来源：河南省教育厅 发布时间：2024-12-03
一、项目实施背景
为响应教育部《教育信息化2.0行动计划》和国务院《中国教育现代化2035》的战略部署，以及全国教育工作会议提出的国家教育数字化战略行动，河南工业大学积极推进智慧教学的创新实践。河南工业大学依据《河南省教育厅关于进一步推进普通本科高等学校智慧教学的实施意见》（教高〔2020〕444号）和《河南省本科高等学校智慧教学三年行动计划》(教高〔2021〕272号)等指导文件，依托河南省智慧教学专项研究重点项目《AI 赋能智慧教学质量评价体系与动态监测研究》团队，结合学校自身数字化转型策略，经过深入调研和规划，多部门协作推进，成功构建了一套AI智慧教学一体化创新管理体系。
该体系整合了学校课堂生态系统、超星在线教学平台、电子阅卷系统等多个平台，旨在通过智能化手段，以智助学，以智助教，以智助评，推动高校智慧教学管理的创新发展，促进教育教学数字化的深度转型。
二、工作举措
（一）加强组织领导，营造数字化转型氛围
成立由校长任组长、相关职能部门负责人组成的智慧教学建设工作领导小组，把智慧教学纳入学校重点工作。注重加强组织领导体系建设，积极开展教育数字化相关培训和考察，推进教学数字化转型工作实施。
（二）充分调研规划，确保理念创新引领
1.立足校本，积极探索“AI+”智慧教学一体化创新管理与应用
根据教育教学数字化转型要求，一方面通过对学校现有设备设施情况利旧复用，形成基于标考和智慧教室平台基础上的资源建设、巡课和教学评价一体化课堂生态体系；一方面基于学校一体化教学平台教、学、管、评、测形成教学管理闭环，为引领教学模式改革探索，建设教学数据驾驶仓，通过图形化视图，对教育教学过程进行大数据处理和行为画像，为学校师生和教学监测管理提供保障。
2.多方协作推进，确保项目科学实施
智慧教学一体化创新管理与应用探索是一项复杂工程，涉及到环境建设、平台工具建设、业务流程重建等。需要多部门、多人员配合实施。项目实施过程中，信息化办公室、教务处、教学质量评价中心、课程中心、教师发展中心、实验室管理处、国资处、基建处、后勤服务中心等多个行政部门和业务单位，就系统方案、网络保障、业务流程、设施管理维护等诸多领域多次论证，认真落实每一个细节，使项目建设落到实处，建、用、管体制合理。
3.助推教研，搭建智慧教学创、管、研学新环境
挖掘校本资源和学校设备设施条件，依托课堂生态体系和AI在线教学平台，多次研讨“AI+”智慧教学一体化创新管理应用新方案，通过课堂教学资源的积累和在线督导系统的运用，教师可以通过课堂生态体系平台灵活开展教学直播研讨、技术交流、观摩教学、自查反思等教学教研交流；通过AI赋能教学场景，开展智慧教学专项研究，促进智慧教学的水平和质量。
三、工作成效
在“智慧教学示范校”建设的基础上，河南工业大学着重从基础硬件的改造和软件功能的优化两个维度进行规划。一方面，通过不断优化智慧教学设备和设施的应用，实现了全校智慧教室及传统多媒体教室的视频、音频资源统一接入课堂生态体系平台，构建了一个集课堂资源利用、在线听课看课以及教学督导评价于一体的课堂生态体系，为教育教学的数字化转型提供了实质性的探索和实践基础。另一方面，利用AI在线教学平台的优势，将数字人、数字图谱、智能助手等大数据模型融入教学辅助、监测和分析中，实现了智能助教、智能助学、智能助研、智能助管的AI创新管理“工大新模式”。
（一）构建智慧教学创新应用环境，实现“数字+智慧教学”混合教学模式
图1 在线教学平台师生参与情况
图2 利用在线教学平台课堂教学活动情况
