智慧教育视域下个性化教学实践探索——以“土木工程制图”课程为例

廖菲菲，潘洪科，曾雯琳，张 武，王成元

（新余学院 建筑工程学院，江西 新余 338004）

在当下创新人才已经成为全球最具战略性的资源。增强自主创新能力，是国家竞争力提升之策。我国的新兴工业、创新型企业需要大量具备较强的工程实践能力、创新能力和国际竞争力的新工科应用型专业人才［1］。要想培育创新人才，必须实行个性化教育，充分挖掘学生的潜力，促进学生全面而有个性地发展；新的工程教育需求，也促使我们根据学生的发展和教学的需要，在满足学生多元化、差异化需求的基础上，实行个性化教学。因此，在教学实践中，要根据学生的天赋和学习习惯，采用个性化的教学策略。在智能时代来临的今天，通过数据中心、云计算、大数据及人工智能的技术支撑，新一代信息技术迅猛发展，智能终端也被广泛应用，有利于实现个体价值及全面发展学生素质的目标。

“土木工程制图”是建筑工程类专业的专业基础课，由于其教学内容抽象且多、实践性要求高、课时分配有限等特点，导致教学难度较大。如果在教学中不加以重视，将会致使学生学习兴趣降低，积极性下降，进而对学习效果产生负面影响。因此，对教学改革进行探索是非常必要的。

一、相关理论

（一）智慧教育

目前智慧教育还没有一个比较准确、统一的定义，各位专家和学者对它的理解也各不相同。以钱学森的“大成智慧学”为例，他提出，智慧教育就是把智能计算机与人类的经验智慧相结合，取长补短。祝智庭提出，智慧教育就是要在学习过程中，建立一个智慧的学习环境，应用智慧教学方法，以提高学生的学习能力，进而提高学生的成才预期，也就是培养高智商、具有一定创新能力的人才［2］。尹恩德指出，智慧教育就是利用一系列新的信息技术，以物联网、云计算等为代表，统筹规划、协调教育领域的各种信息化工作的开展［3］。虽然智慧教育的概念在学术界引起了广泛的争论，但不可否认的是，它是利用物联网、人工智能等现代信息技术，将其应用于教育的各个方面，从而达到提高教学质量、培养学生的综合素质和创新力的目的，是信息化教学的一种先进形态［4］。

（二）个性化教学

个性化教学是教师利用系统收集处理的学生学习数据展开个性化学情分析，包括学习预期、学习偏好、学习习惯、知识接受速度等特点，准确地确定不同进程的学习目标，匹配学习任务，并且合理地与教学资源、教学方法、教学模式等进行整合，以差异化教学实现学生个性化发展的精锐教学模式［5］。个性化教育作为新型的教育观念和教学模式，并不是一种简单的概念和口号式的宣传，而是在智慧教育的大环境下，实现学生个性、全面、协调发展的一种教育思想，是在智能化时代实现创新型人才培养的必然路径之一。

二、当前“土木工程制图”课程教学中的问题

“土木工程制图”是一门技术基础课程，它的教学效果会直接影响后续其他专业课程的学习。其课程内容主要包括画法几何和专业制图两部分，重点培养学生的空间构思能力和绘制阅读土木工程图样的能力。传统的“土木工程制图”教学过程中的问题有以下几方面。

（一）教学组织要求高，教师积极性不高

由于“土木工程制图”的知识点互相关联，一个环节没搞清楚就会为其他知识的学习带来困难。因此，教师必须有一定的工程制图素养与建立知识体系结构的能力；对于抽象的知识点，教师需要在课前准备过程中寻找丰富的实例，以便使学生加深理解；在课堂教授过程中，要善于运用板书演示、多媒体课件播放、工程图纸阅读等不同方式，结合课程内容综合讲解。与一般的专业课相比，“土木工程制图”课程的教学强度更高，需要花费更多的心思在课堂教学活动组织上，一些老教师不太愿意教授该课程，以致该课程在持续建设上存在困难；青年教师大都对教学充满热情、精力充沛，但因为没有足够的教学经验，难以上好这门课，从而造成“土木工程制图”课程不能持续建设，教学效果不能达到课程目标。

