面向智慧教育的教学支持服务体系研究与构建

赵灿 王世燕

摘   要：文章首先梳理了国内关于智慧教育的相关研究，分析了智慧教育的主要特征、支撑环境、实施必要条件和实现目标。目前我国高校在支撑环境——智慧校园的建设上取得了一定进展，但同时也存在系统融合、资源共享与应用、基于大数据的多维度评价、教师信息化教学能力等方面的问题。完善的教学支持服务体系是解决这些问题的有效途径。文章从教学空间支持、教学资源支持、数据决策支持、教师数字素养的提高和教学管理支持五个维度构建了面向智慧教育的教学支持服务体系，以期为我国高校智慧人才的培养提供可供借鉴的思路。

关键词：智慧教育;高等学校;信息技术;教学支持服务

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2020）07-0010-05

一、引言

《中国教育现代化2035》部署了面向教育现代化的十大战略任务，其中“提升一流人才培养与创新能力”和“加快信息化时代教育变革”两大战略任务对高校创新体系和智能化校园建设、人才培养模式的改革提出了新要求。利用现代信息技术促进教育改革，创新人才培养模式，走向“智慧教育”之路是完成这一国家战略目标的必由之路。祝智庭教授[1]指出智慧教育的真谛是“通过构建技术融合的学习环境，让教师能够施展高效的教学方法，让学习者能够获得适宜的个性化学习服务和美好的发展体验……从而培养具有良好的价值取向、较强的行动能力、较好的思维品质、较深的创造潜能的人才”。

随着大数据、云计算、人工智能等高新技术的不断发展，互联网、移动通信、智能终端设备的日益普及，高校的教育环境、教学模式正悄然发生着变化，能否把握智慧教育的真谛，实现创新型人才培养的目标是高等教育界非常关注的问题。我国高校信息化建设经历了校园网络建设、数字校园建设，到近年来的智慧校园建设阶段[2]。智慧校园是支撑智慧教育在高校发展的重要基础，然而，“构建技术融合的学习环境”并不能促成“智慧教学方法”、“个性化学习服务”的自然发生，需要相应教学支持服务体系作为保障，助推高校智慧教育的开展。

本文首先分析了智慧教育的概念与内涵，厘清了智慧教育的主要特征、支撑环境、实施的必要条件和最终实现目标，随后从高校的实际教学活动出发，构建了包含教学空间支持、教学资源支持、数据决策支持、教师数字素养的提高和教学管理支持五个维度的教学支持服务体系，以期为推动高校智慧教育的发展提供可借鉴的思路。

二、智慧教育背景描述

近年来国内外关于“智慧教育”的研究与实践不断增多。在理论研究方面，各位学者对于智慧教育的定义各有侧重，尚无统一定论。目前学术界形成的共识认为智慧教育是教育信息化的高级发展阶段[3]，是未来教育的主要形态[4-6]。下面从智慧教育的主要特征、支撑环境、实施所需的必要条件、实现目标四个方面系统梳理了智慧教育的概念和内涵，便于我们后续更好地构建教育支持服务体系，如表1所示。

从表1的分析我们可以看出智慧教育以新一代信息技术打造的智慧学习环境为依托，同时通过变革教学方式方法以实现对学习者个性化、多元化、泛在化的学习需求，最终达到培育智慧人才的目的。目前国内高校在支撑环境建设方面做了大量的工作，如新建智慧教室、智慧实验室，改造公共空间打造泛在化学习环境等。在实施的必要条件方面，积极推行“线上+线下”混合式教学模式改革，更适合智慧教室环境的探究式、研讨式、参与式等教学方式也在逐渐推广中[12]。

现阶段，在取得一定进展的同时，通过实地调研，我们也发现存在诸多问题尚待解决。例如部分高校仍习惯追求设备的软硬件升级，但在多系统融合、资源的共享与应用、基于大数据的多维度评价与分析方面的实践力度还不够强。另外一个比较突出的问题是教师本身的信息化教学能力不强，加之相应的培训力度不够，“黑板、粉笔、PPT满堂灌”式教学方法依然占据课堂教学的主流。蒋立兵[13]通过分层抽样法对高校教师应用智慧教室实现教学转型的现状进行了调研，研究发现智慧教室中教学转型状况处于一般水平，超过6成教师不知道如何实现课堂转型，仅有极少数的教师能够熟练使用智慧教室。陈宝生部长在《全面把握新时代要求 全面振兴本科教育》会议讲话中指出，“全面振兴本科教育，根本上要靠教师”。笔者认为教师教学模式的转变是实现智慧教育的源头和关键。因此，本文研究的教学支持服务体系是以教师为主体，以开展智慧教学以触发智慧学习为目的，试图解决如何在智慧教育背景下更好地给予教师全方位的支持服务，推动教学质量的提升。

