人工智能驱动教师教学能力提升数字化实践平台

校级重点

宝鸡文理学院计算机学院校级教改项目 25JGZX24

校级重点教改项目 项目编号:25JGZX24 / 项目负责人:樊攀 / 承研单位:宝鸡文理学院计算机学院
学术规范审定版本 · 平台数字化阶段性成果
Shaanxi Provincial Higher Education Reform Experimentation Platform

人工智能驱动教师教学能力提升数字化实践平台

课题依托研究:《人工智能驱动下的教师教学能力全面提升路径研究:智能化支持与实践应用》

立足地方高水平本科院校工科专业数字化转型,突破传统教改经验主义局限,构建“AI多维赋能—教师专业校准—伴随式证据采集—教学闭环迭代”的现代化高校育人范式。

Pillar 01 / 认知延伸

AI辅助

大模型作为教案生成、学情多维计算与诊断草拟的认知放大器,释放备课机械劳动。

Pillar 02 / 育人本质

教师主导

AI输出仅作中间参考,知识科学性、育人价值引领与课堂最终决策权由教师全程掌舵。

Pillar 03 / 实证导向

数据支撑

融合课堂应答时延、交互频次与阶梯测验作答轨迹,杜绝主观臆断,实现全景证据链。

Pillar 04 / 动态闭环

持续改进

诊断反馈反哺后续周次教学目标与课前重构,形成动态螺旋上升的敏捷质量保障环。

查看4×4理论模型 体验智能备课工作台 查看评价诊断系统
TASK METRICS 任务书考核指标与阶段性达成全景

成果构成与数字化研制体量

功能演示数据 页面中的演示数值仅用于展示功能逻辑,不代表项目最终真实教学成效统计。
结构化理论
1
理论模型

4×4教师教学能力—AI应用图谱

运行闭环体系
1
持续改进闭环

备—课—评—诊—改—备敏捷链

课改实践载体
2
典型案例

数字图像处理频域滤波完整实证

示范视听实录
2
场景实录视频

课堂生成式互动与评诊录制

数字化支撑载体
1
实践软件平台

集备课、诊断与反哺三位一体

多维科研产出
16
科研反哺支撑

论文9篇·专利3项·软著4项

METHODOLOGY & PIPELINE

成果结构链路图谱

从理论建模到过程实操、典型应用沉淀,最终收敛于数字化平台并辐射高水平科研与学生工程能力培养。

01 根基引导

理论模型

4×4架构:教学设计、实施、评价与创新,映射至辅助、增强、再设计等AI典型场景。

理论指导实操
02 运行规律

过程机制

“备课—课堂—评价—诊断—调整—再备课”六维全伴随式持续改进闭环体系。

机制落地课程
03 课程载体

典型案例

聚焦《数字图像处理》核心章节,形成“智能备课多重校准”与“频域评价智能诊断”双标杆。

实录沉淀复盘
04 视听物证

视频载体

两部场景实录:完整呈现课堂大模型实时交互推演、学生难点归因分析及教学干预过程。

集成固化平台
05 集成底座

数字化平台

即本实践平台:固化算法、Prompt工程模板、诊断看板,为学院常态化教研提供一站式支持。

产学研深融合
06 价值外溢

科研与育人支撑

16项成果反哺:论文发表、发明专利申请、软件著作权登记及国家级/省级大学生双创实践。

终身赋能教学
COURSE CARRIER 专业核心载体课程:计算机科学与技术 / 软件工程《数字图像处理》

典型教改案例深度实证

严格按照“AI辅助输出初稿、教师学科伦理把关与专业校准、伴随式微测数据验证”全流程闭环打造。

案例 01 · 课前重塑 任务书标杆案例
Lesson Preparation Support

智能备课支持:频域低通滤波活动设计与多重校准

教学设计核心实操链条 教师校准率:38.5%
① 目标精细分解

基于布鲁姆认知模型,解构“理想滤波振铃效应”、“巴特沃斯截止阶数平衡”双重核心认知。

② 探究活动构建

AI初拟MATLAB三维网格频谱观察实验,教师手工修正空间域卷积核与频域乘积映射推导。

AI初稿 vs 教师专业校准实录对照
AI缺陷 初稿忽视物理采样离散化时傅里叶变换的中心化移动(fftshift),导致代码演示频域零频偏移。
教师校正 增设“零频居中前后对比实验”,补充工程落地中高斯滤波平滑无振铃的理论推导依据。
案例 02 · 课中课后诊断 任务书标杆案例
Evaluation & Diagnostics

评价智能诊断:频谱能量分布与截止频率难点归因

多维证据采集与诊断画像 典型错因归集:4大类
① 伴随式学情采样

课堂实时收集30名学生对“高频截止半径D0选取”交互作答数据,耗时分析与能量积聚比例追踪。

② 认知盲区聚类

AI算法识别:61.5%学生混淆“功率谱截止能量百分比”与“几何半径绝对值”,错因归类清晰。

个性化画像生成与敏捷干预方案
匿名报告 一键生成点对点改进建议通知书,指导薄弱学生复现课件第3节能量积分推演公式。
闭环干预 次周课前调整5分钟讲授策略,增设“能量累积圆环交互仿真滑块”,次测正确率达91%。

高校教学规范与伦理安全声明

本平台坚持“AI辅助输出为中间参考,课程教学目标与育人课堂决策由教师最终负责”的学术科研与教学基本准则。

知识产权合规 学生隐私保护
数据规范 01 【真实课堂数据】

来源于宝鸡文理学院计算机学院实际执行的本科生教学班级随堂测验、课堂互动与教案修改全流程历史版本。

数据规范 02 【脱敏样例数据】

涉及学生个人标识、学号与具体平时表现记录,均经过不可逆散列哈希与高斯扰动脱敏处理,确保信息安全。

数据规范 03 【功能演示数据】

用于向评审专家组、校级督导与学术同行现场演示智能算力、Prompt工程及图表动态渲染机制的合成测试包。