數字中國背景下專業升級和數字化改造路徑研究

摘? ?要：文章在國家“數字中國”的戰略背景下，為有效落實教育部一系列有關實現專業升級和數字化改造的通知精神，探討為培養新時代高素質數字化人才而實現專業升級和數字化改造的路徑，論述實現專業升級和數字化改造的理論基礎，重點介紹專業升級和數字化改造的保障工程——數字教材建設，以及專業升級和數字化改造的主體工程——實現人才培養全鏈條質量智能監控的方法，并結合現狀提出實現專業升級和數字化改造需要注意的幾個問題。

關鍵詞：數字中國;專業數字化改造;云教學;云教材;教學現代化;質量智能監控

中圖分類號：G434? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? 文章編號：1673-8454（2022）10-0011-07

一、專業升級和數字化改造的國家政策背景

《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》提出： “迎接數字時代，激活數據要素潛能，推進網絡強國建設，加快建設數字經濟、數字社會、數字政府，以數字化轉型整體驅動生產方式、生活方式和治理方式變革?！盵1]對應教育領域的人才培養，就是要全面實現專業升級和數字化改造，更新專業人才培養目標，調整專業課程設置，提高師資隊伍的數字化素養和能力，推進數字化融媒體教材建設，實驗實訓融入物聯網元素，打造數字中國背景下的一流專業和高水平專業群，培養新時期高素質復合型數字化人才。為此，教育部出臺一系列落實“綱要”的政策和措施。

與高等教育相關的方面，教育部明確提出：“目前教育部正在扎實推進高等教育數字化戰略行動，不斷完善教育信息化頂層設計和體制機制，以高水平的教育信息化引領教育現代化，推動教育高質量發展?！薄敖逃糠e極引導教育系統干部投入數字化戰略行動，要求在政治站位上再提高、理解把握上再深化、工作目標上再聚焦，切實推進數字化戰略行動深入實施?！盵2]2022年2月23日，《教育部高等教育司關于印發2022年工作要點的通知》明確提出：“全面推進高等教育教學數字化?！辈⒁螅骸凹涌焱晟聘叩冉逃虒W數字化體系、提升數字化應用能力、提升數字化治理能力、提升數字化國際影響力?！?/p>

與職業教育相關的方面，2020年8月14日，《教育部辦公廳關于做好職業教育專業目錄修（制）訂工作的通知》要求：“穩中求進，促進專業升級和數字化改造。對接新業態、新模式、新技術、新職業等對技術技能人才培養的新需求，以既有專業為基礎，通過合并、取消、更名、增設、超前規劃，進一步健全目錄體系，其中，本科層次職業教育專業重點面向實體經濟領域適當設置?！?021年3月12日，教育部印發的《職業教育專業目錄（2021年）》要求：“各地要指導職業院校依據《教育部關于職業院校專業人才培養方案制訂與實施工作的指導意見》，對照《目錄》和專業簡介等，全面修（制）訂并發布實施相應專業人才培養方案，推進專業升級和數字化改造?！?/p>

與職業教育和高等教育均相關的方面，2021年3月12日，教育部發布的《高等學校數字校園建設規范（試行）》中有關數字教材建設明確高等學校的數字教學資源主要包括：在線課程、數字化教材、實驗實踐資源、學術報告類資源等。高等學校應鼓勵教師在編寫、修訂或引進高水平教材的基礎上，積極開發適合本校學生使用的電子課本、網絡教材、多媒體教學課件、軟件和教學網站等。高等學校應為開發數字化教材的教師提供以下支持：①配備技術支持人員，鼓勵以教師為主技術支持人員為輔，共同設計與開發。②推進利用信息技術制作數字化教材的相關技術方法和工具的培訓。③建立數字化教材更新機制，保證教材的及時更新。④鼓勵教師在教學中使用數字化教材。⑤提供數字化媒體制作工具或環境，支持教師自助式制作數字化教材。