借助在线教学平台和智慧教室资源平台等信息系统，实现对线下课堂教学的智能化应用、监控、管理和评估。通过智慧教学平台，将抢答、随机选人、问卷调查、投票等智能化教学工具引入线下课堂，达成课堂即时反馈，从而丰富线下教学活动。同时，智慧教室资源平台、学校数字资源平台、在线课程平台等为课堂教学提供了丰富的教学资源。
（二）建设优质课程资源和常态课堂教学视频库，形成资源一体化应用平台
学校已建成5间高标准自助微课室，31间精品自动录播教室，以及228间普通常态化课程录制教室。这些设施的投入使用，实现了教室资源的常态化录制与管理，构建了一个从国家级、省部级精品课程建设到一般课堂教学资源积累的完整教学资源建设体系。
此外，常态化课堂资源平台已成功与服务门户实现对接。教师能够通过服务门户随时访问自己近期的授课录像，将其作为课程资源进行利用。经过剪辑和整理后，这些视频资源还可为教师在各级各类教学研究和教学竞赛中提供支持。
图3 数字生态课堂资源平台界面截图
图4 数字生态课堂单个课程资源界面截图
（三）促进课堂教学质量评价模式创新，教师教学效果提升由被动督导变为主动改进
通过构建课堂生态系统，与学校课程表进行对接，教学督导和教学管理人员能够利用在线巡课功能对线下课堂教学进行实时监控、回放巡课以及AI预警。此外，借助图像识别技术，实现了对学生出勤率和前排就座率的精确统计，通过实时数据的直观展示，有效促进了教风和学风的持续改进。
图5数字课堂生态在线巡课系统示意图
通过一体化资源平台，教师可以随时查看自己的上课视频，促进教师进行教学反思，分析教学习惯、教学策略，学生听课状态、课堂参与度等数据，使教师通过近似微格教学的方式提升教学质量，课堂教学质量的改进从传统的督导听课反馈转变为自查教学视频的主动改进。
图6数字课堂生态在线巡课反馈界面截图
（四）健全教学过程和教学评价的动态监测，实现个性化、差异化的实时教学评价反馈
依托AI+智能分析和课堂生态体系，转变教学质量评价模式，形成校院两级督导教学质量评价机制，实现对课堂教学进行包括实时评价反馈、过程评价和累计评价等数字化增值评价。
1.校院两级督导评价，立体多元督导、指导教师教学
信息化办公室积极与学校教务处、教学质量评估中心、课程中心等教务部分沟通，研讨教学评价体系和保障机制，通过优化学校原线下教学督导和纸质评价表的领导、教学督导课堂听课流程，实现线上实时或者脱机督导听看课任务，线上填写评价表评价并进行统计分级反馈，通过多元评级体系实现教学效果的提升。
图7数字化课堂生态课堂评价界面截图
2.AI智能分析反馈，教师内省自查，及时促进有效课堂教学
在课堂生态系统中，对线下课堂教学的实时授课视频进行深入分析，以自动生成关于课堂教学状况和学生行为状态的横向及纵向报告。这些报告将及时提供给教师，以便他们全面了解和掌握课堂教学效果，进而及时调整教学策略，推动教学的有效性。
图8教学监督自动评价报告示意图
（五）利用“AI+”教学一体化平台，充分发挥人工智能在教学领域的深度融合
1.播报数字人和交互数字人灵活运用，提升教学资源建设的质量和效率，增加自主学习的便捷性和趣味性
借助人工智能大模型和数字人等生成式人工智能技术，自动创建符合个性化需求的学习资料和课程内容，以满足不同学生的学习需求。通过录制数字人的方式，可以迅速丰富教学资源的多样性，同时利用交互式数字人打破传统线下教学的时空界限，实现与学生随时随地的对话和互动。这种技术能够提供即时反馈和建议，增强学生的参与感和投入度，激发学生的好奇心和思维能力，调动学生的积极性，充分探索新技术在课堂教学中的潜在应用。
图9智能交互数字人
2.深度利用大模型，打造个性化AI教学助手
