军队院校智慧课堂个性化学与教路径研究

黄照翠　陈晖　吴强　刘娟

摘   要：通过文献梳理，文章分析了智慧课堂的发展历程、本质和架构。结合军队院校实施智慧课堂个性化学与教的实际，文章研究了军队院校智慧课堂实践成效与瓶颈，阐述了军队院校构建新型智能化课堂教学体系，真正实现个性化学与教的路径，以期推进新时代军事教育的创新发展，助力军队院校教育的成功转型。

关键词：智能教育;智慧课堂;军队院校;个性化学与教;路径

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2020）09-0067-06

一、引言

当前正处于信息时代与智能时代的交叠期，人工智能给各个行业带来了巨大的影响，特别是人工智能对劳动力市场的结构性变化倒逼教育变革[1]，传统课堂已不能适应智能时代智慧型、创新型人才培养目标的需求，智慧课堂推动着课堂教学变革。2018年4月召开的全国教育信息化工作会议提出“智能化领跑教育信息化2.0”[2]，新时代智能化将引发学与教发生更加深刻的变革，作为军队院校人才培养的实践场，智慧课堂具有不可懈怠的作用。智慧课堂相比傳统课堂在教学目标、方式方法、内容设计、师生地位和角色、评价标准等方面都发生了质的变化，基于学生性别、原有知识、兴趣偏好、思维方式、理解能力等的差异性，智慧课堂特别关注学生的个性化学，进而要求教师的个性化教，课堂不再是以教师为中心，教师一言堂，而是在教师的引导下，根据兴趣爱好等分组讨论，全班所有学生主题发言，合作探究学习，思维高度专注，及时反馈，师生、生生间及时互评价，教师有针对性地进行讲评，精准解决问题，达成知识和智慧的集体生成。为了响应国家教育信息化战略，培养能打仗、打胜仗新型军事人才，军队院校自上而下不断的进行智慧课堂理论研究与实践探索，组成专门的智慧课堂研究团队，定期开展智慧课堂专题活动，提升课堂教学。尽管如此，军队院校智慧课堂实践还是处于起步阶段。为了能够更好地有效汲取智能时代的优质资源和技术成果，推动军队院校智慧课堂实践和提升课堂教学效果，了解军队院校课堂教学现状，研究阻碍课堂个性化学与教的瓶颈，给出军队院校智慧课堂个性化学与教的路径具有十分重要的意义。

二、军队院校智慧课堂现状

2018年4月，教育部印发了《教育信息化2.0行动计划》，提出实施智慧教育创新研究计划[3]，智慧课堂随之成为该计划实施的核心载体，因而智慧课堂也成为教学实践和学术研究的热点。智慧课堂是新一代信息技术支持下的智能、高效的课堂，是翻转课堂在智慧教育中的升级产物，历经了三个发展阶段。智慧课堂3.0定义得到了完善、功能实现了升级，在服务宗旨、技术策略、体系架构、应用场景和实践模式等方面具有了智能时代的全新特征。军队院校专家、学者也投入到智慧课堂的理论探究，就本校而言，“智慧课堂”的理念在于“研究教学、提升教学、分享教学”。

