数字化时代应用型高校智慧教学探索与实践

摘要：人工智能赋能教育的时代，智慧教学是应用型本科教育数字化转型的关键所在。数字化技术赋能的智慧教学，通过全方位智慧教学体系，培养学生具备智慧型人才的素养。基于对数字化时代智慧教学内涵的分析，针对应用型高校的教学特点，明确了智慧教学目标，并设计了基于混合式教学模式的智慧教学方案。以计算机专业核心课程“数据结构”为例，展示了应用型高校智慧教学的实践应用。课程构建了以学生为中心、成果导向的智慧教学体系，得到了同行和学生的认可。“数据结构”智慧教学体系的实践应用表明，智慧教学模式能够有效培养学生的计算思维能力，满足‘技能型社会’对专业人才的需求。

关键词：智慧教学；应用型高校；混合式教学模式；教学大数据；“数据结构”智慧教学体系

中图分类号：G642      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2025）08-0151-04

开放科学（资源服务） 标识码（OSID）

0 引言

数字经济时代背景下，科技革命和产业数字化变革对应用型人才提出了数字化素养的需求，同时，应用型本科学生日益渴望个性化发展和自主学习，因此，应用型本科教育迫切需要数字化转型。

然而，受制于传统的教学体系和管理方式，部分应用型本科高校在数字化新技术的接受和应用方面存在不足，难以充分发挥技术促进教学变革的潜力。传统教学模式下，分层、精准教学难以有效开展，学生学习自主权受限，难以满足个性化的学习需求。师生数字化素养水平参差不齐，难以适应数字时代教学实践的复杂性和多样性。以上因素制约了数字化教学在应用型本科高校的全面推广和实施。

智慧教学是以智能化、数据化的学习环境为基础，通过数字化技术赋能的智慧教学方法，支持学生开展具有高阶性、创造性特征的智慧学习过程，培养学生的合作能力、创新思维等高阶思维能力[1]。因此，探索数字化技术支持下的智慧教学，将数字化教学落到实处，对于应用型本科教育的数字化转型具有重要意义。

1 数字化时代智慧教学内涵

智慧教学的概念起源于20世纪初期，其核心思想是通过知识传授发展学生的智慧，以教授知识为手段，培养学生的思维能力，实现知识和智慧的融合。随着数字化技术的快速发展，人工智能、云计算、大数据等技术赋能教育教学，智慧教学的概念和内涵不断丰富，并逐渐发展成为一种新型的教学生态[2-4]。智慧教学已成为高等教育数字化转型的重要内容，其重要地位日益突出。

截至2024年6月，“知网”平台以“智慧教学”为主题检索共计5 413篇文献，其中包含学术期刊3 474篇，硕博学位论文290篇（如图1、图2所示） 。研究表明，“智慧教学”的研究热度自2014年开始迅速提升，并在2020年后趋于稳定，智慧教学改革涉及技术支持、平台搭建、模式创新、教学实施和师生发展等多个方面[5-7]，是数智赋能教育的重要领域。数字化时代智慧教学强调教师理解“数智赋能”的作用，融入数字化时代，在数字化智慧教育环境支持下，以学生为中心进行教学设计，开展教学活动，培养学生的解决问题能力和创造性思维，引导学生沉浸式体验数字化教学中的个性化学习和发展，实现“转知为智”[8-9]。智慧教学以培养智慧型人才为宗旨，培养学生高级思维能力和创新创造能力，更注重学生综合能力的提升，高阶思维的发展。

2 应用型高校智慧教学目标

智慧教学旨在融合新兴技术，助力教育生态重构，实现应用型本科高校OBE导向的个性化教学。智慧教学利用智能技术，打通线上与线下、虚拟与现实物理学习场景中的数据，形成线上线下融合的教学生态。明确人才培养目标，根据学科、专业、学生特点和发展规划，以“产学研”融合的方式制订个性化培养方案。在数字化教学环境和资源支持下，打破时空限制，灵活选课，以学生为中心，开展“1生1方案”的教学改革与实践，提供精准化、个性化的教育内容，以满足应用型本科高校的人才培养需求。

