Story深度集成打造交互式学习技术实践-教务信息网

案例类别：人工智能+辅助学习

课程名称：船舶与海洋工程导论 适用专业：船舶与海洋工程

开课学院：海洋工程 主讲教师：张会霞

技术类型：深度集成打造交互式学习技术

应用场景：船舶设计建造中的船体结构与建造

案例简介

“Story深度集成打造交互式学习技术实践”案例基于深度集成、交互体验等人工智能技术，打通教师线上线下各个教学环节，实现“课前自主预习-课中学习-课后自主复习-课程答疑 ”全过程学习过程闭环。作为数字信息素养提升项目，集成了“教”“学”“练”“测”“评”“创”等多个环节，形成了一个综合性的学习平台。能够满足不同背景学生的学习需求和兴趣，同时有效提升他们的数字素养水平。

1. 以知识点为中心的数字化教学资源集成，将视频、音频、实训案例和PPT等教学资源按照知识点组织形成结构化资源。

2. 交互性实训平台，提供虚拟仿真交互式的沉浸教学、边学边练的操作体验。

3. 利用人工智能技术为学习者提供实时答疑、学习资源推荐等个性化学习功能，通过教育部教育技术与资源发展中心和江苏省教育信息化与数据管理中心平台对外提供服务。

一、背景

船舶与海洋工程专业“船体结构与建造”知识单元，学时少、内容多、难点多，传统教学方法的局限性如下。

1. 教师单方面输出导致学习效能低下

一方面，学生被动接收信息，缺乏主动思考和实践机会，知识留存率低。另一方面，教师难以及时科学获取学生的学情反馈，无法合理调整教学节奏。这会抑制学生的学习兴趣，造成课堂参与度下降。

2. 学生自学资源散乱、不集成，费时费力，效率低

需要花时间和精力到不同平台寻找不同教学素材和资源，诸如虚拟仿真系统、线上慕课资源、课程思政示范课资源、微课、课堂实录、PPT课件、试题库、企业生产一线案例等。

3. 标准化评价难以培养创新思维

一是标准答案导向压制求异思维，学生为获取高分而规避非常规解法；二是量化评分忽视思维过程，导致学生追求结果正确性而非思考深度，过度依赖标准化测试会使学生创造力下降。

本案例应用Storyline搭建“船体结构与建造”全过程交互式在线教学平台，解决传统教学难以实现的“个性化适配”与“动态优化”两大痛点。通过知识单元图谱构建与集成，实现知识点关联度分析，自适应练习推送，多模态学习反馈。模块化学习可使专业知识掌握效率提升58%。这种技术驱动的教学革新，推动“统一灌输”到“精准滴灌”的教学范式转变。

二、 案例实施情况

（一）融合AI技术构建Story 学习模型

人工智能作为工具性技术，Storylinede建模能力可有效提升专业知识传递的沉浸感。以《船体结构与建造》知识单元为例，交互式生成单元与Story技术的结合，能直观展示专业知识逻辑与关系。

将所有课程资源整合到Storyline软件，形成一个Story.html文件，课件使用者将课件解压到本地文件夹后，无需安装，只需要用浏览器打开文件夹中的Story.html文件，即可浏览使用所有课程资源。由于资源内含有虚拟仿真实验，建议使用者选择谷歌浏览器或火狐浏览器打开，这样可以更流畅地体验，打开Story.html文件，就会看到学习资源的整体结构，左侧为菜单列表，右侧为幻灯片，如图1所示。

图 1 菜单与幻灯片截图

资源为教学一体化，交互式知识资源，可同时为教师和学生两大主体提供教学资源。教学内容为船舶与海洋工程导论，专业必修课程，船体结构与建造（以24000TEU集装箱船建造为例）。资源首页左侧的导航栏里面总共有十个板块，如图2 所示。

图 2 导航栏菜单中的十个板块

分别为课程资源首页及简介；在线课程；教学设计；教材课件；微课；课堂实录；练习与测试；虚拟仿真实验；教学评价和教学反思，完整覆盖了教学的全流程，能为教师组织教学提供有力支持。同时，该教学资源理实结合、虚实结合，符合学生认知规律，操作简便，交互性强，可充分满足学生的自主化学习。

