地方高校工科智慧教育空间建设实施路径探析

摘要：在智慧教学背景下，地方高校智慧教育空间建设面临资金短缺、技术能力不足、教育理念存在差异等的挑战。因此本文提出，学校应根据工科专业特点，深入分析工科专业需求，从人才培养、教学改革、资源建设、教学评价等方面出发，构建新型教学体系，采用智慧型教学模式，形成个性化、多样化、终身化的智慧教学新生态，并综合考虑教育资源整合、教师培训、学生参与和评价机制等方面对智慧教育空间进行规划和建设。

关键词：智慧教育；高等教育；地方高校；实施路径；工科

中图分类号：G642 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2024）13-0103-04

随着“智慧校园”“智慧教室”建设的蓬勃发展，高校教学从信息化教学迈向了智慧教学时代，教学环境建设也进入了新阶段。然而，在地方高校工科教育中，智慧教学的应用还面临许多挑战。例如，各平台技术及架构相对独立，对各种网络终端设备的兼容性不足，在一定程度上抑制了学生学习的主动性和教师教学的实效性；缺乏对智慧教学的全面认识和深入理解，导致无法全面推进智慧教学的实施；技术落后、设备条件差等问题制约了智慧教学的开展；教师对智慧教学平台运用的水平不一，教学理念和教学方法亟待更新；智慧教学平台绝大多数还是以理论教学环节为主开展线上教学，对实验实践、实习实训、学科竞赛、课程设计等环节统一集成考虑得较少。[1][2]针对以上问题，本文以地方高校工科专业信息化教学为核心，在体系构建、具体实施、改进反馈等方面进行了设想和研究，旨在探索智慧教学在地方高校工科教育中的应用与实践，并分析其在教育教学中的作用和意义。

地方高校工科智慧教育空间建设需求

1.工科智慧教育空间的特点

地方高校工科智慧教育空间是指利用现代信息技术、通信技术以及教育技术手段，构建起的智能化、数字化的教育环境，为工科领域的学生提供优质的教学资源。这种教育空间具有以下几个特点：

融合创新，将不同学科领域的知识和技术进行融合，打破传统学科之间的壁垒，促进跨学科的综合性学习和创新能力的培养。

个性定制，可以根据不同专业、不同类型学生的学习情况和知识需求，提供个性化的学习资源和教学方案，提高学生学习效率。

实践导向，注重将理论知识与实际应用相结合，通过模拟实验、实习实训等方式，培养学生的实际操作和问题解决能力，增强学生在工科领域的实践能力。

2.工科智慧教育空间建设的必要性

（1）提升教学效率

工科知识量大、范围广、理解困难，有高效、清晰的传播知识的需求，智慧教育空间能够增强教学功能，以丰富的教学信息呈现方式，增加知识获取途径，从而实现高效的教学。智慧教育空间不仅能为学生提供更加开放和具有创造性的学习环境，还能为学生提供多元化的丰富的学习资源，如在线课程、虚拟实验室等，并能够帮助教师更好地运用先进的教育技术和教学方法，促进校内师生之间的互动与交流，从而提升教学效率，帮助学生更好地理解和掌握知识。

（2）促进创新能力培养

智慧教育空间为学生提供了创新和实践的平台，通过参与项目设计、实际操作等活动，培养学生的创新思维，提升其解决实际问题的能力，符合工科人才培养的需求。

智慧教育空间可以通过虚拟实验室等技术手段，为学生提供更加灵活、安全的实验环境。以地质灾害实习为例，滑坡场景危险且难以复现，虚拟仿真可以提供虚拟的实验环境，使学生能够多角度、重复性观看，也可以放置各类监测仪器并查看监测效果。同时，学生可以方便地进行跨学科的实验和实习，与不同领域的学生和教师合作，开展创新性的项目和研究，从而拓宽自己的视野，培养综合素质。

（3）满足未来的发展需求

在学时压缩的背景下，特别是专业课，需要高效的课堂时间和第二课堂。智慧教学环境可配合以“学”为中心的人才培养模式，引导学生利用好第二课堂，并为基于多元平台的教学资源提供坚实保障。