二、專業升級和數字化改造的理論基礎

教育是培養人的事業，專業升級和數字化改造是一項龐大的系統工程，該工程的基石離不開先進的科學技術，頂層設計需要有與先進科學技術緊密接軌的符合人才培養規律、符合人成長規律、符合人類社會發展規律的先進理論來指導。

（一）理論基礎一：云教學理論

1.云教學的定義

云教學是基于云計算和人工智能技術開展的教學活動，該活動結果由活動過程的行為大數據全面呈現，并基于該大數據實施客觀的科學管理?；诮虒W工具、教學內容、教學管理、教學監督與評價，云教學模式包括全面云的技術化、智能化、大數據化。云教學行為包括教師的教學行為和學生的學習行為;云教學過程包括專業建設、課程建設、教材建設、教學實施過程的全面組織與實施。云教學模式服務于傳統專業升級和數字化改造，促進本科雙一流、職業教育雙高建設，實現教學現代化。[3]

云教學將給中國的課堂教學、管理、監督、評價模式帶來根本性革命，這場革命是不以人的意志為轉移的、劃時代的、根本的、徹底的。這場革命包括課堂革命、質量革命、學習革命。疫情帶來國際政治、經濟、軍事的百年大變局，也帶來教學改革的大變局。一場疫情讓課堂革命、質量革命全面發生，但課堂革命、質量革命的目的依然是促進人才培養質量的提高，還沒有從根本上解決人才培養質量的問題。課程設置得再科學，教材編寫得再好，課講得再好，學生不學是沒用的，所以，需要靠云教學理論的指導撬動一場翻天覆地的學習革命，讓學生樂學、愛學、主動學，這樣才能從根本上解決提高人才培養質量的問題。

2.云教學的特征

（1）技術特征

云教學的技術特征主要包括移動互聯、云計算、大數據、人工智能四方面。以下重點介紹一下云計算與大數據。

關于云計算。人們喜歡將自己手機里的通訊錄或者家里珍貴的照片上傳到云端備份一下，這種在本地可以訪問外地服務器里的資源，實現互聯互通、資源共享的技術采用的就是云計算。由于上傳到云端的服務器不知道在哪里，網絡工程師在后臺查找也不知道在哪里，于是工程師在畫網絡圖時就習慣于用一朵云來代替， “云”就此而得名。云計算的出現給互聯網帶來突飛猛進的發展，也相應解決很多問題，與教育有關的主要解決三個大問題——有效消除院校平臺孤島現象、讓計算機大存儲成為可能、網絡的數據流對帶寬需求越來越小。5G時代更是發展為邊緣云計算，“云”擴散到每個終端，因此運算速度更快，讓萬物互聯的物聯網成為可能。

關于大數據。大數據是一個專用詞， 1982年由美國人提出，1984年寫入《第三次浪潮》一書，直到2009年才被人類所應用。大數據分為結構性大數據和非結構性大數據，最突出的特征是真實。結構性大數據是根據固有的組織架構、將一些真實的數據統計匯總而形成一定規模的數據庫。非結構性的大數據是通過互聯網上的終端設備實時采集人的行為數據，日積月累達到一定規模后形成的數據群集。非結構性的教學實證大數據可以用來分析挖掘出一些有規律的結論，并實行精準的個性化指導，有效實現因材施教、有教無類。[4]

（2）過程特征

云教學的過程特征包括充分互動、教學內容智能化跟蹤、教學過程評價主導三個方面。云教學的課前、課中、課后，師生之間都將依托云教學平臺實現充分互動;具有智能跟蹤原理的云教材讓教師能夠實時跟蹤到學生課前、課中、課后對教師布置的教學內容學習的程度和效果;云教學對學習行為數據的實時客觀采集，將一改一考定一課、一考定終身的傳統模式，有的課程可能會取消期末考試和期中考試，將以過程考核和平時成績為主。

（3）形式特征

主要以線上線下混合式教學為主要形式，促進實現人人皆學、時時能學、處處可學的學習型社會。這一特征對社會培訓很重要，可以將傳統的完成局部或者部分培訓轉化為完成全員培訓，全日制教育也可以將過去面授的形式轉化為網絡直播面授的形式。