（二）课程知识点稠密，学生学习难度大

“土木工程制图”课程在专业课程中占据基础地位，内容重要且知识点繁多，实践性偏强，因此学生需要反复地练习和思考，完成对知识的理解和掌握。传统的课堂教学都是在课堂“一遍过”，课时安排少，没有充足的时间让学生深化和巩固知识。学生仅靠回看教师分享的课件或其他资料复习，造成一些学生知识基础不扎实，完成作业有困难，在教师进行习题讲解时也无法获取有效的提升，进而影响到后续课程的学习。一些学生会产生“我学不懂这门课”“我不愿学这门课”等想法，这种恶性循环导致学生丧失了对该门课的兴趣和信心，但教师囿于有限的时间和精力也无法给予学生更多的帮助。

（三）学生与教师缺乏良好的沟通平台，教师辅导效果不显著

教师在课堂上常借助于随堂作业的方式了解学生对讲授知识的即时掌握情况与课堂注意力集中情况，往往会随机查看学生作业并进行面对面的分析和辅导。然而这种随机抽查的方式具有一定的偶发性和片面性，很难全面关注到每一位学生。有些学生思考的过程出现“卡壳”现象，但碍于“面子”和其他因素，并未及时向教师提出，待课后统一批改作业教师才发现学生的解题思路已经偏离了正确的方向，随堂作业的作用并未得到很好的发挥［6］。此外，一对一辅导虽然能精准解答学生的疑难点，但仅能顾及一部分学生，效率也不高，倘若多名学生在同一知识点上都有问题，一对一指导往往会占用很多课堂教学的时间。

三、“土木工程制图”课程中的个性化教学实践探索

（一）课前“测”学情，为个性化教学提供依据

在预习阶段，教师借助智慧教育平台发布课程资源、新课任务、课前问卷等，学生在另一端完成课前预习、资源查看、知识预测等任务。通过平台的信息收集和云计算功能，教师能了解到学生目前的知识基础并设立课程知识目标，后期根据学生的学情，将缺失的知识、新的学习内容和学习策略建议等通过平台准确地推送给不同的学生；也可以在课前及时调整和组织课堂教学内容，初步确定教学方向，为后续个性化教学开展提供依据。

例如，在“土木工程制图”课程开始时，教师就使用学习通App将教学资源提供给学生，以方便他们自主预习。通过课前设置问题的方式引导学生开展预习活动，如在讲授投影概念的知识点前，教师在学习平台发布课前任务“试举例说明生活中的投影现象”，学生以小组为单位进行资料的收集、讨论等，其积极性和参与性被充分激发，参与活动的学生还能获得学习积分，作为后期平时分考核的依据。在接下来的线下课程中，学生能更加集中注意力，关注自己预习时碰到的疑点问题。教师可以对学习情况有一个初步了解，对教学设计提前做好准备，以提升课堂的授课质量。

（二）课中“调”方法，开展生成性课堂教学

在智慧教育教学实践中，教师和学生要共同完成职业岗位认知、学习环境构建、课堂教学互动、课堂知识小结等。学生同时展开学习情境的进入、分组任务的实践、讨论与反思及知识内化等活动，整个过程使学生的学习和教师的教学相结合。在智慧教育环境下，课堂教学打破了传统的模式，教师在预设教学目标的基础上，更加容易捕捉生成性学习的良机，对学生进行有效引导，实现课堂教学无序和有序的统一。

例如，教授“土木工程制图”建筑平面图的内容时，教师以介绍某住宅建筑平面设计方案的方式进行课程知识点导入，使学生对建筑平面图有一个初步的了解。然后提问学生“平面图应表达清楚哪些内容”“如何安排平面图制图的先后顺序”，促使学生主动思考，并要求其在手机端以“抢答”的方式参与课堂活动，后台系统则会记录抢答者的身份和教师的实时评分。在这种智慧教育环境中，一方面学生的积极性得到了提高，学习氛围更浓厚；另一方面加深了学生对知识点的理解。

利用智慧学习平台的随堂测评功能，能够对学生的课堂学习状态进行监测，根据测试结果对教学过程与教学重点进行相应的调整。例如教师在讲授一部分知识点后，从习题库中随机调取相应题目让学生回答，通过解析学生的答题情况，可以明确哪些知识点学生掌握情况良好，哪些知识点错误率较高，以及哪些学生的整体状况不佳，对于错误率较高的知识，可以在课堂上直接解决，对于整体进度跟不上的学生，可以课后单独沟通。智慧教育环境为教师提供了更多了解学生的空间，通过采集和处理学生的学习数据，为教师适时地调节课堂教学过程提供了依据。