三、智慧教育背景下的教学支持服务体系的构建

根据发生场景的不同，高校内开展的教学活动可分为课上和课下。课上教学一般发生在教室、实验室等物理空间中，师生开展的面对面的教学活动主要以讲授、研讨、问题探究为主;课下教学一般依托网络学习空间开展，师生在网上进行答疑、测试、预习、复习等活动。本文所论述的教学支持服务体系也是依据这两类活动场景而构建的，如图1所示。

在智慧教育背景下，教与学活动不再局限于教室、实验室等物理空间中，网络学习空间成为必不可少的“第二课堂”。两类空间通过无线网络、智能终端、各个应用平台相连接，网络空间的数据给予老师教学参考，更好地把握课堂教学。因此提供线上线下融合的教学空间支持是本文所论述的教学支持服务体系的重要基础。

教学活动在线上、线下开展过程中会产生大量的结构化和非结构化数据。结构化数据主要是指师生在使用各类应用系统、智能終端过程中产生的过程性数据。建立数据中心，收集来自各个系统的数据，形成完整的学情报告为教学提供参考，不断优化教学活动。因此数据支持是教学支持服务体系中重要的反馈环节。非结构化数据以视音频、图片、文档的形式存在，承载着师生的智慧结晶。以往这些资源分散在各个教学应用系统或个人存储介质中，教师在检索、使用、共享资源过程中都存在巨大的障碍，因此提供多通道资源汇聚，解决各类资源的“存”、“管”、“用”问题的资源支持服务是教学支持服务体系的另一项重要内容。另外，在高校中，智慧教育得以持续性发展，教师数字素养的提高、完善的教学管理制度及相关政策的制定与实施是教学支持服务体系中重要的保障环节。

1.提供线上线下融合的教学空间支持

围绕教学活动开展的空间支持服务可以概括为“硬支持”和“软服务”两个方面。“硬支持”是指提供上课所需的物理空间，以及空间中的课桌椅、黑板、显示交互设备等基础设施。“软服务”是指提供与教学相关的各类应用软件服务。

（1）提供灵活多变的物理空间支持

肯恩·费希尔（Kenn Fisher）博士[14]将课堂教学活动分为讲授、应用、创造、交互和决策五种类型，每种类型对应不同的教学过程和空间布局方案。已有研究表明具有重构性的智慧教室空间设计更有利于促进教师获得良好的教学操作体验[15]，同时会影响学生学习的主动性[16]。因此，应以课程教授方式的不同给予教师不同的空间支持。首先是教室的设施配备上，要做到多样化。如配有多视窗的教室，可以支持多个教学资源的同时展示，实现高难度复杂资源的讲解，适合具有较高难度的专业课程;配有远程互动设备的教室，可以支持多点同时授课，适合讲授式类的通识课和大规模习题课的讲解;配有MR/VR设备的教室，适合实验操作类的实践课程等。其次，在课桌椅的配备上，应将传统的固定排列式课桌椅更改为灵活的可移动、可组合桌椅，根据上课师生可以需要随时将桌椅摆放为U型、圆桌会议型等形式，便于教师即时发起组织各种形式的小组讨论，拉近了师生的空间距离和心理距离，有利于开展探究式教学、翻转课堂、混合式教学等多种基于探索和研究的教学方式。

（2） 提供入口统一、后端融合的网络学习空间支持

各类应用软件是串联起物理课堂和虚拟课堂的重要纽带，实现对学生课前、课中、课后全学习流程评价的重要基础。由于业务和技术的不断深化，由一家企业提供一个大而全的教学全流程的解决方案已不太可能。蒋东兴教授[2]认为在智慧校园建设阶段，多方参与、轻量级/碎片化、快速迭代、协同演进的发展模式将是未来的主流模式。特别是近年来新一轮教学模式改革浪潮的掀起，催生了一大批教学平台、教学软件工具的产生，如基于移动APP或微信的雨课堂、课堂派、微助教等课堂互动类教学工具，连接海量资源的超星学习通等知识传播与分享平台。这些平台和工具在辅助教学过程中各自发挥了不同的作用，给混合式教学、群智学习、个性化学习提供了必要的信息技术支撑。然而，这也同时带来了一些新问题，如应用软件入口过多，教师登录繁琐，各类软件平台数据及资源无法共享，造成教师每开始用一个新平台就需要来一次“课件大搬家”，导致教师们最终放弃使用，重新回归传统教学。

