张军｜智慧教育视域下的全人化人才培养
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本文由《中国高教研究》授权发布
作者：张军
摘要新一代信息技术与数字革命给高等教育发展带来了历史机遇。在数字化转型与新冠肺炎疫情交织背景下，智慧教育是必然发展趋势，虽然当前其处于发展的初期阶段，但具备巨大发展潜力。瞄准高等教育发展与变革趋势，剖析当前智慧教育发展的瓶颈问题，构建智慧教育视域下的全人化人才培养理念与体系，提出价值塑造、知识养成、实践创新三个维度的改革路线，以实现全体系、全链条、全过程的教育教学革新，从而达到思政“活化”、知识“衍新”、学以“智用”。通过构建素养图谱、知识图谱、能力图谱、素质图谱，四谱合一，重塑教育生态、赋能教育教学，推动全人化人才培养在内容、手段、模式、体系等方面的综合变革，加速赋智于人、融智于校、强智于国的当代高等教育智慧化进程。
关键词：智慧教育；全人化培养；人工智能；高等教育；教育变革
当前，正处于实现中华民族伟大复兴战略全局和世界百年未有之大变局的历史交汇期，“两个大局”相互交融、相互作用，我国发展的内外部环境发生深刻变化，既面临历史性机遇，也面临着前所未有的挑战。全面建设社会主义现代化强国、建设国际人才中心和创新高地、培养社会主义建设者和接班人对我国高等教育提出了全新要求。
推进全人化人才培养改革与实践是培养社会主义建设者和接班人的必然要求、破题之策。全人化人才培养是指在学生培养过程中注重其全面发展，落实“以人为本”的教育理念，实施全方位、全过程、全链条协同育人，着重聚焦家国情怀、国际视野、人文素养的培养，充分挖掘学生个人潜能，体现个性化全素质成长。
以互联网、大数据、人工智能、虚拟现实、增强现实、区块链技术为代表的先进信息技术飞速发展，与教育教学的融合已是大势所趋，也正在一步步改变我们的社会与科学。智慧教育的发展与应用将显著提升教育教学在时间、空间、知识等维度的深度融合，加速教育数据挖掘与知识增值和衍新，实现数据共享、知识互联、群智协同、教育智学，为全人化人才培养赋予新的动能，支撑中国特色世界一流大学全人化人才培养新范式。
针对智慧教育视域下情怀培养渗透力不足，个性化精准培养不够，创新品格塑造不强等问题，北京理工大学（简称北理工）致力于推进“红色浸润的智慧思政、衍新共创的教学相长、学以‘智用’的能力提升”的全人化培养教育教学改革，以不断强化育人合力，打造领军领导人才培养的“北理工模式”。
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智慧教育发展的人才培养瓶颈
智慧教育视域下的全人化人才培养
（一）“两个大局”背景下中国高等教育面临的改革机遇
当今世界的竞争说到底是人才竞争、教育竞争，更加强调要充分发挥我国高等教育体系的规模优势。“两个大局”时代背景下，随着政治、经济、军事、科技等领域发生全球历史性、革命性变化，党和国家事业发展对高等教育的需要，对科学知识和优秀人才的需要，比以往任何时候都更为迫切，更加需要各领域创新人才的全方位培养，为社会主义现代化国家建设提供有力的人才支撑。
新一轮科技革命和产业变革与我国经济转变发展方式发生历史性交汇，高等教育进入普及化发展新阶段，叠加全球新冠肺炎疫情，高等学校的教学模式等面临着新的挑战，人工智能技术的出现也将塑造教育研究的新生态。海量数据的教育资源出现后，教育不再是工业标准化的产物，而是朝着智慧社会的交互式、自主性和定制式方向发展。因此，在我国科技发展变革与高等教育创新变革交互作用的背景下，高等教育改革迫切需要在危机中寻找变革契机。
（二）智慧教育视域下制约我国高校一流人才培养的瓶颈问题
智慧教育是满足高等教育在新时代背景下新需求的有力手段，通过新平台、新技术、新系统等方式推动教育各方面改革，提升了教育的效能，但在家国情怀、个性潜能、创新能力等方面的培养不足也日益显现。
1. 情怀培养渗透力不足。情怀培养对学生健全人格的塑造至关重要，是将理想信念、家国情怀、民族精神和优秀文化厚植于心的教育过程，贯穿人才培养全过程，对激发学生的信仰、信念与信心，增强民族凝聚力，提高文化自信，担当起民族复兴大任具有重要意义。而智慧教育普及后，教育过程往往注重技术的运用，缺少言为士则、行为世范的榜样作用，在家国情怀、理想信念、人文素养等方面的深度浸润不够。同时，智慧教育时代人机交互的引入和大量普及，导致人与人之间的直接交流减少，社会关系紧密度衰减，社会责任意识淡化，人文情怀培养面临巨大挑战。
