近年来,在教育部等部门印发的《高等学校人工智能创新行动计划》《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》等文件中提出,加快人工智能在教育领域的创新应用,利用智能技术支撑人才培养模式的创新、教学方法的改革、教育治理能力的提升,建设物理空间和网络空间相融合的新校园,拓展教育新空间,开启了高校校园学习空间数字化转型的新阶段。

一、“四融合”智学空间建设的理念和思路

人才培养是高校的核心使命,教室是高校培养人才的“主战场”,它不仅是青年学子获取知识的场所,也是师生思想交流碰撞、孕育创新发明的场所。鉴于此,在高校数字化转型的过程中,合理运用人工智能技术,以智慧教室建设为核心重塑高校学习空间,促进智能技术与教育教学过程的深度融合,成为近年来高校信息化工作的重点任务。

西安邮电大学自2019年开始,积极推进线上线下学习空间的有机融合的改造升级。在对国内高校智慧教室建设情况深入调研的基础上,结合本校实际,最终确定了西安邮电大学智慧教室的建设理念和思路。

1.坚持以师生为本的理念,结合学校特色定位进行规划和改造。在满足学校整体布局和未来发展远景的基础上,把广大师生的教学需求摆在优先位置,合理运用AI、大数据等技术,让师生从智慧学习空间的使用中切实获益。

2.坚持统筹规划、简洁高效的原则。成立专项工作组,强化网信工作领导小组,统筹规划、整体设计,避免重复建设,加强优质教学资源和应用建设,激发倍增效应。

3.坚持物理空间和网络空间的整体设计。在时间和空间两个维度里拓展教育空间,促进学生在更智慧、更融合、更赋能的学习空间里成长。

4.坚持以常规智慧教室建设为主,精品化教室为辅。综合考虑投资、维护管理的需求,以及最大限度地兼顾不同学科专业的师生,以满足通用性常规教学需求的教室类别为建设主体。

5.坚持多方参与协同共建。学校“教、学、管、评”模式的转型,是个长期的过程,需要教育、业务和技术协同推进。因此,建立学校、企业等多主体参与机制,是实现转型目标的有效途径。

二、“四融合”智学空间建设的路径

如何重塑高校的传统学习空间,打造集教学、管理、服务于一体的智能化校园环境,以满足数字化转型背景下师生的诉求,进而全面赋能高等教育创新人才培养的需求?

2022年,学校以获批工信部、教育部“基于5G的‘四融合’智慧学习空间构建”项目为契机,联合陕西联通、北京世纪超星等企业,结合疫情后学校教育教学的实际需求,借鉴PSST框架的教育方法(Pedagogy)、学习空间(Space)、社会资源(Society)、实现技术(Technology)的四要素,集成运用5G专网、大数据、AI等技术,遵循最大兼容、充分集约的原则整合线下智慧教室示范区。线上“西邮智学”平台、虚拟仿真实验教学平台和“我在校园”智慧学工等“5G+”智慧应用的场景,设计实现了支持内外网无感切换、四融合(教管融合、课堂融合、个群融合、评价融合)的一体化智慧学习空间的建设。

在建设“四融合”智慧学习空间的同时,学校结合自身实际情况,围绕“教、学、管、评”,还制定了AI技术赋能教育的“试点—推广”的分步实施策略。优先在覆盖用户面广、数据基础好的业务场景先行试点AI智能体的应用。在学校资金有限、算力有限的条件下,结合学校学科优势,采用自研与第三方大模型相结合的方式,在学生管理业务领域率先打造“智、助、管”一体化的“我在校园”的全周期安全管理平台,提高教育教学的质量和效率,增强学生的学习体验,优化学校的学生管理和服务流程,赋能教师和管理人员实现精准的育人过程管理,取得了良好的示范效果。

在推进“四融合”智慧学习空间的建设中,学校高度重视优质教育数字化资源供给体系的配套建设,加大精品在线开放课程等数字化资源的建设与供给,以支撑课前备课、课堂教学、课后服务等教育环节。目前“西邮智学”在线平台年访问量4971万次,已上线课程数1811门次,全校题库量(累计)1619692个。平台注册用户数:教师1699人、学生52713人,很好地达成了设计目标。

