基于智能教育的“智慧学习+场景驱动”教学框架设计

摘  要：人工智能快速发展，智能教育孕育而生，对高校信息管理与信息系统专业教学改革提出更高要求。教师和学生的角色相较于以往来说有所转变，不仅是通过教师一味地教学来提升教学质量，而是通过人工智能技术与教育领域的融合来达到个性化学习的效果。该文通过阐述智能教育内涵及分析国内信息管理与信息系统专业发展及存在的问题，提出基于智慧教育理念的“智慧学习+场景驱动”的实施路径，并且以管理信息系统课程为例，应用场景驱动的在线案例解读课程改革方案，为信管专业课程改革提供参考借鉴。

关键词：智能教育；智慧学习；场景驱动；管理信息系统；课程改革

中图分类号：G642         文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）10-0006-05

Abstract： The rapid development of artificial intelligence and the birth of intelligent education have put forward higher requirements for the teaching reform of information management and information systems in colleges and universities. The roles of teachers and students have changed compared with the past， not only through teachers blindly teaching to improve the quality of teaching， but to achieve the effect of personalized learning through the integration of artificial intelligence technology and the field of education. By expounding the connotation of smart education and analyzing the development and existing problems of the domestic information management profession， the article proposes the implementation path of "smart learning + scenario-driven" based on the concept of smart education， and takes the Management Information System course as an example to apply scenario-driven online case interpretation of the curriculum reform plan provides a reference for the reform of the credit management professional curriculum.

Keywords： smart education; smart learning; scene-driven; Management Information System; curriculum reform

世界范围内教育规模呈现快速增长，教育部数据显示，2018年研究生培养机构达到815所，其中普通高校578所，科研机构237所[1]；高等教育学校（机构）学生数也在逐年递增，研究生约有57万名，其中硕士约有52万名。教育的本质是培养具有智慧、善于思考的人。世界上最早集中系统地论述教育学的专著是战国时期的《学记》；西方苏格拉底提倡教与学之间动态灵活的关系，强调学生全面发展。近代，伴随着全球人口及人才需求的增长，班级授课制（也称课堂教学）模式应时而生，即按年龄特征及学习特征将学生编成班组，教师根据安排的授课时间及顺序进行连续上课[2]。但这种教学方式是一把“双刃剑”，既带来了便利，例如可以大规模地进行教学，保证学习活动循序渐进及教师占主导地位，赢得教学的高速度等；又具有一定的局限性，例如学生学习的主动性受到限制，缺少独立思考的时间，难以照顾到学生的个性化差异等。

近几年随着人工智能快速发展，智能教育在国际范围内受到广泛重视，2017年国务院印发的《新一代人工智能发展规划》中首次确定以国家行动开展智能教育。新时代我国将高度重视人工智能对教育的深刻影响，促进人工智能与教育的深度融合及教育的变革创新[3]。通过智能教育来弥补班级授课制的局限性，其中智能教育的精准化可帮助老师采取不同的教学方式和教学内容；智能化使教学环节简单、便捷及智能，释放教师教学压力；个性化利用大数据搜集和分析学生数据，推荐定制化的学习方案，调动同学积极性。

一  智能教育内涵

智能教育概念的内涵，国内外学者有着不同的理解，通过梳理分为以下三个方面。

1）技术支持方面。智能教育以新一代IT作为基础支撑，一般的IT不能适应智能教育。只有多媒体设备和数字资源的教室教学不属于智能教育，智能教育所使用的技术应包括内容高度适应，可以全面觉察学习环境的信息，通过技术沉浸、个性化的学习路径等来感知参与者的各种状态，并且可以据此进行调整。例如，物理环境根据学习者的体温调节适宜的温度；当学习者感到紧张时可以调节氛围；对知识点有疑惑时，智能学习环境根据需要可以重新进行讲解。

2）数据应用方面。微软、谷歌、腾讯和IBM可以分享其核心技术，但无法超越的是其拥有的大量数据。智能教育不只是简单的使用IT，基于大数据的数据挖掘及学习分析才是实现智能教育的关键点。因此，如果没有数据生成和数据分析的过程，教育就不能被认为是智能教育。

3）参与者方面。教师是智能教育的重要组成部分，智能教育有望通过技术来丰富整个教学环境，提供建议和指导。除智能教育发挥的作用之外，教师是不可或缺的一个部分，科技可以像传统教育一样具有引导、启蒙和控制等功能，但在学生成长过程中，其不能代替教师给予的情感交流及思维上的引领。

二  国内信息管理与信息系统专业教育存在的问题

目前国内开设信息管理与信息系统（以下简称“信管”）专业的高校已超600所，尽管市场需求在增长，但《中国大学生就业报告》（2014-2018）显示，信管专业就业不尽人意。追究其原因，高校信管专业课程教育主要存在以下问题。

1）课程缺乏特色。信管专业由5个专业合并形成，课程门类多而杂，课程缺乏融会贯通，无统一教学体系。不同高校开设的信管专业课程不尽相同，通过教材、ppt及视频在教学过程中增强其特色，即使这样学生的学习效果仍不显著。大部分高校的信管专业课程都是计算机类和管理类课程各占一半，使学生对于课程的取向两极分化，导致课程没有特色，不同方向专业课程的学习不能抓住重点，从而使得信管专业的毕业生在众多毕业生中没有足够的竞争力。

