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人工智能背景下SPOC混合教学模式的设计与实践

2020-07-31陈家迁覃一海温剑锋

现代信息科技 2020年4期
关键词:混合教学人工智能

陈家迁 覃一海 温剑锋

摘  要:为了改变传统课堂教学手段落后、授课内容抽象、重难点不突出等不足,以高职“计算机网络基础”课程为实基础,从课程设计原则、课程方案设计、课程实施等方面出发,设计了基于SPOC混合模式的教学改革方案,并在计算机网络技术专业的两个年级进行混合教学改革实验,结果表明实施SPOC混合模式教学改革的班级比传统班级的成绩更好、课堂气氛更活跃,该混合教学模式丰富了课堂教学手段,提高了学生的学习兴趣,取得了良好的教学效果。

关键词:人工智能;SPOC;MOOC;混合教学

中图分类号:TP311;G434     文献标识码:A 文章编号:2096-4706(2020)04-0161-03

Abstract:In order to change the shortcomings of traditional classroom teaching methods,such as backward teaching methods,abstract teaching contents,not outstanding key and difficult points,etc.,based on the “Computer Network Foundation” course of higher vocational education,this paper designs a teaching reform scheme based on SPOC mixed mode from the aspects of course design principles,course scheme design,course implementation,etc.,and conducts mixed teaching in two grades of computer network technology specialty. The result of the reform experiment shows that the class with SPOC hybrid teaching mode has better performance and more active classroom atmosphere than the traditional class. The hybrid teaching mode enriches the classroom teaching means,improves the studentsinterest in learning and achieves good teaching effect.

Keywords:artificial intelligence;SPOC;MOOC;hybrid teaching

0  引  言

2015年李克强总理在政府工作报告中提出了要实施“互联网+”行动计划,从此引发了社会各界的关注[1]。国家“十三五”规划提出,要积极发展“互联网+教育”[2],结合信息化技术手段,积极探索线上与线下相结合的混合教学模式,培养信息技术时代的紧缺人才。可见,探索信息化的混合教学模式已经成为当前研究的焦点问题。

1  MOOC模式和SPOC模式介绍

自MOOC[3](massive open online courses,大型开放式网络课程)诞生以来,为大量无法到教室学习的学习者提供了新的学习模式,促进了在线课程的快速发展。如果学习者因为各种原因无法到教室上课,那么他们可以登录MOOC平台观看教师当天讲课的视频,对于重点难点,学习者可以在MOOC平台反复观看教师讲解的视频,或者观看平台上相关内容的视频,直到掌握为止。在线学习模式弥补了传统课堂授课时间短、内容少的不足。目前,MOOC已经普遍在国外教育机构中广泛应用,但由于其规模大、开放性强、准入条件低等[4],导致不少在线课程的学习效果并不是很好。对此,就有学者提出了SPOC[5](Small Private Online Course,小规模限制性在线课程)的学习模式,SPOC对学员设置一定的准入条件,满足条件的学员才可以参加SPOC课程的学习。SPOC具有时间短、规模小、受众小等特点,非常适合以班级为单位的翻转课堂教学。

随着新技术的快速发展,人工智能已被视为推动现代社会进步的主要核心技术力量之一,开始应用于工业、经济、农业、环境、医疗、教育等众多领域[6]。基于人工智能背景的SPOC在线学习平台变得更加智能化,平台可以根据学生的学习记录,精准地分析学生的学习弱点和盲点,为学生推荐个性化的学习路径,帮助学生快速掌握所学內容。本文的SPOC平台是基于人工智能技术而开发,使用了智能推荐算法,具有精准识别、个性化推荐特点,能为学生的学习提供智能化的服务。

2  高职“计算机网络基础”课程的教学现状

“计算机网络基础”是高职计算机网络技术专业的核心课程,是衔接后续课程“路由交换基础”“路由交换提高”的重要课程。如果这门课学不好,学生在后续课程的学习会非常吃力,甚至会引发厌学情绪,失去对专业的学习兴趣。因此,要教好这门课程,必须进行信息化教学改革,设计线上线下相结合的教学模式,激发学生的学习兴趣,提高学生的学习自信心,为后续课程打好基础。笔者认为目前该门课程主要存在的问题如下。

