【摘要】：智慧教育是一种基于新兴信息技术的教育模式。它将互联网、大数据、人智能等技术应用到教学中，旨在实现个性化、智能化、互动式的教育。随着技术的不断发展，智慧教育逐渐成为高等教育领域改革的重要方向。智慧教学的快速发展主要体现在智慧教育理论内涵的丰富、智慧教学平台和关键技术的创新、智慧教学主体的变革、智慧教学模式的设计和多维度评价体系的构建等方面。 。为了适应时代的发展，智慧教学产生了在线智慧教学模式和混合式教学模式（浅智慧教学、深度智慧教学）。混合式教学模式结合了线上和线下教学的优点，更好地实现了教学的互动性和互动性。效力。多角度阐述智慧教育内涵、智慧教学平台、智慧教学要素发展，设计适应高等教育教学实际情况的教学模式和评价体系，为积极推进高等教育改革提供建议。教育整体打造新型智慧教学。

关键词：互联网+；智慧教学；在线学习；高等教育；多维度评价

CLC分类号：G434

文档代码：A

文章编号：1673-8454(2023)10-0093-09

作者：孙翔、冯清革，广西大学资源环境与材料学院（广西南宁 530004）教授、博士；罗进，广西大学资源环境与材料学院硕士研究生（广西南宁 530004）；林海英，广西大学资源环境与材料学院研究生（广西南宁 530004）；材料学院讲师、博士（广西南宁 530004）；梁艳，广西大学资源环境与材料学院副教授，博士（广西南宁 530004）

基金项目：2019年广西高等教育本科教学改革项目重点项目“信息技术支持的全流程大数据驱动智慧教学模式研究与实践”（编号：2019JGZ100）； 2022年广西高等教育本科教学改革项目一般类A类项目“‘环境监测’课程教学改革中‘PBL+线上线下混合式教学’的探索与实践”（编号：2022JGA117）

一、

2021年12月，中央网络安全和信息化委员会印发的“十四五”国家信息化规划提出，推进信息技术、智能技术与教育教学融合的教育教学改革，加快提升教育教学水平。教学质量和效率。 。 [1] 2022年，教育部明确将积极探索信息技术、智能技术与教育教学融合发展新机制，加强课程教学、学习方法、评价方式等创新探索……，进一步推进“智慧教室”建设。不断完善课堂教学模式的作要求。 [2]“互联网+”的发展势头极为迅猛，在此基础上提出的智慧教学将新一代信息技术与教育教学深度融合，是在“互联网+”背景下开展的创新实践。 ”。随着信息化的不断探索，教育也随着“教育+信息技术”的深度融合，向智慧化、智能化方向发展。但在实际应用中，机械式教学模式陈旧、课堂教学僵化被动、师生辩论缺失、大数据追踪流程不完善等问题层出不穷。智慧教学仍处于互联网推动的教育改革的初级阶段。 [3]因此，本文拟探讨信息技术与教学改革深度融合的特点、规律和途径，结合在线课程、智慧教具、翻转课堂的混合实践，总结信息技术驱动的智慧教育。可复制、可推广的大数据。教学模式,以期为高等教育教学改革提供有益参考。

2 国内外研究现状

智慧教学是当前教育信息化研究的一个热门词。纵观国内外学术研究和一线教学，智慧教学研究主要包括理论内涵探讨、学习平台和关键技术的创新与改革、教学模式的构建与应用等。