2. 个性化精准培养不够。个性化精准培养是塑造时代新人的关键，通过因材施教、挖掘潜能、培养兴趣、激发自主学习动力，形成自主驱动，有效支撑学生全面而有个性地成长，是教育教学改革的新方向。现有教育培养模式呈现大众化特征，教学内容、方法等重单一知识灌输，对学生自发动力激励不够、潜能挖掘不深，对学生成长与行为画像不精准。学生个性化发展受到时间、空间、制度等因素制约，个性需求与知识的匹配度不够。同时，在智慧教育的模式下，更易导致知识冗余、信息碎片化，难以形成知识体系，跨学科知识获取难度增加。这使得“以学生为中心”的个性化定制式人才培养面临较大挑战。
3. 创新品格塑造不强。培养创新型人才是国家、民族长远发展的大计，创新品格和创新能力培养至关重要。创新品格塑造不单单是一种能力培养，更是对个人参与创新活动中表现出性格特征的塑造。在智慧教育普及应用的背景下，知识发现与知识增值将过度依赖于人工智能技术，导致学生们好奇心严重匮乏，尤其是发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的动力不足，创新意识和创新精神难以得到锻炼。同时，学生长期面对人机场景，导致团队意识和协同精神缺失，这使得具备创新品格和协作精神的高素质领军领导人才培养面临重大挑战。
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智慧赋能全人化人才培养改革的思路
智慧教育视域下的全人化人才培养
（一）智慧教育的内涵
智慧教育是以先进信息技术、人工智能技术、教与学技术为依托，以学习心理、心理科学等赋能教育教学改革创新，通过人机互动、数据共享、知识互联，满足学生智慧化、个性化、精准化学习需求。从内涵看，智慧教育本质上是一种全新的教育模式，是破解传统教育难题的重要手段，是教育理念、教学模式、教育活动组织实施与管理等在新技术支撑下的革命性创新。
（二）智慧赋能全人化人才培养改革的设想
习近平总书记强调，大学建设“要扎根中国大地，走出一条建设中国特色、世界一流大学的新路”。这进一步启发我们要围绕价值塑造、知识养成、实践创新的“三位一体”人才培养模式，对智慧教育改革进行总体设计，实现由单一到全人、由群灌到精准、由能力到品格的培养模式创新，培养心怀“国之大者”、全面发展、堪当重任的时代新人。
1. 由单一智育教育到全人化三位一体，培养具有家国情怀的时代新人。瞄准时代新人的培养，要更加重视“价值塑造、知识养成、实践创新”的全人化三位一体人才培养理念。注重情怀培养，破除传统单一层面的教育信息化与智能化的局限性，由点及面，启智润心，由传统智育培养拓展至德智体美劳全方位发展，创新多维度全方位的人才培养模式。
2. 由群灌同一培养到个性化精准培养，让学生有价值地成才。瞄准战略科学家，培养具备洞察科学发展态势，把握科学技术前沿的领军领导人才。以智慧支持知识衍新，构建跨学科知识空间，帮助学生打牢宽厚知识基础，以智慧赋能个性化教育，变革规模化大众学习模式，打造交互式、自主性和定制式学习新范式，因材施教，激发潜能，从而有效协同各育人主客体、知识空间及教育全要素，提高人才培养体系革新力。
3. 由实践教育教学到创新品格养成，打造学生团结协作追求卓越的品质。瞄准卓越工程师的培养，在实践过程中培养知行合一、学以致用、协作创新、追求卓越等创新品格与精神，改变传统实践教育教学仅注重结果的模式，突出实践环节过程和团队协作的重要性，坚持问题导向的思维模式，重视培养学生的批判性和实践性的精神，塑造学生的知行合一、创新包容的能力。
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智慧教育视域下的全人化人才培养实践
智慧教育视域下的全人化人才培养
北理工作为中国共产党创办的第一所理工科大学，始终不忘立德树人初心，牢记为党育人、为国育才使命，坚持以“报国担当”为己任，以“融合创新、智慧赋能”为驱动力，秉承“胸怀壮志、明德精工、创新包容、时代担当”的领军领导人才培养理念，打造全人化、全链条、全方位的培养新范式，构建强协同、强智慧、强双创的育人新模式。