2.1  教学手段落后

目前的授课教师仍然是采用“讲一节练一节”的传统教学手段。据笔者调查发现,很多课程也使用这样的教学手段,学生已经对教学产生厌恶的心理,提不起学习兴趣,课堂上存在大量玩手机的现象。信息化手段运用少,教学手段单一,已经不能满足目前教学的需要。[7]

2.2  讲课抽象,理论讲解过多

高职学生属于不爱思考、爱动手的群体。如果课堂的理论内容讲解过多,过于抽象,学生会出现开小差、精神不集中、泛困打瞌睡等现象。教师为了完成授课任务,忽略了学生的实际情况,实施“填鸭式”教学,这样的课堂并不能达到教学目标。

2.3  重难点讲解不到位

有时候教师对授课重难点进行反复强调与讲解,但是学生仍然无法掌握。可能是因为讲解时没有结合实际,使用通俗的案例帮助学生理解,也可能是重难点讲解切入点把握不准,学生听得吃力,难以消化。总之,重难点讲解不到位是高职课堂普遍存在的现象。

3  基于SPOC模式的翻转课堂设计

3.1  SPOC在线平台介绍

本文使用“云课堂——学会学”作为在线学习平台,该平台是学校与成都思博克信息技术有限公司合作共同开发的具有针对性的在线学习平台。平台使用当前热门的人工智能、大数据等技术进行开发,能对学生的学习过程进行全过程跟踪与监控,随时查看学生对所学内容的掌握情况,给教师实施个性化教学提供建议。平台具有上传教学资源、发布作业、测验、师生互动等功能,具备了实施SPOC混合教学模式的条件,是目前学校使用人数最多,受众最广的在线学习平台。使用以来,受到了广大师生的热烈欢迎。云课堂学习平台如图1所示。

3.2  设计原则

3.2.1  堅持以学生为中心

传统课堂是以教师为中心——“教师教学生学”,教师处于主动教学状态,学生处于被动学习状态,无论在创新能力、理解能力、思维能力等方面都很难得到提升。因此,基于SPOC的模式设计是以学生为中心,学生是课堂的表演者,主导整个课堂的进行。教师是课堂的旁观者,为学生的表演提供周到的服务。通过这样的方式,增强学生学习的主动性,锻炼学生的思维能力,培养学生的创新能力,练就专业技能。

3.2.2  强调团体协作

笔者认为,SPOC模式设计是一项复杂的工程,包含视频设计、PPT设计、作业设计、练习设计、考试题库设计、案例设计等,内容丰富,工作量大。仅依靠一位教师完成如此大的工作量,任务非常艰巨甚至不可能完成。因此,需要更多的教师参与进来,组成教学团队,根据团队人员的特点,进行合理的分工,让团队人员充分发挥自己特长,为课程设计提供帮助。

3.2.3  保证资源质量

资源质量是学生能保持良好学习兴趣的前提,比如,视频录制时声音干净可听、画面清晰可见;PPT内容简洁精美、画面搭配得当、富有吸引力;作业设计、练习设计、考试题库设计富有层次性,题型多样化,难度具有层次性;案例设计要理论联系实际,将抽象的理论通过现实中生动的例子展现出来。总之,资源必须保证简洁明了、生动具体、清晰可见、体现趣味性,才能吸引学生的学习兴趣。

3.3  课程方案设计

在课前,布置学生进入平台了解课程章节的重点难点,观看授课章节的短视频,完成课前自测练习,完成讨论题。教师登录平台,查看学生的完成任务情况,根据平台反馈的信息,调整教学计划和教学内容,对学生完成较差的内容重新设计,以帮助学生更快掌握。

课堂上,教师采用不同的教学手段,例如集中解答法、分组讨论法、分组演讲法、角色扮演法等,使用多样化的教学手段,解决学生在课前学习遇到的问题。教师在课堂布置丰富的练习任务,引导学生将所学知识应用于解决实际问题,锻炼思维能力,培养创新能力,增加课堂的趣味性。

在课后,教师布置多样的作业,如巩固作业、小组讨论作业、扩展性作业等,引导学生查阅资料,寻找解决方案,扩展知识面,培养学生独立解决问题的能力。学生必须进入平台完成相对应的作业,获得一定平时分,才能保证考试通过。教师进入平台批改学生的作业,将优秀的作业上传到平台,供学生参考,以激励学生朝着优秀的方向前进。课程的课前、课中、课后方案设计如表1所示。

