(来源:互联网教育国家工程研究中心订阅号,2025年03月04日)
【摘要】随着智能技术的进步和数字时代的到来,人工智能正在成为促进教育事业高质量发展的重要引擎,督导作为教育生态的重要一环,也需要不断创新以适应时代的需求。西安电子科技大学利用人工智能、大数据等数字技术建成“两端一体化”的课堂教学智能督导中心,融入知识图谱、课堂行为分析等智能功能,实现以督促教、以督促学,为提升教学质量、推动教学创新提供有力支持。
【关键词】人工智能;教育数字化转型;教学督导
在教育数字化转型的大背景下,数字技术与教学过程的融合日渐深入,这也为全面深化教育评价改革提供了重要机遇。传统督导模式在应对新时代教育挑战时,存在诸多问题和局限性,因此如何通过AI技术探索构建智能时代的督导新模式成为了当前教育领域的重要课题。2020年,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于深化新时代教育督导体制机制改革的意见》,要求“逐步形成由现代数字技术和大数据支撑的智能化督导体系,提高教育督导的信息化、科学化水平”。
西安电子科技大学紧抓教育数字化战略行动发展机遇,持续推动教育理念变革、体系重塑、资源重建、模式创新、流程再造。通过利用大数据、人工智能等技术赋能高校督导工作,建成课堂教学智能督导中心(以下简称“督导中心”),以提升管理效能,实现对教学过程全面、精准、实时的监控和评估,助力学校“人工智能+教育”标杆大学建设,推动教育领域的数字化转型和智能化升级。
一、传统督导模式局限性
教学督导作为保障教育教学质量的重要手段之一,在教育体系中扮演着举足轻重的角色。然而,随着教育领域的持续发展和变革,特别是面对当前教育发展的新局面,传统的督导模式逐渐显露出其局限性,尤其是在听课方式、数据采集分析以及评价反馈等方面存在诸多不足。
(一)督导效率较低
传统督导模式主要采用进教室听课方式,督导专家需要亲自前往各个教室深入课堂,督查教师的授课行为和学生的学习状态。随着教育规模的不断扩大,学校的教室数量和教室之间的距离也在不断增大,督导需要在不同时间段前往不同教室,花费的时间多、效率低,需要承担较大的听课工作量。
(二)线上线下分离督导
传统督导模式主要关注线下实体课堂的教学情况,对于线上课程则缺乏有效的督导手段。且督导频繁的进教室,也可能会破坏原有的教学氛围,对教师授课状态和学生听课专注度产生影响,干扰正常教学秩序。随着在线教育的兴起,线上线下课程分离督导的问题也日益凸显,使得督导工作难以统一标准和规范,增加了督导的难度和复杂性。
(三)信息统计延迟
信息统计延迟也是传统督导模式存在的另一个问题。在听完课后,督导人员需要对收集到的信息进行整理和分析,以形成对教师教学质量的评估报告。然而,这个过程往往需要耗费大量的时间,尤其是在涉及多个教室和大量学生时,信息的统计和整理工作更是繁琐而耗时,这不仅影响了督导工作的效率,也容易出现信息遗漏或错误。
(四)数据采集分析不足
传统督导模式中,与教学相关的数据需借助不同平台进行汇总,流程繁琐,各部门之间可能存在信息不共享、不互通,由于数据采集方式的不规范和数据来源的多样性,采集到的数据质量参差不齐,且采集过程较多依赖于人工,可能存在误差或偏差,难以全面、准确地收集教学数据。除此之外,传统督导模式往往缺少高效化、数字化、可视化的大数据督导评价分析,无法全面了解课堂教学全过程,难以对教学数据进行深入分析和挖掘,及时发现教学中存在的问题。
(五)反馈周期长
传统督导模式在发现问题后,往往需要经历一个繁琐且耗时的反馈流程,这一流程通常涉及多个层级和部门进行逐级上报。在这个过程中,不仅需要耗费大量的人力、物力和时间,而且由于信息传递的层级较多,容易出现信息失真、延误或遗漏的情况,不仅增加了督导工作的复杂性和成本,也影响了问题的及时解决。
二、智能技术助力督导模式升级
智能技术的迅猛发展正在深刻影响和改变着传统的教学督导模式,推动其向更高效、精准和科学的方向升级。借助先进的人工智能、大数据分析和云计算等智能技术,督导能够实现对教学过程的全方位、多角度监控和评估,从而更准确地把握教学质量,提供更具针对性的改进建议。
