面向研究生教育的智慧教室构建探索

唐田田 王海鹏 贾舒宜 毛忠阳 周坚毅

[摘           要]  研究生教育是国家所有教育层次的最高阶段，肩负着科技强国、教育强国的战略重任。随着教育信息化、智能化的不断发展，如何构建适用于研究生教育的智能化课堂教学环境是一个值得深度思考的问题。结合研究生教育的特点及需求，对常规智慧教室进行优化，并在现代高新技术支持下，实现面向研究生教育的智慧教室的构建，以探索对研究生教育创新型教学模式的应用发展。

[关    键   词]  研究生教育;智慧教室;教育信息化;大数据

[中图分类号]  G645                    [文献标志码]  A                  [文章编号]  2096-0603（2021）42-0228-02

课堂教学历经几千年的传承，已成为各层次、各阶段教学任务中不可或缺的教学组织形式。由教育部发布的《教育信息化2.0行动计划》中明确指出，要推进新技术支持下的教育教学创新，这表明国家大力支持高等院校智慧教育的创新发展。如何顺应信息化、智能化教育改革潮流，构建智慧型的课堂教学环境是教育工作者思考的重要问题。研究生教育注重应用和探索实践，其课堂环境会更加开放，交互性、专业性、实践性更强，因此结合研究生教育的特点，对常规智慧教室进行优化，以构建更适用于研究生教育的智慧教室，才能真正改善研究生教育的教学效率，提升高水平人才的培养质量。

一、智慧教室概述

智慧教育是以学习为主体，从学习环境、学习方式、学习过程等方面实现对传统教育的转型升级。智慧教育是新时代下教育信息化、智能化的产物，不局限于传统的线下教室和固定时间，使学生的学习过程变得更具灵活性、个性化、精准化及智能化。

智慧教室是智慧教育中教学实施的实现条件，在新教育理念推动下，利用智能化技术创设全新的课堂环境，促进学生的学习行为有效发生。智慧教室是由智能硬件设施和虚拟数据空间两大部分构成。智能硬件设施中智能环境控制系统和智能教学系统是关键部件，其他还包括智能终端（如手机、平板等）、学习桌椅、智能考勤系统等重要的辅助设施，保障智能化教学活动的有效进行。虚拟数据空间是智慧教室的核心资源空间，助力精准的数据分析和个性化资源推送。

智慧教室区别于传统课堂的优势，主要体现在以下几个方面：

（一）数据分析更加便捷、高效

传统课堂教学中，教学分析主要依赖于先前经验，缺乏客观性和科学性。智慧教室能将课堂中产生的教学数据（甚至包括学生与教师的眼神交流、学生的面部表情等更细致的学习特征），以及课堂环境数据实时上传到虚拟数据存储空间，然后通过大数据分析技术实现多类型、多维度数据的整合及综合分析，找出学生感兴趣的内容和学习需求。教师和教学管理人员能通过学生的学习分析报告，及时调整和优化教学内容和教学设计，并制定合理的规章制度。

（二）课堂环境动态、开放

传统课堂主要是教师向学生的单向传输，忽略了教与学之间的双向交流。智慧课堂强调以学习为中心，由学生根据个人意愿和实际情况，自主组成学习小组，采用合作探究式的学习方式，与教师共同探讨，鼓励学生发散思维，敢想敢说，打造动态开放的课堂环境，从而提升学习的效率。

（三）灵活的交互空间

智慧教室突破时域、地域的限制，通过互联网技术，连接更多的教学主体，按教学设计需求，利用智能移动终端将学生、教师、家庭、社会等主体连接，实现多主体之间的相互连通，提高多向交流的灵活性，从而助力教与学的高效性。

二、研究生教育对智慧课堂教学环境的需求

目前，很多高校建立了独立的智慧教室，但其发挥的作用甚微，除一些作为参观展示外，大部分教室定位不明确，并没有考虑到各个教育层次的不同教学需求。另外智慧教室完成集成化管理，其操作步骤相对烦琐，不稳定性因素较多，使教师可能产生“疲惫感”或畏惧情绪。因此智慧教室必须根据教学需求有针对性地配置相应的功能，以提升智慧教室的实用性和高效性。

与本科教育相比，研究生教育更加注重专业实践性，以培养创新型、复合型、应用型的高层次人才为最终目标，其教育内容直接面向科技发展的精尖前沿。因此面向研究生教育的智慧教室应突出以下几大特点。

