以人為本的精細化教育治理體系,為師生提供有價值成長的教育新模式。

        1.智慧教育的內涵與外延

        從智慧教育概念的內涵來看,智慧教育本質上是一種全新的教育模式,是信息化教育的拓展與延伸,是破解傳統各類教育難題的重要手段,是教育理念、教學模式、管理體制等在新技術支撐下的革命性創新。智慧教育的內涵根植于新技術,旨在全方位服務于人才培養活動,可以最大限度發揮育人效應,打破專業課程壁壘,通過賦能使課程承載起信念教育、專業訓練、素質提升等多重教育目標。致力于培育人的德性與才智的智慧教育,則需立足學生人文底蘊、科學精神的形成,并將人文底蘊、科學精神外化為學生的自主發展與社會參與,從而涵養、生成人的智慧。

        從概念外延來看,智慧教育體系引領下的教育發展,需要在教育理念、教育模式、教學體系、教育管理等方面進行系統改革。一是理念改革。智慧教育的核心理念是促進師生有價值的成長。智慧教育時代,高等教育辦學理念應真正做到“以學生為中心”,教育教學活動的本質不再是知識傳輸,而變成激發學生自身潛能,高校要成為具有挑戰性、創新性、個性化、貫通性的學生成長基地。在智慧教育時代,教師的角色和身份也相應改變,要改革并完善教師的激勵體系,打造教師智慧成長的階梯,最終實現師生共同成長、雙向激勵。二是體制改革。智慧教育的核心,是打造無壁壘的跨學院、跨學科的教學組織。智慧教育時代的核心課程,應由學校統籌評估,教務部門跨學院組織,以此打破專業學科壁壘。智慧教育的體制改革還需要深化課堂革命,探索線上線下融合、項目牽引驅動的新課堂模式,將新技術廣泛融入新課堂。三是技術變革。智聯網的發展為智慧教育開展提供了技術基礎。教育技術是幫助人得到發展的主體技術。感知層實現多元全面持續的協同感知,網絡層建立泛在多尺度的教育信息網絡,計算層著眼于教育數據挖掘和知識拓展,最終服務層提供多元個性化的教育定制服務,有望真正實現數據共享、知識互聯、群智協同、教育智學。

        2.智慧教育的目標和理念

        智慧教育的核心是以人為本,最大化激發教育參與者潛能,提高教育效能。智慧教育的最終目的是培養智慧型人才,而智慧型人才是指高階知識、專業能力、良好技術素養與高尚品德高度耦合的人才。

        一方面,智慧教育堅持以學生為中心,既面向未來智能社會需要展開人才培養活動,又徹底激發學生潛質,實現學習者角色從被動到主動的轉換。一是促進學生博專相濟。智慧教育將全面釋放各類線上線下教學資源,為學生通識教育提供更多渠道、更多內容、更多方法,為學生成長為博專相濟的復合型人才提供新的教育路徑。二是深挖學生自主潛質。智慧教育時代將實現知識內容或獲取渠道的極大豐富,將打破學生主要從高校獲取知識的傳統路徑依賴,高校教育教學活動的主要目標由知識傳授逐步轉變為方法指導,學生學習從被動接受逐步轉變為主動參與。在此過程中,借助大數據和人工智能技術,還可以精準定位學生特質,因材施教深挖學生潛質,改變知識傳輸路徑,凸顯學生學習的自主性。三是激活學生好奇追求。進入智慧教育時代,尤其要注重對于學生好奇心的發掘和保護,學生不應是課程、知識、教學活動的被動參與者,而應該擁有基于自身喜好教育選擇權。四是促進學生個性激發。智慧教育應借助各類新的理念和技術手段,充分激發學生的個性,讓優勢更優、特長更長,讓高等教育活動從標準化逐步過渡到個性化教育。