为配合“四融合”智慧学习空间的建设,学校同步开展了师生人工智能技术素养的课程建设和培训。建设了软件性能工程、鸿蒙软件工程、生成式人工智能应用开发和人工智能艺术设计等15个微专业,构建了“1+10+50”的三层次的人工智能课程体系及数字教材。同时,面向全校学生开设了人工智能导论课,参与首批陕西省人工智能通识教育课程建设,立项建设12门知识图谱课程、9门人工智能通识类课程、26门人工智能赋能AI+课程、16本数字教材。邀请西安交通大学、陕西师范大学、北京世纪超星等校企专家来校开展智慧教育教学培训。

通过将互动教学系统、在线考试系统、综合评价系统、教学管理等有机融合形成的“四融合”一体化智慧学习空间,实现了线上教学与线下教学、正式学习(班级学习)与非正式学习(个人学习)、教学过程与考核管理、线上学习评价与线下学习评价四方面的无缝融合。

正是因为学校坚持把满足广大师生的应用需求摆在优先位置,将应用驱动数字技术与教育教学进行深度融合,同步提升师生的数字素养,使得“四融合”智慧学习空间切实提高了学生的学习效率、教师的教学效率、学校的管理效率和服务效率。

三、“四融合”智学空间建设取得的成效

“四融合”智学空间解决了日常教学中多场景、多网络能力协同的应用需求,丰富了教师的教学形式和手段,激发了学生自主学习的动力,满足了宽带化、移动化、物联化、多业务融合发展的教育教学需求,解决了教育教学平台全流程大数据服务的要求和学生成长全过程的动态数据支撑的难题,为学校落实以学生为中心的理念,开展科学、精准的育人决策提供了有力支持,提高了学校教育的数字化水平。

学校“四融合”智学空间建设的实践探索获得了同行和社会的肯定。2023年,学校获得第六届“绽放杯”5G应用征集大赛陕西区域赛决赛二等奖、陕西省5G融合应用标杆推动项目;“‘我在校园’智慧学生全周期安全管理平台”入选中国互联网协会2023年智慧校园典型案例,成为陕西省高等学校首批数字校园达标校之一。依托智学空间建设,全校全面实现线上线下混合式教学。7门课程获批国家级线上线下混合式一流本科课程,在省属高校排名第一。这些工作为西北地区同类高校智慧校园建设起到了很好的示范作用。

四、经验总结

以智慧教室建设和AI大模型应用为核心的高校学习空间改造,具有建设投入大、维护成本高、与教育教学全过程融合程度深的新特点。在建设和管理方面,我们总结了以下经验。

一是重视规划设计,以需求为导向,合理地制定建设目标。建设目标应紧密围绕学校的发展规划和实际教学需求,鼓励师生充分参与需求调研,避免盲目追求技术先进而忽视实际教学用途。

二是把好技术选型和系统集成关。在资金有限的条件下,多数高校的智慧教室及平台建设都是分阶段实施的。因此,提前规划好技术集成方案,明确接口标准,确保不同时期所选的软硬件之间能够兼容,避免数据无法共享或系统冲突,是建设成功的关键。

三是数据治理先行,强化资源整合与共享。高质量的数据治理是数字化转型和AI赋能教育的基础。在实践中,应将各部门的智能体应用整合到统一的平台上,避免分散建设,实现资源的高效共享与互通,减少重复开发。

四是自主研发与合作开发并重。掌握业务主导权,AI在应用于学校教育教学的过程中,应注重平衡自主研发与合作开发的比例。一方面,与优秀的大模型厂商合作共建AI能力平台,充分借助企业技术加速智能应用的落地;另一方面,鼓励校内科研团队开展AI应用研发,为校内团队和企业提供一站式服务大厅、一网通办门户等各类AI应用的试点场景。

五是重视师生AI素养培训。智学空间涉及新一代信息技术的应用,对于教师和学生而言,都需要不断学习和适应新的技术和教学模式。在建设和使用的过程中,要制订完善的培训计划,为教师和学生提供专业培训和支持,引导师生树立“AI+”教育理念,提升他们的信息化素养。

作者单位:西安邮电大学

责任编辑:张言