3.工科智慧教育空间的建设原则

①技术支持。建设智慧教育空间需要依托先进的信息技术和通信技术，包括网络设备、智能终端设备、软件平台等，以提供高效稳定的技术支持。

②教学资源丰富。智慧教育空间要有多样化的教学资源，在实践环节，除了具备数字化教材、在线课程外，还要设有虚拟实验室、虚拟实训场，以及虚拟野外实习场景等，以满足学生的全阶段学习需求。

③个性化定制。智慧教育空间要能够根据学生的学习情况和需求，提供个性化的学习路径和教学方案，以帮助学生更好地发展自己的潜力。

④实践导向。智慧教育空间注重培养学生的实践能力，要提供实际操作的机会和平台，使学生能够将理论知识与实际应用相结合。

⑤数据分析与评估。智慧教育空间建设应具备数据分析和评估的功能，通过对学生学习数据的收集和分析，为教师提供科学的评估和反馈，帮助改进教学效果。

地方高校工科智慧教育空间建设的现状及问题

目前，地方高校工科智慧教育空间在建设过程中，存在着一些挑战和难点[3]，如师资力量不足、技术应用能力不足、教育理念存在差异等。

①智慧教育空间建设需要专业的人员规划、设计、实施和维护，然而，地方高校面临师资力量不足、运维人员短缺等问题。

②智慧教学设备的使用有一定的技术门槛，需要教师和学生具有一定的信息技术应用能力，对管理和运维也有较高要求。

③不同学科对智慧教育空间的需求不同，如工科需要更多实验室和实践环境，而艺术类学科则更加注重创意和艺术氛围的打造。因此，高校需要平衡各类需求，在建设过程中实现模块化，尽可能满足不同学科需求。

另外，工科智慧教育空间建设需要大量的资金投入，但多数地方高校经费有限，难以保障长期的设备运营和维护所需的资金支持，且设备迭代很快，现有设备更新困难。

地方高校工科智慧教育空间建设实施路径

基于工科智慧教学的需求和目前存在的问题，笔者认为，智慧教育空间建设目标应为：以教育信息化驱动教育现代化，推动以智慧教学为重心的育人模式创新性探索，构建个性化、多样化、终身化的智慧教学新生态。例如，某地方高校工科学院为推动智慧生态空间的实施，确立了“一二三”建设思路（一个中心——以学生为中心，立足智慧，形成模式。二支柱——智慧硬件+智慧软件。三坚持——坚持创新驱动，坚持科教融合，坚持教学合一），构建了由智慧教室、智慧实验室和智慧实训场组成的立体式智慧生态空间，实现了“信息

化+教学方法+空间环境设计”融合，突破了实践创新平台薄弱、实验室资源利用不充分、信息化建设缓慢等问题，构建了“虚实”一体化智慧教学环境，优化了“1+N”多元育人空间（如图1）。

1.构建新型智慧教学体系

高校要坚持“学生为中心”的智慧人才培养导向，通过融入开放教学资源、信息化技术和学生预测分析等智能技术，实现学生个性化和终身化学习，并形成高等教学管理者、教育者和学习者的智慧生态服务体系。例如，某高校基于工科教学中教室、实验室、实训场的场景，建设了“智慧教室+智慧实验

室+智慧实训场”三位一体的智慧教学体系（如图2）。

2.新型智慧型教学模式

智慧生态空间包括硬件环境和软件环境。为了保证学生学习的主体地位，提升学生学习过程的参与感和体验感，要采取多种策略构建新型智慧教学模式，在丰富的教学资源支撑下，通过教师引导，以互动反馈为核心，采用智慧研讨、虚拟现实、深度探究、个性定制和协作共享等方式，充分发挥学生的主观能动性，提升学生综合能力。

在教学硬件环境方面，除了传统的多媒体教室设备外，要根据需要配备学生终端、互联网设备、传感器和智能设备等，主要用于师生交互，收集教师教学、学生学习数据和行为信息，以便进行个性化教育和学习过程及教学成果分析。