（一）突出科研优势

与本科生的课程设置相比，研究生的课程设置有很大不同，它的专业性更强，创新实践能力要求更高。因此需要优化研究生课程体系，开设科技前沿课程，提升学生对最新技术的了解，同时改进教学模式，提高学生独立思考、沟通交流、总结展示的能力。

（二）突出大數据优势

大数据库中的数据资源除了包括每个研究生的教育背景、家庭背景、学情分析等个体数据，以及高校具备的研究生专业结构、专业水平以及专业导师队伍组成等培养条件以外，还包含大量与各研究方向相关的庞大的数据集，用于训练和测试，以提升工程应用中现代化设备的智能性和实用性。

（三）具备更高的创新性要求

为创设良好的学术氛围和研讨环境，搭建科研学术交流平台，让学生从根本上对高水平学术论文和科研项目的创新性指标有足够的认识，鼓励学生积极参与创新性课题项目研究，锻炼自己各方面的能力，培养创新思维。

（四）具备更强的专业实践性

为提升学生的科研攻关能力，与国内外学术发展前沿接轨，应加强国内外学术交流，并且拓宽所学课程中专业知识的广度和深度，在增强学生科技创新能力的同时，提高运用所学知识解决问题的能力。每个学生的研究方向不同，所以专业实践性的培养要尊重个性化的需求。

三、面向研究生教育的智慧教室的建设构想

积极构建面向研究生教育的智慧教室，对课堂物理环境进行全方位的系统设计，并按照教学设计需求配置相应功能先进的智能化教学设备以及可灵活移动的拼接型桌椅，建立以教师为主导，学生为主体的教学理念，积极探索创新型教学新模式，构建“多维交互型、学术研讨型、创新实践型”的研究生智慧教室。

（一）建立科研育人制度，增强科研平台的硬件建设

在智慧教室的建设中，积极创建科研育人的优质环境，配置性能较高的科研平台硬件设施，由教师根据课程设置提供相应的科研技术支持，满足学生从理论向实操转化的硬件条件，科教结合，助力研究生教育由知识型向能力型转化。

（二）注重多维交互，合理搭建虚拟云平台

虚拟云平台注重数据资源的存储分析和多维学习空间交互，主要通过网络和数据链打破传统课堂的局限性，利用不同终端、不同渠道，实现线上线下，课堂内外以及校园内外等多维交互方式。构建大数据分析平台，实现数据资源的整合分类、分析反馈、应用管理等，并可对各类别数据进行可视化以及实时离线计算操作，通过深度数据挖掘分析，生成精准真实的学生学习反馈数据，为学生的个性化学习资源智能推送、教学方案的精准实施、管理决策的精准制定提供准确全面的分析报告。

（三）教室设施灵活布局，提升学术研讨氛围

研究生的课程形式多样，涵盖个人主题报告、小组自发讨论、多人联合会议、专家研讨等多种组织形式，因此教室设施必须具备灵活性，以满足多种教学形式的需要。为减少教师和学生的距离感，智慧教室不设讲台，整个地面采用统一高度，配置一个上下可调的移动式讲桌，满足不同的授课需求。教室采用可移动式桌椅，能根据教学组织形式不同，拼接成圆形、方形或者是扇形等多種方式，有助于营造浓厚的学术研讨氛围，以方便学生进行学习研讨活动。

（四）以研究为基本指标，提高学生的创新实践能力

研究生作为高层次人才，必须具备自主研究、学术创新和科研实践的能力，智慧教室利用智能化、高效性、灵活性的独特优势，开展多样的新型教学模式，并利用深度学习算法，建立学生个体模型，帮助学生进行个性化、智能化学习，并利用智慧教室实现理论与实操的教学融合，锻炼学生的创新实践能力。

四、结语

构建以研究生教育为主的智慧教室，必须以研究生的教育特点和教学需求为根本，创建灵活的物理空间和强大的虚拟数据空间，为后期教学数据的收集、存储、分析和应用奠定基础，对创新型高层次人才的培养，智慧教育建设和科教兴国的战略重任的实现具有积极的促进作用。但智慧教室建设方案还需不断进行创新性的探索和完善，将智慧教育和科技力量深度融合，为学生个性化学习能力的培养、教师的智慧教育方式和高校的智慧信息化建设的发展进步贡献力量。

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◎编辑 张 慧