第一个板块是封面及简介。

图 3 课件封面及简介

第二个板块是公开的在线课程。

也是六类教学资源中的第一类教学资源——在线课程，此资源2019年获批江苏省在线课程，在大学生慕课上已运行完成十二轮次，2021年此课程获批江苏省线上线下混合式一流课程。在线课程资源的共享性，有助于教师之间互启；同时，也有助于学生在课前自主预习，拓展知识面，为翻转课堂做准备。

图 4 在线课程板块资源（MOOC）

第三个板块是教学设计。

主要面向教师用户，展现这套课程资源的设计理念，教学设计下设13个菜单，详细说明了“船体结构与建造”知识单元教学组织的全过程。

图 5 在教学设计板块下设13个子菜单

主要包括教学目标、教学重点与难点、教学资源（此处列出了本课件当中的六种资源）、教学策略、教学方法、教学过程设计、教学实施的具体过程（包括课堂导入，这部分给出了产教融合案例及呈现方法，引出关键知识点；翻转课堂，详细解析了课前课中课后的学习和教学方法；新知识呈现部分是简单介绍该课件主要包括的知识点；课程思政列举了教学过程中融入的课程思政元素切入点；应用实践展示了3种方法；总结提升部分主要介绍了虚仿实验的流程）。

图 6 教学设计板块下13个子菜单之一教学资源子菜单

第四个板块是教学课件。

下设24个子菜单。共包含六类教学资源，既可用于教师课堂授课，也可用于学生课外自主学习。

第一类教学资源是前面提及的在线课程，这里不再赘述。第二类教学资源，是教学课件，下设24个子菜单。

图 7 教学课件板块下的24个子菜单之一

第五个板块，即第三类教学资源，是微课。

该微课由设计者本人制作完成，系统展示了船舶外板和甲板的组成、作用以及布置方法，总时长十分钟。本课件制作人先后2次荣获江苏省高校微课教学比赛的二等奖和三等奖。

图 8 微课板块

第六个板块，也是第四类教学资源，是课堂实录。

该课堂实录以大型集装箱船为实际案例，详细讲解了造船的整个过程，并依次简单讲解各个工艺流程的主要内容；也提供了翻转课堂、产教融合的实际案例，可供教师用户参考。

图 9 课堂实录板块

第七个板块，也是第五类教学资源，是练习与测试。

点击开始测试按钮，进入挑战答题，测试分为单选题、多选题、判断题和拖放题 4 种题型，根据考核需要，学生做完测试后，系统自动评分给出对错反馈，并通过回看测试查看正确答案的提示，直到通过测试。

图 10 练习与测试板块

第八个板块，即第六类教学资源，是虚仿实验。

设计者自主开发了船舶分段建造虚仿实验，该虚拟仿真实验课程已获批2023年江苏省一流虚拟仿真实验课程，且正参评国家一流课程，该课程已通过江苏省高等学校虚拟仿真实验教学共享平台免费开放共享。

图 11 虚拟仿真实验板块

使用者可以先观看引导视频，注意实验目的、实验要求、步骤和操作等，通过该视频，学生可以对船舶分段建造全过程有直观的了解。然后，点击开始进入实验，将自动跳转到虚拟仿真实验的网页。使用者无需账号，通过公测账号即可登录，进入实验课程页面后，点击进入实验，开始初始化实验引擎，大约需要1分30秒，上方的菜单栏可以查看实验简介，船舶分段建造基本认识，散货船双层底分段建造、24000TEU集装箱船（分段号建造）综合设计等。

第九个板块是教学评价。

这里给出了4类实践测试的评价方法，包括学生自评项目和教师评价项目两种。

图 12 教学评价板块

第十个板块是教学反思。

这部分是设计者在多年教学经验中总结出来的教学痛点分析、解决痛点的创新思路以及在课件中具体应用的 4 个教学创新举措：构建新知识体系；线上线下混合教学；构建新育人模式；构建新评价体系。