（一）智慧教育的理论内涵

智慧教育源于钱学森1997年提出的“网络空间智慧科学”，早在那时他就预见到信息化是发展智慧教育的必由之路。 2008年，时任IBM首席执行官彭明盛（Samuel Palmisano）在题为《智慧地球：下一代领导力议程》的报告中首次提出智慧地球的概念（地球的概念），在推动智慧地球建设方面极具影响力。智慧教育。 2009年9月，美国中西部爱荷华州迪比克市与IBM联合宣布将建设美国第一个“智慧城市”，智慧教育也应运而生。智慧教育的真正含义是利用现代智能技术创造智能信息化教育环境，改善教师教学和学生学习的方式，让教育中的不可能变成可能，从小能力到大能力。这样才能为社会的发展提供良好的价值取向、高思维品质和高行动能力。近年来，不同学者从不同角度对智慧教育进行了阐述，极大丰富了智慧教育的理论内涵。有学者从智慧教育功能与技术融合的角度认为，智慧教育是一个相对复杂的生态系统，由多种教育活动、过程和功能技术模块组成，也具有相互反馈机制。 [4]刘伟提出教育目标和教育方法之间存在内在一致性，这与语言学中的“概念融合理论”非常吻合，使智能教育从“语义融合”走向“概念融合”，进而走向“概念融合”。到“概念整合”。讨论系统集成。 [5]刘春燕从可能性和必要性的角度探讨了循证教育理念与教育技术的关系，提出循证教学的理论体系和操作方法可以弥补教育技术的固有缺陷，并提出循证教学的理论体系和操作方法。充分发挥自身能力。优势：成为“智慧教育”的先行者。 [6]有学者认为，智慧教育理论的本质是通过将知识转化为智慧来培养个性化的智慧主体，使人类个体得到主动、自由、自觉的解放和发展。 [7]有学者利用人智能探索个性化智慧教育路径，为智慧教育开辟新思路。 [8]有学者对国内智慧教学相关文献进行深入分析，发现对智慧教学内涵的理解是多元的，具体体现在：技术与教育双重视角的认识论、物的智能、人的智慧，“物的智能+人的智慧”三个本体论，以及技术、艺术、艺和教学相互促进的方法论。 [9]

(2)智慧学习平台及关键技术

智慧学习环境是一个建立在信息平台上的宏大系统程。建设这个系统项目需要技术、学习资源和智能服务的长期开发和整合。在智慧学习环境的具体设计和关键技术研究方面，研究人员结合现有研究基础并具体化，延伸到智慧校园、智慧教室、未来学习中心等典型智慧学习环境中。同时，我们还对教育模式的构建、平台实现方法、实际应用场景等进行研究。王晓春提出了多终端协同智慧教学平台框架。基于该架构，开发了以Pad为主体的多终端协同智慧教学支撑系统原型，将多终端协同智慧教学支撑系统的发展带入快道。 [10]有学者对实训教学空间进行创新，将人智能等先进技术融入到实训教学空间中，打造类似“游泳池”的全新沉浸式程实践环境。在该体系中，“压力系统”和“吸引力系统”并存，该系统能够有效提高学生在实训教学中的自主学习、实践、创新和抗压能力。 [11]有学者利用大数据分析Hbase数据库和SQL计算执行引擎，结合智慧教育数据分析，获取学生、教师和资源信息等，并传输到智慧教育信息云服务层，教师和学生可以利用该平台提供文件存储、课程管理、课程发布等服务，从而有效简化智慧教学流程。 [12]有学者构想了5G时代的智慧教学、远程教学、云教学、虚拟教学等应用场景。他们期待以5G网络为主体的智慧教学、学习方法、实验教学模式、教学评价等，催生定制课程、VR课程、游戏化课程等15个典型应用，创新人才培养范式在智能环境中。 [13]有学者从“技术-社会”共建的视角，对教育元宇宙的时代背景、理论基础、特征和应用案例进行了不同的分析，阐述了教育元宇宙的生态框架。 [14]有学者从搭建智慧教育平台、共建共享教育资源、制定资源保障机制等角度提出了虚拟教研室建设的新路径，助力构建智慧教学系统。 [15]

在典型的智慧学习环境和设计方面，国外学者的研究更加多元化和开放。除了典型智能学习环境的研究外，还包括借助教育游戏、Agent等新模型构建智能学习环境和个人智能学习环境的内容。有学者开发了一种智能系统，将视频游戏添加到基础教育中进行互动教学，使教学过程更加有趣和体验式。 [16]一些学者利用虚拟现实（VR）平台和头戴式显示器在虚拟世界中进行教学探索。通过不断完善元界平台和课程内容，减少遗留的技术限制，事实证明元界是精益教学的有效补充。 [17]

