地方高校工科智慧教育空間建設(shè)實施路徑探析

摘要：在智慧教學(xué)背景下，地方高校智慧教育空間建設(shè)面臨資金短缺、技術(shù)能力不足、教育理念存在差異等的挑戰(zhàn)。因此本文提出，學(xué)校應(yīng)根據(jù)工科專業(yè)特點，深入分析工科專業(yè)需求，從人才培養(yǎng)、教學(xué)改革、資源建設(shè)、教學(xué)評價等方面出發(fā)，構(gòu)建新型教學(xué)體系，采用智慧型教學(xué)模式，形成個性化、多樣化、終身化的智慧教學(xué)新生態(tài)，并綜合考慮教育資源整合、教師培訓(xùn)、學(xué)生參與和評價機(jī)制等方面對智慧教育空間進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)。

關(guān)鍵詞：智慧教育；高等教育；地方高校；實施路徑；工科

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 論文編號：1674-2117（2024）13-0103-04

隨著“智慧校園”“智慧教室”建設(shè)的蓬勃發(fā)展，高校教學(xué)從信息化教學(xué)邁向了智慧教學(xué)時代，教學(xué)環(huán)境建設(shè)也進(jìn)入了新階段。然而，在地方高校工科教育中，智慧教學(xué)的應(yīng)用還面臨許多挑戰(zhàn)。例如，各平臺技術(shù)及架構(gòu)相對獨立，對各種網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備的兼容性不足，在一定程度上抑制了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和教師教學(xué)的實效性；缺乏對智慧教學(xué)的全面認(rèn)識和深入理解，導(dǎo)致無法全面推進(jìn)智慧教學(xué)的實施；技術(shù)落后、設(shè)備條件差等問題制約了智慧教學(xué)的開展；教師對智慧教學(xué)平臺運用的水平不一，教學(xué)理念和教學(xué)方法亟待更新；智慧教學(xué)平臺絕大多數(shù)還是以理論教學(xué)環(huán)節(jié)為主開展線上教學(xué)，對實驗實踐、實習(xí)實訓(xùn)、學(xué)科競賽、課程設(shè)計等環(huán)節(jié)統(tǒng)一集成考慮得較少。[1][2]針對以上問題，本文以地方高校工科專業(yè)信息化教學(xué)為核心，在體系構(gòu)建、具體實施、改進(jìn)反饋等方面進(jìn)行了設(shè)想和研究，旨在探索智慧教學(xué)在地方高校工科教育中的應(yīng)用與實踐，并分析其在教育教學(xué)中的作用和意義。

地方高校工科智慧教育空間建設(shè)需求

1.工科智慧教育空間的特點

地方高校工科智慧教育空間是指利用現(xiàn)代信息技術(shù)、通信技術(shù)以及教育技術(shù)手段，構(gòu)建起的智能化、數(shù)字化的教育環(huán)境，為工科領(lǐng)域的學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源。這種教育空間具有以下幾個特點：

融合創(chuàng)新，將不同學(xué)科領(lǐng)域的知識和技術(shù)進(jìn)行融合，打破傳統(tǒng)學(xué)科之間的壁壘，促進(jìn)跨學(xué)科的綜合性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

個性定制，可以根據(jù)不同專業(yè)、不同類型學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和知識需求，提供個性化的學(xué)習(xí)資源和教學(xué)方案，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

實踐導(dǎo)向，注重將理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，通過模擬實驗、實習(xí)實訓(xùn)等方式，培養(yǎng)學(xué)生的實際操作和問題解決能力，增強(qiáng)學(xué)生在工科領(lǐng)域的實踐能力。

2.工科智慧教育空間建設(shè)的必要性

（1）提升教學(xué)效率

工科知識量大、范圍廣、理解困難，有高效、清晰的傳播知識的需求，智慧教育空間能夠增強(qiáng)教學(xué)功能，以豐富的教學(xué)信息呈現(xiàn)方式，增加知識獲取途徑，從而實現(xiàn)高效的教學(xué)。智慧教育空間不僅能為學(xué)生提供更加開放和具有創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)環(huán)境，還能為學(xué)生提供多元化的豐富的學(xué)習(xí)資源，如在線課程、虛擬實驗室等，并能夠幫助教師更好地運用先進(jìn)的教育技術(shù)和教學(xué)方法，促進(jìn)校內(nèi)師生之間的互動與交流，從而提升教學(xué)效率，幫助學(xué)生更好地理解和掌握知識。

