摘 要：高校教学督导工作的数字化转型是高等教育数字化转型的重要组成部分。奥威亚围绕计算机视觉（CV）和自然语言（NLP）两个技术维度，采用人工智能算法对课堂教学过程的视音频数据进行实时监测、数据分析和智能反馈，将人工智能技术与服务融入高校的评估依据、评估手段、评估流程、结果呈现等方面，挖掘AI督导大模型的技术特性和应用可能，逐步构建起教育教学“数据采集—数据分析—数据评估—结果反馈”的可视化路径，将数据应用到实际业务场景中，助力高校本科教育教学审核评估落地及高职院校的“五金”新基建建设，推动学校教学质量和人才培养水平提升。

关键词：AI督导巡课；高校；课堂改革；管理创新；数字化转型

人工智能作为引领新一轮科技革命和产业革命的核心战略性技术，正深刻影响着教育格局。如今，各高校已达成共识并积极行动，致力于构建一个全过程、全覆盖、全场景的人工智能赋能高等教育教学新生态。课堂质量提升是高校可持续发展的生命线，众多院校在这方面却普遍面临一系列挑战。督导结果反馈性评价功能发挥不足，致使教学督导工作陷入“只督不导”的困境；传统的督导方式往往依赖于人工巡课、听课等方式，存在课程时间冲突、巡课效率低、覆盖面有限等问题，难以全面、精确地展现课堂实况；教学资源的积累、整理及应用方面也存在明显短板，缺乏高效的数字化管理工具支持。

教学监督工作的数字化转型，是指通过将人工智能、大数据、云计算等现代信息化技术，深度融入高校的教学监督流程中，改变传统的教学监督的方式、理念、工具及评价体系。相较于过去“先搭硬件、再建软件平台”，奥威亚研发的AI督导巡课系统通过将线上的云平台与线下教室设备融为一体，打造了软硬件融合的一体化智慧教室。系统可以对课堂上教师讲课、板书，以及学生听课的视角进行录播，甚至从多维视角进行综合分析，使得监督和教学联系更紧密，学校教学管理、资源累积、教师成长、学生自主学习都变得更加便捷。

图1 AI督导智慧教室拓扑图

一、技术赋能，AI督导优势尽显

将边缘技术与课堂教学质量管理相结合，AI督导巡课系统展现出诸多优势。

其一，将人工智能算法前置录播和摄像机终端，通过AI跟踪拍摄、裸数据传输、时钟跟随等技术随堂生成高清晰度、低延时的课堂实录，并实现伴随式即时分析，提升了分析效率；采用本地化的处理方式，避免敏感生物特征数据暴露在互联网中，有效保护了数据安全。

其二，全栈自研的AI录播系统，通过对师生课堂行为、师生语音、板书文本、课件图像等课堂多模态数据进行全方位、多维度收集，有效避免单一数据维度的局限性，使AI分析能更全面地洞察课堂真实情况。

其三，通过对同一场景多模态分析、对齐及交叉校验，形成时序文本，综合判定课堂行为，使得AI大模型能够更深入地洞悉课堂情况，输出更准确的课堂分析结果，生成教学评一致性的《AI课堂评价报告》，督促督导人员在发现问题的同时，给出相应指导建议，从而解决反馈周期长、反馈内容不全面的问题，助力高校的信息化建设工作从“经验驱动”向“数据驱动”的转变。

其四，可提供特定场景所需的音视频服务中台。依托中台的标准化开放共享能力，支持灵活接入第三方音视频数据，并进行统一调度、管理、分发与应用，实现对学校原有多媒体教室的利旧改造，灵活适应不同巡课场景。

二、全栈自研，重塑督导新应用

1.AI赋能教学改革创新实践

优化教学评价体系，引领教学高质量发展。AI督导巡课系统可对师生在教学过程中的动态数据进行全面感知、采集、分析和监测，生成含有课堂的关键词/高频词、语气词/敏感词、师生声纹、教师语速、教师普通话等多维度课堂分析报告，全面呈现教师的教学风格、教学能力与教学效果；以新工科课程为例，当教师进行公式推演时，如果该时段学生抬头率相应达到峰值，这侧面说明了教学的有效性，也为课堂评估提供了实证支持。教师可以基于AI课堂分析报告，在督导专家的指导下对教学内容、教学活动进行优化设计，并在日后的教学过程中调整教学策略，逐步提升教学质量。

图2 AI课堂分析界面

2.AI赋能课堂秩序管理提升

课堂行为实时监测，提升课堂管理效率。AI督导巡课系统通过人脸识别算法，使摄像机能够持续捕捉学生的面部信息，在与预设信息进行比对后，统计出勤/缺勤/迟到名单，并计算前排就座率、抬头率与出勤率，以便教师和管理人员快速了解课堂纪律，为教师管理方法改进、督导人员或校领导的决策提供基础分析信息。

学校可以根据教学目标，分层设置高中低三级预警值。高级预警通常涉及到影响课堂秩序的重大问题，诸如教师迟到早退、学生大面积缺课、无关人员闯入课堂等课堂违纪行为，一旦检测指标异常，系统会立即通知教学督导员，做到重大问题的实时发现与处理。中级与低级预警指标含有趴桌子、玩手机、回头看这类小动作，系统会实时抓拍课堂截图并做好数据统计，供学工督导后续处理。

图3 课堂出勤分析界面

图4 课堂预警管理界面

3.AI赋能数字课程资源沉淀

校本资源建设，有效支撑教学改革。系统与学校教务系统进行课表对接后，直录播课程视频会自动归档至系列专辑。利用AI工具，实现对课堂视频的知识点智能切片，快速生成丰富的校本资源，切实解决广大教师开展混合式学习、翻转课堂、实训课程等“金课”建设的堵点和难点，助力学生个性化学习的开展；利用知识点视频生成课程知识图谱和问题图谱，将知识点与解决的问题进行关联，实现以问题为导向的教与学，为教师教学改革创新提供丰富的应用场景。

为了满足学生的个性化需求，系统可基于广泛的网络教育资源，个性化推荐学生的学习内容，并智能规划出学习路径。系统不仅可以随时答疑解惑，帮助学生快速找到重点，还能凭借自身的反馈与评估机制，动态调节学习的策略与节奏，提升学生学习效果。

图5 多终端查看课程内容

4.AI赋能教学管理质量革新

革新督导工作模式，实现数智督导转型。系统可基于人工智能重塑督导流程，以支持本科教育教学审核评估的顺利实施。系统为校外专家量身定制了专属门户，操作简洁高效，将先进技术融入学校自评、专家评审、课堂反馈及巡课等环节。针对学校日常教学督导的需求，专家可通过网页、客户端或移动端登录，灵活调用智慧教室，随时开展巡回检查、随机听课或观摩公开课。

此外，系统汇聚所有智慧教室数据、教学活动数据和教学督导评估的数据统计，并以全面、实时、精要、直观的分析视图进行呈现，让教学管理者实时精准地了解学校的教学开展情况和教学评估情况，同时也便于学校展示数字化资源建设和课堂质量管理的应用成果。

图6 校外专家登录界面

图7 线上巡课界面

三、总结

在高校教学督导工作数字化转型的进程中，人工智能技术的应用不仅是革新督导工作模式的必然选择，更是提升教学质量与效率的关键路径。AI督导巡课系统未来将会持续引入大数据分析、人工智能辅助决策、云计算等先进技术，为高校提供稳定、精准的教学监测资源，赋能学校教育模式和治理能力的思维变革、质量变革、效率变革，为培养适应新时代需求的高素质人才奠定坚实基础。