高等教育智慧化转型研究.pdf

21是开启了人类学习新阶段。3000年前学校诞生供给关系由被动供给转向主动消费、供给单元开启了人类有目的、有计划、有组织的文明传由系统整体转向碎片化知识、供给内容由统一递历程，300 年前级授课制建立使得大规模、的标准化转向多渠道的个性化、供给主体由单大众化、标准化的教育得以实现，数字化智能一机构转向多元主体甚至草根。化发展使教育教育进入了大规模、普及化基础1.2.5 大数据推动教育考核评价和管理方式上的个性化时代。二是教育进入“三元空间”变革支撑时代。在物理空间、社会关系空间基础上基于全口径、长时段的个人教育考核数增加了信息网络空间支撑，教育受时空限制更据，教师画像、学员画像、课程质量评价越来少，资源共享将更加便捷，学习行为数据化将越精准，因材施教水平越来越高。同时，在数促进教育供需匹配和效率提升，知识众筹、社据驱动下，教育管理越来越系统、精细和扁平群学习等成为新方向，彻底改变了传统模式。化。三是随时随地按需的终身学习成为可能。数字1.2.6 现代人工智能颠覆传统教育方式化智能化技术扩大了“人人皆学”的覆盖范ChatGPT等大模型技术，以诸多“公开”围，拓宽了“处处能学”的空间广度，延展了的人工智能技术突破、互联网上的海量文本、“时时可学”的时间尺度，提升了干部教育教云计算所提供的大规模计算能力为基础，给人育泛在化、个性化、精准化水平。类学习和教育教育带来新的无限可能。1.2 智慧化化变革总体方向1.2.1 线上线下融合推动教育模式变革先学后教、以研和练为主的混合式教学初平台和学习资源建设智慧化转型露锋芒，主课堂与分课堂同步授课方式逐步出现，元宇宙技术形成新型的实操教学教学情2.1 国家智慧教育平台境。教育部2022年3月上线，实现了基础教育、1.2.2 在线灵活学习推动学习方式变革职业教育、高等教育的智慧服务全学段贯通，教育从校内走向校外、从线下走向线上、可提供丰富课程资源和大学生就业等服务。平从集中走向自主，入学和毕业之间没有界限，台旨在解决各类学习者在使用中遇到的资源分更加灵活、自主、便捷，并可伴随终身。散、数据不通、管理不规范等问题，重点为全1.2.3 开放共享推动教育资源建设方式变革国师生和社会学习者提供高效便捷的教与学服资源提供者更加多元，资源建设、选择、务的国家级资源平台、为各级教育行政部门和推荐、分享、评价更加方便，资源迭代周期变学校提供教与学大数据分析研判的智能化管理短，使解决优质资源稀缺和供需失衡等问题成平台。平台连接52.9万所学校，面向1844万教为可能。师、2.91亿学生和广大社会学习者，汇聚中小1.2.4 互联网思维推动教育供给方式变革学资源4.4万条，访客已超11亿人次、访问超过供给方式由集中面授转向线上线下混合、摘 要：以ChatGPT 和元宇宙技术为代表的新一代人工智能技术给全球教育带来了新的机遇与挑战。新一代人工智能技术将会深刻影响人才培养的目标、方法和内容，加速推进大规模个性化学习，驱动教育教育教学变革。本文将从智慧化教育转型方向、平台和教育资源智慧化转型、教育模式智慧化转型、教学方法智慧化转型等方面进行详细概况。既反映当前智慧教育的技术和产品现状，也探讨智慧教育的未来趋势和发展方向，为智慧教育的未来发展探索最优的路径。关键词：高等教育；培训；智慧化；数字化；转型8/2024 YiBinKeJi2024 YiBinKeJi/9星火 科技论坛 王娇娜 (四川轻化工大学图书馆)尚建平 范华军(四川轻化工大学化学工程学院)高等教育智慧化转型研究党的二十大报告提出要“推进教育数字力。信息化促进教学变革不但需要技术的力量1,2化，建设全民终身学习的学习型社会、学习型和资本的力量,而且更需要先进思想的力量。大国”。习近平总书记近期强调指出，“教育总之，智慧教育是教育科技领域的一项重数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育要创新，它将改变教育教育的形式和内容，促发展新优势的重要突破口。