（2）促進(jìn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)

智慧教育空間為學(xué)生提供了創(chuàng)新和實踐的平臺，通過參與項目設(shè)計、實際操作等活動，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提升其解決實際問題的能力，符合工科人才培養(yǎng)的需求。

智慧教育空間可以通過虛擬實驗室等技術(shù)手段，為學(xué)生提供更加靈活、安全的實驗環(huán)境。以地質(zhì)災(zāi)害實習(xí)為例，滑坡場景危險且難以復(fù)現(xiàn)，虛擬仿真可以提供虛擬的實驗環(huán)境，使學(xué)生能夠多角度、重復(fù)性觀看，也可以放置各類監(jiān)測儀器并查看監(jiān)測效果。同時，學(xué)生可以方便地進(jìn)行跨學(xué)科的實驗和實習(xí)，與不同領(lǐng)域的學(xué)生和教師合作，開展創(chuàng)新性的項目和研究，從而拓寬自己的視野，培養(yǎng)綜合素質(zhì)。

（3）滿足未來的發(fā)展需求

在學(xué)時壓縮的背景下，特別是專業(yè)課，需要高效的課堂時間和第二課堂。智慧教學(xué)環(huán)境可配合以“學(xué)”為中心的人才培養(yǎng)模式，引導(dǎo)學(xué)生利用好第二課堂，并為基于多元平臺的教學(xué)資源提供堅實保障。

3.工科智慧教育空間的建設(shè)原則

①技術(shù)支持。建設(shè)智慧教育空間需要依托先進(jìn)的信息技術(shù)和通信技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、智能終端設(shè)備、軟件平臺等，以提供高效穩(wěn)定的技術(shù)支持。

②教學(xué)資源豐富。智慧教育空間要有多樣化的教學(xué)資源，在實踐環(huán)節(jié)，除了具備數(shù)字化教材、在線課程外，還要設(shè)有虛擬實驗室、虛擬實訓(xùn)場，以及虛擬野外實習(xí)場景等，以滿足學(xué)生的全階段學(xué)習(xí)需求。

③個性化定制。智慧教育空間要能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和需求，提供個性化的學(xué)習(xí)路徑和教學(xué)方案，以幫助學(xué)生更好地發(fā)展自己的潛力。

④實踐導(dǎo)向。智慧教育空間注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，要提供實際操作的機(jī)會和平臺，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R與實際應(yīng)用相結(jié)合。

⑤數(shù)據(jù)分析與評估。智慧教育空間建設(shè)應(yīng)具備數(shù)據(jù)分析和評估的功能，通過對學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的收集和分析，為教師提供科學(xué)的評估和反饋，幫助改進(jìn)教學(xué)效果。

地方高校工科智慧教育空間建設(shè)的現(xiàn)狀及問題

目前，地方高校工科智慧教育空間在建設(shè)過程中，存在著一些挑戰(zhàn)和難點[3]，如師資力量不足、技術(shù)應(yīng)用能力不足、教育理念存在差異等。

①智慧教育空間建設(shè)需要專業(yè)的人員規(guī)劃、設(shè)計、實施和維護(hù)，然而，地方高校面臨師資力量不足、運維人員短缺等問題。

②智慧教學(xué)設(shè)備的使用有一定的技術(shù)門檻，需要教師和學(xué)生具有一定的信息技術(shù)應(yīng)用能力，對管理和運維也有較高要求。

③不同學(xué)科對智慧教育空間的需求不同，如工科需要更多實驗室和實踐環(huán)境，而藝術(shù)類學(xué)科則更加注重創(chuàng)意和藝術(shù)氛圍的打造。因此，高校需要平衡各類需求，在建設(shè)過程中實現(xiàn)模塊化，盡可能滿足不同學(xué)科需求。

另外，工科智慧教育空間建設(shè)需要大量的資金投入，但多數(shù)地方高校經(jīng)費有限，難以保障長期的設(shè)備運營和維護(hù)所需的資金支持，且設(shè)備迭代很快，現(xiàn)有設(shè)備更新困難。

