本项目旨在构建数智学业帮扶工作运行体系，运用先进的人工智能技术，整合学生消费、上网、成绩、图书借阅、第二课堂等多元数据，整合校内外资源，构建“116”协同育人机制，构建智能预警模型，以实现对学生学业风险的早期识别与干预。通过一站式学生社区和教职工面对面等活动，形成了“一轴双驱”“一体两翼”学业帮扶育人理念，项目成功打破了数据壁垒，健全“三层四环”学业辅导服务体系，形成了智慧教育管理的新模式，助力数千名学生有效改善学业状况，顺利推进学业进程。
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党的二十大报告中首次把教育、科技、人才进行“三位一体”统筹安排、一体部署，并提出“推进教育数字化，建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国”。这是教育数字化第一次被写入党的代表大会报告，是以习近平同志为核心的党中央作出的重大战略部署，赋予了教育在全面建设社会主义现代化国家中新的使命任务，明确了教育数字化未来发展的行动纲领，具有重大意义。《中国教育现代化2035》是我国教育信息化继往开来的战略性政策文件，其中特别强调要更加注重因材施教、要更加注重共建共享，尤其鼓励基于大数据开展学生个性化分析，推动实现规模化教育与个性化培养有机结合，促进智能教育贯穿教、学、实践、评价全流程。2023年2月13日至14日召开了世界数字教育大会，教育部长怀进鹏在大会主旨演讲“数字变革与教育未来”中指出，中国政府高度重视数字教育发展，将其作为数字中国重要组成部分。当前，科技革命向纵深发展、产业变革加速演进、社会治理迭代升级，人类生产、生活和思维以及交流方式已发生变化，新业态、新模式层出不穷，多样化、弹性化学习需求与日俱增，既对重塑教育的内涵和形态提出了迫切需求，也为教育变革与教育高质量发展提供了平台和动力引擎。山东省一直认真贯彻以习近平同志为核心的党中央作出建设网络强国、数字中国的战略决策，深入落实教育部教育数字化战略行动。“十四五”时期，山东省提出了在科教强省和数字强省等方面实现重大突破的“十四五”时期经济社会发展目标，并将“加强人才引育创新”“加强数字变革创新”作为当前和今后一个时期的工作重点。为更好服务我国关于“加快推进教育现代化、建设教育强国”的部署，深入实施科教强鲁、人才兴鲁战略，推动科教强省建设实现重大突破，山东省教育厅印发《山东省教育信息化“十四五”规划》的通知，联合12部门制定“互联网+教育”发展实施意见，形成了有力支撑新时代人才培养的教育信息化创新发展体系。近年来，学校始终坚持教学中心地位不动摇，坚持以本为本、推进“四个回归”，全面落实立德树人根本任务，注重培养学生终身学习发展、创新思维、适应时代要求的关键能力，不断提升教育教学水平和人才培养质量。获批第九届山东省省级教学成果奖20项，作为第一单位教学成果获奖率为86.96%；学校已有国家级一流本科专业建设点20个，占招生专业总数的36.36%，省级以上一流本科专业建设点34个，占招生专业总数的61.82%，国家级一流专业占比位居省属高校第五名。为积极促进教育信息化与学生学习深度融合，加快推进教育教学改革，学校通过引进“智慧理工”“一平三端”“知到”等新型智慧教管工具来改善学生学习生活“软环境”，并通过积极建设新型“一站式学生社区”，打造“学子面对面”“师生点对点”空间，改善提高学生学习生活“硬环境”。学校加大在线开放可课程建设力度，加大教师辅导员培训力度，为教学模式创新、课程建设发展提供了有力支撑和保障，建设完成了一批有特色、有创新的优质本科课程，获批国家一流本科课程5门，省级一流本科课程45门。126门在线开放课程首批上线国家高等教育智慧教育平台，其中智慧树网平台课程上线105门，学银在线课程上线21门，首批上线课程总数在全部省属高校中位列第4位，并成功获批“智慧教学试点项目”。另外，在我校多年的混合式教学探索过程中，尤其是疫情爆发的三年，教学不得不从线下转移到线上，在这个过程中，诸多问题也随之而来。