（三）课后“评”效果，促进教学相长

课堂教学环节结束后，教师还应及时给学生推送相关内容的复习测试题及拓展资源，对课堂内容进行总结。学生通过完成教师发放的课后任务和教学评价，实现加深知识理解、提升创新能力及促进教师改进教学内容和方法的目的。

在采用智慧学习平台后，系统可以根据学生在课前知识预测环节及随堂测评环节中的不同表现，判断学习者的知识盲区，推送个性化的练习题。还可以通过数据计算预测学生的综合情况，判断其接下来的学习进度、学习关注度、评测成绩等，反馈给教师，这样教师可以有针对性地对学生的学习情况进行系统分析，随时掌握哪些学生在课程学习上停滞不前、哪些章节对学生而言有难度、哪些教学方法的教学效果不佳等，从而及时进行有效的教学改进，促进个性化教学的发展。

例如，“土木工程制图”课程教学过程中利用超星学习通平台的数据处理功能，将学生的学习数据全程记录下来，授课教师在后台可以清楚地观测和掌握学生的整体学习状况和个性化特征；并通过学生的课后测试成绩查找学习的问题所在，随后精准推送微课视频和个性化作业，以满足学生个性化学习的需求。

教学评价和反馈在教育教学中起着举足轻重的作用。智慧教育环境使教学评价的准确性得以实现，同时也打破了以往以总结式评价为主的教学评估固有模式，将过程性评价与总结性评价相结合，通过线上、线下混合评价，形成了多元化的评价与反馈体系，教师可以更及时地获知学生的学习状态，寻找提高学生知识和能力的不同方法。同时，依托平台的交互技术，学生和教师之间建立线上线下立体反馈系统。学生线上提交作业，并就学习中遇到的问题向教师反馈；同时教师参考系统提供的学生信息，包括学习进程、阶段测试、综合测评等，为学生进行辅导，精准解决疑难点，并推荐学习路径。

四、结果分析及讨论

（一）课堂教学活动参与度分析

借助智能终端和在线学习平台，学生能充分地融入课堂，教学活动参与度达到96%。主要原因包括以下几方面：一是智能手机在学生群体中普及率非常高，学生对于利用手机进行问卷调查、随堂测试、签到、随机选人等教学活动不会有操作上的困难；二是目前学校的智慧教学环境优良，智慧教室的建设和无线网络的全覆盖促进了教学活动的开展；三是教师选择用智能终端的定位系统进行签到点名，系统记录学生的课堂活动参与数据作为课程考核依据，能够客观公正地评价学生的学习态度。

（二）课堂授课效果满意度分析

调查问卷结果显示，学生普遍认为基于智能终端和在线学习平台的智慧教育环境，更有利于调动学生的学习兴趣。课堂上采用多元化的教学方式和手段能加深学生对知识应用的感知，能得到教师的及时回应，与教师的联系比传统课堂更紧密，加深了师生间的情感交流，课程考核依据也更加客观。不同学生对课程兴趣不同、对学业发展规划不同，在智慧教育环境下，他们可以更自由地选择自己感兴趣的知识，也能自由选择不同学校或教师的优质线上教学资源，推动其探索未知知识的主动性。

“土木工程制图”的实践性较强，其内容抽象、复杂，给教师授课和学生求学带来了很大的困难与障碍。当前，基于智慧教育理念的“土木工程制图”课程教学方法的变革，是适应信息技术和新型工程技术发展的需要，促使学生由被动学习向主动学习转变，充分体现了基于成果导向教育的高等工程教育思想［7］。信息技术使学习变成了一个可及时更新不断进化的过程，通过智慧学习系统的数据分析，教师可以捕捉到学生的学习状态，并定制个性化培养方案，帮助学生实现有效学习。但目前智慧教育还处在探索阶段，尽管已经带来了许多可喜变化，但依然有很多改进的空间，因此教师仍应在师资培训、专业素养、课程资源等方面不断完善，构建良好的个性化学习环境。