地方高校工科智慧教育空間建設(shè)實施路徑

基于工科智慧教學(xué)的需求和目前存在的問題，筆者認(rèn)為，智慧教育空間建設(shè)目標(biāo)應(yīng)為：以教育信息化驅(qū)動教育現(xiàn)代化，推動以智慧教學(xué)為重心的育人模式創(chuàng)新性探索，構(gòu)建個性化、多樣化、終身化的智慧教學(xué)新生態(tài)。例如，某地方高校工科學(xué)院為推動智慧生態(tài)空間的實施，確立了“一二三”建設(shè)思路（一個中心——以學(xué)生為中心，立足智慧，形成模式。二支柱——智慧硬件+智慧軟件。三堅持——堅持創(chuàng)新驅(qū)動，堅持科教融合，堅持教學(xué)合一），構(gòu)建了由智慧教室、智慧實驗室和智慧實訓(xùn)場組成的立體式智慧生態(tài)空間，實現(xiàn)了“信息

化+教學(xué)方法+空間環(huán)境設(shè)計”融合，突破了實踐創(chuàng)新平臺薄弱、實驗室資源利用不充分、信息化建設(shè)緩慢等問題，構(gòu)建了“虛實”一體化智慧教學(xué)環(huán)境，優(yōu)化了“1+N”多元育人空間（如圖1）。

1.構(gòu)建新型智慧教學(xué)體系

高校要堅持“學(xué)生為中心”的智慧人才培養(yǎng)導(dǎo)向，通過融入開放教學(xué)資源、信息化技術(shù)和學(xué)生預(yù)測分析等智能技術(shù)，實現(xiàn)學(xué)生個性化和終身化學(xué)習(xí)，并形成高等教學(xué)管理者、教育者和學(xué)習(xí)者的智慧生態(tài)服務(wù)體系。例如，某高?；诠た平虒W(xué)中教室、實驗室、實訓(xùn)場的場景，建設(shè)了“智慧教室+智慧實驗

室+智慧實訓(xùn)場”三位一體的智慧教學(xué)體系（如圖2）。

2.新型智慧型教學(xué)模式

智慧生態(tài)空間包括硬件環(huán)境和軟件環(huán)境。為了保證學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，提升學(xué)生學(xué)習(xí)過程的參與感和體驗感，要采取多種策略構(gòu)建新型智慧教學(xué)模式，在豐富的教學(xué)資源支撐下，通過教師引導(dǎo)，以互動反饋為核心，采用智慧研討、虛擬現(xiàn)實、深度探究、個性定制和協(xié)作共享等方式，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，提升學(xué)生綜合能力。

在教學(xué)硬件環(huán)境方面，除了傳統(tǒng)的多媒體教室設(shè)備外，要根據(jù)需要配備學(xué)生終端、互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、傳感器和智能設(shè)備等，主要用于師生交互，收集教師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和行為信息，以便進(jìn)行個性化教育和學(xué)習(xí)過程及教學(xué)成果分析。

教學(xué)軟件環(huán)境主要包括資源層，涵蓋移動教學(xué)工具、資源管理平臺、校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、校外資源平臺（MOOC）、智慧教學(xué)云平臺、教學(xué)設(shè)備可視化管控平臺等[4]，通過對各類教學(xué)資源的優(yōu)化整合，實現(xiàn)課前、課中、課后教學(xué)全過程智慧化管理。

例如，某高校校內(nèi)實訓(xùn)場智慧化改造主要采取了下列措施：①實行一體化設(shè)計思路，對地質(zhì)工程、巖土工程、城市地下空間工程和智能地球探測等專業(yè)需求進(jìn)行梳理，并對專業(yè)模塊化區(qū)域、公共區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計優(yōu)化，同時具備靈活多變的空間布局，以適應(yīng)不同類型的實訓(xùn)需求。②配備專業(yè)必要的設(shè)備和工具，力求真實模擬實際工程環(huán)境。③將實訓(xùn)場與現(xiàn)代化的信息技術(shù)相結(jié)合，建立智能化管理系統(tǒng)，整合實訓(xùn)場內(nèi)各個區(qū)域的數(shù)據(jù)和信息，提Lm2QTnIprw2qz7YUZhWOvg==供實時監(jiān)測和控制，方便學(xué)生進(jìn)行實驗操作和數(shù)據(jù)分析。④為實訓(xùn)場配備必要的安全設(shè)施，并制訂詳細(xì)的安全操作規(guī)范，確保學(xué)生和教師能夠安全地進(jìn)行實驗操作。⑤利用多媒體技術(shù)提供輔助教學(xué)，展示真實的案例，增強(qiáng)學(xué)生對實踐知識的理解和應(yīng)用能力。⑥建立專業(yè)管理團(tuán)隊，學(xué)院根據(jù)教師專業(yè)背景，在運維方的支持下組建了一支運維管理團(tuán)隊，團(tuán)隊成員具有大多數(shù)常見問題的解決能力，并負(fù)責(zé)維護(hù)和更新設(shè)備，保證實訓(xùn)場的長期有效運行。