(3)智慧教学模式的构建与应用

当前，智能学习环境的建设正在迅速发展，学习者在智能学习环境中的学习过程和效果吸引了大量研究者的关注。有学者基于学习体验的定义，以刺激对象为主要视角，识别了智能学习体验的构成要素智慧流英语教育中心，并采用量表书写方法，制定了一套高度可靠、有效的智能课堂学习体验评价措施。表面。 [18]有学者基于认知负荷理论，阐明了智慧学习环境中知识、技术、策略和学习者四个主要因素对学习者认知负荷的作用，并分析了知识构建和信息处理、知识构建和信息处理等关键问题。诸如媒体技术和具的选择与配置、教与学的策略原则、学习者的特征等都在智慧学习环境中进行了详细的解释。 [19]有学者对智慧学习环境对培养学生创造力的支撑作用进行了深入分析。在此基础上，他们建立了基于智慧学习环境、注重合作的培养学习者创造力的模型。 、探索、迭代等，提高学习者的创造力；经过实证研究发现，该模型能够显着提高学习者的创造力。 [20]在信息技术发展过程中，有学者提倡“智慧课堂+MOOC+虚拟仿真”以及超算资源的高效利用，从而有效激发教学活力，旨在深度普及“智慧课堂+MOOC+虚拟仿真”的理念​​​​构建有利于人才的环境。培育良好的教学生态环境。 [21]有学者建立了“互联网+智慧+大数据+云”的个性化智慧教学ISDC模式，提高教学环境信息化水平，开展智慧教学管理和服务方面，教学大数据分析、提出了个性化智慧教学ISDC模式的实施方法，以促进个性化智慧教学在我国的实施。 [22]有学者对社会系统中的教育问题进行定性和定量分析，利用多维度数据进行综合分析，精准定位教育问题，加强教师数字化基础能力培养，充分发挥学校的教育优势。作用 中心的多学科合作优势。 [23]

国外对智慧学习环境教学应用的研究也主要聚焦于学习者。结合著名的Offset评估模型和分层评估框架，有学者提出了一种方法“Pe RSIVA”来评估智能在线学习环境生模型的有效性和准确性。它可以对学生的满意度评价、表现、过程、行为、状态等结果进行，教师根据这个模型进行评价并做出自适应决策。 [24]为了验证智慧课堂对相关专业学生学业成绩的有效性，研究人员发现，使用智慧课堂进行教学后，学生的学业成绩明显提高。 [25]有学者对学习管理系统（LMS）下的教学风格、平台上的学生行为类型以及学习成果进行评估，分析LMS下的协作行为，发现协作小组的学习成果具有同质性。化，但群体成员的行为仍然不同。 [26]

通过对国内外智慧教育环境研究现状的分析和梳理可以看出，当前智慧学习环境的研究主要集中在智慧教育的概念、内涵、特征以及组成部分、框架和智能学习环境的实施。对关键技术进行了阐述。然而，对于智慧教育的教学目标、教学主体、教学平台、教学流程、应用效果等方面的研究则显得相对薄弱。由于智慧教育理论本身的复杂性以及智能技术发展的局限性，目前在建立功能齐全的智慧教学模式方面还存在不足。目前，智慧教育研究的疑点主要包括：①在现实教学中如何为学习者开展智慧教学作； ②如何实现学习者、教师、教学环境等教学要素之间的高效沟通，并进行公平有效的教学评价； ③影响教学的归因和因素有哪些，如何识别、避免、提高智慧教学效果。针对上述质疑，本研究从智慧教育的本质要求出发，从智慧教学模式的构建出发，深入探讨智慧学习环境、在线和移动互动学习环境的功能和整体架构。 、教育大数据分析应用、教学模式优化与构建。此次讨论从实际应用的独特角度为智慧教育教学提供了新的模式，也为智慧教学模式的评价提供了新的路径。

三、智慧教学要素

(一)教学目标

明确教学目标是智慧教学模式构建的基础，主要体现在课堂教学改革、课堂结构优化、单一传统实体教室向智慧教室改造等方面，如图1所示。教学中，有必要分析“互联网+”信息技术与课堂教学改革的关系，明确“互联网+”信息技术与课堂教学深度融合的必要性和意义。智慧教学要求揭示课前、课中、课后全过程智慧教学的内涵和特征，分析MOOC、SPOC、微课、翻转课堂等不同模式智慧教学的区别和联系，明确从单一的传统实体课堂到互联网课堂、翻转课堂和混合课堂的多重共生递进关系。课堂结构明确了重构“教师、学习者、在线学习资源”三位一体、线上线下混合、双向互动的教学生态系统的要求，体现了“参与式教学、智慧学习、个性化管理”变革与教学流程再造要求，论证了信息技术与课堂教学深度融合的实施途径、多种可行模式、主要制约因素、破解方法和环境要求。