科技与教育双向赋能是应用型高校智慧教学的核心目标。数字化技术既是学习分析工具，也是学习工具。利用物联网、大数据和人工智能技术，实时监控教学活动，采集教学数据。通过对数字化教学环境中的海量数据进行智能化分析，可以为教学评价提供更客观、有效的支持，实现过程性评价和动态评价的自动化，从而辅助教学决策。人工智能作为学习工具，可以为学生提供更方便的学习环境、更智能化的知识获取途径和更个性化的学习体验。

智慧教学需要促进教师专业发展与技术动态演进的共生关系，从而助推应用型本科高校教师混合教学专业发展。智慧教学对教师提出了广泛而多元的挑战，教师混合教学专业发展的重要性更加凸显。因此，需要重构智能技术赋能高等教育的价值取向，形成教师发展与技术演进的共生关系，将智慧教学中教师专业发展的实践经验转化为可操作的方案，助推应用型本科高校教师混合教学专业发展。教师混合教学专业发展需要从思想建设、环境设备、创新应用三个层面进行系统推进。

智慧教学与思政教育协同发展，可以更有效地实现课程、专业、思政协同育人效果。智慧教学丰富了思政教育内容、创新了思政教育方式，能够更加有效地增强中华民族共同体意识。思政教育需要增强实效性，应以符合学生身心特点的方式，润物细无声地引导学生思想情感发展。数字化资源和信息化教学手段具有提供海量学习资源、增强沉浸式学习体验的优势，能够以更丰富的学习内容、更震撼的感染力、更精确的成效评价提升思政教育的实效性。

3 智慧教学方案设计

数字化时代，信息化、智能化融入教育，网络化平台与资源支持下的线上教学应运而生并日益凸显其优势。将传统教学和网络化教学有机融合的混合式教学模式，既发挥教师在教学过程中的引导、启发和监控作用，又充分体现学生作为学习主体的主动性、积极性和创造性[10-12]。混合式教学模式是智慧教学的一种主流方案，其优势在于能够有效整合线上线下资源，促进教学模式的创新和教学质量的提升。

基于混合式教学模式的智慧教学方案如图3所示。以智慧网络平台为支撑，开展线上自主学习，线下见面课，以及课后巩固与拓展学习。学生可以根据自身情况借助图书馆、互联网等资源进行更深入的学习和探索。智慧教学网络平台为混合式智慧教学提供了基础设施和资源，支持在线云课堂的搭建和线上教学的实施。智慧教室是线下见面课开展智慧教学的重要场所，可以根据授课形式的不同，采用环绕互动式、独立座椅式、半围合式和阶梯式等多种桌椅摆放方式，并配备讲台屏、分屏、电子白板和智能终端等设备，实现多屏互动。智慧教室通过网络技术连接智慧课堂教学平台，形成实施线下课程的智慧教学空间。智慧教学平台能够对整个教学过程进行动态记录，通过教学大数据分析，为教师提供个性化教学的依据，帮助学生更深入地理解和掌握知识，提高自主学习能力和自我发展能力，将知识转化为学习智慧。

课前，教师可以通过智慧教学网络平台上的工具，进行问卷调查和在线访谈，了解学生的学习情况，制定个性化的教学方案。根据学生的学习特点和课程教学目标，开发并提供相应的教学资源，使学生能够在线获取系统的科学知识，并进行精准的学习内容查找。线上自主学习阶段，教师发布学习资源，布置学习任务，学生以课程资源为主，自主学习和探索，并可选择个人独立或小组协作的方式完成学习任务。期间，教师跟踪学生学习状态，根据需要在线上交互空间进行在线答疑，提供必要的教学指导和反馈。教师根据学生在线学习情况，制订见面课实施策略，提前布置见面课任务（如：研讨主题、汇报内容等） ，在智慧教室开展线下见面课教学。见面课可以以研讨课、汇报课、答疑课等形式组织，通过小组合作、项目式学习等方式深化知识理解和重难点消化，培养学生的探究学习、合作学习等高阶学习能力。教学期间，利用智慧教室分屏进行多样化教学展示，借助智慧教学平台工具进行实时教学反馈，在课堂学习过程中，展开个性化指导。帮助学生在课堂学习过程中建立自己的学习体系，养成主动求知的习惯。引导学生形成探索精神，提高自主学习能力。课后，学生可以通过平台中的练习题、作业系统、考试系统等，进行知识点的巩固复习。平台能够对学生的作业和考试成绩进行统计分析，并根据需要推送补充学习资料、进行个性化答疑或统一直播讲解。生通过课后复习巩固、与同学和老师的协作互动，将学习成果在线上平台展示、互评，查缺补漏，完善知识体系，进一步内化知识内容。