3.智慧教育空間建設(shè)建議

在智慧教育空間規(guī)劃和建設(shè)前，特別需要考慮以下幾個方面的問題。

（1）教育資源的整合與共享

學(xué)校應(yīng)致力于整合各類教育資源，包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程設(shè)計等，以及通過共享平臺和資源庫的建設(shè)，促進(jìn)師生之間及學(xué)校間的資源共享，從而實現(xiàn)教育資源的高效利用。

（2）教師與管理隊伍培養(yǎng)

要加強(qiáng)教師培訓(xùn)，提升其設(shè)備應(yīng)用能力和信息技術(shù)水平，引導(dǎo)教師更新教學(xué)理念，推動教學(xué)方法的創(chuàng)新，同時鼓勵教師參與學(xué)科專業(yè)的發(fā)展和研究。除教師外，管理維護(hù)人員的職業(yè)素質(zhì)應(yīng)同步提升，通過日常培訓(xùn)、建立標(biāo)準(zhǔn)管理體系等手段，提高管理效率。

（3）學(xué)生參與互動

鼓勵學(xué)生參與智慧教育空間的建設(shè)和運用，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，提升他們的自主學(xué)習(xí)能力。此外，學(xué)校還應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生之間、師生之間的互動交流，促進(jìn)學(xué)術(shù)氛圍的形成。

（4）教學(xué)評價與反饋機(jī)制

建立科學(xué)有效的教學(xué)評價與反饋機(jī)制對地方高校工科智慧教育空間的建設(shè)至關(guān)重要。通過多維度、多層次的評價體系，可以全面了解教學(xué)質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)問題并改進(jìn)教學(xué)方法，同時為教師和學(xué)生提供有效的反饋，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升。重視數(shù)據(jù)分析與使用，助力薄弱點的發(fā)現(xiàn)與加強(qiáng)。

結(jié)語

由于諸多原因制約了地方高校智慧教育空間的建設(shè)，因此，地方高校應(yīng)在教育資源整合、教師培訓(xùn)、學(xué)生參與和評價機(jī)制建設(shè)等多個方面著手推進(jìn)，明晰專業(yè)定位和教學(xué)需求，打造多元育人空間，構(gòu)建新型智慧教學(xué)體系，以更好地適應(yīng)教育教學(xué)體系的轉(zhuǎn)型升級和滿足學(xué)生多元化的學(xué)習(xí)需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]李憲武.關(guān)于智慧教室的研究綜述與反思[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2022（13）：12-14.

[2]王利巧，楊鵬.高校智慧教學(xué)環(huán)境建設(shè)與應(yīng)用面臨的問題及對策——以H大學(xué)為例[J].中國信息技術(shù)教育，2022（14）：106-109.

[3]余鋼，郭衍超.地方本科院校智慧教學(xué)的關(guān)鍵問題思考[J].湖北理工學(xué)院學(xué)報：人文社會科學(xué)版，2020，37（05）：76-80+86.

[4]張明熙，于純良，吳惠穎，等.高校智慧教學(xué)環(huán)境設(shè)計與建設(shè)研究[J].中國信息技術(shù)教育，2020（20）：110-112.

第一作者簡介：索奎（1987—），男，漢族，河南安陽人，講師，博士，碩士生導(dǎo)師，研究方向為應(yīng)用地球物理。

基金項目：2023年河南省高等教育教學(xué)改革研究與實踐重點項目“以地為基，以水為脈，水地交融，和諧共生”理念下水利地質(zhì)類研究生培養(yǎng)模式改革與實踐（項目編號：2023SJGLX001Y）。