2）教学模式单一。部分高校采用“教师主动授课，学生被动参与”的简单教学模式。在互联网高速发展的今天，通过PPT辅助教师教学是远远不够的，这种授课模式过于枯燥乏味，难以吸引学生的注意力。而现在学生的思维相较于之前更加活跃积极，更愿意把注意力集中在网络资源上面，学生心理上的需求是目前授课方式难以满足的。

三  信息管理与信息系统专业课程智能化教学体系框架设计

（一）  智能化课堂总体框架的建构

在智能教育理念下，智能课堂教学体系具有集人、技术和环境于一体的特点，实现线上线下教学、课内课外教学及全过程全场景的虚拟现实教学活动[4]。智能化课堂教学体系总体框架的主要组成要素包括智能系统（智能平台和工具）、人（课程制作团队、教师和学生）和教学活动（课前、课中和课后的教学环节）。

智能系统由智慧学习应用层、智慧终端服务层、智慧评价服务层和智慧功能服务层组成。其中智慧功能服务层作为智能系统的最底层来支持整个智能系统良好的运作，其包含四个部分，分别是学习情况评估、学习方向选择、学习路径分析及学习内容推荐，以培养学生个性化学习为宗旨，提升学习效率。智慧评价服务层由综合素质评价、测评系统及动态评价分析三个部分组成，测评系统又分为课前测评、课堂测评及课后测评。通过对整个教学过程中实时数据的收集和整合，运用智能评价、学习分析等技术进行处理和分析，为教与学提供总结性评价，重构和升级教学评价体系[5]。智慧终端服务层主要为课程制作团队、任课教师及学生服务，可以提供资源推送、网课制作与应用、智能评测、端应用工具及第三方APP等服务来帮助同学们进一步实现个性化学习[6]。智慧学习应用层主要为信息系统专业课程提供智能化教学过程，实现课前预习、课中学习及课后复习全流程的沟通支持和信息服务[7]。

教学活动以慕课堂教学工具为例，如图1所示。慕课堂教学工具是中国大学 MOOC 平台在慕课及学校云平台基础上的线上线下混合式教学工具。借助慕课堂工具，教师可规划与管理课前、课中和课后三个环节的教学过程[8]，通过微信小程序在课堂上开展教学任务，完成数字化教学。

（二）  “智慧学习+场景驱动”实施路径

1）基于“智慧学习+场景驱动”的智慧学习环境构建。学习活动、教学活动、学习管理活动、物理环境及技术环境五个要素组成了智慧学习环境。其中学习活动、教学活动及学习管理活动是指学习和教学社区开展的讨论、问答和竞赛等；物理环境是指学习者有效学习的学习场所或活动空间，可以根据室外的空气质量及气温来对室内环境进行调节以保持学习者最高效的学习状态，区分智慧学习环境和传统学习环境的必要因素是技术环境，其由基础设备、存储技术、计算技术、服务开发技术、学习资源和功能服务等六个要素组成[9]。

2）基于“智慧学习+场景驱动”的智慧学习活动构建。在传统的学生、教材和教学方法准备的基础上，将技术工具的设计和操作添加到备课内容中，这就要求教师充分利用多元化技术的知识和技能；教师的教学和研究活动借助网络远程协助不断从一所学校延伸到另一所学校，还可以与校外同事开展教研活动和项目研究，从而加快教师的专业发展速度；除此之外，快速高效的智能评估工具将教师从低效的评估工具中解放出来。在大数据的支持下对学生学习的数据进一步分析和挖掘，从而不断调整教学策略，实现精准教学。基于“智慧学习+场景驱动”的智能教学活动需要体现以教师为主导、以学生为主体的线上线下有效教学机制，老师应该在课前根据学生的实际情况提供大量的自主学习资源来满足混合式学习的需要。但信管专业对于学生的实践性要求较强，因此在课堂上引入场景驱动这一概念，通过构造一系列的场景，由表及里，逐步融入，这样可以使学生融入到故事情节里面，从而加深其对问题的理解程度[10]。

3）基于“智慧学习+场景驱动”的智慧学习内容构建。按照“一课一网”的知识框架体系，建成属于不同专业涵盖所有课本的适合高校本科生和研究生自主学习的资源库，满足学生随时随地进行学习的需要；学生可以提前预习本专业未开设课程并进行课前测试，了解其对知识点的掌握程度。除此之外，在课堂中也可以获得该课程老师所使用的课件以便记录所需要的笔记，课后也可以进行测试，根据错题情况在资源库中找到相应教师的讲解视频来进一步学习和巩固相关知识[11]。

4）基于“智慧学习+场景驱动”的智慧学习评价构建。可以预测、理解和评价教与学的行为，促进教与学的有效性。通过对数据的深入分析和挖掘，将从学习环境、学习资源、学习机会和学习质量四个方面促进智慧学习的均衡发展；不断完善质量控制体系，为全面、实时和动态的质量管理奠定基础。为监控智慧学习的质量，形成全面、实时和动态的质量监控体系，针对教师评价方法和学习分析技术工具不足的实际问题，学校应尽快建立相关的学习质量评估体系。对学生在学习过程中知识点的具体掌握情况和错题的收集情况进行全面、实时和动态的监控，并根据学习质量评估系统得到的数据给出准确的教学反馈和指导；借助教学、教研、管理和服务等智慧评估，扩大学习评价对象的范围，全面提升和增强教师和社会对学生在校学习成果的满意度。