为了提高教学效率和质量，军队院校教师也对智慧课堂进行了尝试，纷纷投入到智慧课堂的教学实践中，通过本校近年来的微课、名师杯教学竞赛分析看，课堂是否高效、智慧，得看多方面的因素和评价，特别是2019年的名师杯教学竞赛，明显看出参赛者在教学设计方面融入了更多的智慧因素。比如在教学模式和策略、媒体选择与学情分析、交互设计与任务驱动、资源准备与推送等。而专家在评价打分和提问上明显偏向于翻转课堂、混合学习和智慧课堂等方面。经过6年多的探索实践，本校“智慧课堂”活动特色初步彰显：一是紧紧围绕教学这一根本。“智慧课堂”牢牢抓住提高教学质量的内涵，把教书当作学问，把教书当作艺术，起到了引领、唤醒和推动教学的效果。二是具备融合性和辐射性。“智慧课堂”把科研领域的交流机制引入到教学学术交流，激发了教师从教的热情和自信，促进了“智慧课堂”的茁壮成长。三是系列活动吸引力强。“智慧课堂”活动形式多样、丰富多彩，具有引领性、深入性与互动性的特征，吸引了越来越多的教师参与其中，共同欣赏教学、分享教学。但同时也看出智慧课堂在实践上还处在探索阶段，就教师对智慧课堂的认知程度、擅长智慧课堂教学设计与实施教师数量、课程实施智慧课堂教学的比例和智慧课堂实施的支持服务保障等方面都十分有限。

三、军队院校个性化学与教瓶颈

在智能时代，智慧课堂教学强调学生的个性化学和教师的个性化教，教师需以学生个性化学习为中心，针对每位学生的个性差异进行个性化的教学设计和教学实践。那么学生“个性化学”学什么、怎么学、需要什么支撑服务;教师“个性化教”教什么、怎么教、需要什么支撑服务;学生、教师、机器之间如何交互，基于什么交互;目前军队院校智慧课堂个性化学和个性化教实施进展情况等，这些都是需要探讨的问题。

1.个性化学

（1）学什么

智慧课堂学生学习内容发生了重大的变化，学习内容不仅有纸质或电子课程教材、参考材料、拓展资料、试题试卷，还有丰富的分类分层的难度级别、学习目标水平各异的课程视音频资源供选择，学习不再是千篇一律的，课程信息资源丰富，选择因人而异，学习内容呈现多元化。学生学习的不止有课程知识，还有网络中的知识、信息、资源，在社区、平台中与教师、同伴和机器交互的所获，包括知识、技能、情感、信息素养、组织协作和高阶思维等各种能力的习得，促进智慧发展。

（2）怎么学

新一代智慧课堂学生课前、课中、课后的学习内容、学习方式、学习目标层次各不相同。课前主要通过自主学习平台完成课程视频、教材、文档资料等的学习，完成课程记忆、理解和应用层次的学习目标，通过在线测试，试题分析，了解学习效果，圈出学习难点，线上对比伙伴学习情况，积极交流，补中不足，带着问题和任务单进入课堂。课中在教师的引导下，分组协作学习，基于任务驱动，完成问题解惑、分析、评价和创新层次的学习目标。课后进行巩固学习，拓展学习，完成作业，如测试、编程、设计、论述、研究报告等，提交作业查看智能评判，分析学习效果，或上传发布到课程社区，与伙伴互评，接收教师评价，反思生发新内容、新方法、新思维。

智慧课堂学生不再是一个个独立的个体，而是相互交互、交织在一起的网状群体。教师不再是学生唯一的传道、授业、解惑者，学生在课内外、线上下、虚拟和现实世界里处处是传播者，可以是小伙伴、教师，也可以是智能导师。

2.个性化教

（1）教什么

智慧课堂实施过程中，课程内容被分解分层，分时段传递给学生，课前由平台授予学生通识类内容，学生或看视频，或看电子资料，或完成课前测试，或交互促学，或智能导学。课中突出重点，解惑难点，依据课前每位学生学习情况设计层级任务，分组探讨，一对一逐个关注，解决课程中各种实际问题，最终实现学生的智慧生成。课后依据课中学情分析，给出巩固学习任务、拓展学习资料或指引，完成具体实际作业，上传提交，或生生互评，或教师点评，或机器智能评判，完成课后反思生发。基于智慧课堂的数据收集、清理、分析、处理，使每位学生的学情都是透明的，教师、学生都可以轻松查看，学生可以进行对比学习、互学习，教师据此可以决策设计下一项教学任务。教师在教学中，教学内容并没有少，而是增加了很多，并且是更高难度更高层次的拓展和延伸内容，只是部分内容制作成视频或文档，在课前推送給学生自主学习，课中节省了这部分时间用于完成更高层次学习目标和智慧养成。