        另一方面,智慧教育應堅持以教師為中心,助力教師成長,促進高等教育內涵式發展。一是學術賦能。人工智能時代將改變學術職業的成長規律,借助大數據和人工智能等技術,學術創新渠道、方法和技術增多,新信息和新知識獲取的時效性增強,學科交叉融合與國際化合作等可能性增大,基礎創新、底部創新、顛覆性創新成果可能不斷涌現,這為高校教師學術發展帶來新的機遇。二是因材施教。在智能教育時代,由于智能載體或設備代替了教師的絕大部分知識傳播的任務,使得他們能夠有時間和精力進行有針對性的點撥,實施精準教學,可以基于對學生精準的大數據畫像,細致區分學生特質,實現因材施教,實施個性化教育。三是導學精育。智慧教育時代有望全過程全方位追蹤式開展學情教情等分析,實現對人才培養的導學精育。四是深度浸潤。智慧教育時代有望形成全校園立體式智慧教育環境,形成以智慧智能為核心的教育體系,實現學生在校期間面向智能化教育的深度浸潤。

        3.智慧教育的定位與特征

        智慧教育的關鍵定位在于三個方面,即智慧化、個性化、精準化。

        一是智慧化。進入智慧教育時代,教育資源的多樣開放帶來了海量的在線優質內容,信息手段充分應用形成各類信息化教學空間,新基建則完善了端邊基礎設施等,促進了信息化發展的質變。在此背景下,高校教育教學活動進入智慧化時代,對于學生而言,從招生、培養到就業,全過程納入智慧監控平臺;對于教師而言,從教學、科研、社會服務到國際化,全內容納入智慧教育平臺。智慧性的本質是提高高校辦學效率,動態化調整高校辦學策略,為學生和教師的有價值成長助力。

        二是個性化。智慧教育尊重每一個教育參與者,凸顯多元智能理論和多元成才觀,尊重個性、承認個體差異、深挖個性并激發個人潛能,知識和能力并重開展人才培養活動。與此同時,智慧化時代也可以做到真正的教學相長,教師在開展個性化學生培養活動中,也能促進個人價值提升。

        三是精準化。智慧教育時代將大幅提高教育教學活動的精度,精準化辦學將大幅提高人才培養效率,提高學習成功可能性,各類智能輔助設備和機器人也將大幅提高科研成功率,降低研發成本。除此之外,還可能為學生學習和教師發展提供更為科學化的評價模型,優化教育評價體系。

        “五維一體”打造智慧教育體系

        北京理工大學以智慧和互聯為理念,構建集三維空間、時間維度和知識維度于一體的“五維教育”,并通過“五維教育”具體實施,體現智慧教育內涵?!拔寰S教育”的核心目標是突破時間和空間的限制,為學生的知識獲取、知識內化、知識增值提供全方位服務?;凇拔寰S教育”這一新型教育模式,近年來北京理工大學不斷嘗試和探索,從開發“沉浸式體驗”思政課程學習模式、構建“延河課堂”等方面入手,積極打造具有北理工特色的智慧教育體系。

        1.打造“智能交互”與“沉浸式體驗”于一體的立德樹人教育平臺,提升學生知識衍新和知識增值的效率

        全面貫徹黨的教育方針,改革創新教學模式,構建虛擬仿真思政課程空間。為推進高校思想政治工作改革創新,運用大學生喜歡的表達方式開展思想政治教育,北京理工大學成立了“虛擬仿真思政課體驗教學中心”,并專項劃撥200平米專用場地,將虛擬現實技術(VR)應用于思政課堂,滿足了大規模教學的需求。目前,這種全新的思政課程可以實現本、碩、博思政課程的全面覆蓋,能夠滿足目前30至60人思政課教學班的授課需要。

        利用前沿數字化虛擬仿真技術,貫通空間維與時間維,升級知識共享與傳播途徑。北京理工大學運用豐富的教學資源,利用前沿數字化虛擬仿真技術,推動現代信息技術與思政課深度融合,把學生帶入紅軍長征、延安烽火、新文化運動等歷史場景中,讓學生在沉浸體驗中更加深刻地理解史實。此外,北京理工大學的虛擬技術體驗課也嘗試融入中華五千年文明、世界經濟發展、環境保護、文化交融以及戰爭與和平等主題的內容,不斷探索更加豐富充實的思政課程,構建立德樹人綜合教育平臺。