图1 智慧教学目标图示

（二）教学科目

传统教学模式的教学主体主要是“教师”或“学生”。单一式的知识灌输导致学生失去学习兴趣，逐渐产生“外人”的自我定位外教，陷入“老师教得痛智慧流英语教育中心，学生学得麻木”的困境。改进后的教学模式的教学主体为“教师+学生”后，师生之间的互动更加频繁，沟通更加密切。智慧教学将教学主体定位为“教师+学生+智慧系统”的三元复合主体，如图2所示。它找到了在线学习的捷径，开辟了共享教学资源和教学设施的平台，突破了教学壁垒。教师和学生之间的沟通。智慧教学的发展需要唤醒智慧教师的主体，让教师成为智慧教学的引领者。在教学过程中，教师应尊重学生个体差异英语培训，及时改进教学方法，丰富教学资源，引导学生构建知识体系。 [27]同时，聪明的学生主体被唤醒，配合老师的教学安排，利用智慧教学平台，自我调整学习状态，发挥主观能动性。智慧系统是连接教师和学生的桥梁。监控教师的教学状况，评估学生的教学状况，对学习成绩不合格的学生进行警告，并提供学习计划指导。三维复合学科相辅相成，是完善智慧教学模式构建的中流砥柱。

图2 智慧教学主体

（三）教学平台

智慧教学平台以中国大学MOOC、iCourse、智慧树、学堂在线、学音在线、优客联盟等主流MOOC学习平台为基础，以界面友好、交互灵活、管理智能、过程学习为评价标准。以行为数据的丰富性、学术分析的及时性和准确性、功能的完备性、点播服务和自适应辅导服务的多功能性、社会存在感等作为评价指标，选择更符合智能的服务。教学标准。虚拟学习支持载体。同时，智慧教学主流教学方式包括“钰课堂”、超星“学通”、科大讯飞“智学网”大数据个性化教学系统、“纸笔智慧课堂”系统、蓝墨云课堂移动助教等。辅助具主要从交互界面的友好性、与在线学习资源平台的兼容性、服务功能等方面进行评价。以学习过程记录的多样性、完整性、学情分析的及时性、准确性以及是否有“红包+弹幕”、有助于提高趣味性的功能模块等作为评价指标来评价并筛选出更多符合智慧教学标准，用于线上、线下、混合式教学课堂的移动助教具。在大数据、云计算、人智能等技术的支持下，可以实现差异化教学、精准教学、智能指导、O2O（Online to Offline）无缝链接、实体课堂与虚拟教室融合，变得更加智能化。一种更有利于提高教学绩效的新型智慧教学软硬件支撑系统，如图3所示。

图3 智慧教学平台

4、智慧教学设计

（一）在线智慧教学模式的探索与实践

笔者团队依托广西大学SPOC平台和国内主流大型MOOC平台已成功运行多期的《环境管理》、《环境遥感》、《环境信息处理技术》等课程。面向全社会开放，筛选出符合智慧教学标准的。在线课程平台作为支撑服务的“媒介”。针对目前在线课程教学内容静态、单一，学生在线学习倾向、态度等学习行为的数据捕捉和反馈环路尚未形成，教师的引导作用不强，教师之间的互动对话而学生是不足的，学生的学习是适应性的。解决辅导匹配弱、辅导功能差异化等问题，实现在线课程的智慧教学设计。在线智慧教学模式如图4所示。在教学中，“通用化设计”与“情感化”设计相结合，可以增加学习兴趣，明确需要掌握的基础知识点和扩展知识点，掌握相匹配的知识点。每个知识点都有难度级别的测试题库。增加与知识点延伸相匹配的科普视频和延伸阅读材料，理顺与知识记忆、知识应用、突破创新相对应的“教材”、“学习材料”和“创意材料”。与网站“媒体”服务商合作，通过学习行为数据抓取来识别学生的学习状况，发现在线学习中潜在的作弊行为（如使用刷课具、打开视频做其他事情等）并能够纠正他们提供早期预警和说服。根据学生的学习行为和表现数据，如知识点微教学视频习时间的思考比例、课后试题辅助巩固知识点的错误率等学习行为和表现，表现数据，利用人智能算法推断学生未掌握的知识点，并提供进一步的辅导建议和重新模块化试卷生成新的试题，帮助学生最终掌握知识点并细化辅导功能。课后，根据学生非必修知识点的学习轨迹数据，自动推送更多与知识点相关的拓展资料，实现个性化服务功能。