学校实施“三位一体”的全人化人才培养体系改革。一是强调价值塑造、红色浸润，以智慧教育赋能思政主课堂、以榜样引领激发思政正能量、以红色传承共筑思政新平台，实现从“育才”到“树人”。二是强调知识养成、因材施教，以交叉融合构建知识空间、以认知衍新打造知识图谱、以人为本实现精准培养，实现从“教为中心”到“学为中心”。三是强调实践创新、知行合一，促进课程与实践相融、科教与赛创互通、创新品格与能力相长，强化创新精神与素养互促，实现从“重实践训练”到“强创新驱动”，让“国家最大”的使命引领北理工学子“成大才、担大任”。
围绕这三个方面，分别构建素养图谱、知识图谱、能力图谱，通过教育教学改革，培养学生“家国情怀与责任担当兼备、科学素养和工程能力互济、创新性和批判性思维并重、追求卓越与团结协作融合”的能力与素质，全面构建全人化培养的素质图谱，做到四谱合一，形成育人合力，打造领军领导人才培养的“北理工模式”。（见图1）
（一）价值塑造：智慧赋能思政，走稳走好红色育人路
在价值塑造方面，坚持红色浸润的理念，将思政教育资源“活化”。学校践行“德育为首”的徐特立教育思想，坚持以立德树人为根本，将思政教育贯穿教育教学全过程全方位，用先进的思想启迪学生，利用思政主课堂、榜样正能量和思政新平台构建素养图谱，实现从“育才”到“树人”，培养勇担报国使命的领军领导人才。
1. 智慧教育赋能思政主课堂。通过思政课知识谱系、境感式思政课、云上毕业典礼、“四史”慕课等措施联动赋能智慧思政主课堂，让思政教育鲜活起来。建设特色思政课知识谱系，打造含百门思政课的一组红色共享资源项目、一批红色资源课程等“七个一”工程，将理想信念根植课程建设。提出境感式思政课，建成全国高校思政课虚拟仿真体验教学中心，实现沉浸式教学，让学生在身临其境的体验中将思政教育和实习实践融合，使思政教育入脑入心。实施云上毕业典礼，“云”参与拨穗、握手、合影等环节，让毕业生在家也能最大程度地体验到毕业仪式感。打造“四史”慕课，将思想政治教育与党史、新中国史、改革开放史、社会主义发展史“四史”教育、校史校情教育相结合。在新中国成立70周年、建党百年庆祝大会、新冠肺炎疫情防控中，将爱国报国的思政教育融入学生血脉，逐步形成“行走的党课”等育人品牌。
2. 榜样引领激发思政正能量。通过大师引领、朋辈教育、榜样示范，激发思政正能量。发挥榜样力量，院士领衔本科教学，三任校长亲授本科核心课程，多位院士开设本科生课程，将“以本为本”写入每位北理工教师心中。将北理工三代“兵器人”“车辆人”“雷达人”始终以党的事业为毕生奋斗方向的先进事迹，作为最鲜活的爱国主义教材，引导学生在重大科研攻关中领悟“国之大者”的深刻内涵。强化朋辈教育，发挥优秀研究生、本科生在学业成绩、科技创新、社会工作、志愿公益、文艺体育等方面的模范带头作用，促进新生成长成才。做好榜样示范，国家科技奖获得者、国家重大项目负责人担任本科生学育导师，将北理工人科技报国、勇攀高峰、敢为人先的精神等融入教育教学。榜样引领，德教双馨，做“经师”和“人师”的统一者，形成示范力量。
3. 红色传承共筑思政新平台。通过打造延河联盟和延河课堂，推动校际协同育人，共筑思政新平台。北理工牵头中国人民大学、中央美术学院、中央音乐学院、中央戏剧学院等9所院校，成立国内首个以传承红色基因为特征的人才培养联盟——“延河高校人才培养联盟”。以同心求发展、以红心筑未来，做红色基因忠诚的传承者和弘扬者。延河联盟成立以来，推动校际资源共享、学分互认、教师互聘、学生互派、课程互选，探索形成多校联动、协同育人的新范式。建设延河课堂，坚持以学生成长成才为中心，以智慧、互联为理念，基于智联网技术框架，重塑“人机物环”关系，打破时空约束和学科专业壁垒，打造以“乐学平台”为核心的智慧品牌，强化名师授课、智联融动、育教衍新，成为引领未来教育改革创新发展的标杆。
（二）知识养成：知识衍新创造，提升智慧教育发展新动能
在知识养成方面，通过单一知识点延伸创新知识空间，实现知识“衍新”。引入知识维度，形成空间三维、时间维、知识维于一体的“五维融通”体系，利用知识定向挖掘，将无序零散知识元构建成多元、开放、创新的知识图谱，进行深度开发利用，推动知识创造知识，提升全人化个性精准培养。
1. 互联交叉融合，构建跨学科知识空间。通过对知识符号进行获取、分析、融合、关联，形成知识元，多知识元构建成知识链。打破知识链边界，实现知识互联、交叉渗透、协作融合，构建开放知识网络。通过不同领域的知识交叉互融，构建跨学科知识网络空间；通过知识深度挖掘、显性表征，加深知识的领悟认知；通过拓展知识广度，掌握多学科知识的发展演变。