因此提供入口统一、后端融合的网络学习空间支持，是教学支持体系中重要的一环。下面以澳大利亚昆士兰大学的网络学习空间建设为例进行说明，如图2所示。

昆士兰大学的网络学习空间采用的是以Blackboard教学管理平台（以下简称BB平台）为中心，多个应用平台集成的星型架构构成。BB平台是由美国Blackboard公司开发的以课程为中心的数字化教学平台，为教学提供资源管理、交流互动、考评三大功能。昆士兰大学通过LTI（Learning Tool Interoperability，学习工具协同）标准在BB平台上集成了多种工具用于全方位的辅助教学。例如通过Piazza问答平台，教师可以查看哪些问题学生问得最多，从而在课堂上重点详细讲解这些问题。Chalk&Wire电子档案袋可以保存学生的持续评估数据，记录学生的学习进展。Echo课程录制工具根据课表自动录制所有课堂的上课视频，便于学生课后点播回放教学视频，进行在线复习。所有应用都与BB平台实现了互联互通，师生只需要通过一个入口就可以进行课前、课中、课后的学习，减少了多次登录不同平台的繁琐操作，同时这也为不同平台数据的汇集和基于过程的评学评教奠定了基础。

2.数字教学资源的支持与服务

智慧教育的重要特征之一就是教育资源的共享，我国高校教学资源经历了从“自发建设”到“共建共享”再到“公建共享”的重大变革[17]。特别是近年来，中国慕课建设飞速发展，由名校、名师、专业课程制作团队打造的优质课程已达12500门，涵盖了各个专业领域的专业基础课、专业课以及通识课、公共课[18]，很多高校已经开始引入各大名师名校课程以助力本校教学。因此，未来高校教学资源的主要来源不仅包括本校开展教学活动过程中生产的自建资源，也包括引入的其他校外资源。海量的教学资源将面临如何存储、如何快速精准检索、如何使用的问题，这也是资源支持服务首要解决的三个重要问题。

首先，应建立校级数字教学资源中心，并对外提供一系列公开标准的API，让第三方系统中多种类型、多种格式的资源经过采集、标准化、清冗等操作最终实现统一汇聚。其次，要解决“找资源”的问题，以往通过资源编目、标签、关键字等基于文本搜索的方式已不能满足对多类型资源的检索要求，未来图像识别、语音识别、OCR识别等多种基于AI的搜索技术将共同辅助师生实现资源内容级检索，提高资源的利用效率。另外，除了“智能检索”外，基于大数据分析技术的“智能推荐”也是开展资源支持服务的另一种有效途径。如吉林动画学院图书馆以教学单位提交的“学期开课计划”为依据，为教师主动推送相关的精品课程的教学视频、教学单元、教学要点、教学大纲及相关参考教材，以支持教师开展教学活动[19]。第三，要解决如何“利用资源”的问题。无论是哪种来源的数字资源，都将面临资源的“动态生长”和“落地本校教學”问题。教师需要根据教学反馈情况、知识点的更新修改相应的教学资源，通过具体教学情况对外购的MOOC资源进行二次加工等[20]。尤其是对于视频类、动画类资源的制作与更新需要较高的环境和专业技能要求，高校可以根据资金情况和教师的实际需求，提供不同类型的课程制作环境与技术支持。如虚拟演播式、实景录制式等课程制作方式需要蓝箱/绿箱、多机位录像设备以及专业的编导及后期制作人员;录屏式课程制作方式则相对简易得多，只需要安静密闭的空间、简单的录屏软件、拾音话筒以及入门级的剪辑工具教师就可以自己DIY课程视频。加工后的教学资源将重新回到校本资源库，落地到本校教学中。

3.提供数据决策支持服务

以往教师经验在学情分析中扮演重要的角色，但这往往受到教师教龄、教学能力的制约，而且带有一定的主观性。智慧教育时代，在信息技术、各类感知设备和智能终端的支持下，使得学生的学习全过程数据的记录、采集成为可能。通过对这些数据的深入挖掘与分析，教师可以从宏观和微观上把握学生的表现情况，综合整体学情数据合理安排教学活动，同时可以针对个体的表现实施个性化教学。因此，数据决策支持是教学活动中重要的反馈环节。