脱离课堂的线上教学对于学生的学习情况的掌握更多的是依赖于视频的学习进度以及最后的期末考试，老师很难拿到一个全面的学生学习画像，因此没办法进行有效的教学节奏的调整。除此以外，以MOOC教学为代表的现阶段互联网教学，给到学生的都是形式单一且内容统一的教学内容，所有学生得到教学体验都是一样的，不同层次的学生很难根据自己的掌握情况进行个性化的学习，就会存在能力强的学生“吃不饱”，能力差的学生“吃不好”的情况。因此在教育数字化转型阶段，要探索一种个性化教学学习体系，满足不同学生的学习需求，同时老师可以“因材施教”提升育人效果。同时对于线上教学的评价机制，需要深入研究大数据挖掘及分析技术，并将其深度应用到教学平台当中，达到及时知会、提前预警、预先决策，为教学和辅导提供依据。正是基于我校多年来的教学信息化改革历程，使我们深刻意识到人工智能及其衍生技术在加快推动人才培养模式改革、创新教育教学新形态、推进教育治理方式变革等方面发挥的重要作用。利用人工智能及其衍生技术的优势，建设一个人人皆学、处处能学、时时可学、终身学习的教育信息化体系，实现教育信息化对学生全面发展的促进作用，真正发挥教育在现代化人才培养，创新支撑方面的重要地位及作用一直以来都是青岛理工大学的重点研究目标及工作方向。建设体系化系统化的优质数字化教学资源、解决学生个性化学习需求、创新课堂教学新形式、完善互联网教学学情分析模式、优化教学管理新机制等是推进互联网及其衍生技术与教育教学深度融合，打造智能化、个性化终身学习教育体系的重要前提。为此，青岛理工大学建设了数智学业帮扶体系，完善了全过程与人档案，构建了智能成绩预警模型，结合学校“一站式”学生社区建设和辅导员“三进三同”工作要求，积极推动领导力量、思政力量、专业力量、管理力量、服务资源下沉到学生身边，建设涵盖教师班主任、辅导员、朋辈队伍等多元主体共同参与的学业帮扶队伍，开展“师生点对点”“学子面对面”“学业提升营”“小伙伴计划”等助学活动，促进形成智能化、个性化的学业帮扶模式，有助于及时解决学生学业问题，帮助学生顺利完成学业、促进学生成长。学校视学业帮扶体系改革为全面提升教育质量的核心途径，特此成立了学业支持与帮扶小组，并独立设置了学业辅导中心，确立了以学校为主导、学业辅导中心为牵引、多部门协同、各学院负责的运作模式。聚焦于提升学生学业水平这一核心目标，学校引入人工智能大数据分析技术，构建““116”全方位智能协同帮扶机制”。利用AI精准分析学生的学习行为和成绩数据，及时发出成绩预警，以此为契机动员全校资源，围绕增强学生学习动力、个性化激发学习兴趣及系统性提升学业能力展开多维度支持。以数智学业帮扶和学业辅导中心为关键点，深度融合数字技术和教育智慧，为学生打造一个全面、高效、个性化的学习辅助体系。着重将理论教学指导、个性化辅导平台建设、学习资源转化、教育与技术融合等六大支撑模块进行整合与优化，实现校内各部门、师生合作、生生助力的无缝对接，机制运作高效畅通。依托学业辅导中心的聚集和辐射作用，与青岛市及其西海岸的教育资源如科技企业孵化器、高新技术产业园区、科技部众创空间、军民融合项目、以及“中国制造2025”等密切合作，形成政府、学校、企业、学生等多元主体协同参与、资源丰富、活力充沛的学业支持生态系统。充分发挥大数据及学业辅导中心的育人效能，结合“理论与实践并重”的学习能力提升框架，专注于通过数据分析精准识别学生学习中的潜在问题，精准定位学生个体的知识盲区和学习瓶颈，为实施针对性的干预措施提供科学依据，有效预防学业风险，为校内外广大学生提供定制化、高效能的学业援助。进一步强化了“一轴双驱”“一体两翼”的学业帮扶模式。一方面，通过大数据分析结果优化课程设计，加强理论基础教学与高效学习方法的传授，确保学生掌握扎实的学科知识体系；另一方面则利用大数据洞察到的学生实践需求，设计丰富的实践项目和能力拓展活动，如科研竞赛、实习实训等，促进理论知识向实际技能的转化。