进一步推进数字教进教育的均衡化和科学化，为我国社会的可持3-5育，为个性化学习、终身学习、扩大优质教育续发展提供强有力的支撑。资源覆盖面和教育现代化提供有效支撑”。信息化可谓是人类的第二次进化,我国在信息化建设与应用方面成就显著。党的十九大提智慧化转型方向出要建设网络强国、数字中国、智慧社会。其中具有一定的层次结构:网络强国是基础设施建1.1 智慧化给高等教育带来系统性变革设,数字中国是各领域的业务形态变化,智慧社云计算、大数据、物联网、人工智能、移会要体现以人为本的价值。中国教育现代化动终端等技术改变了人类的生产方式和生活方2035 中 也 讲 到“加 快 信 息 化 时 代 教 育 变式，对高等教育的影响是深层次、全面性、颠革”。因此,问题驱动面向当下,理念引领指向覆式的，是对现有教育模式的改造和对未来教未来,二者成为信息技术促变教育教育的双驱动育模式的想象，影响正在开始，远未结束。一宜宾科技2024年1期21是开启了人类学习新阶段。3000年前学校诞生供给关系由被动供给转向主动消费、供给单元开启了人类有目的、有计划、有组织的文明传由系统整体转向碎片化知识、供给内容由统一递历程，300 年前级授课制建立使得大规模、的标准化转向多渠道的个性化、供给主体由单大众化、标准化的教育得以实现，数字化智能一机构转向多元主体甚至草根。化发展使教育教育进入了大规模、普及化基础1.2.5 大数据推动教育考核评价和管理方式上的个性化时代。二是教育进入“三元空间”变革支撑时代。在物理空间、社会关系空间基础上基于全口径、长时段的个人教育考核数增加了信息网络空间支撑，教育受时空限制更据，教师画像、学员画像、课程质量评价越来少，资源共享将更加便捷，学习行为数据化将越精准，因材施教水平越来越高。同时，在数促进教育供需匹配和效率提升，知识众筹、社据驱动下，教育管理越来越系统、精细和扁平群学习等成为新方向，彻底改变了传统模式。化。三是随时随地按需的终身学习成为可能。数字1.2.6 现代人工智能颠覆传统教育方式化智能化技术扩大了“人人皆学”的覆盖范ChatGPT等大模型技术，以诸多“公开”围，拓宽了“处处能学”的空间广度，延展了的人工智能技术突破、互联网上的海量文本、“时时可学”的时间尺度，提升了干部教育教云计算所提供的大规模计算能力为基础，给人育泛在化、个性化、精准化水平。类学习和教育教育带来新的无限可能。1.2 智慧化化变革总体方向1.2.1 线上线下融合推动教育模式变革先学后教、以研和练为主的混合式教学初平台和学习资源建设智慧化转型露锋芒，主课堂与分课堂同步授课方式逐步出现，元宇宙技术形成新型的实操教学教学情2.1 国家智慧教育平台境。教育部2022年3月上线，实现了基础教育、1.2.2 在线灵活学习推动学习方式变革职业教育、高等教育的智慧服务全学段贯通，教育从校内走向校外、从线下走向线上、可提供丰富课程资源和大学生就业等服务。平从集中走向自主，入学和毕业之间没有界限，台旨在解决各类学习者在使用中遇到的资源分更加灵活、自主、便捷，并可伴随终身。散、数据不通、管理不规范等问题，重点为全1.2.3 开放共享推动教育资源建设方式变革国师生和社会学习者提供高效便捷的教与学服资源提供者更加多元，资源建设、选择、务的国家级资源平台、为各级教育行政部门和推荐、分享、评价更加方便，资源迭代周期变学校提供教与学大数据分析研判的智能化管理短，使解决优质资源稀缺和供需失衡等问题成平台。平台连接52.9万所学校，面向1844万教为可能。师、2.91亿学生和广大社会学习者，汇聚中小1.2.4 互联网思维推动教育供给方式变革学资源4.4万条，访客已超11亿人次、访问超过供给方式由集中面授转向线上线下混合、摘 要：以ChatGPT 和元宇宙技术为代表的新一代人工智能技术给全球教育带来了新的机遇与挑战。