疫情防控下個性化混合式教學(xué)研究

時間:2022-01-13 03:40:01

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疫情防控下個性化混合式教學(xué)研究

疫情作為全球關(guān)注的突發(fā)公共衛(wèi)生事件,影響與改變了社會生活中的方方面面,也讓各行各業(yè)對未來愿景與規(guī)劃產(chǎn)生全新認知[1-3]。在我國抗擊病毒取得階段性成果后,作為在抗疫期間產(chǎn)生重大變革的教育行業(yè),對未來教學(xué)模式的探討成為當前教育教學(xué)改革與發(fā)展迫在眉睫的重要研究內(nèi)容[4]。在本次抗擊疫情的過程中,互聯(lián)網(wǎng)時代的特性得到了充分展示,“網(wǎng)絡(luò)化”概念深入人心,繼“線上購物”之后,“線上辦公”、“線上教育”也成為公眾日常生活一部分[5]。在線上教育助力疫情期間教育教學(xué)的過程中,超星平臺、中國大學(xué)MOOC等傳統(tǒng)線上教育平臺,以及騰訊會議、阿里釘釘?shù)然ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)的新興教育平臺得到了極大發(fā)展,進一步推動了線上教育模式改進與完善[6]。線上教育在疫情前被普遍認定為輔助教學(xué)手段,在未來的教學(xué)過程中必將發(fā)揮更重要的作用,社會整體網(wǎng)絡(luò)化概念的推進也將極大改變線上教育在未來教學(xué)中的比重。與此同時,由于線上教育一直作為傳統(tǒng)線下教育的補充,在相關(guān)準備并未充足的情況下,在抗疫期間應(yīng)急性承擔(dān)起全部教學(xué)內(nèi)容,暴露出許多問題與不足,還需后續(xù)相關(guān)研究對其進行深入分析和總結(jié)[7]。因此,本文針對抗擊疫情過程中線上教育的實施過程,將其與傳統(tǒng)線下教育進行對比分析,并結(jié)合人工智能技術(shù)與混合式教育方法,探究具有更好教學(xué)效果的教學(xué)模式——個性化混合式教學(xué)。

