云南省智慧教育重点实验室于2019年12月由云南省科学技术厅批准建设,2022年4月通过培育期满验收。实验室依托云南师范大学建设,致力于智慧教育的基础理论研究、关键技术研究、应用实践与示范,旨在建设成“集智慧教育科学研究、软件研发、资源共享、数据服务、决策咨询、人才培养、产品推广”为一体的产学研运行平台。
实验室形成了四大研究方向:数字化学习心理与行为分析、多模态教学分析与智能评价、数字化教育资源融合与服务、教育数字化产品研发与应用。每个方向由一位学术带头人领衔,团队成员涵盖教育技术、信息科学、认知心理学等多个领域,并拥有丰富的科研经验和成果。
实验室主任:甘健侯,二级教授,云岭学者,云南师范大学副校长,以其出色的组织管理能力、创新精神和深厚的学术研究素养,引领实验室在教育信息化领域取得了显著成就,在科技创新、成果转化、社会服务方面取得的阶段性成效。培养了一支跨学科、高水平的有组织的研究团队,形成科学合理的团队协作模式,坚持研究方向与教育改革深度融合,积极引导团队在智慧教育领域前沿技术和应用中进行创新研究。评估期间,团队在精准教学辅助关键技术、学生学习心理与行为分析、基于大数据的智慧教育服务、智慧教育个性化学习服务等核心关键技术方面取得显著突破,获得相关技术授权发明专利20余项,成果整体达到国际先进水平;积极推动产学研联合研发各类智慧教育软件产品,促进实验室成果转化,发挥社会服务效能,联合国内外高校与智慧教育行业领军企业联合申报并获批2024年获得教育领域第一个云南省科技重大专项项目;同时作为第一完成人,带领团队获得云南省高等教育教学成果奖一等奖1项、云南省科学技术进步奖二等奖1项。
代表性科技成果:智慧教育软件产品研发与应用
(一)多模态资源智慧服务平台
教育资源挖掘以及整合共享服务是实现优质教育资源均衡的重要途径,传统的教育教学资源开发,重外部资源输入、轻本土资源挖掘,重区域教育资源总量增长、轻存量教育资源优化配置,加之受资源挖掘方法单一、整合共享能力不足的限制,资源挖掘整合与均衡共享相脱节(建-用)问题突显。基于此,实验室团队开发了多模态资源智慧服务平台(系统架构如图1所示),以其全面的教育资源处理和分析能力、低代码个性化的界面定制和用户行为分析功能为特色,提供从教育资源上传、转码、分享到大数据分析的一站式服务,特别在教育资源整合处理、信息提取算法和深度用户交互方面表现出色,支持PB量级的资源管理。该平台整体遵循一套“资源上传到管理→资源解析并编辑→资源整合且归档→资源展示和推荐→资源搜索并预览”业务数据流转的闭环流程,并提供标准接口接入各种来源和各种类型的数据,支持第三方教学平台资源接入(包括结构化数据、半结构化数据和非结构化数据等)。

图 1 多模态资源智慧服务平台架构
该系统在实现资源高效管理、归档和展示等基本功能外,融入大量人工智能算法以实现教育资源的高效渗透内容智能解析与智能检索,以提供更细粒度、个性化和精准化资源服务。
(二)智慧课堂互动教学平台
传统教学模式往往无法满足不同学生的个性化学习需求,导致教学效果参差不齐;同时,学生在传统教室环境中的参与度普遍不高,缺乏足够的互动和实时反馈,限制了他们的学习潜力发挥;此外,教育资源在不同地区、学校之间的分配不均,技术水平和教学质量存在较大差异,制约了教育公平和普及。为此,实验室研发了智慧课堂互动教学平台,以其全面的功能和技术支持,构建了一个多功能的教学环境(平台系统架构如图2所示)。平台包括基于资源管理器模式的课程资源管理平台、家校互通的全阶段在线学习平台、师生课堂实时互动及教学评价平台和智慧化互动教学数据中心等多个模块,每个模块都旨在提高教学质量和学习效果。通过集成的资源管理系统(平台功能如图3所示),教师可以高效地管理和更新课程内容,包括课本、视频、试题和其他教学资料。在线学习模块允许学生随时随地通过网页或微信小程序访问课程内容,支持互动功能如在线测试和实时反馈,从而增强学习体验。此外,智能答题和课堂互动模块激发学生的参与度和学习动力,而综合评价报告为教师和学校管理层提供了关于学生表现和课堂互动情况的详尽分析。

图2 智慧课堂互动教学平台架构

图3 智慧课堂互动教学平台功能
(三)网络学习智慧服务平台
传统的教育模式在某些地区或特定群体中存在资源匮乏的情况,导致学生无法获得高质量的教育资源和个性化的学习体验。这些地区可能面临师资短缺、教材匮乏或教育基础设施不足等挑战,限制了学习效果和教育公平性的实现。基于此,团队开发了网络学习智慧服务平台,以其强大的功能集成(平台系统架构如图4所示),提供从课程资源管理到在线考试、从个性化学习路径推荐到智能数据分析的一站式服务。通过集成先进的AI技术和云计算资源,平台能够有效地支持多层级题库管理、多样化的考试设置、全面的课程和课件管理,以及丰富的在线学习和交流功能。此外,平台的智能监控和数据分析能力确保了教学质量和学习效果的持续优化,为学生提供了一个安全、高效且互动性强的学习环境(平台功能如图5所示)。
图4 网络学习智慧服务平台系统架构图
图5 网络学习智慧服务平台功能