2. 认知辨识衍新，打造全人化知识图谱。推动知识空间的知识元相互作用，通过认知推理、规律辨识、衍新拓展，形成适应新时代需求的全人化知识图谱。以智能为驱动，推进知识的跨域连通，产生知识的融合创新。通过融合、协作以及衍新，打破学科壁垒，推动知识更替革新，实现从传统知识教育体系到智慧教育体系的改革升级。例如，热力学的知识点“熵”用来度量系统混乱程度，同时，这个概念广泛应用于生物学、信息科学、社会学等其他领域，是多学科领域全人化培养的关键知识要点。
3. 多元群智互长，实现个性化精准培养。提供教育定制服务，实现“以人为本”的多元个性化教育目标。从人才培养全维度来考虑，通过多元协作、群智互学、教学互长，提供丰富的人才培养模式。基于大数据和智能计算驱动设计各种现实和虚拟场景，主要包括个性化学习路径规划、智慧学习伴侣、精准学习内容推荐、虚拟实验与实践活动设计，打造新型人才培养模式，满足随时随地随身的学习需求。
（三）创新实践：使命引领双创，打造学生双创教育新生态
在实践创新方面，兼顾创新品格与素养，培养学生学以“智用”的能力。突出学生“敢闯勇创、激发潜能、协作创新、追求卓越”的创新创业品格塑造，将双创教育融专业、融课程、融平台、融导师、融机制，打通“学用合一、赛创空间、卓越协同”的“双创”人才培养链条，构建能力图谱，支撑学生的科学探索、批判创新、追求卓越的能力提升。
1. 学用合一的自主探索课程。深化研究型教学改革，引导学生自主探索本质规律并灵活应用。将创新实践与课程融合，建设项目制、研究型课程。引导教师将科研成果融入课堂教学，鼓励学生在教师引导下自主探索、自主卓越。创新实现“口袋实验”等多门实践课程，打造智能化、模块化的实践课程体系。将重大项目、重点平台、创新团队赋能学生创新探索能力培养，引导学生在创新创造中领悟国家使命、厚植家国情怀，将科技创新和国防特色优势转化为人才培养胜势，让“国家最大”的使命引领学子“创大业”，提升了双创教育赋能师生共铸“国之利器”的实效。
2. 科教融合的赛创空间实践。融传统课堂于实践教学中心、重大科研平台、校外实践基地，强化校内协作、校企协同，给学生更真实、更前沿的赛创空间实践。联合不同学院、高校、研究院、企业的已建资源，共建产学研一体的跨域协同赛创空间。联动多个实践基地进行网络化协同设计、分析、制造，加强各环节各链条紧密协同，显著提高赛创空间成效，将大科研优势向人才培养聚焦转化。学校实施“精工双创提升计划”，建设近三百个校企联合、国际国内创新创业协同育人基地，通过设立本科生科研实践项目、毕业设计、项目制课程等形式，打造一流科教融合赛创空间。
3. 追求卓越的团结协作培养。注重创新品格和能力相长、创新精神与素养互促，引导学生树立批判和颠覆性思维，塑造敢于争先、标新立异的创新品格，培养团队协作、攻坚克难的创新精神。将名师团队、平台成果等优质资源与双创教育深度融合，构建跨学科专业的创新培养机制，促进各专业学生融合创新。例如，北理工方程式赛车队选拔来自机械、电子信息、自动化、管理、设计各专业学生协同创新，培育出“互联网+”大赛总冠军，也斩获中国大学生方程式赛车大赛“三冠王”称号。
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结论
智慧教育视域下的全人化人才培养
智慧教育背景下的全人化培养是全体系、全链条、全过程的教育教学革新，通过素养图谱、知识图谱、能力图谱、素质图谱的“四谱合一”，实现红色浸润的价值塑造、衍新创造的知识养成、开放创造的实践创新，推进面向全人化人才培养的教育教学模式变革。
“活化”使智慧教育更具中国特色。通过思政教育资源数字化、数据化、智能化的运用，赋能激活课堂、平台等多教育主体，用“延安根、军工魂”红色基因启迪教育学生，推动理想信念、家国情怀、人文精神入脑入心。“衍新”使教学相长共创知识空间。通过深度挖掘现有知识内在规律，融通构建跨学科知识空间，科学定制每个学生的知识体系，促进个性自主的精准匹配，通过教学相长实现教师学生群体间的协同知识创新。“智用”品能互促支撑协同育人。通过学用合一的实践创新，让学生注重创新创业品格塑造，实现科学探索、批判创新、追求卓越的融合提升，智慧赋能双创教育“五融”改革，打造双创教育北理品牌。
智慧教育的核心在于“智”，赋智于人、融智于校、强智于国，以智慧赋能人的发展，为师生提供有价值成长的教育新模式；将智慧教育理念、技术和方法融入治校理教的全过程，全力推动扎根中国大地建设世界一流大学。
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