新一代人工智能技术将会深刻影响人才培养的目标、方法和内容，加速推进大规模个性化学习，驱动教育教育教学变革。本文将从智慧化教育转型方向、平台和教育资源智慧化转型、教育模式智慧化转型、教学方法智慧化转型等方面进行详细概况。既反映当前智慧教育的技术和产品现状，也探讨智慧教育的未来趋势和发展方向，为智慧教育的未来发展探索最优的路径。关键词：高等教育；培训；智慧化；数字化；转型8/2024 YiBinKeJi2024 YiBinKeJi/9星火 科技论坛 王娇娜 (四川轻化工大学图书馆)尚建平 范华军(四川轻化工大学化学工程学院)高等教育智慧化转型研究党的二十大报告提出要“推进教育数字力。信息化促进教学变革不但需要技术的力量1,2化，建设全民终身学习的学习型社会、学习型和资本的力量,而且更需要先进思想的力量。大国”。习近平总书记近期强调指出，“教育总之，智慧教育是教育科技领域的一项重数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育要创新，它将改变教育教育的形式和内容，促发展新优势的重要突破口。进一步推进数字教进教育的均衡化和科学化，为我国社会的可持3-5育，为个性化学习、终身学习、扩大优质教育续发展提供强有力的支撑。资源覆盖面和教育现代化提供有效支撑”。信息化可谓是人类的第二次进化,我国在信息化建设与应用方面成就显著。党的十九大提智慧化转型方向出要建设网络强国、数字中国、智慧社会。其中具有一定的层次结构:网络强国是基础设施建1.1 智慧化给高等教育带来系统性变革设,数字中国是各领域的业务形态变化,智慧社云计算、大数据、物联网、人工智能、移会要体现以人为本的价值。中国教育现代化动终端等技术改变了人类的生产方式和生活方2035 中 也 讲 到“加 快 信 息 化 时 代 教 育 变式，对高等教育的影响是深层次、全面性、颠革”。因此,问题驱动面向当下,理念引领指向覆式的，是对现有教育模式的改造和对未来教未来,二者成为信息技术促变教育教育的双驱动育模式的想象，影响正在开始，远未结束。一宜宾科技2024年1期43260亿次。2.2 云端学校教育模式智慧化转型深圳市以人工智能、大数据、云计算等技术为手段，以自身为总部校区，打破传统学校3.1 混合式教学培训有形边界和物理空间，带动遍布全市10个区的兰州市电化教育中心对教师集中培训采取13所入驻学校，形成“总部校区+N所入驻学线上培训和自主学习、专家面对面巡回指导以校”的共同体学校新形态。云端学校形成“常及名师工作室训练相结合的模式；沃尔玛将新态化、全学科、多主讲、直播互动+智能辅助”员工培训分为知识学习、经验交流和实践训练的“云端主讲+辅讲”多师教学模式，课前主辅三个部门，基本知识和内部制度要求学习以网讲老师线上线下共同开展教研，课上主讲老师络课程为主，经验交流和实践训练以线下课程讲授核心课程，辅讲老师立足本班学情协助，为主。这种方式既充分考虑学员作为学习主体并关注和纠正学生不当学习行为，目前已积累的个性化需求和主动性、积极性、创造性，又“跨校组班、多师协同、在校及居家混合”的发挥了老师的引导、启发、监控作用，还可实个性化学习新方法。现网络社区联长期通式学习和知识跟踪服务。2.3 可汗学院3.2 双课堂同步学习研讨2005年由美国萨尔曼可汗创建，可汗学在今年有关部门和单位组织举办举办的全院不限制课程提供者的身份，其独创价值在于国市县党政正职应急管理专题培训、全国村党开创了草根提供教学内容的模式，证明互联网组织书记和村委会主任视频培训中，在北京设时代，社会中蕴含着大量具有价值的教育、教主课堂，在地方设分课堂，直播课程在主课堂学资源，专职教师不是唯一师资力量，这将会现场授课、分课堂视频同步学习，同时在主课改变教育体系的要素和结构，是一种生态体系堂与分课堂按照同一主题分别组织研讨，收到的变革。这种培训资源的众筹方式目前得到大较好效果。范围应用，维基百科、百度百科、小红书等都3.3 微证书是典型代表。