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数字化时代高校如何培养人才?——以南京航空航天大学为例

一 、数字化时代高校人才培养的现状

1 、数字化时代高校人才培养的相关研究

技术的快速发展推动了社会对数字化人才的需求,而高校是人才培养的主阵地,面对数字化时代的新需求与新挑战,如何利用技术赋能高质量人才培养,成为高校人才培养工作的重点。

 

当前,数字化赋能高校人才培养的理论与实践主要聚焦于以下方面:

①教学理念方面,转变传统教学观念,树立数字化教育观念。佘占宏认为,新世纪人才培养模式是知识、能力、素质并进的培养模式,数字技术具有教学环境虚拟化、教学效果显著化、教学时空延展化和个别化、教学管理网络化的特点。罗生全等认为,应坚持数字化时代战略的系统全局观、开放共享观、守正创新观、协调发展观等基本理念。

②教育基础设施方面,持续开展数字化基础设施建设。以智能建筑为基础,建设具有智能化、数字化的校园基础设施;利用先进的信息化手段和工具,将校园原有的各项资源数字化,使传统的校园在时间和空间上得以延伸[。翁伟斌认为,利用机器深度参与,在实体和虚拟两个空间构建沉浸式、智能化的教育新模式,将智能助教、在线资源库等融入学习环境,为学习者提供更加适切的资源和服务,并可利用虚拟仿真学习环境提高学习成效。

③教学公共平台方面,加强数字化教学平台建设。李恬等认为,数字化语言教学平台基于一个分层次的网络环境建立,其系统由本机资源层、局域网资源层和校园网资源层组成。柯清超等认为,国家智慧教育平台是一种基于互联网的新型数字化基础设施,国家平台通过资源赋能、数据赋能、连接赋能和技术赋能四重机制,实现“平台共用、资源共建、生态共治、价值共创”的良性数字教育生态。

④师生应用方面,加强学生管理、评价系统建设。尹合栋认为,师生通过计算机网络摆脱时间和空间的约束进行实时有效互动,在学生训练的过程中教师可以通过直播的方式观看学生的训练情况,并及时将发现的问题告诉受训学生,学生可以根据教师的指导意见及时调整训练方式。于妍等认为,在数字化教育语境下,要逐步建立完整的数字化评价体系,并通过数字技术,及时对学生的能力差异和行为特征等进行客观呈现、有效诊断和分析,以突破传统的简单化、片面化评价模式。

 

新时代高校人才培养的关键在于数字化,因为数字技术为教育改革和发展提供了强大的支持。通过数字技术,高校可以更有效地整合教育资源,提高教育质量,培养出更多具有创新精神和实践能力的人才。数字技术不仅有助于实现教育资源的共享和优化配置,还可以在一定程度上满足个性化教育和终身学习的需求,为培养全面发展的人才提供了新的可能。

 

2 、数字化时代高校人才培养面临的问题

学生是高校人才培养的对象。通过对高校多届学生成长发展特点与教育模式的调研,结合相关案例分析[9],本研究发现数字化时代的高校人才培养主要面临以下问题:

①“黑盒式”学生管理模式缺乏过程管理。学校的“黑盒式”管理模式缺乏家长和用人单位参与,仅注重学生的最终成绩。从课程开始到结束,学生的最终成绩主要由期末考试成绩决定,而对其平时表现的记录缺乏。这导致教师对学生的学习过程和素养培养关注不足,问题发现存在滞后性。

②“被动式”人才培养模式导致个性化缺失。现有的高校人才培养多采取“被动式”模式,学校主导教学全过程,教师倾向于单纯地进行知识灌输,使学生缺乏个性化发挥空间。部分教师对新人才需求的了解不足,未能及时调整课程内容和课程体系,导致学生的潜能未充分发掘,教学内容难以反映学科的更新和整合,也就难以培养高素质人才。

③人才培养数据信息孤岛依然存在。高校建立了多个系统提供信息化服务,但数据融合共享不足,信息准确度有待提升。学生数据未充分挖掘分析,需要构建模型助力高质量人才培养。

