专栏名称: 互联网教育国家工程研究中心
互联网教育智能技术及应用国家工程研究中心(原互联网教育智能技术及应用国家工程实验室)支撑开展远程教学交互、知识建模与分析、学习者建模与学习分析、学习环境设计与评测、系统化教育治理和数字资源公共服务等技术的研发和工程化。
目录
相关文章推荐
中国电建  ·  1650万方!世界第一高坝年填筑量再创新高 ·  昨天  
中国电建  ·  电建硬核科技 | ... ·  2 天前  
中国电建  ·  捷报频传|新年启新程 未来正当时 ·  4 天前  
芋道源码  ·  请程序员立即拿下软考证书(政策风口) ·  4 天前  
51好读  ›  专栏  ›  互联网教育国家工程研究中心

融合与创新:人工智能与数字化在职业本科教学中的实践|2024年智慧教育优秀案例18

互联网教育国家工程研究中心  · 公众号  ·  · 2024-09-23 16:27

正文

陈方平 岑莉 熊超 李红杰

游思雨 谭丽锋 温洪波 黄珊珊

江西软件职业技术大学


【摘要】

在全球化与科技迅猛发展的背景下,职教本科教育正面临着新提升的挑战。江西软件职业技术大学作为教育创新的先行者,积极探索人工智能(AI)与数字化技术在教育中的应用,以推动智慧教育的发展。通过案例分析,详细探讨了如何利用AI教学助手和虚拟仿真实验室,实现教学的个性化和互动性,提升教育质量。同时,也讨论了智慧教育在推广中遇到的技术融合障碍、教育理念更新以及教育资源分配不均等问题,并提出了相应的解决策略。通过对教学数字化、创新实践、技术融合、资源公平分配等方面的深入分析,旨在为职业本科教育的新提升提供借鉴和启示,以培养适应新时代需求的高素质技能人才。


【关键词】

人工智能;数字化;职业本科;江西软件职业技术大学


一、智慧教育的框架构建:

职业本科教育新路向


(一)教学数字化:交互式与个性化的教学改革


江西软件职业技术大学在教学数字化方面的努力,体现了教育技术领域的最新发展趋势。学校引入的多媒体和网络交互技术,不仅提升了教学的互动性,也极大地丰富了教学内容的呈现形式。通过这些技术,教学材料不再局限于传统的文本和讲授,而是包括了动态图像、音频和互动模块,使得抽象概念得以形象化,复杂过程得以简化,从而提高了学生的学习兴趣和参与度。


学校利用智能教学软件集成了丰富的教学资源,这些资源覆盖了各个学科领域,从公共选修课程到专业必修课程,从理论学习到实践操作,一应俱全。视频讲座为学生提供了灵活的学习方式,他们可以根据自己的时间安排观看;互动模拟则允许学生在虚拟环境中进行实验操作,增强了学习的实践性;在线讨论平台则促进了师生之间以及学生之间的交流与合作,培养了学生的批判性思维和沟通能力。同时为教师配备了智能教学系统,使教师能够实时跟踪学生的学习进度和理解程度。通过数据分析,教师可以及时了解学生在学习中遇到的困难,提供针对性的辅导和支持。这种及时反馈机制是提高教学质量的关键,它确保了学生能够在遇到困难时得到及时的帮助,从而避免了学习障碍的累积。


此外,自适应学习算法也是智能教学系统的重要组成部分。该算法能够根据学生的学习习惯、认知能力和学习进度,个性化调整教学内容和难度。这种个性化教学方法尊重了学生个体差异,使得每个学生都能在自己最适合的节奏下学习,从而提高了学习效率和效果。个性化教学的实施,体现了对学生个体差异的尊重和对学生学习主体性的重视。这与维果茨基的近端发展区理论(Zone of Proximal Development, ZPD)相呼应,该理论认为学习应发生在学生的近端发展区内,即在学生现有能力和潜在能力之间的区域。通过自适应学习算法,教师能够为学生提供处于其近端发展区的学习任务,促进学生的认知发展。