（2）怎么教

随着信息技术的发展，影响教学模式实施的内外因素，如教师、学生、硬件、软件、教学内容、教学资源、教学环境等不断变化[4]，智慧课堂对教师的要求更高，教学模式是对传统教学的一个颠覆。面对开放化的在线学习环境、多样化的学习需求、多来源的学习大数据，教师需充分利用智能学习环境，充分挖掘学生学习行为数据，通过教育大数据收集、清理、存储、智能处理、分析，记录标签化学生特征，精准地描述学生需求以及预测学生行为，充分挖掘教学资源数据，为资源建立各类属性标签，根据学生特征标签，为每位学生匹配最适合的学习资源和试题等课程图谱节点，从而提供更精准的信息服务[5]。

教师（团队）需为课程每个章节建立课程知识图谱，资源包括图文声像，知识图谱成网状，彼此建立关联，并不断膨胀，每个节点各类资源建立难度级别、关联属性、特征属性、访问用户、推送信息等，为学生自主学习提供最适切的课程资源。课中教学设计基于学生课前自主学习学情分析，设计讲授、答疑、分组、讨论、小测试、汇报任务单等，根据课堂实时情况分析，把握教学进度和内容调整等。课后教师对学生章节内容的学习情况、作业提交评判、目标完成水平和学生差异进行分析，提供实时反馈和适切资源推荐。

3.需要什么支撑服务

新一代智慧课堂利用人工智能、大数据、云计算、物联网等智能信息技术打造智能、高效的课堂，通过构建“云—台—端”整体架构，创设网络化、数据化、交互化、智能化学习环境，支持线上线下一体化、课内课外一体化、虚拟现实一体化的全场景教学应用[6]。个性化学与教全场景应用一是离不开智能云服务提供学科门类齐全的全媒体信息资源管理与应用、在线学习平台与服务、信息资源智能推送、智能导学与智能评价、人机及人人互动服务、个性化作业、智能试题标引、个性化试卷抽取、智能阅卷、精准讲评、精准教研服务等。二是离不开智能教育最核心的实践场地，以智能软硬件为载体的智慧教室，提供一种具有记录学习过程、识别学习情景、感知学习物理环境和联接学习社群等特征[7]的课堂全景数据收集、处理和存储智能学习环境。三是离不开各类智能端应用工具，为学生完成作业、知识管理、数据分析，为教师便捷设计制作课程视频、智能实录、出题组卷、教研管理等提供工具。

4.成效与瓶颈

军队院校跟进教育信息化2.0步伐，积极探究与实践智慧课堂，一是从教学设计[8]、教学模式[9-14]、教学方法[15-18]、资源建设[19]、平台与环境建设[20-22]、翻转课堂[23]等方面进行了教学实践创新活动、教学研究成果总结。二是加强面向翻转课堂、智慧课堂平台的资源建设，军事职业教育平台上线课程达1400多门，注册人数达100多万，军内院校教师将设计制作的视频课程、课程简介、教学大纲、测试考试试题等内容发布到平台，面向全军院校学生提供在线学习资源服务，教师基于自身发布课程或其它课程开展混合式教学活动，各个院校自身大多还建设有SPOC网络教学平台，融合传统课堂优势和在线教学优势，满足本校课程教学改革，有利于培养学生自主学习能力、创新能力为核心的综合能力和素质[24]，另外各类自主学习资源应用平台、视频公开课、国家精品开放课程、微课、示范课、专家授课集锦等为课堂改革奠定了基础。三是自上而下组织开展各类各级智慧课堂教研活动，如智慧课堂工作坊、培训观摩等。平台不断完善，资源不断丰富，教研融合，教学质量不断提升，智慧校园试点工程正在有条不紊地推进，旨在培养智慧型、创新型的能打仗、打胜仗的新型军事人才。