1教學(xué)模式

在疫情得到控制之后,后疫情時期教學(xué)模式必將產(chǎn)生重大變革[8]。以2002-2003年非典疫情為例,伴隨著對疫情的分析與反思,淘寶、京東在隨后兩年之內(nèi)相繼成立,奠定并開啟了中國互聯(lián)網(wǎng)時代網(wǎng)絡(luò)購物的繁榮與昌盛。在本次抗擊疫情的過程中,信息時代的高效性使后疫情時代響應(yīng)時間大幅縮短,疫情期間催生了大量線上教育平臺的迅猛發(fā)展,非典時期兩年的醞釀期被縮短為近兩個月[9]。這種高效性一方面為抗擊疫情提供了強有力的快速支持,另一方面也凸顯了線上教育潛在問題?;诂F(xiàn)有教學(xué)環(huán)境與教學(xué)模式,結(jié)合線上線下教育和人工智能等技術(shù),混合式教學(xué)和個性化教學(xué)應(yīng)運而生,被廣泛認為可為未來教學(xué)提供重要的參考與啟發(fā)。1.1混合式教學(xué)目前線下與線上課堂教學(xué)環(huán)境均已實現(xiàn)數(shù)字化和結(jié)構(gòu)化。因此,未來課堂上老師和學(xué)生的上課行為數(shù)據(jù)、上課教材內(nèi)容、學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后預(yù)習(xí)的所有細節(jié),都將被轉(zhuǎn)為數(shù)字版本。隨著該過程的不斷深化,傳統(tǒng)教學(xué)模式必將在教育信息化與智能化的發(fā)展進程中逐步過渡到混合式教學(xué)模式[10]。為應(yīng)對疫情對教育產(chǎn)業(yè)提出的巨大挑戰(zhàn),教育行業(yè)在加快線上教學(xué)的推進過程中,對在線教學(xué)的優(yōu)點和缺點有了更深刻的認知。尤其是在高等教育教學(xué)過程中,高校學(xué)生同時具有成年人和學(xué)生的雙重身份,一味推進教育全盤線上化激化了大量難以解決的問題。混合式教學(xué)因其獨特的靈活性,可結(jié)合線上線下教學(xué)各自優(yōu)點,通過合理的課時與環(huán)境調(diào)配取得更好的教學(xué)效果。因此,通過科學(xué)的手段打通線上教育和線下教育之間的信息壁壘,同時進行合理的時間分配,方可開展高效的混合式教學(xué)。1.2個性化教學(xué)個性化教育著眼于用智能技術(shù)對當前教育理念與教育手段進行分析和改進,在不增加教學(xué)人員和學(xué)習(xí)者負擔(dān)的前提下,依托人工智能方法找到當前教育規(guī)模化和個性化之間的平衡點。因此,個性化教育需從多場景的學(xué)習(xí)中獲取不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù),隨后通過對數(shù)據(jù)特征的抽取和分析完成對不同學(xué)習(xí)者在不同學(xué)習(xí)階段的數(shù)字化表述方式,進而根據(jù)分析結(jié)果對不同學(xué)習(xí)者在未來不同學(xué)習(xí)階段的學(xué)習(xí)進行符合其特征的個性化規(guī)劃。通過進一步分析發(fā)現(xiàn),個性化教育需解決的問題主要集中在3個方面:①將學(xué)習(xí)者作為教育主體,并完成學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程的數(shù)據(jù)刻畫;②具有構(gòu)建不同學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)不同階段之間有效關(guān)系的能力;③通過智能手段得到科學(xué)的學(xué)習(xí)建議。由此可看出,在個性化教育研究中,智能的學(xué)習(xí)建議、相關(guān)數(shù)據(jù)規(guī)律及教育學(xué)原理均具有重要意義,這些都依賴于混合式教育的開展及對混合式教育數(shù)據(jù)的智能分析。