数据决策支持应从顶层设计出发，从数据的汇聚、建模与分析、呈现三个环节入手，最终为教师提供可视化、人性化的分析结果以有效指导教学。首先，应解决不同软件平台中的“数据孤岛”实现数据的统一汇聚。制定元数据标准、交换接口规范，建立数据中心，形成面向师生的教学大数据集合。同时，建立常态化数据更新机制，实现不同数据源之间数据的同步汇聚。其次，校方应配备专业的教学技术服务人员搭建起一线教师与企业沟通的桥梁，从教学实际需求出发，对评学评教相关的关键指标值进行量化，建立针对教师、学生、课程的综合评价模型。第三，由于教师对数据的分析解读能力是指导改进教学实践的重要因素[21]，因此一方面要加强数据分析软件的易用性、结果展示的直观性，降低教师的使用门槛;另一方面，要加强教师对数据的分析能力，学会使用Excel、SPSS等常见统计分析软件，帮助自己更加深入地了解数据背后更深层次的内涵。

4.提供系统化的培训，提高教师数字素养

2009至2018年的《地平线报告（高教版）》都将提升数字素养列为制约高等教育技术应用的重大挑战之一，高校教师是教育技术能否进入高校和课堂的引路人[16]，教师的信息获取能力、资源整合能力、教学工具运用能力、教学设计能力、数据分析能力等都将直接影响未来的教育教学。因此，系统完善的教师信息化教学技能培训将是智慧教育持续发展的重要保障环节。

联合教师发展中心、信息化技术中心、现代教育技术中心等多部门的力量制定系统的教师培训体系，通过培训、教学观摩、评价等环节提高教师将信息技术运用于日常教学的能力。在培训内容方面，要根据不同学科特点、不同年龄、不同接受能力的教师制定有针对性的培训计划，同时根据本校信息化建设的不断推进和信息技术的发展及时更新培训内容。宜多采用小规模、常态化的工作坊式培训，给予老师充分的研讨和现场操作时间，真正让老师内化于心、外化于行。结合学科特色定期举行教学观摩，以案例展示的方式给予教师更加直观的认识。在实际操作上，可以由院系教研室组织优秀教师就本学科的某一章节或者某一知识点，展示如何运用智慧教室中的软硬件设施组织探究式、研讨式课堂教学，如何建设及维护一门网上课程等。同时，建议配备专业的教学技术支持服务人员，对教师日常教育中遇到的问题给予及时解答，帮助教师跨越“技术门槛”。

5.完善教学管理支持，提供政策保障

在一门课程中，根据知识点的要求不同可能会需要教师综合运用讲授法、研讨法、任务驱动法等多种教学方法，甚至还会用到VR/MR实景模拟教学方式。目前一门课固定在某个教室上课的排课方式就无法满足多种教学方式的需求，因此在教学管理上需要进行改革，允许教师根据课堂教学活动的不同预约具有不同布局方式、不同软硬件设施的教室上课;同时，适当减少课堂教学学时，给予学生更多的自主学习时间。

在政策保障方面，由于教学活动从时域和空域上都较之前有了较大的延伸，教师备课、制作课件、线上答疑互动等课下工作量都有了很大的增加，教学管理部门一方面可以出台助教相关政策，给任课教师配备若干助教，协助教师进行课程资源的制作与推送、答疑、主观性作业的批改、学生学习情况的汇总等工作，以减轻教师的工作负担;另一方面，改变以往通过课程学分认定教师工作量的方法，充分利用大数据对教师线上线下的教学工作量和质量进行全面量化考核。另外，还需要制定激励措施，督促教师去了解更科学的教学理念、更新的教学方法，同时对积极探索智慧教学方法的教师给予经费支持。

四、结束语

党的十九大指出我国经济已转向高质量发展阶段，迫切需要教育战线进一步提高人才培养和社会服务能力，这对高校人才培养的质量提出了更高的要求。近年来，在移动通信、互联网、人工智能等信息技术的推动下，高等教育也迎来了新的变革思路和发展机遇，具备多元化、个性化、智能化等特征的智慧教育将成为未来教育的主要形态[22]。因此，如何让先进的信息技术真正落地，为教师教学和学生学习提供支持服务是当前亟待解决的问题，本文所研究的教学支持服务体系就是在这个背景下提出的。在此过程中，需要高校管理者从顶层设计出发，汇集教务处、信息技术中心、现代教育中心、人事处等部门的力量，从智慧环境、智慧教学、智慧管理、智慧服务等多个要素出发共同推进，最终实现智慧型人才的培养目标。

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（编辑：王晓明）