教学软件环境主要包括资源层，涵盖移动教学工具、资源管理平台、校内网络教学平台、校外资源平台（MOOC）、智慧教学云平台、教学设备可视化管控平台等[4]，通过对各类教学资源的优化整合，实现课前、课中、课后教学全过程智慧化管理。

例如，某高校校内实训场智慧化改造主要采取了下列措施：①实行一体化设计思路，对地质工程、岩土工程、城市地下空间工程和智能地球探测等专业需求进行梳理，并对专业模块化区域、公共区域进行统一设计优化，同时具备灵活多变的空间布局，以适应不同类型的实训需求。②配备专业必要的设备和工具，力求真实模拟实际工程环境。③将实训场与现代化的信息技术相结合，建立智能化管理系统，整合实训场内各个区域的数据和信息，提Lm2QTnIprw2qz7YUZhWOvg==供实时监测和控制，方便学生进行实验操作和数据分析。④为实训场配备必要的安全设施，并制订详细的安全操作规范，确保学生和教师能够安全地进行实验操作。⑤利用多媒体技术提供辅助教学，展示真实的案例，增强学生对实践知识的理解和应用能力。⑥建立专业管理团队，学院根据教师专业背景，在运维方的支持下组建了一支运维管理团队，团队成员具有大多数常见问题的解决能力，并负责维护和更新设备，保证实训场的长期有效运行。

3.智慧教育空间建设建议

在智慧教育空间规划和建设前，特别需要考虑以下几个方面的问题。

（1）教育资源的整合与共享

学校应致力于整合各类教育资源，包括教学内容、教学方法、课程设计等，以及通过共享平台和资源库的建设，促进师生之间及学校间的资源共享，从而实现教育资源的高效利用。

（2）教师与管理队伍培养

要加强教师培训，提升其设备应用能力和信息技术水平，引导教师更新教学理念，推动教学方法的创新，同时鼓励教师参与学科专业的发展和研究。除教师外，管理维护人员的职业素质应同步提升，通过日常培训、建立标准管理体系等手段，提高管理效率。

（3）学生参与互动

鼓励学生参与智慧教育空间的建设和运用，激发他们的学习兴趣，提升他们的自主学习能力。此外，学校还应加强学生之间、师生之间的互动交流，促进学术氛围的形成。

（4）教学评价与反馈机制

建立科学有效的教学评价与反馈机制对地方高校工科智慧教育空间的建设至关重要。通过多维度、多层次的评价体系，可以全面了解教学质量，及时发现问题并改进教学方法，同时为教师和学生提供有效的反馈，促进教学质量的提升。重视数据分析与使用，助力薄弱点的发现与加强。

结语

由于诸多原因制约了地方高校智慧教育空间的建设，因此，地方高校应在教育资源整合、教师培训、学生参与和评价机制建设等多个方面着手推进，明晰专业定位和教学需求，打造多元育人空间，构建新型智慧教学体系，以更好地适应教育教学体系的转型升级和满足学生多元化的学习需求。

参考文献：

[1]李宪武.关于智慧教室的研究综述与反思[J].中国现代教育装备，2022（13）：12-14.

[2]王利巧，杨鹏.高校智慧教学环境建设与应用面临的问题及对策——以H大学为例[J].中国信息技术教育，2022（14）：106-109.

[3]余钢，郭衍超.地方本科院校智慧教学的关键问题思考[J].湖北理工学院学报：人文社会科学版，2020，37（05）：76-80+86.

[4]张明熙，于纯良，吴惠颖，等.高校智慧教学环境设计与建设研究[J].中国信息技术教育，2020（20）：110-112.

第一作者简介：索奎（1987—），男，汉族，河南安阳人，讲师，博士，硕士生导师，研究方向为应用地球物理。

基金项目：2023年河南省高等教育教学改革研究与实践重点项目“以地为基，以水为脉，水地交融，和谐共生”理念下水利地质类研究生培养模式改革与实践（项目编号：2023SJGLX001Y）。