（4）功能特征

基于云教學的教學過程，操作簡單便捷，不受時空限制，人工智能會成為教師的助手，降低教師的勞動強度，提高師生幸福指數，支撐實現教學現代化。

（二）理論基礎二：教學現代化

1.教學現代化的內容及內涵

教學現代化包括教學工具現代化、教學內容現代化、教學管理現代化、教學監督與評價現代化、教學設備現代化。教學現代化是在現代化教學思想指導下的現代化教學實踐，現代化教學實踐就是依托人工智能技術實現教學過程數據自動記錄、教學結果自動生成、教學管理監督與評價智能化，具有預警、預測功能，擁有全過程、全內容、全行為的大數據特征。其中，教學過程自動記錄是指，在教學活動結束后，教師及學生所有的教學過程數據均能自動記錄并能夠溯源;教學結果自動生成是指，在教學活動結束后，學生的學習結果、教師的教學結果、教學管理者需要的管理結果、教學監督與評價人員需要的監督與評價結果，均能夠自動生成、不再需要人工錄入數據。

2.教學現代化的三個階段

教學現代化分為初級階段、中級階段、高級階段。到高級階段后還會有更高級階段，隨著技術的發展，教學現代化的建設和發展將會永無止境。

（1）初級階段。指教學工具、教學內容、教學管理的全面云技術化和大數據化。例如，很多師生和院校所使用的云班課、云教材、云教學大數據管理平臺三者的結合，就讓教學步入現代化的初級階段。初級階段的典型特征：行為自動跟蹤，結果自動生成，管理與評價無紙化，具備初步預警功能。

（2）中級階段。是指在教學工具、教學內容、教學管理等方面，全面實現云技術化、大數據化、中等人工智能化。2017年，隨著云班課這樣的教學工具率先對人工智能技術的融入，標志著中國的教學現代化中級階段逐步走向成熟。中級階段的主要特征：行為自動跟蹤，結果自動生成，管理與評價無紙化，具備完善的預警功能，具備初步的預測功能。

（3）高級階段。是指在教學工具、教學內容、教學管理、教學監督與評價等方面，全面實現云技術化、大數據化、人工智能化。高級階段的教學結果隨著教學活動的結束均能自動生成。教學監督與評價的智能化是教學現代化高級階段的重要標志。教學監督與評價的智能化主要指課堂、課程、專業三個環節的人才培養質量監控的智能化，這三個環節的教師教學、學生學習的達標度均能智能化地自動生成，課堂、課程、專業人才培養質量報告一鍵輸出，與用人單位緊密接軌的畢業生綜合能力素質畫像的智能輸出，實現了教學質量可追溯。教學現代化高級階段將隨著人工智能技術的升級而不斷升級。教育現代化的發展將永無止境。

高級階段的主要特征：行為自動跟蹤，結果自動生成，教學管理及教學質量監督評價智能化，具備完善的預警功能，具備完善的預測功能，教學準備各環節具備完善的編輯器，教學各環節工作完全實現無紙化和智能化。

三、實現專業升級和數字化改造的路徑

（一）專業建設內容及各內容之間的邏輯關系

1.專業建設內容

每個專業都要有配套的人才培養方案。一般人才培養方案主要包括專業人才培養目標、課程設置、師資隊伍建設、教材建設、實驗實訓建設五個部分。這是傳統專業建設的五個方面，新時期，要實現專業升級和數字化改造，在原有的五個方面基礎之上還要增加第六個方面——人才培養質量評價系統建設。

2.六個專業建設內容之間的關系

專業建設的六個部分環環相扣、互為依賴和支撐，形成完整的教學系統工程的全鏈條。每個專業都要確定相應的人才培養目標;目標確定后要找到一些課程，能夠滿足這個人才培養目標的需求，這就是課程設置;課程設置定下來后，要組建一支能夠將這些課程傳授給學生的教師隊伍，這就是師資隊伍建設;有了師資隊伍后，教師要能夠為學生編寫對應每一門課程的學材，即教材，這就是教材建設;除了有理論教學外，還需要有實驗實訓教學，這就需要進行實驗實訓建設;每個部分的建設質量都離不開質量檢測的監督與指導，達到以評促建的效果，這就是人才培養質量評價系統建設。