2混合式教學(xué)與個性化教學(xué)的結(jié)合

通過對混合式教學(xué)和個性化教學(xué)的分析可知,混合式教學(xué)和個性化教學(xué)的結(jié)合可取得更好的教學(xué)效果,這種結(jié)合的首要關(guān)鍵在于保持教育啟發(fā)性和延續(xù)性的平衡。本文從混合式教學(xué)和個性化教學(xué)兩個角度出發(fā),深入探索線上教學(xué)、線下教學(xué)的相關(guān)優(yōu)勢和問題,并提出后疫情時期個性化混合式教學(xué)模式,如圖1所示。2.1基于個性化的動態(tài)混合式教學(xué)模式設(shè)計。在個性化混合式教學(xué)模式中,個性化教育的核心在于根據(jù)學(xué)習(xí)個體特性實施個性化教學(xué)手段,重點在于教育,而不是一味追求個性化。因此,需要在教育過程中設(shè)置動態(tài)的線上教學(xué)和線下教育比例,以線上教育培養(yǎng)教育個性化選擇,同時以線下教育進行教學(xué)目標規(guī)劃和引導(dǎo)。為達到該目的,現(xiàn)階段線上教育仍需要進行深入變革。現(xiàn)有線上教育的實施更接近于將傳統(tǒng)線下教育移植到線上平臺,其教學(xué)理念和教學(xué)手段依然沿用線下教育模式。本文混合式教育中的線上教育需實現(xiàn)對自主學(xué)習(xí)的支持,同時也需讓學(xué)習(xí)過程能夠更準確地與相關(guān)領(lǐng)域的知識圖譜對應(yīng),使線上學(xué)習(xí)內(nèi)容和數(shù)據(jù)能為智能系統(tǒng)個性化分析和線下學(xué)習(xí)中的教學(xué)引導(dǎo)提供支撐。因此,未來線上學(xué)習(xí)課程和內(nèi)容均需在教學(xué)大綱和教學(xué)計劃的設(shè)置中進行更為精細的設(shè)置,通過構(gòu)造對應(yīng)的知識圖譜,并根據(jù)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)情況對學(xué)習(xí)規(guī)劃進行動態(tài)調(diào)整,這樣的線上課程才能更好地滿足個性化教學(xué)需求。其次,個性化教學(xué)和混合式教學(xué)結(jié)合的核心在于對教學(xué)能力與專業(yè)知識有相當程度認知的教師。當教師作為混合式教育中的教育者時,需收集學(xué)生在混合教育中多個領(lǐng)域的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),并且在保證教學(xué)效果的同時不增加學(xué)生額外負擔(dān)。同時,當教師作為智能教育的規(guī)劃者時,應(yīng)該正確評估混合式教育中不同階段的教學(xué)效果,并確保智能教育系統(tǒng)能正確演化,了解混合式教學(xué)合理實施的方法。因此,個性化混合式教學(xué)通過混合式教學(xué)模式的實際數(shù)據(jù),將學(xué)生個性化分析與混合式教學(xué)的具體內(nèi)容相結(jié)合,讓混合式教學(xué)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)信息本身,通過智能化分析對混合式教學(xué)的后續(xù)實施方法進行指導(dǎo)并優(yōu)化,進而讓學(xué)生得到更符合自身特點的學(xué)習(xí)方案。除此以外,人工智能技術(shù)也將為教師在未來教育的過程中發(fā)揮重要作用[11-12]。未來教育將運用智能化混合教育的技術(shù)手段解決當前人工智能課程面臨的教育問題。同時,人工智能與混合式教學(xué)相結(jié)合,可以更高效地利用已有資源開展智能模型構(gòu)建和混合式教學(xué),用智能技術(shù)指導(dǎo)混合式教學(xué)的實施方法,并用混合式教學(xué)的教學(xué)結(jié)果演化智能系統(tǒng),通過這種互相推動的方法完成智能教育的混合式教學(xué)模式探索。綜合上述3點可知,在這種新的教學(xué)模式下,教師可在智能系統(tǒng)的指導(dǎo)下更好地開展混合式教學(xué)工作,學(xué)生可得到更符合自身特征的自適應(yīng)個性學(xué)習(xí)。同時,整個過程由智能化算法進行高效輔助,在提升教學(xué)效果的同時不會對教師和學(xué)生產(chǎn)生額外負擔(dān)。通過混合式教學(xué)和個性化教學(xué)的結(jié)合,既可滿足學(xué)習(xí)者根據(jù)自身特點進行更高效個性化學(xué)習(xí)的需求,又能讓學(xué)習(xí)過程在科學(xué)引導(dǎo)下獲取專業(yè)知識和能力的精準提升,將學(xué)習(xí)的艱苦付出和創(chuàng)新的興趣培養(yǎng)有機融合,實現(xiàn)更高效的教育教學(xué)。2.2智能化綜合教育平臺。為更好地展開個性化混合式教學(xué)模式,智能化綜合教育平臺將承擔(dān)重要任務(wù)。智能化綜合教育平臺可打通線上教育與線下教育之間的數(shù)據(jù)壁壘,保證教育延續(xù)性,同時也為人工智能技術(shù)在具體教育開展過程中提供數(shù)據(jù)保證和平臺接口。另外,智能化綜合教育平臺實際上也打通了線上教育與線下教育之間的空間壁壘,它既可作為線下教育輔助手段,也可作為線上教育核心載體,具有更強的功能性和擴展性。