随着大数据、云计算、物联网、人工智能技术的快速发展，技术与教学的融合不断加强，聚焦于核心素养的新课程改革不断深入，智慧课堂的发展也经历了三个阶段，从智慧课堂1.0、智慧课堂2.0升级到智慧课堂3.0，在概念内涵、平台及体系架构上得到了完善，功能上实现了升级，在服务宗旨、技术策略、体系架构、应用场景和实践模式等方面具有了智能时代的全新特征[25]，虽然军队院校智慧课堂探索与实践取得了一定的成绩，但是对照新一代智慧课堂，还处于初级阶段，实际上军队院校教师在教育教学上付出更多的时间和精力，对于智慧课堂的探索实践欲更强，希望能够实施个性化教学，因材施教，因人施教，然而军队院校在实施智慧课堂上还存在一定的瓶颈，不利于师生智慧课堂的实施。

第一，缺乏功能强大且无门槛面向每位师生、每门课程提供课程资源管理、微课管理、课程实录发布、便捷视频在线编辑、在线学习、互动交互、智能数据分析的智能云平台。目前军队院校有些平台可以发布课程，但是课程上线是有限制的，手续复杂，课程制作要求高，并不每一位教师可以即时发布自己录制的课程，不是每门课程都可以轻松上线，课程若要发布到平台，就视频而言，需课程团队教师和视频设计制作专业团队合作完成，如此，上线课程有限，教师所教的该门课程实施智慧课堂就缺乏平台资源支持。也有些课程在中国大学MOOC等平台上线，但军队院校课堂目前基本不支持互联网联通，课程资源使用受限。

第二，外部资源获取不便，优质资源与学生擦肩而过。军内大多师生使用校园网和教学网，校园网为涉密网，教学网为不涉密网，可以访问互联网资源，對于学生而言，涉密网使用较为方便，教学网使用受限，且一般教室只联通校园网，外部很多优质资源对学生而言，并不容易访问，课堂更是无法利用外部资源设计。

第三，军队院校“一校多地”的办学特点具有很多优点，但同时也存在带宽限制，特别是视频资源的访问存在很大的局限性。

第四，军队院校学生训练任务重，相比地方院校学生而言，课堂花费的时间相对少，对智慧课堂的常态化实施有一定的影响。

第五，基于各种客观因素，军队院校师生信息化学与教素养发展不够，课程学与教线上线下一体化、课内课外一体化、虚拟现实一体化存在困难。

四、军队院校个性化学与教路径

智慧课堂不同于一般的智能教室，未来教室不是指单纯的技术系统、技术环境，实际上是由智能系统 （智能化平台和工具）、人（教师和学生）及其活动（课前、课中、课后教学环节）等组成的新型智能化课堂教学体系[26]。军队院校构建新型智能化课堂教学体系，真正实现个性化学与教，需在智能系统、人及其活动等方面打通阻碍。