(一)“两端一体化”定制,满足分级管理需求
结合督导教师与管理者的不同需求,分别建有“督导端”和“管理端”,实现多角色分权限巡课,并从不同角度进行数据的跟踪分析。
1.督导端
督导端专注于为督导专家提供便捷、智能的课堂巡查体验,该界面以课程信息展示、课堂情况分析及巡课评价为主。通过清晰展示课程名称、授课教师、上课时间、地点等信息,督导可以快速了解当前全校授课情况,结合条件筛选,即可查找自己想要巡查的课堂。通过一键加入评课计划,即可制定个人专属的评课计划列表,进行课程巡查评价时,只需直接点击进入,有效节约了督导评课时间。
2.管理端
管理端旨在辅助管理者实现对全校授课、督导情况的有效监控,该界面以全校教学数据分析、督导评价概况和课堂情况展示为主。通过3D建模学校主体教学楼,辅助管理人员快速定位到关注教学区域,查看指定教学楼内的授课情况。管理端界面还提供了全面的教学数据分析展示,包括全校考勤结果、作业提交情况、课程评价数据、全校课程质量等级划分等。通过大数据分析,管理者可以直观地了解全校课程授课概况及督导工作的开展情况,及时发现并解决问题,促进教学和管理水平的提升。

图1.督导端界面

图2.管理端界面
(二)线上线下多视角,实现全方位巡课督导
督导中心实现与学校录直播系统的无缝对接,并与教务课表数据保持同步,不仅支持对线上授课过程的全面巡查评价,同时也能够覆盖线下课堂,确保教学活动的质量监控无死角。在线上教学中,督导可通过直播课堂实现对教学活动的实时监控,并对教学质量进行即时评价。对于线下课堂,督导可借助学校智慧教室硬件设备同时看到教师、学生、板书以及课件在内的教学实况画面,这不仅降低了对课堂教学活动的影响,还大大提高了督导工作的效率。此外,督导中心还支持课后点播功能,方便督导专家和管理人员可以根据自己的时间安排,随时回看课堂教学录像。在回看过程中,还可以灵活地打点插入评语,针对特定的教学环节或教师授课内容进行更加深入详细的评价,实现对全校课程的全方位、精细化线上巡课督查。

图3.巡课界面
(三)整合多来源数据,辅助督导综合性评价
为确保督导能够迅速、全面地获取与课程相关的关键信息,更加精准地了解课程目标、教学内容以及实施情况,督导中心进行了多来源数据的深度整合。通过对接课程教学大纲,详细列出了课程的教学内容、教学目标以及评估方式等核心信息,督导在观看授课视频时就可以同步浏览,无需再翻阅纸质文档或等待相关人员提供,这不仅提高了督导工作的效率,还有助于督导从更宽广的视角审视课程的教学质量。同时,系统还对接了教师教学档案、科研档案及获奖档案,全面展示教师职业生涯中的教学经历、科研贡献、所获荣誉等,辅助督导快速了解教师有关背景,为教师提供有针对性的指导和帮助。此外,通过对接课程知识图谱,以图形化方式展示该门课程知识结构和知识点之间关联性,让督导可以直观地看到课程知识点的分布、逻辑关系以及重难点,对教师的教学方法和学生的学习效果进行更加准确的评估。
(四)智能学情分析,提供客观数据参考
基于校内师生自研算法资源,利用图像识别、人体姿态模型等技术对教师上课状态及学生到课率、抬头率、前排率、课堂行为等进行智能分析。通过识别教师面部表情和与学生的互动情况,辅助督导评估教师的授课状态及专注度。通过自动统计学生到课情况及在课堂上的抬头率和前排率,识别学生的身体姿态和动作并判断是否在认真听讲、做笔记或存在其他不良行为,为督导提供了关于学生学习状态和参与度的客观数据参考,有助于更加准确地评估教学质量和学习效果。
(五)AI技术多维赋能,“双督导”协同发力
利用语音识别结合自然语言处理技术,自动对教师授课视频进行语音切片,并翻译总结课堂内容、提取关键信息,归纳核心词汇并生成热词标签,不仅能帮助督导快速定位到视频讲解的关键位置,还能展示出教师授课重点、课堂讨论热点等,实现对教学资源的全面评估和管理,提高教学质量和课程管理的精细化水平。与此同时,利用多项AI技术构建人机结合的“双督导”模式,AI督导能够实时监控教学过程,并对大量教学数据进行深入分析,通过智能算法对教学过程进行量化评估并迅速生成报告,基于数据分析提出改进建议;督导专家则通过人工巡查、听课评课等方式,结合自身丰富的教育经验和专业知识,能够准确判断教学中的问题所在,为教师提供更加直接和具体的指导。通过两者的协同发力,各自发挥独特优势,共同为教学质量保驾护航。