教育平臺特性使其可快速無縫地切換混合教育中線上教育和線下教育比重,甚至轉(zhuǎn)換為完全線上教育模式,用以應(yīng)對各種不確定的突發(fā)狀況。智能化綜合教育平臺作為自主學(xué)習(xí)的綜合平臺,結(jié)合自然語言處理、數(shù)據(jù)可視化、多級網(wǎng)絡(luò)爬蟲等技術(shù),同時提供學(xué)習(xí)、閱讀、智能分析等多項功能,可進行后臺數(shù)據(jù)提取分析,根據(jù)軟件分析結(jié)果,評估學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)效率,使其能準確定位個人薄弱環(huán)節(jié),靶向性使用軟件提供的不同功能,完成個人學(xué)習(xí)效果評估。同時還可根據(jù)終端收集的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)軟件自適應(yīng)能力,通過終端數(shù)據(jù)進行不斷迭代實現(xiàn)數(shù)據(jù)精準分析、學(xué)習(xí)效率提取分析、學(xué)習(xí)建議補充等,成為個性教育實證研究的軟件載體。該軟件平臺可為個性化教育的智能學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)收集提供平臺支撐,形成“傳統(tǒng)課堂+在線學(xué)習(xí)+自主學(xué)習(xí)軟件”的全方位數(shù)據(jù)收集渠道,也進一步實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、個性化建議等智能學(xué)習(xí)功能。2.3具體案例分析。在個性化混合式教學(xué)具體實施過程中,課程設(shè)計者應(yīng)著眼于3個關(guān)鍵點:動態(tài)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、個性化的教學(xué)方案實施、智能化的教學(xué)平臺使用。以計算機學(xué)科C語言程序設(shè)計課程字符串相關(guān)教學(xué)內(nèi)容為例,該課程在進行動態(tài)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置過程中已進行相關(guān)分析,因此該章節(jié)教學(xué)內(nèi)容前置知識包括循環(huán)結(jié)構(gòu)、字符、數(shù)組和指針。教學(xué)平臺可根據(jù)不同學(xué)生在這4個前置章節(jié)的學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)中分析學(xué)生對相關(guān)知識的掌握程度,制訂其在該章節(jié)的學(xué)習(xí)重點和學(xué)習(xí)計劃,由教師對該計劃進行評定和修改后形成每個學(xué)生不同的個性化學(xué)習(xí)方案,并以線上教學(xué)和線下教育的形式指引學(xué)生完成內(nèi)容學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)過程中,平臺可通過對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的分析提供學(xué)習(xí)效率、學(xué)習(xí)建議等評估數(shù)據(jù),并搜集數(shù)據(jù)進一步完善個性化學(xué)習(xí)方案的制定和修改。學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)被系統(tǒng)分析后將作為個性化學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),系統(tǒng)也會在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和教師數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行教學(xué)規(guī)劃、教學(xué)方案和智能算法的升級和完善,并以此為基礎(chǔ)最終形成混合式教學(xué)與個性化學(xué)習(xí)的完整閉環(huán),進而提供更符合未來發(fā)展的高效率教學(xué)內(nèi)容。

3結(jié)語

在常態(tài)化疫情防控背景下,從傳統(tǒng)線下學(xué)習(xí)模式和疫情期間的線上教學(xué)模式中吸取經(jīng)驗,利用現(xiàn)有教學(xué)環(huán)境和教學(xué)資源,更合理地開展混合教學(xué),并且讓混合教學(xué)過程具有更強的普適性和自適應(yīng)性,將對現(xiàn)有教學(xué)理論和教學(xué)方法產(chǎn)生重大的推動作用。因此,個性化混合式教學(xué)模式探索必將成為當前高等教育教學(xué)改革研究熱點,具有重大的理論與實際意義。本文從線上教育和線下教育的特點展開分析,并對教學(xué)手段、技術(shù)特點和軟件平臺3個方面進行深入探討,為未來利用人工智能技術(shù)整合線上教育和線下教育開展個性化教學(xué)提供理論依據(jù)和實踐探索先例。

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作者:馮驥 魏延 單位:1.重慶師范大學(xué)計算機與信息科學(xué)學(xué)院 2.教育大數(shù)據(jù)智能感知與應(yīng)用重慶市工程研究中心