其中，“学术研究团队”的建设，依托各学科优势，通过大数据筛选有潜力的学生参与科研项目，培养其科研能力和创新思维；“学习辅导小组”则遵循教育规律，针对预警系统识别出的问题学生，组建专门小组，开展小班化、个性化的辅导，加速学习成效提升。此模式不仅在校内产生了深远影响，提高了学业支持的效率与精准度，还成功为超过5000名学生提供了全面而深入的学业辅助与个人成长规划，有力推动了学生群体整体学术水平和实践能力的提升。完善升级“三层四环”的学业辅导服务体系，深度融合智能科技与传统辅导机制，以实现更加高效、精准的学业帮扶策略。学院通过指导学业互助社团活动及大数据成绩分析，发掘有潜力的学生进行个性化辅导，条件成熟者推荐至学校学业辅导中心接受更深层次的指导或孵化。通过“三层四环”的服务体系，对受助学生进行分层次、分类别的精细管理与服务，提供学业规划、学习技巧指导、经济援助、激励评价，形成“入-管-助-出”的完整服务链，确保学生学业持续进步。此体系不仅确保学生能够得到及时有效的学业支持，还积极引入校友和社会资源，举办论坛、讲座，搭建师生与行业专家的交流平台，进一步激发学术创新与学业提升的热情。这种融合了大数据智能与人文关怀的辅导模式，正逐步构建起一个全面、高效、可持续发展的学业帮扶生态系统。学校基于条件密度构建了智能学业预警模型（Intelligent academic early warning，IAEW），建模流程包括数据抽取、数据处理、建模预测、结果反馈等。智能学业预警模型的目的在于解决学生成绩预警的重要需求。因此首先构建了成绩分布预测模型，并通过实验校准证明其在分布预测方面的可靠性。然后根据完整的成绩分布，计算每个学生的课程风险，通过计算完整成绩分布中不合格区间的风险概率值来实现预警。通过实验验证，智能学业预警模型在预测学生的成绩风险方面具备较高的准确性和可靠性。此外在实际应用中对模型进行了优化和改进，并取得了良好的预警效果。IAEW模型的完整模型架构如图所示，该模型能够将任意数据进行融合并映射成最终的概率密度分布。针对教学质量、学生健康及综合评估的挑战，系统聚焦教学质量、体质健康、评估监测等难点问题，深挖数据价值，促进教育决策科学化、校园管理精准化、师生服务个性化。目前系统主体架构已经构建完成，并集成了成绩预警、学生画像模型，通过分析学生的成绩、学习情况等数据，实现了在学生选课初期成绩预警，并通过系统将有效信息及时触达各级教育管理者。系统通过以下步骤实现闭环机制，包括数据采集、数据处理和分析、决策建议提供、学生关注和干预、学习情况追踪及模型优化。借助AI技术对学生成绩与兴趣的精准分析，我校在《2017-2021全国普通高校学科竞赛排行榜》中取得第71位的佳绩，省属高校排名第二，累计收获省级以上竞赛奖项4351项。通过大数据预警系统识别潜在创新人才，精准引导学生参与创新创业，国创与省创项目立项总数近720项，参与学生超48000人次，占比高达45%，实现了广泛而深入的赛创教育普及。青岛理工大学建筑科技众创园依托人工智能教学资源与大数据分析，成功孵化27家科技企业，总注册资本达7505万元。校地合作中，高层次人才团队运用AI技术指导企业创新，自2019年来，园区企业总收入超8800万元，税收贡献近300万元，凸显了数智技术在促进产学研深度融合中的巨大价值。在AI与大数据支持的个性化教学模式下，近10万人次学生参与到创新创业实践中，育人成效显著，学生周风荣获山东省“大学生优秀创业者”“山东大学生十大创业之星”荣誉称号。机车科技创新协会在AI辅助的创新教育中脱颖而出，荣获全国“高校创业社团百佳”、全国“百强学生社团”两项全国性奖项。基于数智化教学改革的教学成果《基于人才成长全过程的地方高校创新创业教育研究与实践》《固本强基，科创研学，多维协同的机械工程一流人才创新培养模式探索与实践》分别获省第八届、第九届教学成果奖一等奖。验证了人工智能教学在提升教学质量、激发学生创新潜能方面的强大作用。来源丨山东省电化教育馆
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