(六)可视化数据驾驶舱,实时监测教学质量
督导中心将全校教学数据进行了统一整合,并利用大数据技术进行多维度的统计和分析,为教学质量监控提供了全面、实时、准确的数据支持。通过将海量数据转化为直观、易懂的图表,生成院系各关键数据指标的横向对比、纵向分析,让管理者可通过大数据看板实时掌握全校整体评教情况、课堂行为数据等,从多个角度揭示全校教学质量情况,实现对教学质量的有效监控,达到以督促教、以督促学的目标。
三、案例创新点
西安电子科技大学通过建设督导中心,实现了全方位线上督查巡课及评价,在提升督导巡课效率、辅助管理者科学决策的同时,也为助力我校“数字西电”建设发挥了重要作用。
(一)打造线上线下一体化的巡课系统
督导可以通过手机、电脑等设备不限时间、地点对所有线上线下授课的教务课程进行督查巡课,实时观看教师的授课过程,了解班级的学习氛围和学生的学习状态,并结合教师教学经验、专业背景等信息,进行全方位、多角度的评价,更客观地评估教师教学水平,降低对个人经验的依赖,有效提升督导的数字化、科学化水平。
(二)形成AI赋能的评价模式
利用人脸识别、人体识别及人体姿态模型实现不依赖于摄像头硬件的行为分析,通过软件算法实现对课堂行为的智能识别,自动计算到课率、前排率、学生课堂行为等数据,有效降低了技术门槛和成本,还极大地丰富了督导能够获取的数据维度,让督导能够直观了解学生在课堂上的整体学习状态。同时,利用AI赋能的“双督导”模式从不同角度、多个维度进行数据分析,对教学过程进行全面分析和总结,从而提高评价结果的真实性、客观性。
(三)构建大数据驱动的管理体系
通过对学校的教学大数据进行全过程监测及深入分析,挖掘出隐藏在数据背后的规律和趋势,围绕课程、教师、学生、院系、全校等多维度开展数据的统计、处理和分析,生成可视化的大数据看板,使管理者能够一目了然地了解各个维度的教学情况,通过对院系、专业各关键数据指标进行横向对比,科学准确地评估学校教学质量,为学校制定针对性的教育决策和精细化治理措施提供有力支撑。
(四)有效提升教学评价工作应用实效
一方面,通过集成多项先进数字技术,形成一体化的督导中心,实现了对教学过程的全面监控,极大地提高了督导工作效率和质量。另一方面,通过大数据分析和算法模型,实现对教学过程数据的自动统计分析,有助于更加科学、客观地评估教育质量,及时发现教学中的问题和短板,为教学改进提供数据支撑。督导中心还可以灵活调整督导策略和标准,适应各种复杂多变的教育场景,为教学评价改革注入了新的活力,为人才培养提供了更加科学、高效的支持。
四、结语
督导中心的发展应用是在教育数字化背景下实现教学督导变革的必然选择,它引领着学校教学督导工作向更加智能化、精准化的方向发展。2023年秋季学期,西安电子科技大学督导中心正式投入使用,截止当前,全校已有上百名督导专家通过督导中心进行督查巡课,评课总数超三千五百余次。2023年11月,督导中心通过全面的教学数据支持和智能分析,为我校本科教育教学审核评估工作提供了有力保障。西安电子科技大学通过开发建设具有现代人工智能技术、大数据支撑的一体化督导系统,实时、全面地收集教学过程中的各项数据,实现覆盖课堂教学各个环节、学生学习行为、学习成果等多个维度的常态化监测,为学校教学质量的全面把控提供了可能,有助于更加科学、客观地评估教育质量。同时,通过数据驱动决策,创新督导评价管理模式,利用对数据的分析及时发现教学中的潜在问题,为教学改进和策略调整提供科学依据。督导中心不仅有效提升了学校的教学管理水平,还推动着教学质量的持续提升,对于实现以提高本科教学质量为核心的高校内涵式发展,具有重要的促进作用,为教学评价改革注入了新的活力,为人才培养提供了更加科学、高效的支持。
作者:苗启广 王凌霄 缐宁(西安电子科技大学)