微证书的核心是对相关主题的系列课程进2.4 大学慕课行打包，并对学习成果进行认证。相比单门课慕课是高校将优质课程通过网络平台向社程，微证书具有教学目标和内容更加聚焦、学会开放，使人人都可以自由选择顶尖大学优质习时间更短、经费成本更低等优势，能够代表课程。目前中国慕课有7.6万名高校名师的6.2万某一细分领域专业能力。2021年联合国教科文门优质课程、1800门国家一流课程，注册用户组织发布讨论的开端：形成微证书的通用定4亿（其中166个国家和地区的国际用户1300义，系统介绍微证书定义、背景和发展态万），在校生获得慕课学分认定3.52亿人次，势；美国高教协会发布2021地平线报告（教实现了“一个平台在手、网尽天下好课”。与学版），将微证书列入影响高等教育教学发展的六项关键技术与实践之一。欧盟慕课联盟2019年4月推出“通用微证书框架”，促进学历教育与非学历教育、正式学习和非正式学习教学方法智慧化转型融通，吸引更多人参与终身学习。清华大学学堂在线目前运营着多个微证书认证项目。4.1 翻转课堂/习本课堂3.4 构建主义教育2007年前后，美国两名高中化学教师使用广东开放大学在教师研修过程中，利用团录屏软件录制教学视频，帮助缺席的学生补队的力量，要求老师通过慕课学习，以任务为课，后来发展成为大规模的学生在家看教学视驱动力，提高老师开发和教授课程的能力。其频，在课堂上完成作业，并对学习中遇到困难基础理论是认为知识和能力不是通过教师传授的学生进行重点讨论核讲解，这种改变意味着得到的，而是学习者在一定情境中，借助他人教师的主要职能不再是知识呈现，而是设计学帮助或与他人协作，利用必要的学习资料，通习活动、准备学习资源和促进学生深度学习，过有目标的构建而获得的，基本要素是情境、是一种教学要素和教学关系的颠覆和重组。协作、会话和目标构建。4.2“雨课堂”3.5 小规模限制性在线教育清华大学雨课堂旨在连接师生的智能终该方式的英文名为SPOC（Small Private 端，搭建课外学习与课堂教学间的沟通桥梁，Online Course），Small和 Private是 相 对 于让课堂互动永不下线。授课教师可以向学生的MOOC中的Massive和Open而言的，Small是指手机上发送授课的PPT、习题、视频、语音等学生规模一般在几十人到几百人，Private是指学习材料，学生微信里就可接收，在不懂对学生设置限制性准入条件，有学习强度和时PPT上点击“不懂”按钮。课堂讨论时学生可间、参与在线讨论、完成作业和考试要求，达发弹幕留言，参与班级讨论。教师可根据“不到要求的申请者才能被纳入SPOC课程。主要教懂”提示和弹幕，及时答疑和调整授课节奏。学过程是：教师根据教学大纲，每周定期发布对学生而言，让智能手机变成学习工具，成功包含视频等教学材料的学习清单，布置作业和改变“低头族”现象；对老师而言，能更好地组织网上讨论；学生在学习清单引导下按时间管理课堂气氛和学生反馈，极大程度提升教学点完成视频观看、作业和参加讨论；教师在课趣味性与实用性。堂上将时间和精力转向讨论答疑、任务协作、4.3 元宇宙的大学交流互动、学习测试等更高价值活动中，学习武汉理工大学大学主要涉及到交通、汽合格后获得证书。对于未申请成功人员，可以车、建筑、建材等等这些传统行业，正探索运旁听学习在线课程，自定节奏学习指定课程和用虚拟仿真、数字孪生等数字技术和资源创设材料，参加在线讨论，但不能接受教学团队的教学场景，为学生提供真实的实际操作学习、指导与互动。哈佛大学、加州大学伯克利分校实习环境。和国内清华大学、天津大学等学校在SPOC应用4.4 沉浸式飞行仿真模拟训练上成效显著。10/2024 YiBinKeJi2024 YiBinKeJi/11星火 科技论坛宜宾科技2024年1期43260亿次。