④人才培养评价内容较为片面。学校在进行评价时过于侧重文化知识考试,而缺乏对学生综合素质和学习过程的评价。这种单一评价方式忽视了专业特性和学生能力的培养,导致学生被动接受知识,缺乏自主发展能力。
 

二、 数字化时代南航人才培养的思路

传统的教学方式已不能满足学生个性化的学习需求,而数字技术可以提供灵活、高效的教学方式,有望在个性化学习、自主探究、跨学科融合和多方协作等方面助力解决上述数字化时代高校人才培养面临的问题。基于此,本研究以南京航空航天大学(下文简称“南航”)为例,来探讨数字化时代高校如何培养人才的问题。南航以“培养具有责任意识、创新精神、国际视野、人文情怀的社会栋梁和工程英才”为人才培养目标,形成了有效的育人机制,可为高校人才培养提供参考。概括地说,南航人才培养以大数据管理为基石,构建了个性化的人才培养模型,通过学生大数据管理系统提供精准数据支持,并遵循“思、教、学、管、评”五位一体的人才培养作用机理,实现精准人才培养。

 

1、 南航人才培养模型

南航以技术变革为动力,聚焦“思、教、学、管、评”五要素,坚持三全育人理念,以问题导向和需求引领,强化系统与创新,提升数字化育人水平,打造智慧教育环境,建设智能学习平台,聚焦现代治理,提升创新能力,实现“人-物-技术-环境”的深度融合,并利用数字技术推动高质量、可持续发展的人才培养。依据人才培养、教育政策、产业发展等多方面的需求,南航构建了数字化时代南航人才培养模型,如图1所示。

 

(1)新思政:提升高效数字化育人水平

以学生为中心,南航构建了全方位、立体化的新思政教育体系:①矢志坚持文化引领,强化数字教育,建设数字航天科普和VR校史馆,提供沉浸式互动体验。同时,开通师生意见直通车,促进学校与师生高效沟通,解决实际问题。②不断加强监测预警,建设校园舆情监测和新媒体巡查系统,利用大数据、自然语言处理等先进技术,为校园媒体提供内容巡查、网络舆情监测等服务。

(2)新教学:打造智慧数字化教育环境

南航运用AI技术赋能数字化教育空间,重塑教育实践,强化科研保障,构建新教学环境:①创建新型智能的数字化教育空间,全面升级学校智慧教室,满足授课型、观摩型、研讨型、交互型等不同场景的学习需要,促进学生开展合作、探究、个性化学习。②推进扎实的数字化教育实践,将教师作为教育发展转型升级的第一资源;跨学科、跨领域、跨行业、跨地区组建数字化师资队伍,加速师资的数字化转型升级。③提供安全、便捷的数字化科研保障,助力跨学科创新与学科发展;建设科研管理系统,实现项目全周期管理与相关工作的自动化管理。

(3)新学习:建设智能数字化学习平台

南航研发的新学习平台连通线上线下资源,助力学生从被动的知识接受者转为主动的能力获取者:①拓展优质数字化教学资源。南航建有“飞天云课堂”、在线AI助教等智能辅助学习系统,配置教学体验式设备,打造沉浸式、体验式新型学习空间。同时,打造高清录播室,支持跨校区互动教学,实现多校区、多教室同上一节课。②建设先进数字化实验室平台。南航坚持问题导向,针对航空航天大型实验项目条件难以满足的现实困难,加大虚拟仿真实验室的建设力度,通过配备VR、MR等软硬件设备,使学生在获得沉浸式、交互式体验的同时实现“网上做实验”和“虚拟做实验”。

(4)新管理:聚焦现代数字化教育治理

南航以智能化技术为核心,构建新管理平台与系统,实现便捷操作与高效执行,为师生管理提供有力支撑:①打造智慧运营数字化管理平台,建成学校智慧校园指挥中心,汇集校园网络、安全保卫等信息系统运行数据,支持“全时空、全要素、全过程、可视化、智慧化”的校园运行综合治理。②完善学校信息数字化管理系统,建设学科管理体系,强化过程管理,实时评价学科建设质量;打造现代师资管理数字平台,为师资队伍远景规划提供科学的数字依据。