        成功打造視、聽、觸、學相結合的思政教學體驗,通過更震撼、更豐富、更直觀、更形象的視聽盛宴,提高學生的積極性和參與度,加速知識獲取與知識內化。北京理工大學“沉浸式”智慧教育的探索,將虛擬仿真、影音視聽和在線學習集成在一起,給學生提供身臨其境的生動思政場景,打造出視、聽、觸、學相結合的思政教學模式,增強教學過程的吸引力和感染力,提高學生在思政課堂中的積極性和參與度。

        2.以“延河課堂”為載體,促進知識維度的全方位延伸

        北京理工大學多年來以“學本名師、智聯融動、育教衍新、明德精工”為理念,形成了集“課程資源、線上教學、運行監控、多維評價、開放共享、國際一流”六位一體的綜合教學體系,共分為直播課堂、錄播課堂、精品課程、課程思政、百家大講堂和專題課堂六個模塊,成功打造常態化教與學的資源匯聚平臺,即“延河課堂”?!把雍诱n堂”主要包括三個共享平臺,分別是“云錄播”“樂學”“云課堂”。三種形式平臺各有側重,匯聚整合了北京理工大學海量的優質教學資源,完整覆蓋教學的各個場景,促進師生間知識轉移和交流互動。

        通過“云錄播”突破空間限制,達到“身臨其境”的遠程教學效果,提高知識獲取的靈活性?!霸其洸ァ蓖ㄟ^連接教室內的攝像頭等硬件設施,自動對課堂內容進行實時直播或錄制,讓遠在千里之外的學生也能體驗到現場氛圍。這種授課方式巧用信息化技術擴展教學空間維度,為各類學生打造質量一流、面向國際的線上精品課程,尤其是在疫情防控期間,為海內外留學生提供“身臨其境”的在線課堂學習機會?!霸其洸ァ蓖黄瓶臻g限制,擁有無障礙、無限制的線上學習模式,為各類學生提供了自由、自主選擇課程學習的機會,學生不再局限于自己的專業領域,而是可以根據興趣和喜好豐富自己的知識儲備。

        通過“樂學”協同時間和空間維度,整合各種教學資源進行教學全過程的精細化管理,提升實踐環節和復雜知識的內化效果?!皹穼W”側重教學過程管理,是將課堂教學內容與網絡資源及信息技術相結合的線上教學互動平臺,覆蓋各類網絡終端。教師通過“樂學”平臺可分享課程講義、測驗、作業、題庫等資源,同時可以設置教學進度跟蹤、教學進度管理、日常成績管理等,完成線上教學全過程的管理?!皹穼W”平臺還置入了自動評判功能,能對學生提交的作業等內容自動批改,提高教師教學管理效率。同時,針對更多實踐操作環節的課程,“樂學”平臺為學生提供了優質的實踐環境,幫助學生將所學的理論知識轉化為實際操作,有效提升了學生實踐能力?!皹穼W”也為學生群體提供了自行學習進度設置和疑難問題解答渠道。

        通過“云課堂”實現教與學的實時互動,加速知識共享與傳遞?!霸普n堂”是借助“i北理”實現師生間的即時溝通工具,其采用社交網絡中的扁平化溝通方式,形成以交流討論為核心的全新教學形態。通過“云課堂”,可以充分利用信息化技術豐富教學資源,通暢跨校區辦學的交流渠道?!霸普n堂”通過時間維和知識維的協同配合,提升知識傳遞的效率,使知識在教與學中實時共享、實時傳播、實時轉化。

        【作者張軍:中國工程院院士,北京理工大學黨委書記】

        原載2022年第13/14期《中國高等教育》

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