2.2 云端学校教育模式智慧化转型深圳市以人工智能、大数据、云计算等技术为手段，以自身为总部校区，打破传统学校3.1 混合式教学培训有形边界和物理空间，带动遍布全市10个区的兰州市电化教育中心对教师集中培训采取13所入驻学校，形成“总部校区+N所入驻学线上培训和自主学习、专家面对面巡回指导以校”的共同体学校新形态。云端学校形成“常及名师工作室训练相结合的模式；沃尔玛将新态化、全学科、多主讲、直播互动+智能辅助”员工培训分为知识学习、经验交流和实践训练的“云端主讲+辅讲”多师教学模式，课前主辅三个部门，基本知识和内部制度要求学习以网讲老师线上线下共同开展教研，课上主讲老师络课程为主，经验交流和实践训练以线下课程讲授核心课程，辅讲老师立足本班学情协助，为主。这种方式既充分考虑学员作为学习主体并关注和纠正学生不当学习行为，目前已积累的个性化需求和主动性、积极性、创造性，又“跨校组班、多师协同、在校及居家混合”的发挥了老师的引导、启发、监控作用，还可实个性化学习新方法。现网络社区联长期通式学习和知识跟踪服务。2.3 可汗学院3.2 双课堂同步学习研讨2005年由美国萨尔曼可汗创建，可汗学在今年有关部门和单位组织举办举办的全院不限制课程提供者的身份，其独创价值在于国市县党政正职应急管理专题培训、全国村党开创了草根提供教学内容的模式，证明互联网组织书记和村委会主任视频培训中，在北京设时代，社会中蕴含着大量具有价值的教育、教主课堂，在地方设分课堂，直播课程在主课堂学资源，专职教师不是唯一师资力量，这将会现场授课、分课堂视频同步学习，同时在主课改变教育体系的要素和结构，是一种生态体系堂与分课堂按照同一主题分别组织研讨，收到的变革。这种培训资源的众筹方式目前得到大较好效果。范围应用，维基百科、百度百科、小红书等都3.3 微证书是典型代表。微证书的核心是对相关主题的系列课程进2.4 大学慕课行打包，并对学习成果进行认证。相比单门课慕课是高校将优质课程通过网络平台向社程，微证书具有教学目标和内容更加聚焦、学会开放，使人人都可以自由选择顶尖大学优质习时间更短、经费成本更低等优势，能够代表课程。目前中国慕课有7.6万名高校名师的6.2万某一细分领域专业能力。2021年联合国教科文门优质课程、1800门国家一流课程，注册用户组织发布讨论的开端：形成微证书的通用定4亿（其中166个国家和地区的国际用户1300义，系统介绍微证书定义、背景和发展态万），在校生获得慕课学分认定3.52亿人次，势；美国高教协会发布2021地平线报告（教实现了“一个平台在手、网尽天下好课”。与学版），将微证书列入影响高等教育教学发展的六项关键技术与实践之一。欧盟慕课联盟2019年4月推出“通用微证书框架”，促进学历教育与非学历教育、正式学习和非正式学习教学方法智慧化转型融通，吸引更多人参与终身学习。清华大学学堂在线目前运营着多个微证书认证项目。4.1 翻转课堂/习本课堂3.4 构建主义教育2007年前后，美国两名高中化学教师使用广东开放大学在教师研修过程中，利用团录屏软件录制教学视频，帮助缺席的学生补队的力量，要求老师通过慕课学习，以任务为课，后来发展成为大规模的学生在家看教学视驱动力，提高老师开发和教授课程的能力。其频，在课堂上完成作业，并对学习中遇到困难基础理论是认为知识和能力不是通过教师传授的学生进行重点讨论核讲解，这种改变意味着得到的，而是学习者在一定情境中，借助他人教师的主要职能不再是知识呈现，而是设计学帮助或与他人协作，利用必要的学习资料，通习活动、准备学习资源和促进学生深度学习，过有目标的构建而获得的，基本要素是情境、是一种教学要素和教学关系的颠覆和重组。协作、会话和目标构建。4.2“雨课堂”3.5 小规模限制性在线教育清华大学雨课堂旨在连接师生的智能终该方式的英文名为SPOC（Small Private 端，搭建课外学习与课堂教学间的沟通桥梁，Online Course），Small和 Private是 相 对 于让课堂互动永不下线。