图4 在线智慧教学模型

（二）线上线下混合智慧教学模式的探索与实践

混合式教学模式根据实际应用场景可分为轻度智慧教学和深度智慧教学。笔者团队依靠《环境质量评估》、《生态设计》等没有拍摄教学视频的课程，挑选出符合智慧教学标准的各类教辅APP，作为服务媒体。该设计可以提高兴趣和互动性。和学习绩效教学模式。面授课堂实践“教学PPT课件”与智能教具相结合的轻混合式教学。课前通过智能教具发送PPT智慧流英语教育中心，课堂上利用智能教具对PPT进行讲解和测试。智能教辅具允许学生根据自己的理解程度留下“理解”或“不理解”的反馈以及其他相关问题。智能教辅具记录学生课前PPT预览情况、课后复习情况以及课堂内容。回答课堂测试问题的表现。教师根据学生反馈的“听不懂”的知识点和课堂测试错误率较高的知识点，及时调整授课过程“互联网+”背景下智慧教学模式的设计与实践，重点讲解。正确较高的知识点可以加快进度，避免浪费更多时间，做更多事情。对教学过程进行适应性调整。同时，利用智能教具上课二维码签到、摇一摇随机点名、直播互动弹幕讨论、发红包奖励等，增加课堂的紧凑性和趣味性；智能教具自动记录每堂课，分析每个学生的学习行为数据和学习表现，并提供优秀学生排行榜，作为日常表现的量化依据。

作者团队已在广西大学SPOC平台和向全社会开放的大型主流MOOC平台上成功运行多门《环境管理》和《环境遥感》课程。以智慧教学标准的各类教具、APP为服务媒介，实践在线学习平台、智慧教具、翻转课堂相结合的深度混合式教学。除了上述轻度混合的智能功能外，在捕捉、评估和分析学生在线学习平台的学习行为数据和智能教具的学习表现数据的基础上，在翻转课堂环节中，进行教学设计经过优化，专注于基于问题的学习。基于问题的学习（Problem Based Learning，PBL）、基于项目的学习（Project Based Learning，PBL）、学习、探究学习、辩论学习、协作学习、案例学习、沉浸式学习（learning by doing）等混合智能教学模式。如图5所示，在翻转课堂中增强了学生的主动性，增强了学生的知识应用和创新能力。

图5 线上线下混合智慧教学模型

(3)智慧教学下基于大数据的多维度评价分析

多维度评价分析是基于在线学习平台环境和智能移动教具中产生的学生过程学习行为大数据以及期末考试成绩表现数据智慧流英语教育中心，对过程学习行为数据的价值进行分析，确定过程评价应包括指标及其合理性、评价标准、评价权重等，分析不同取向的过程评价对学生主观能动性、互动性、参与性的促进作用。改善效果；分析过程评估结果与最终考试结果之间的相关性；评估诊断是否可以提高学生对知识点的掌握水平，同时增加对形式的兴趣；通过在线问卷收集学生自我评估信息，并提供有关智能教学模型的普及和反馈的见解，对智能教学模型下的收益和损失的反思，以及对智能教学改革的模型，方法和方法的持续改进，如图6所示。

图6智能教学的多维评估系统

5. 结论

在“ Internet +”教育的发展过程中，本文讨论了智能教育的理论含义，智能教学平台和关键技术的探索，教学模型的分析，多拟合智能教学计划的设计以及构建的设计基于大数据的多维评估的智能教育。教学系统的要点。在“互联网 +”时代，智能教育致力于通过“教师 +学生 +智能系统”的三个主要实体的合作来改革课堂教学和课堂结构，并实现从单个实体课堂到多个智能的转变课堂。通过合理地使用智能教学平台，可以灵活地切换轻巧的智能教学和深度智能教学，并且可以建立多维评估系统阿卡索，以及时获得学习状态并提供指导，为国民经济建设提供人才支持和发展，并丰富高等教育向情报的转变。改革之路。

参考：