4  基于SPOC的混合课程实施

4.1  教学实施

本文根据设计好的“计算机网络基础”课程方案,选择计算机网络技术专业的班级进行实验,该专业每个年级有2个班,每个年级各选1个班级参与SPOC混合课程教学实验。按课前、课中、课后三个阶段进行跟踪并布置任务,制定详细的考核方案,采用问卷调查、个人访谈、作业完成质量、在线学习时间、学生课堂参与度等多个方面进行综合分析评价。与未进行SPOC混合教学的班级进行对比,得到的结果如图2所示。由图可见,实施SPOC混合教学的班级比传统教学班级在期末考试中不及格人数少很多,80分以上的人数多很多,说明实施SPOC混合教学的效果是非常理想的。

4.2  教学反馈

教学反馈主要是通过多方位搜集资料,了解学生对实施SPOC混合教学改革模式的认可程度。采用的搜集资料手段有:找学生谈话、发放调查问卷、学生对任课教师评价等。经调查发现,七成学生接受了SPOC的混合教学方法,并希望更多的专业课程使用这样的教学方法。三成学生认为这种教学方法的课前课后都要花很多时间学习,没有时间进行其他活动,而且他们不喜欢参与课堂的讨论,希望有更多时间听教师讲课。

高职学生自觉性差、主动性差、自制力差,他们课后的社团活动丰富、兼职多,很少的学生会在课后集中精力进行专业课程学习。调查发现只有近三成学生在课前和课后主动观看视频并完成相应的任务,七成学生没有完成任务。因此,设计具有吸引力的、短而精的学习内容,使学生花最短的时间掌握重难点知识,是教师进行SPOC混合课程设计的重要考验。

5  结  论

本文设计了基于SPOC混合模式的“计算机网络基础”翻转课堂,并在计算机网络技术专业2017、2018级学生的课堂进行了实验。从实验结果可知,基于SPOC的混合教学模式能给学生的学习带来良好的效果,增加了课堂的趣味性,丰富了课堂的教学手段,提高了学生的学习兴趣。从学生层面来说,SPOC混合教学模式需要学生更高的参与度,需要教师耐心的引导;从教师层面来说,SPOC混合教学模式需要教师不断学习新的教学手段和教学方法,具备更强的课堂设计能力和信息化技术应用能力。虽然本文设计的SPOC混合模式取得了一定的效果,但仍存在以下问题:实验时间短,实验样本过少,不足以证明该模式的持久性和普遍性,需要在更多班级和课程中进行尝试。笔者希望更多的高职教师参与SPOC混合模式的改革与交流,一起创新信息化的教学手法,提高教学质量,为社会培养更多的专业人才。

参考文献:

[1] 张岩.“互联网+教育”理念及模式探析 [J].中国高教研究,2016(2):70-73.

[2] 荣爱珍.基于UMU平台的深度学习理论研究——以在“生理学”课程教学改革中的应用与思考为例 [J].现代信息科技,2019,3(8):113-116.

[3] 曾明星,周清平,蔡国民,等.基于MOOC的翻转课堂教学模式研究 [J].中国电化教育,2015(4):102-108.

[4] 贺斌,曹阳.SPOC:基于MOOC的教学流程创新 [J].中国电化教育,2015(3):22-29.

[5] 李兴敏,罗唱.MOOC应用于成人高等教育的博弈——深圳大学督学案例 [J].中国成人教育,2017(6):32-36.

[6] 马玉慧,柏茂林,周政.智慧教育时代我国人工智能教育应用的发展路径探究——美国《规划未来,迎接人工智能时代》报告解读及启示 [J].电化教育研究,2017,38(3):123-128.

[7] 蔡青,胡永金,李星星,等.基于MOOCs的大学物理实验教学改革 [J].实验室研究与探索,2016,35(9):177-180+199.

作者简介:陈家迁(1977.08-),男,汉族,广西玉林人,就职于信息工程系,讲师,硕士研究生,研究方向:计算机网络;通讯作者:覃一海(1986.10-),男,汉族,广西北流人,就职于信息工程系,讲师,硕士研究生,研究方向:人工智能、数值模拟;温剑锋(1979.12-),男,汉族,广西贵港人,就职于信息工程系,系主任,副教授,硕士研究生,研究方向:云计算。

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