通过深入研究数字资源的大规模模型，我们训练了人工智能学习助理。该助理能够依据学生的学习进度、能力水平以及兴趣偏好，通过分析学生过往的学习数据，为其量身定制合适的学习路径和资源。这些资源包括视频教程、学术文章、练习题目等，旨在提升学习体验的质量。
图10 AI助教功能图
3.建设课程知识图谱，实现精准化、个性化、差异化的学习新路径
利用可视化技术揭示知识资源间的相互关联，洞悉学生的学习进展与难点所在，进而实施有针对性的教学策略，实现对学生学习状况的精确分析，从而提供定制化的学习指导和资源推荐，引导学生进行自主导向式学习，推动学习共同体的协同知识构建。
图11 课程知识图谱
4.建立教学大数据系统，实现个性化学业预警，全周期跟踪学生的学习状态
通过构建教学大数据系统，对教学关键指标进行统计和展示，协助学校领导及教学管理团队准确掌握当前的教学状况，实现针对学生学业的个性化预警，并对学生的整个学习周期进行全程跟踪。通过对课程成绩的系统性分析，结合试卷成绩与总体成绩的分布情况，可以对不同学院的教学风格进行评估和决策。
图12 教学数据分析
（六）立足校本信息化基础设施和业务平台，创新AI+智慧化课堂生态体系建设新模式，从建、管、用多角度提升学校智慧教学水平
"AI+"智慧教学一体化管理平台的创新与应用，紧密围绕教学、学习、评估、管理、环境五大维度，持续推动课程改革，加强过程性考核环节，促进培养目标的实现，形成递进式闭环评价体系。课堂生态系统与教学平台实现无缝对接，教学资源直接驱动平台，助力课程构建。通过运用大数据、云计算、物联网等新一代信息技术，实现了智慧教学空间的课前、课中、课后全过程的高效应用，数据赋能教学效果渐显。
四、工作经验
经过近几年的建设积累，河南工业大学在“AI+”智慧教学一体化创新管理与应用上也取得了一些成果和经验，主要有以下几个方面：
（一）方案设计要结合校情，做好前期调研规划
首先，鉴于各学校在信息化建设的初期基础存在差异，必须采取分期分批、循序渐进、持续更新的策略，推进体系化、集中化的建设工作，以期发挥“以点带面”的示范引领作用。其次，需与管理部门及业务部门进行充分沟通，确保系统建设能够紧密贴合实际需求，实现无缝对接，从而保障业务部门的使用习惯和需求得到满足。
（二）协同推进，多部门配合建设、管理、推广应用
课堂生态体系的软硬件环境建设、体制机制的构建与创新、教师能力的培训与提升以及软硬件系统的应用与推广，是一项涉及多部门合作、长期且富有创造性的工程，其责任重大且道路漫长。
（三）充分利用新技术，创作自主学习高效教育教学模式
利用先进技术手段，实现多种终端设备的接入，以满足教师授课和学生学习的多样化需求；同时，结合物联网、人工智能、大数据等领域的研究成果，开发出创新的教学产品，以促进教学过程的高效和优质完成。针对不同的教学模式和内容，提供了相应的教学环境和应用支持，全面增强教学与管理的智能化水平。
五、下一步工作思路
（一）持续推进一体化建设
持续强化各部门之间的交流与合作，消除信息孤岛现象，更有效地整合各类资源，提升工作效率，实现资源的共建共享。
（二）大力推进课程智能体应用
积极采纳先进的课程智能体技术，依据学生的学习状况及需求，制定个性化的教学方案，增进学生的学习兴趣与成绩，提升教学品质与成效。
（三）加大各类教学资源整合力度，加快一体化进程
进一步整合各类教学资源，涵盖教材、课件、在线课程等，以满足不同学生的需求。加速一体化进程，实现线上线下教学的无缝对接，为学生提供更为便捷、高效的学习体验。
本案例获“2024年河南省教育数字化创新应用大赛”一等奖