智慧教学网络平台为教学评价提供必要的支持。混合式智慧教学的评价方式可以利用平台优势，将诊断性评价、形成性评价和总结性评价相结合。诊断性评价主要评价学生线上自主学习任务的完成情况；形成性评价包括课程学习期间的线上教学活动参与和完成情况、线下见面课表现以及课后作业和学习成果展示，贯穿于课程学习的各个阶段；终结性评价以课程考核为主。

4 应用型高校智慧教学应用案例

以构建“技能型社会”为目标，应用型高校培养的人才应具备合格的科学文化素质、人文素养、良好的职业道德和创新意识，以及较强的就业能力和可持续发展能力。

近年来，随着计算机科学与技术的快速发展，计算机已逐渐从一个学科专业转变为一种企业所需人才必备的基本技能。在应用型高校，计算机专业教学必不可少，它对学生分析和解决问题的能力培养、职业能力和素质的养成以及终身学习发展智慧的生成具有重要作用[13-15]。相比其他专业，计算机专业师生在数字化素质方面具备较好基础，其教学内容和目标与智慧教学的契合度更高。因此，本文以某应用型高校计算机专业核心课程“数据结构”为例，探讨智慧教学的应用情况。“数据结构”课程是计算机类本科生的专业基础课，旨在培养学生解决数据组织和数据处理问题的能力，提高数据抽象能力和高效算法设计能力，并培养计算机编程解决问题的计算思维能力。

“数据结构”课程以超星学习通平台为基础，构建课程网站，开展线上线下混合式教学，以实现教学智慧化。智慧教学的核心是以学为中心、能力为本。以学生为中心、成果为导向，该课程采用混合式教学模式，智慧教学实施方案如图4所示。该课程智慧教学目标包含三个层次：知识、能力和智慧生成。要求学生能够理解各种数据结构的逻辑特性和存储结构设计，掌握数据结构算法设计的基本方法，并能够利用合理的数据结构来解决实际问题，掌握计算机学科的科学思维方法。此外，学生还应具备良好的科学素养和工程意识，以及精益求精的工匠精神、探索未知的终身学习意识和科技报国的社会责任感。根据课程目标，进行智慧教学设计。该课程以超星教学平台和PTA在线编程平台为基础支撑，进行资源建设，并按照项目驱动、理论实践一体化原则对教学内容体系进行整合与重构。在此基础上，制定教学计划和教学实施方案，并设计相应的教学活动。根据教学设计，教学实施主要包含在线课堂的自主学习、智慧教室的翻转课堂和在线平台的编程实践 ，教学实施过程中，教师密切关注教学平台大数据，根据教学大数据及时进行教学反馈，保证智慧教学能够按计划进行，切实提高教学效率，精准契合教学目标。课程考核贯穿教学全过程，过程性评价主要以教学平台的学习数据为依据，实践能力的评价主要依据实践项目的完成情况，终结性考核以期末闭卷笔试形式进行。教学总结根据教学实际情况进行教学效果评价，以教学大数据和学生考试成绩为依据，进行教学实施总结。通过师生座谈、团队研讨和校内外同行交流的方式，对智慧教学实施效果、师生满意度和目标达成等情况进行调查分析，并对智慧教学课程目标和应用模式进行校正优化，总结经验、提炼成果，在其他课程、其他专业和应用型高校中进行推广应用。

“数据结构”智慧教学方案理念先进、方法新颖，教学效果得到了学生的认可。课程组的教学实践和研究成果在学校、院系和同类高校中多次进行交流展示，得到了同行的认可。将先进的教学理念和现代化教学技术应用于课程教学，构建“数据结构”智慧教学体系，能够有效培养学生的计算思维能力，满足“技能型社会”对专业人才的需求。

5 结论

数字化技术赋能的智慧教学，旨在通过全方位智慧教学体系，培养学生具备智慧型人才的素养。基于对数字化时代智慧教学内涵的分析，针对应用型高校的教学特点，明确了智慧教学目标，并设计了基于混合式教学模式的智慧教学方案。该方案能够引导应用型本科教学从重知识向重智慧发展，帮助学生将知识转化为智慧，实现知识与能力的提升。