(5)新评价:提升创新数字化教育能力

南航通过数据赋能教学新篇章,精准挖掘学生潜能,创新评价模式、手段与应用:①构建数字化评价模式。上线“智慧学工”信息系统,覆盖全过程管理,通过大数据分析、人工智能等技术,对学生的学习过程数据进行测量、收集、分析和报告,为学校教学管理服务提供决策依据。②创新数字化评价手段。构建研究生管理系统,提供研究生培养过程各个节点的预警,自动统计、分析相关数据形成教学管理质量报告,实现精准化、高效化的教学管理。③加强数字化评价应用。结合对教务教学数据的分析,对重点群体进行智能化帮扶,精准引导个性化发展与就业方向。
 

2、 南航学生大数据管理系统

为探索如何将数字技术有效应用于人才培养的全过程,南航建设了包含数据源、数据仓库、业务层、用户四个模块的学生大数据管理系统,如图2所示。该系统通过与学校数据中心对接,建立学生数据中心,也可以直接对接教务系统、图书馆系统、学工系统、一卡通系统、财务系统、后勤管理系统等多个系统,实现对学生在校学习与生活各维度数据的全面采集和系统整合。

 

南航学生大数据管理系统的核心功能在于整合、处理、分析学生数据,以支持学校管理和学业水平测试,实现以数据为驱动的人才培养。其中,学生数据底座作为数据的集中存储和管理平台,提供统一的数据来源和数据标准,确保数据的完整性和准确性,这不仅为学校提供了可靠的数据基础,也为后续数据的分析和应用打下了坚实基础。通过基于大数据的学情诊断分析,教师可以采用差异化、个性化手段进行精准干预,发掘学生潜能、促进全面发展,真正实现规模化教育与个性化培养的有机统一。
 

3 、人才培养作用机理

依托数字化时代南航人才培养模型,基于南航学生大数据管理系统的实践和应用,南航形成了个性化人才定向培养模型,各模块及其内容如表1所示。南航通过对这九个模块的数据进行可视化分析与呈现,可以全面了解学生情况,并在思、教、学、管、评五个方面进一步提升学校的管理和教育效能。

 

①在“思”方面:分析学生党建模块的智慧党建数据和行为轨迹模块的在校行动轨迹、交际情况等数据,可以让教师了解学生的思想动态和政治觉悟,评估思政教育的效果和学生的思想品德发展情况,也有助于学校制定有针对性的思政教育措施、提供个性化的思想引导,从而促进学生价值观的形成。
 

②在“教”方面:分析学生的学业水平、奖惩情况,评估学生的学习情况和科研水平,可以为教师制定个性化教学计划和辅导方案提供依据。同时,学校可以根据学生学习过程的数据反馈,应用人工智能技术设计差异化的教育模式、提供个性化的学习支持,以帮助学生充分发挥潜力,提高学业成绩和学习效果。另外,还可通过信息化手段改革教学模式,提高教学质量和效率;利用网络平台、虚拟实验室等实现教学资源的共享,提高教学质量。
 

③在“学”方面:分析学生的学业水平、行为轨迹,有助于学校为学生提供学习支持和个性化学习建议。根据学生学习程度的不同,在线教学平台可以为其推荐个性化的学习资源和学习内容,以促进学生的自主学习和知识获取。数字技术的应用,可以为学生带来更加丰富、逼真的学习体验;而借助在线教学平台的实时互动、在线讨论、同伴学习等功能,可以让学生更深入地理解和掌握知识。

 

④在“管”方面:分析学生的行为轨迹、奖惩情况、素质能力等数据,有助于学校更好地管理和指导学生。而构建更加全面、精准的教学评价和反馈机制,可以帮助教师更好地了解学生的学习情况,从而提高教学质量。学生大数据管理系统可以实时记录学生的学习进度、成绩等信息,为教师开展有针对性的教学提供了方便。同时,教师也可以根据学生的性格和爱好制定差异化的管理策略、提供个性化的学习指导,促进学生的全面发展和不断成长。
 