授课教师可以向学生的MOOC中的Massive和Open而言的，Small是指手机上发送授课的PPT、习题、视频、语音等学生规模一般在几十人到几百人，Private是指学习材料，学生微信里就可接收，在不懂对学生设置限制性准入条件，有学习强度和时PPT上点击“不懂”按钮。课堂讨论时学生可间、参与在线讨论、完成作业和考试要求，达发弹幕留言，参与班级讨论。教师可根据“不到要求的申请者才能被纳入SPOC课程。主要教懂”提示和弹幕，及时答疑和调整授课节奏。学过程是：教师根据教学大纲，每周定期发布对学生而言，让智能手机变成学习工具，成功包含视频等教学材料的学习清单，布置作业和改变“低头族”现象；对老师而言，能更好地组织网上讨论；学生在学习清单引导下按时间管理课堂气氛和学生反馈，极大程度提升教学点完成视频观看、作业和参加讨论；教师在课趣味性与实用性。堂上将时间和精力转向讨论答疑、任务协作、4.3 元宇宙的大学交流互动、学习测试等更高价值活动中，学习武汉理工大学大学主要涉及到交通、汽合格后获得证书。对于未申请成功人员，可以车、建筑、建材等等这些传统行业，正探索运旁听学习在线课程，自定节奏学习指定课程和用虚拟仿真、数字孪生等数字技术和资源创设材料，参加在线讨论，但不能接受教学团队的教学场景，为学生提供真实的实际操作学习、指导与互动。哈佛大学、加州大学伯克利分校实习环境。和国内清华大学、天津大学等学校在SPOC应用4.4 沉浸式飞行仿真模拟训练上成效显著。10/2024 YiBinKeJi2024 YiBinKeJi/11星火 科技论坛宜宾科技2024年1期5通过混合现实(MR)模拟仿真，真实模拟飞机飞行过程中应对风切变、穿越雷区、挡风玻参考文献璃破裂、遭遇鸟击等场景，通过全真模拟、标准化操作程序，以虚拟环境提升真实操作能1 朱雨萌,李艳,杨玉辉等.智能技术驱动高力。等教育变革2023地平线报告：教与学版 的 要 点 与 反 思 J.开 放 教 育 研 究,2023,29(3):19-30.结 语2 1EdTech Consortium.Bridging the gap open standards are the foundation for 新兴技术为教育创新发展带来了新的机skills-based hiringEB/OL.2023-05-13.遇，教学实践往往是教育最有潜力的变革驱动3 陈云龙,孔娜.我国教育数字化转型的基力。目前，在教育智慧化转型过程中，仍然存础、挑战与建议J.中国教育学刊,2023(04):25-在不少问题：比如教育数据治理仍缺乏可推广31.和代表性的优秀实践案例，不少教师与专家担4 韩锡斌,杨成明,周潜.职业教育数字化转忧人工智能教育应用潜在的伦理问题，部分教型:现 状、问 题 与 对 策 J.中 国 教 育 信 息 化,师关注预测性人工智能应用的准确性，担心学2022,28(11):3-11.员和利益相关者无条件地信任人工智能的输出5 高耀.以数字化转型赋能高等教育内涵内容可能导致不良后果等，但是人工智能驱动式发展N/OL.光明日报,2023-3-16.的教育技术必将引发集成人工智能方面的新竞争，从而解决教育智慧化转型过程中的各种问题。基于夫琅禾费衍射的巴比涅原理综合设计性实验研究 吴成杭 符自雨 解应华 齐家庆 杨小天 刘 杰(四川轻化工大学物理与电子工程学院)12/2024 YiBinKeJi2024 YiBinKeJi/13星火 科技论坛摘 要：在地方高校的光学课程教学中，将夫琅禾费衍射和巴比涅原理建立联系进行课堂讲授会帮助学生理解和掌握光的衍射现象。本文利用夫琅禾费衍射和巴比涅原理的综合设计性实验项目进行了理论研究和实践探索，通过夫琅禾费衍射的单缝和衍射、圆屏和圆孔衍射的图样和光强分布，结合数值模拟方法，设计、计算并验证了与巴比涅原理及相关实验结果。关键词：衍射积分；夫琅禾费衍射；互补光屏；巴比涅原理；综合设计性；贝塞尔函数；瞳函数宜宾科技2024年1期