人才培養目標是頂層設計，課程設置是基礎，師資隊伍建設是核心，教材建設是主題，實驗實訓建設是為了完善系統，人才培養質量評價系統建設是保障。

（二）完成專業升級和數字化改造需要做的工作

1.人才培養目標

在基本素養和職業素養方面，要增加學生數字化、智能化、現代化的培養目標。

2.課程設置

要用“互聯網+”“智能+”的元素改造課程體系和內容，滿足新的人才培養目標需求。

3.師資隊伍建設

要培養新時代高素質“雙師”人才。這樣的人才擁有現代化教育思維，滿足產教融合、工學結合模式需求，能隨時代發展及時更新專業教材，熟悉依托大數據、人工智能技術的教學手段，通過精準的學生畫像實現精準個性化指導，不斷創新教學方法。

4.教材建設

教材建設是專業建設的主體工程，將紙質教材改造成數字教材也是實現專業升級和數字化改造的主體工程。

（1）有關教材數字化改造的政策

在職教領域，2020年9月，教育部等九部門印發的《職業教育提質培優行動計劃（2020—2023年）》明確提出，“健全三年大修訂、每年小修訂的教材動態更新調整機制，創新教材形態，推行科學嚴謹、深入淺出、圖文并茂、形式多樣的活頁式、工作手冊式、融媒體教材”。2021年，教育部發布的《高等學校數字校園建設規范（試行）》在高等學校（高職和本科）數字校園建設規范方面要求，“建立數字化教材建設和更新機制，保證教材及時更新”“鼓勵教師在教學中使用數字化教材”“支持教師自助式制作數字化教材”“探索紙質教材數字化改造”。2022年教育部職業教育工作重點再一次明確提出“推動數字化融媒體教材建設”。數字教材列入“十三五職業教育國家規劃教材”“十四五國家規劃教材”“首批國家優秀教材”的評選之列。

（2）數字教材的定義

數字教材是以滿足專業人才培養目標需求為前提，以符合課程標準的富媒體內容為基礎，用云計算，大數據，人工智能技術打包、加密、封裝，通過出版社審?？稍诰€發行的電子出版物（適用于高等教育和職業教育）。

以云教材為例進行數字教材的功能和特征闡述。云教材是一種新形態智能化的數字教材。云教材是融媒體的、立體交互的，具有全內容大數據特征、學習行為可精準跟蹤、學習過程可追溯的智能化教學資源體。校本云教材可隨時隨地更新，公開出版的云教材可隨時申請再版。大學本科的云教材符合學科體系的邏輯需求，職業教育符合活頁式、工作手冊式特征需求。

（3）智能化新形態數字教材——云教材特征

第一，具有云計算、大數據、人工智能、移動互聯等技術特征。第二，具有簡單便捷隨時更新、融媒體立體交互、不受時空限制自主創作、不受時空限制學習、作者與編輯可協同作業、作者與讀者可在線溝通與交流的場景特征。第三，具有全內容大數據化、精準行為記錄分析、全程可互動的行為特征。第四，具有能夠抓取學生自主學習6個大數據維度17個大數據點，用視覺、聽覺、深度參與感吸引學生興趣，從而有效提高教學質量的結果特征。第五，具有集學、練、測于一體，筆記、答疑于一體，理論學習與實踐操作演示于一體，課內學習、課外學習于一體的一體化特征。第六，具有電子出版，沒有印刷、污染、使用垃圾的低碳環保特征等。