⑤在“评”方面:综合评估学生的素质能力、学业水平、奖惩情况等数据,有助于学校为学生提供其学习成长的评价和反馈。同时,学校也可以基于学生个人画像的数据分析,制定个性化的评价标准和评价体系,帮助学生了解自己的发展情况和成长潜力。
 

三、 数字化时代南航人才培养的实践

在数字化时代,南航以数字技术引擎,不断探索人才培养实践的创新模式,主要包括:借助知识图谱,实现教育资源的精准匹配;实时监测学生的心理健康,打造良好成长环境;精准帮扶毕业生就业择业,提升就业率;准确评价学生的综合情况,促进个性化发展。

 

1 、学生知识图谱的应用

通过整合学生在校学习、生活各维度的数据,南航构建了学生知识图谱:首先,使用图数据库实现知识图谱的存储和查询,为学校的数据分析提供高效的图存储和查询引擎,支持复杂的图查询和分析操作;然后,通过对学生论文、报告、作业等文本中的关键词、主题、情感等进行提取和分析,进一步丰富知识图谱中的节点内容,发现学生的潜在兴趣、学术倾向和研究方向;最后,应用知识图谱的可视化和交互功能,帮助学生快速掌握薄弱知识点,增强学生的自主学习能力,帮助学校直观地获得学生的动态数据,并及时进行干预和指导。
 

在知识图谱的应用过程中,南航首先对“飞天云课堂”(网站:ft.nuaa.edu.cn)的课程回放、教材、大纲等教学资源进行结构化、语义化处理,将这些教学资源转化为结构化资源,形成完整的教学知识网络。这一转变不仅增强了学生学习的逻辑性和条理性,还提升了其学习能力。通过知识图谱,学校能够全面分析学生的成长轨迹,利用数据挖掘和模式识别技术识别学生的学习情况、行为模式等关键指标,并设置预警监控机制。一旦发现潜在问题或异常情况,系统就会及时发出警报,帮助学校迅速应对,提升管理与服务效果。

 

2 、学生心理健康的实时监测

南航学生大数据管理系统实时监控学生学习的全过程,并收集心理健康数据,如心理测试、情绪状态、压力指数等数据。这些数据构成学生心理健康档案,为后续分析提供基础。该系统设定了心理健康预警指标,一旦检测到问题或风险,将自动触发预警,并提醒教师提供心理咨询服务和辅导,以帮助学生解决问题、调整心理状态。

 

通过南航学生大数据管理系统对学生心理健康的实时监测和预警,南航学生心理健康工作实现了从“后分析”到“先预测”的转变,而这种对学生心理数据的提前挖掘与分析,有助于教师为学生提供个性化的心理支持和辅导。此外,南航心理中心还先后开展了心理嘉年华、心理健康广场咨询、心理健康沙龙等活动,同学们对此反响热烈,逐渐意识到了心理健康的重要性并自发地缓解心理压力。2019~2023年期间南航开展了全校学生的心理普查,结果显示:南航存在心理问题的学生人数占比逐年降低,说明学生心理健康实时监测和预警成效显著。

 

3 、毕业生就业择业的精准帮扶

针对毕业生就业帮扶精准度不高、人岗匹配工作成效不佳的问题,南航就业中心通过学生大数据管理系统整合毕业生的家庭情况、专业背景、就业倾向等全方位数据,利用算法和匹配模型,将就业机会和毕业生数据进行重合性计算,提升了匹配结果的准确性。同时,南航构建了基于大数据计算的人岗匹配模型,用于为毕业生提供个性化的精准就业推荐,以帮助更多毕业生找到适合的就业机会。据统计,2022届毕业生就业期间,南航70%以上的毕业生求职信息来源于学校招聘,99%以上的用人单位愿意再次进校招聘,对接服务500余家国防单位,提供岗位数16000个,说明学生就业形势较为稳定。
 