江西软件职业技术大学的教学数字化改革,不仅提升了教学的互动性和个性化水平,也展示了教育技术在提高教育质量和促进教育公平方面的潜力。通过这些措施,学校为学生提供了更加丰富、灵活和个性化的学习体验,同时也为教师提供了更加精准和高效的教学工具。


(二)创新实践:AI赋能的学术研究与项目开发


江西软件职业技术大学在创新实践方面的努力,体现了高等教育机构对于培养学生创新能力和实践技能的重视。根据布鲁姆的认知领域教育目标分类,教育不仅仅是传授知识,更重要的是培养学生的分析、综合和评价等高阶思维能力。通过参与前沿科研项目和跨学科项目开发,学生能够在实践中深化理论知识,培养解决复杂问题的能力。


学校建立的智慧实验室,为学生提供了一个与行业发展同步的学习环境。这些实验室配备了先进的硬件设备,集成了最新的人工智能技术,如机器学习、数据挖掘和自然语言处理等,为学生进行科研和技术开发提供了优越的条件。巴克的跨学科学习理念认为跨学科学习能够促进学生对知识深层次的理解,并提高他们解决实际问题的能力。学校鼓励学生参与跨学科项目开发,如将人工智能技术应用于医疗健康和艺术设计等领域。这种跨学科的合作,有助于学生建立跨界思维,培养他们在不同领域之间建立联系和创新的能力。通过参与智慧实验室和研发中心的科研项目,学生不仅能够提升自己的技术能力,还能够在实践中培养创新思维。这种学习方式,符合施瓦布的教育四重奏模型,即教育应包含事实、技能、洞察力和智慧四个方面。学生在掌握人工智能技术的同时,还能够通过项目实践,培养对知识的深入洞察力和创新应用的智慧。


在当前社会,技术更新迅速,对人才的需求也在不断变化。江西软件职业技术大学的这些措施,不仅提升了教学的质量和效率,还通过为学生提供前沿技术和跨学科项目的学习机会,帮助学生适应未来职场的需求,培养他们成为具有创新精神和实践能力的高素质技术技能人才。


二、智慧应用的具体案例:

技术与教育的完美融合


(一)AI教学助手的应用


江西软件职业技术大学所部署的AI教学助手,代表了教育技术领域的前沿进展。该助手基于机器学习算法,通过持续追踪学生的学习行为、成绩表现和反馈信息,实现了对学生学习过程的深入分析。这种分析不仅涉及学生的知识掌握情况,还包括学习习惯和认知风格,从而为每位学生提供量身定制的学习资源和辅导建议。这一过程体现了对学生个体差异的尊重,符合个性化学习的核心原则,旨在实现教育的个性化和差异化。


AI教学助手的推荐机制,基于对学生学习数据的深入挖掘和分析,能够识别学生的知识盲点和潜能领域。对于在特定领域表现突出的学生,AI教学助手能够推荐更高难度的课程或竞赛,以激发学生的学术潜能;对于需要额外支持的学生,助手则提供定制化的辅导材料和练习题,以加强其薄弱环节。这种推荐机制的实施,与教育心理学中的“适当挑战”理论相吻合,即通过提供适度的挑战来促进学生的学术成长。


AI教学助手在课堂管理方面的应用,为教师提供了实时的学习状态反馈,使教师能够及时调整教学策略,以满足不同学生的学习需求。这种实时反馈机制,与教育心理学中的“形成性评估”理念相一致,即通过持续评估学生的学习过程,为教学提供动态的反馈和改进方向。此外,AI教学助手还能够辅助教师进行课堂互动的设计,如实时问答、小组讨论等,以增强学生的参与度和学习动机。


在江西软件职业技术大学的具体实践中,AI教学助手已经被应用于多个学科的教学中。例如,在计算机科学课程中,AI教学助手能够根据学生的编程能力,推荐个性化的编程练习和项目;在语言学习课程中,助手能够根据学生的语音识别和语言理解能力,提供定制化的语言练习和文化背景资料。这些应用案例表明,AI教学助手不仅提升了教学的个性化水平,也提高了学生的学习效率和满意度。