新形態智能化的數字教材——云教材的發展目前已進入大眾化生產階段，在教師使用簡單便捷云教材編輯器自主創作的同時，由出版社編輯隨時隨地進行協同審校。

（4）云教材對三教改革的影響

對教師：人人皆做、時時能做、處處可做云教材的時代來臨，教材內容可與時代緊密接軌。

對教材：云教材或類似云教材的數字教材會逐步替代紙質教材，學生學習行為無法判斷的時代將逐步消失。

對教法：線上線下混合式教學會成為教學的主流和主體，實現精準的個性化指導的教學方法將層出不窮。

（5）云教材的發展趨勢

目前，中國的教學改革正在發生三場革命。第一場是課堂革命。因為一場疫情，課堂革命全面發生。第二場是質量革命。教育界正在開展一場提高人才培養水平的質量革命。但是，教材編寫得再好，教師講得再好，學生不學是沒用的。所以課堂革命、質量革命雖然是針對人才培養的，但是沒有從根本上解決提高人才培養質量的問題。要想從根本上解決人才培養質量的問題，必須要撬動一場翻天覆地的學習革命才行。因此，第三場是學習革命。學習革命始于在線課程（慕課），不是從紙質教材開始的，而是從可以和游戲競爭的一種新的教學資源體開始的，這個教學資源體就是云教材的第二代產品——基于知識圖譜自適應學習的云教材。這也是云教材未來發展的新業態。人工智能越發達，自適應能力就越強;自適應能力越強，就越能吸引學生自主學習的興趣。當然，對富媒體內容建設的要求會越來越高。所以，在教材建設領域，人工智能技術的高水平發揮依賴于人的主觀能動性，在降低人的勞動強度的同時，還能不斷激發人的更高智慧。

5.實驗室建設

符合人才培養目標、與課程設置相配套的實驗實訓基地建設，包括“一實一虛”：“一實”主要指設備建設，要求設備具有“物聯網+技術”功能，設備學習要能夠與智慧校園的大數據融合;“一虛”主要指虛擬仿真建設，要有“VR+”的功能特征，未來還會發展成“元宇宙+”教學。

6.人才培養質量評價系統建設

為了適應專業升級和數字化改造，需要實現教學過程全鏈條質量的智能監控。這是實現教學現代化最難、最大、最后，也是最了不起的工程。

（1）教學過程全鏈條質量智能監控的定位

要用“智能+技術”實現課堂、課程、專業人才培養全鏈條質量的智能監測，結合人才培養目標對人才培養結果輸出精準的畢業生綜合能力素質畫像，對每個畢業生給出科學的就業方向建議，該人才培養畫像與用人單位人才需求的能力素質模型緊密接軌，測算出匹配度。

（2）教學過程全鏈條質量智能監控的頂層設計

要實現明晰完整的人才培養鏈，就要進行教學過程全鏈條質量智能監控的頂層設計。教學過程的人才培養鏈如圖1所示。

教學質量評價主要包括課程實施質量評價、課程質量評價、專業質量評價三個部分，三者之間互相依存、互相支撐、互相反饋，形成一個良性、完整的教學質量監控閉環。課程實施質量直接影響課程教學質量和專業教學質量，反過來，課程教學質量、專業教學質量能夠反饋診斷并有助于不斷提高課程實施質量;課程質量直接影響專業質量，反過來，專業質量能夠反饋診斷并有助于不斷提高課程質量。一門課程每一堂課的教學質量都匯聚了該門課程的教學質量;一個專業所有課程的教學質量都匯聚了該專業的教學質量。教學質量評價體系如圖2所示。

因為教學運行過程中的復雜性以及數據量的龐大程度，想通過人工統計的方式計算出每一堂課、每一門課程、每一個專業，包括師生教與學精準的教學質量量值是根本做不到的，但用計算機的高運算速度性能和人工智能替代人來操作就能實現。通過人工智能技術抓取師生教與學的行為大數據，再與課堂、課程、專業標準進行對照，就能實現教學質量監控的智能化。比如融入人工智能技術的云教學平臺——“云班課+云教材+各環節標準”就能夠實現這一點。

（3）實現教學過程質量智能監控需要澄清兩個問題

第一，教師走進教室進行教學活動需要完成什么任務。第二，教學質量監控的內容是什么。以往，很多人都會給出這樣的答案：教師需要完成教學任務，監控的內容是教學質量。給出這樣的答案是普遍的現象，但這樣的答案是不準確的。準確的提法：教師需要完成本次課的人才培養目標;監控的內容是人才培養質量?；诖?，教學過程質量智能監控最基本的設計問題就得以解決，就可以通過人工智能、大數據技術手段監控到教學過程每一個環節的每個細節，做到教學質量監控無漏洞、無死角。