1.面向全场景应用整体架构“云—台—端”智能化服务平台，提供资源服务、互动服务和学与教工具

第一，整体设计架构和升级网络基础设施，实现网络互通互联、高速泛在，实现校园能够随时随地随需提供高速、泛在的网络环境[27]，打通网络互联和带宽限制。第二，构建全军统一的智能云平台，提供智慧课堂云服务。采用P2P与CDN技术融合的信息分发传输方式[28]，按地区部署边缘服务器，院校不同校区就近访问服务器，实现内容分发加速，打破网络拥堵局限。第三，形成一定的智能管理和监督机制，满足任意课程内容发布、资源管理，实现从过去的部分课程、部分环节、部分场景的应用，向全学科、全过程、常态化应用转变。提供简易傻瓜在线视频制作工具，提供丰富海量图文声像素材和成品在线编辑或下载离线编辑，在保证质量的同时，降低视频制作要求和制作周期，借鉴清华大学学堂在线，其后期对课程制作降低要求，课程上线数量剧增，如今用户数量上升到1200多万，如此，即使没有课程制作团队个人也能制作发布自己的课程，便于各学科各课程资源分享及满足教师自身智慧课堂的实施需要。第四，关注师生个性化学与教的需求与实践过程，对师生在课前、课中、课后学与教活动在云、台、端产生的各类结构化、半结构化、非结构化数据进行全面收集、清理、处理，合理化设计算法，为师生建立个性化学习模型和教学模型，根据模型分析结果，一方面实现智能人机交互，即根据每位师生个人基本信息、拓展信息、原有知识结构、学习视频内容及进度、重复观看次数、学习测试结果分析（包括错题分析、错题关联知识节点等）、活动轨迹、收藏和关注的内容以及参与交互的过程与内容，智能推送个性化的信息资源、抽取个性化试题组卷出卷等。另一方面实现师生人人间交互，由教师根据学生学情分析、学生关注、感兴趣的内容以及学生性格特征等，构建学生画像。据此，线上巧妙与学生交互、给予指引、答疑解惑以及资源推送与共享，设计智慧课堂深度学习个性化任务单，面向每一位学生精准设计课堂，实现学生关注全覆盖，真正做到转识为智，智慧发展。

2.课程知识图谱立体化、全面化建设

课程体系建设是促进教育改革与发展的重要抓手[29]，建立课程知识图谱是解决课程体系中的知识点重复及“知识孤岛”[30]问题的有效路径。知识图谱本质上是一种语义网络，由节点和边组成[31]，用可视化技术描述学科的核心结构、发展历史、前沿领域、整体知识架构、信息资源及其载体，挖掘、分析、构建、绘制和显示知识及它们之间的相互关系[32]。通过建立课程知识图谱从“关系”的角度去分析问题，提升知识可用性、全面性和课程学习的深度和广度。

课程知识图谱建设应以课程本体为主，构建课程概念层次关系，涉及知识、概念、关系，一方面，选择合理科学有效的计算方法，建立课程图谱关系模型，可应用层次聚类方法进行课程本体层次关系获取[33]，自动构建课程本体概念层次关系，引入课程知识概念的细化度评价指标[34]，提升了课程概念层次关系划分的准确性。另一方面，充分融入人的积极因素，以课程主讲教师和课程教学团队为主，以所有在线学习的学生为推手，不断扩大图谱节点数，无论联结内网爬取知识节点，单向获取外部网络知识节点，还是师生人工采集、转换知识节点，都将使得课程知识图谱向纵深广博发展，通过关系模型计算，系统自动滤去重复或相似度大的知识，保障了知识图谱的质量。同时系统可以建立图谱节点问卷调查，采集所有使用该课程图谱的用户对节点关系的认可度，根据用户的调查结果对图谱节点和边进行微调，克服了机器视算法为唯一标准的缺点，使得课程图谱更加人性化，更加合理化。

3.不断提升智能服务平台AI能力，助力学生个性化学与教师个性化教

不断将人工智能技术新成果运用到智能服务平台，提升平台在智慧课堂中的应用力度，做到课堂教学精准管理、信息资源精准推荐、学业水平智能检测、人工智能试题标引，构建多维试题库、智能化出卷判卷等，全程交互化、数据化、智能化、可视化。将繁重重复的较低层次教学管理任务交给机器，教师可以节约更多的时间用于学生创新能力、问题求解能力、决策力和批判性思维能力等高阶思维能力的培养。根据学生画像，将学生未知的、感兴趣的、有探索欲的以及难点和错题点的内容、试题试卷推送给学生，大大节约军队院校学生已掌握内容的重复学习时间，实现高效学习，以便于腾出更多的时间用于军事训练。