通过这些措施,江西软件职业技术大学成功地将AI技术融入到教学实践中,为学生提供了一个充满创新和个性化的学习环境,同时也为教师提供了有效的教学辅助工具。


(二)虚拟仿真实验室的建立与成效


虚拟仿真实验室是江西软件职业技术大学在智慧教育中的又一重要实践。通过数字化、虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术应用,让红色文化和“革命历史”活起来。与井冈山市自主开发井冈山“红军打铁”、“黄洋界上炮声隆”、“挑梁小道”等系列的红色情景小剧融入到思政课程教学中。与井冈山干部学院共同研发“跨越时间的井冈山精神”红色数字展馆,让交互体验讲“活”大思政课,为用活用好红色资源,发挥革命场馆育人功能,讲活新时代“大思政课,汇聚“校馆企”育人“大场域”,打造更多使广大学生“想听”“易听”“耐听”的思政“金课”。

通过数字科技技术,让“历史活起来”,打造一趟生动有趣的沉浸式红色教育课堂,让同学们在交互式体验中学习了鲜活的党的历史,革命斗争故事、英雄斗争事迹。开创了红色教育学习的“新模式”,打造了红色教育宣传的“新阵地”,为革命老区谱写了红色教育“新篇章”增添了新力量,为数字化思政”赋予“新动能。


江西软件职业技术大学对虚拟仿真实验室的成效进行了评估,包括学生的学习成果、技能提升和满意度等指标。评估结果显示,虚拟仿真实验室显著提高了学生的实践操作能力和科研创新兴趣。学校还根据评估结果,不断改进虚拟仿真实验室的设施和教学内容,以满足学生和行业的需求。


通过AI教学助手和虚拟仿真实验室的应用,江西软件职业技术大学成功地将先进技术融入教育过程,为学生的全面发展提供了强有力的支持。这些实践不仅提高了教学的质量和效率,还为学生的未来职业生涯打下了坚实的基础。


三、面临的挑战与应对策略:

克服困难,拓宽道路


(一)技术与教育的融合障碍


在智慧教育的推广过程中,技术与教育的融合确实面临着一系列挑战。为了克服这些障碍,江西软件职业技术大学采取了多方面的措施,并借鉴了教育技术领域的理论依据。


(1)技术适应能力的提升


技术的快速更新换代要求教师不断提升自己的技术适应能力。根据Rogers的创新扩散理论(Diffusion of Innovations Theory),个体接受新技术的过程包括知晓、兴趣、评估、试用和采纳五个阶段。江西软件职业技术大学通过系统的技术培训,帮助教师从知晓到评估,再到试用和采纳,逐步掌握智慧教育工具。此外,根据社会认知理论(Social Cognitive Theory),观察学习和模仿是技能习得的重要途径。学校鼓励经验丰富的教师分享自己的智慧教育实践经验,促进其他教师的学习和模仿。


(2)教育理念的更新


教育理念的更新是另一个重要挑战。传统的教育模式和观念往往根深蒂固,不易改变。然而,建构主义学习理论(Constructivist Learning Theory)强调,知识是通过个体与环境的互动构建的。江西软件职业技术大学通过举办研讨会,鼓励教师探索与智慧教育工具相适应的创新教学方法,从而更好地促进学生的主动学习和知识构建。


(3)技术支持与基础设施建设


智慧教育的实施还需要强大的技术支持和完善的基础设施。根据技术接受模型(Technology Acceptance Model, TAM),技术的实用性和易用性是影响个体接受和使用技术的关键因素。江西软件职业技术大学通过与技术企业的合作,不断升级校园网络设施,提高了智慧教育平台的实用性和易用性。此外,学校建立的技术支持团队,为师生提供了即时的技术帮助和咨询服务,进一步增强了师生对智慧教育技术的接受度。