图 13 教学反思板块子菜单教学创新思路

图 14 教学反思板块子菜单教学创新举措之一线上线下混合式教学

（二）具体融合路径

1.课前与课后阶段

学生根据学习引导视频和设计说明资源，了解平台构成，深度交互沉浸体验，根据平台知识解构，形成“理论学习-虚拟实践-自我检测-反思吸收”的思维过程。

2.课堂实施流程

在教师的引导和讲授下，结合学习平台技术映射，对应学生课前学习中的数据，梳理分析总结学情，再有针对性地指导学生强化学习，学习效果事半功倍。以24000TEU集装箱船的建造工艺流程为例。

一是集成以知识点为中心的数字化教学资源，将视频、音频、实训案例和PPT等教学资源按照知识点组织形成结构化资源，集合理论知识梳理专业单元知识，理论条理清晰，融入新扬子造船有限公司生产一线24000TEU集装箱船的结构、生产图纸和现场视频、微课视频等，强化产教融合。教师根据构建的科学合理的知识图谱结构，讲解和教授，有助于引导学生循序渐进、消化吸收、逐步提升。

二是提供交互性实训平台，在学生自学预习的基础上，通过教师课堂上的产教融合的讲授，学生根据平台提供的 “船体分段建造”虚拟仿真实验系统，交互式的沉浸实训实践，体验边学边练的操作。教师根据后台数据，了解学生具体掌握情况，再由此进行有针对性的指导和讲解，不断提升学生的专业能力和实践能力。

三是反向推导，根据教学反思，总结学生学习理解掌握的学情痛点，实时调整平台资源结构。

（三）效果评估体系

利用人工智能技术为学习者提供实时答疑、学习资源推荐等个性化学习功能，此平台资源通过教育部教育技术与资源发展中心和江苏省教育信息化与数据管理中心平台对外提供免费服务。

三、案例创新突破

（一）人工智能融合“船体结构与建造”专业课程的内容创新。

一是，发挥人工智能Storyline技术新优势，增强教育教学改革新动能，教学空间从“教室”扩展到“虚实共生”。

二是，探索人工智能Storyline技术与教师教学融合的新模式，教师角色从“知识权威”转为“学习架构师”。

三是，实践AI+智慧教学，促进“师-生-机”三元协同育人，评价方式从“结果考核”转向“过程画像”，助力教师教学与学生学习共成长。

（二）实现了工具层、方法层和理念层的技术突破。

工具层方面，使用Storyline 软件，集成十个模块、六类教学资源的“船体结构与建造”专业知识单元教学素材内容。高度集成，提升教学效能。

方法层方面，基于学习分析的精准教学。基于慕课堂线上学习数据、虚拟仿真实践平台数据等分析学情问题，精准施教，提升学习效率。

理念层方面，重构学科知识体系。打破学科壁垒，构建跨专业、跨领域多学科交叉融合的应用性知识网络，实现系统性认知升级。

（三）实现了虚实结合、理实结合的应用实践突破。

实现技术融合。通过VR/AR技术构建船体分段建造虚拟实验平台，学生可反复演练高危操作，再转入实体车间实践，教育部2024年虚拟实训报告显示，虚拟仿真实践可使事故率降低62%。

重构教学场景。“理论-虚拟-实体”三阶教学法已逐步成为一流应用型教育教学主流，理论课通过数字孪生演示抽象原理，促进学生学习、掌握并应用于实践。

整合创新资源。校企共建“在线课程”资源、“虚拟仿真平台”资源，整合企业真实案例，学生可远程操作实践。

对专业人才培养的价值体现在三个方面。一是能力培养方面，虚实交替训练使学生的“认知-操作-创新”能力形成闭环，提高学生解决复杂问题的能力。二是教学改革方面，倒逼教师转型为“场景设计师”，要求其同时掌握学科知识、技术工具和工程经验，提高了双师双能比例。三是产业适配价值，据企业反馈，虚实结合、产教融合、理实结合培养的毕业生岗位适应周期缩短2/3，上手快后劲足，表现突出。