4.培育与传播联通主义学与教新理念，提升师生信息化学与教素养

在智能时代，为了构建一套全新的教育生态体系，军队院校需要引入和培育师生现代化的学与教理念，联通主义既是新的学习理论又是“互联网+教育”的本体论，联通主义不仅提供了一种新的认识学习的视角，更重要的是提供了一种新的认识世界的视角，包括个体学习层面认知、概念、社会网络之间的联通，教学层面以资源共享、开放大学与混合式学习为代表的创新，组织生态层面以自组织、社区化教育等新业态的发展为代表形成的教育新生态[35]。

联通主义是行为主义、认知主义、建构主义学习理论本质的体现与归纳，强调通过学习建立个体与外界客观世界的连接，实现联通个体与客观世界的过程。联通既是智慧课堂学与教的新方法新理念，也是智慧课堂完成深度学习目标的途径，全军可以设计合理的、可操作的培养模式，完成联通主义自上而下的撒网式培育，让更多的人知晓和理解联通主义，院校自身不断开展联通主义本体论指导下的教育实践与创新，在实践中发展并传播该理论。

信息素养作为对信息敏感并能有效检索、评估信息的重要能力[36]，是学生有效自主学习和教师成功设计实施智慧课堂的关键因素，对智慧课堂个性学与教有重要的影响。信息素养是培养创新型和智慧型未来人才的关键素养，是培养学生解决现实问题的关键能力和必备品质，军队院校需高度重视信息素养的培养，制定明确的培养目标和创新的培养模式，分层次大规模全员化组织培训，可通过线下课程和线上培训相结合，分对象确定调整培训内容，并建立科学的信息素养评价体系，以现实问题解决为目标导向，对师生获取、鉴别、比较、批判、评价、组织和使用信息的过程以及信息安全意识、信息法律和道德伦理意识等[37]方面进行合理评估，不断提升军队院校师生的核心素养，以期为智慧课堂个性化学与教实践应用和创新活动提供信息素养潜工具。

5.打破外部网络限制，让军队院校真正融入“互联网+教育”开放的教育服务体系[38]

“互联网+教育”是互联网、移动互联网与教育深度融合，是推动教育进步、效率提升和组织变革、增强教育创新力和生产力的具有战略性和全局性的教育变革[39]。为了保障网络信息安全，军队院校目前部署了集中上网（互联网）的场地，数量有限，学生自主学习和教师备课使用极其不便，笔者认为，应从技术上实现有效安全机制解决信息安全问题，而不是一味的限制网络的使用，比如校园网网线一旦接入互联网接口，自动检测并禁用端口，反之，同样自动检测禁用端口，注册移动存储等设备违规接入互联网机器，以及普通移动存储设备接入校园网机器，也通过技术检测，无法识别设备，从根源上隔离。军队院校师生应该更加敏锐利用“互联网+教育”生态的精髓，助力军人核心素养和价值观的培育。因此，军队院校首先应该打破网络限制，让互联网、移动互联网进入校园的各个角落，为智慧课堂师生在课前、课中、課后提供无限制的随时随地高速、泛在的有线和无线网络环境。

五、结束语

在智能时代，军队院校为了培养适应未来信息化战争的军事人才，智慧课堂探索与实践势在必行。要积极运用联通主义学习理论，坚持以人为本的育人理念，改变学与教的思维方式和模式，以智慧课堂3.0内涵、定义和架构为参照，建设“云—台—端”智能服务平台，提供优质的信息资源和智能服务，竭力为智慧课堂学生的学和教师的教提供全方位的服务。依据军队院校新型军事人才培养目标，充分认识军队院校课堂教学现状和差距，找出问题所在，解决实际问题，将大数据、云计算、移动网络、人工智能技术与教育深度融合，为军队院校实施智慧课堂提供立体学习场和智能学习环境，助力学生个性化、创新性学习，教师个性化、创新性教学，致力于培养智慧型能打仗、打胜仗的军事人才，助力军队院校教育成功转型。

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（编辑：王晓明）