（4）教學過程質量智能監控需要監控到的細節

第一，課堂教學各環節的細節：①課前。內容準備、教法設計、活動設計（互動、測試、作業等等）、師生互動等質量的實時監控。②課中。出勤、課堂各類互動、課堂活躍度、教師目標達標度、學生目標達成度、測試成績、課堂教學整體質量等的實時監控。③課后。作業檢查與指導、師生互動、作業檢查、學生預習、學生綜合素質畫像等質量的實時監控。④落后學生個性化指導。對人工智能預測出可能掛科、偏科的學生制定個性化指導方案等質量的監控。⑤優秀學生激勵。是否設置班級助教、是否鼓勵優秀學生幫助教師和同學開展工作等情況的質量監控。

第二，管理者需要智能輸出的顯性結果：①課堂、課程、專業的達標度（含教師、學生兩個維度）。②課堂、課程、專業的畫像（含教師、學生兩個維度）。③課堂、課程、專業的教學質量報告（含教師和學生兩個維度）。

四、實現專業升級和數字化改造

需要注意的問題

（一）遵循規律，科學規劃，做好頂層設計

以先進的教學基礎理論為指導，遵循教育教學規律，遵循人才培養規律，遵循人類社會發展規律，高站位思考，以長遠眼光規劃和設計，讓專業升級和數字化改造能夠全面、健康、可持續發展。

（二）以教師為中心，降低勞動強度，提高幸福指數

新時代，要用人工智能技術替代教師傳統教育教學過程中事務性的工作，讓教師從繁重的統計工作中解脫出來，在提高實效和時效的前提下，更要能夠降低勞動強度，提高幸福指數。

（三）以學生為中心，貫穿OBE的理念

堅持以學生為中心、結果導向、持續概念。這里的結果有學生的學習結果、教師的教學結果、教學管理者需要的管理結果、教學監督和評價人員需要的監督與評價的結果，最終的落腳點是真正能夠映射辦學質量的畢業生綜合能力素質畫像與用人單位需求的能力素質模型匹配度。

參考文獻：

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[2]教育部.加強統籌、更好推進高等教育數字化轉型[EB/OL].（2022-07-25）[2022-07-28].https：//www.edu.cn/xxh/focus/zc/202208/t20220823_2242492.shtml.

[3]商桑，靳新.云教學理論與實踐研究[M].北京：北京理工大學出版社，2017：1-4.

[4]商桑.積極利用云技術創新人才培養模式[J].中國人才，2020（5）：34-35.

作者簡介：

商桑，理事長，副教授，本科，主要研究方向為高等教育與現代教育技術，郵箱：1457796139@qq.com。

Research on Professional Upgrading and Digital Transformation Path

under the Background of Digital China

Sang SHANG

（Staff education branch of China Communications Education Research Association， Beijing 100006）

Abstract： In the context of the national “Digital China” strategy， in order to adhere to the spirit of a series of notices and instructions of the Ministry of Education on achieving professional upgrading and digital transformation， this paper discusses the path to realize professional upgrading and digital transformation， so as to cultivate high-quality digital talents， illustrates the theoretical basis for achieving professional upgrading and digital transformation， and defines a series of basic theories related to cloud teaching， teaching modernization and digital textbooks. In addition， it focuses on introducing the construction of digital teaching materials （the main project of professional upgrading and digital transformation）， and the guarantee project of professional upgrading and digital transformation （the method of realizing intelligent monitoring of quality in the whole process of talent training）. Finally， this paper puts forward several problems that should be emphasized in realizing professional upgrading and digital transformation in combination with the current situation.

Keywords： Digital China; Professional digital transformation; Cloud teaching; Cloud teaching materials; Teaching modernization; Quality intelligent monitoring

編輯：王天鵬? ?校對：王曉明