精准助力大学生就业,还体现为南航对就业困难群体的重点照顾。根据相关数据分析结果,南航将低收入家庭学生、少数民族学生、残疾学生、学业困难学生定为重点帮扶毕业生,为其提供精准就业指导。2022年,南航共有240名低收入家庭学生获得求职创业补贴,少数民族学生实现就业437人。另外,《南京航空航天大学2022届毕业生就业质量数据年度报告》显示,南航实现了“高就业率、高就业层次、高事业发展能力”的就业目标;从就业单位性质来说,毕业生大多去了国有企业(43.03%)[10]。
 

4、 学生综合情况的准确评价

学生画像是高校应用大数据的基础,也是高校精细化管理的前提条件。基于学生画像,高校可以在某些特殊场景快速定位一个学生,从而及时处理问题。南航通过多系统中数据的集成、挖掘、分析获取更全面的学生信息,据此在学生管理系统中为每个学生建立个性化画像,然后以数据图表的形式全方位、可视化呈现学生详情,具体如图3所示。利用学生画像,教师可以清晰把握学生的成长路径,并对学生的综合情况做出准确评价。

 

四 、数字化时代高校人才培养的建议

如上所述,南航构建了数字化时代南航人才培养模型,建设了全员、全方位、全过程的学生大数据管理系统,形成了“思、教、学、管、评”五位一体的人才培养作用机理,对数字化育人路径进行了积极探索,可为培养拔尖创新人才提供有益参考。基于此,本研究结合数字化时代南航人才培养的实践,针对数字化时代高校的人才培养提出建议。

 

1、 坚持数字与教育深度融合

数字技术与教育的深度融合,有助于完善内容体系、明确培养目标、强化技术安全,实现教育生态升级和治理现代化,可从以下方面入手:①不断完善教学体系。结合数字化时代的要求,升级教育全生态,创新数字教育资源供给,丰富服务形式,重点优化教学空间、过程、评价、治理,实现教学的全过程、全要素、全时空转型。②明确人才培养方向。坚持立德树人,引导教师转变教学思维,创新数字化教育环境、内容、模式;设立数字化奖项,鼓励个性化教学,支持可持续发展。③加强数字技术安全保障。建立数字化产品和服务进校园审核制度,提升相关部门协同监管能力;强化数字基础设施建设,多措并举使面向师生的校园服务更加人性化、个性化,实现教育治理体系、治理结构和治理能力的全面提升,推动教育治理现代化。

 

2 、充分发挥数字技术优势

充分发挥数字技术优势,能够提升教育效率与教学质量、释放数据红利、推动教学变革、满足学生的个性化学习需求,可从以下方面入手:①加强数据供给,创新使用机制。强化高质量数据供给,流通数据要素,保障数据安全;创新数据使用机制,收集、分析学习数据,实施个性化教学评估,建设综合评价体系,持续跟踪评价,优化人才培养方式。②融合精准教学与智能技术。开发并应用数字化教学工具开展精准教学,实现教学方式的变革,推动物理环境、虚拟环境、信息环境的有机统一,推动人脸识别、虚拟现实、智能辅助、情感计算等智能技术在课程学习、实验教学、日常管理中的应用。③构建并优化数字资源体系。构建数字资源体系,完善网络教学平台,扩大教学资源的专业覆盖率,并在数字资源体系中融合更多优质的数字课程和教学资源,以满足教师混合式教学和学生个性化学习的需求。

 

3、 强化数据融合及其应用

强化数据融合及其应用,有助于科学决策,促进创新与发展,优化高校人才培养管理,可从以下方面入手:①释放数据生产力。依托数据治理建设数字孪生校园,会产生海量数据。通过对这些数据的分析应用,发现人才培养规律,预测学生发展趋势,辅助学生管理及培养决策,打造全面、实时、精准的数字大脑,以释放数据生产力,实现价值最大化。②提升融合创新力。学生大数据管理平台由起步应用阶段全面转入融合创新阶段,通过流程再造、业务重组,真正革新传统的条块化、分离式高校人才培养管理生态,以融合打破业务部门壁垒,形成校内“数据一个库、管理一张表、服务一个站、决策一个键”,并通过教务系统、图书馆系统、学工系统等多个业务平台的融合,实现信息、应用、服务的整合。

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