通过这些措施,江西软件职业技术大学不仅解决了技术与教育融合过程中的挑战,还为智慧教育的持续优化和推广奠定了坚实的基础。


(二)教育资源的公平分配


教育资源的公平分配是实现教育公平的关键。江西软件职业技术大学通过智慧教育平台,实现了教育资源的数字化和网络化,使得优质的教学资源可以跨越地域限制,为更多学生所共享。学校开发了在线课程和虚拟实验室,学生即使在偏远地区,也能通过互联网接入这些资源,进行学习和实验。这与联合国教科文组织(UNESCO)提倡的“开放教育资源”(OER)的理念相契合。OER鼓励教育资源的自由使用、修改和分发,以促进全球教育的普及和质量提升。


为了进一步促进资源的公平分配,学校还实施了差异化教学策略,为不同背景和需求的学生提供定制化的教育资源。差异化教学策略体现了个体化学习理论,该理论认为教育应根据每个学生的个体差异进行定制。社会支持理论认为,社会应为个体提供必要的支持以帮助他们实现潜能。对于家庭经济困难的学生,学校提供了奖学金和助学金,确保他们能够无障碍地接受教育。


通过这些措施和理论依据,江西软件职业技术大学不仅克服了智慧教育推广过程中的挑战,还为实现教育资源的公平分配做出了积极的努力,并为其他教育机构提供了宝贵的经验和启示。


四、效果评估与未来展望:

智慧教育的持续优化


(一)教学质量与学习效果的提升


为了评估智慧教育改革的效果,江西软件职业技术大学采用了多种评估工具和方法。首先,学校通过收集和分析教学过程中产生的数据,如学生的在线学习时间、互动频率、作业提交情况等,来评估智慧教育工具的使用效果和学生的学习参与度。此外,学校还定期进行学生满意度调查,收集学生对智慧教育改革的直接反馈,了解他们的感受和建议。


评估结果显示,智慧教育改革显著提升了教学质量和学生的学习效果。学生普遍反映,数字化教学环境更加生动有趣,个性化学习路径和辅导帮助他们更有效地掌握知识。教师也注意到,智慧教育工具使他们能够更精准地了解学生的学习情况,从而提供更有针对性的教学支持。


(二)技术进步带来的新机遇


人工智能和数字技术将继续快速发展,并为高等职业教育带来更多的机遇。江西软件职业技术大学预测,随着技术的不断进步,智慧教育将变得更加智能化和个性化。例如,未来的AI教学助手将能够更深入地理解学生的学习风格和认知特点,提供更加精准的个性化教学方案。同时,虚拟现实和增强现实技术也将在教学中发挥更大的作用,为学生提供更加沉浸式的学习体验。


此外,随着大数据和机器学习技术的应用,教育分析将变得更加精准和深入。学校将能够更好地预测学生的学习成果,及时调整教学策略,实现真正的数据驱动教学。同时,智慧教育平台也将更加开放和互联,实现教育资源的共享和优化配置。


五、结语


江西软件职业技术大学的智慧教育实践,展示了人工智能和数字化技术在提升教育质量和公平性方面的潜力。通过AI教学助手和虚拟仿真实验室,学校成功地为学生提供了个性化和互动性强的学习体验,同时为教师提供了高效的教学工具。面对技术融合的挑战,学校采取了创新的策略,不仅增强了教育的可及性和灵活性,也为高等职业教育的信息化转型提供了实践案例。


未来,江西软件职业技术大学将继续优化智慧教育平台,关注技术发展趋势,并致力于教育资源的公平分配。学校的经验和成果鼓励着更多教育机构探索智慧教育的可能性,共同推动教育的创新和发展。随着技术的不断进步,智慧教育有望进一步促进教育公平,培养更多高素质技术技能人才,为社会进步作出贡献。


往期回顾


1.  2024全球智慧教育大会观察

2. 【概念文件】GSE2024全球智慧教育大会V0.8

3. 关于公布2024年度智慧教育优秀案例名单的通知

4. 首届全球智慧教育创新奖颁奖名单公布

5. 日程概览|2024全球智慧教育大会

6. Synthesis Report of Global Smart Education Conference 2023