后疫情時代智慧技術(shù)在混合教學中的應用探究

鐘益華

（浙江師范大學 教師教育學院，浙江 金華 321004）

一、引言

智慧教育是教育信息化的新境界、新訴求。它需要以智慧學習環(huán)境為技術(shù)支撐、以智慧學習為根本基石、以智慧教學法為催化促導[1]。當前我國的智慧教育正處在深度探索和應用融合階段[2]。隨著智慧技術(shù)的不斷發(fā)展以及國家各項推進智慧教育發(fā)展政策的助力，智慧技術(shù)在教育領(lǐng)域的應用愈加廣泛，人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、5G 等技術(shù)的整合應用，使之在教育領(lǐng)域迸發(fā)出愈加強勁的影響力與生命力。

在線學習是近年來備受大眾歡迎的一種學習模式。新冠疫情之下，由于“停課不停學”政策的號召，各學校依托網(wǎng)絡(luò)學習平臺開展起線上教學，線上教學成為疫情期間各學校的常態(tài)化教學形式。伴隨著我國新冠疫情得到有效控制，大中小學陸續(xù)開學并實施線下教學，但線上教學并未因此被取締，而是憑借其獨特優(yōu)勢仍得到各學校、教師的青睞，由此形成了后疫情時代線上線下相結(jié)合的混合式教學新常態(tài)[3]。現(xiàn)今的混合式教學并非是簡單的線上線下學習方式的組合，而是更加強調(diào)融合發(fā)展，加之各類智慧技術(shù)的應用突破，進一步促使其更好地融合。如課堂行為識別、情感分析、學情預測、智能閱卷、智能機器人等基于智慧技術(shù)的應用能夠有效提升混合教學當中教師的教學質(zhì)量以及學生的學習效率，為推進智慧教育提供強大動力。

二、混合教學的現(xiàn)狀

1.線上學習學生參與度較低

線上學習具有不受時空限制、資源共享、可重復性等特點[4]。線上學習的主要學習場景是由學習者面對移動終端設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)學習平臺來觀看教師事先已經(jīng)錄制好的課程視頻或者通過直播軟件來進行實時課堂直播的形式。這類學習方式大多數(shù)是由學習者在家庭環(huán)境中獨立進行的，而教師則處在屏幕的另一端，因而很難實時觀察到學生的課堂學習情況，這就無法實現(xiàn)像線下課堂一樣快速對學習者的迷航行為進行適時干預調(diào)整[5]。加之網(wǎng)絡(luò)上各種資源的誘惑以及學習者自控力的不足，導致學生出現(xiàn)易走神等現(xiàn)象，進而降低其線上課堂的參與度，對學生的學習效果產(chǎn)生負面影響。

2.教師混合式教學準備度不足

教師的教學準備度集中表現(xiàn)為態(tài)度準備以及能力準備[6]。態(tài)度準備是指教師能否正確看待混合式教學并予以接受，而能力準備是指教師是否具備進行混合式教學的能力。教師是混合式教學中的關(guān)鍵一環(huán)，在線上線下的混合式教學中，教師的教學準備度對于學生學習的影響至關(guān)重要。然而，目前教師混合式教學的準備度仍然較低，仍處于混合式教學改革的意向期[7]。這表明教師在對待混合式教學的態(tài)度以及能力上仍有不足。相對應的，會影響教師在混合式教學中進行合理的課堂安排以及對學生在教學過程中產(chǎn)生的一系列問題缺乏成熟的指導解決方案，導致無法進行高效的混合式教學。

3.線上線下教學融合度較低

后疫情時代，各高校都熱衷于實施線上加線下的混合教學模式，但究其本質(zhì)，只是線上線下的簡單相加，并未實現(xiàn)其全方位的有效整合與利用，教師和學生缺乏線上線下融合發(fā)展的理念。從大多數(shù)研究[8-9]中可以看出，教師往往只是收集線上或線下某一方面的數(shù)據(jù)來對某一教學行為進行分析探究，而線上與線下教學往往是具有不同側(cè)重點以及在不同場景下進行的。從側(cè)重點角度來看，混合教學中的線上部分集中于課前預習理解、課后復習鞏固，而線下部分則更傾向于課中重難點知識的講解。從場景角度來看，線下部分往往是學生面對教師在學校教室中進行，而線上部分通常是學生面對移動終端在家或者機房中進行。如此一來，僅僅通過線上或線下某一方面所得來的教學信息進行研究是缺乏科學性的，難以在線上與線下混合的教學行為中泛化。

三、智慧技術(shù)對混合教學的意義

1.促進教師對學生的了解

教師對學生的了解程度會影響其對學生的整體認知態(tài)度。在傳統(tǒng)的教學過程當中，教師如果想要了解學生在某一段時間之內(nèi)的學習情況、學習態(tài)度以及情感問題等變化，通常需要采用觀察法、訪談法、量表等方式才能較好的掌握。教師若以此類方式面向眾多學生時會耗費其大量的時間精力，進而降低其教學精力的分配，影響教師的教學質(zhì)量。隨著智慧技術(shù)在教育領(lǐng)域的運用，類似情況得以改善。例如，通過深度學習的方式構(gòu)建一種基于雙通道深度記憶網(wǎng)絡(luò)的深度學習模型，并將此模型運用于學生教學評價之中，來挖掘?qū)W生在評價中對于不同教學方面的情感傾向，以此為依據(jù)幫助教師和教學管理者改進其教學過程[10]。通過深度學習的手段來挖掘情感狀態(tài)，即刻就能獲取其結(jié)果，這不僅大大減輕了教師在使用傳統(tǒng)的訪談等方式所付出的精力消耗，也促進了教師對學生的進一步了解。

2.提升課堂教學評價的效率

課堂教學評價是課堂教學環(huán)節(jié)中極為重要的組成部分，充分發(fā)揮課堂教學評價的應有功能對于整體教育教學質(zhì)量的提升、學生的成長及教師的專業(yè)發(fā)展都有著重要意義[11]。因此，提升課堂教學評價的效率對于教師和學生都非常關(guān)鍵。基于智慧技術(shù)的課堂教學評價方法通過獲取學生課堂中的行為畫面，并對畫面中學生的肢體行為以及表情狀態(tài)進行識別，再根據(jù)前期已經(jīng)劃分好的狀態(tài)進行分類，一般劃分指標為積極、中性、消極等[12]。通過結(jié)合學生的行為以及行為分類的結(jié)果對其課堂表現(xiàn)進行評價，評價結(jié)果在課后就能夠及時的反饋給教師，讓教師迅速感知課堂中學生的學習情況以及自身教學需要改進之處。相比傳統(tǒng)的采用專家聽課、評估表來進行課堂教學評價的方式，基于智慧技術(shù)的課堂教學評價更具效率且避免了由于專家的主觀局限性而導致的評價結(jié)果的偏倚。

3.促進混合學習模式的構(gòu)建

混合式學習模式以智慧教學技術(shù)為前提，以創(chuàng)新教學理念為指導，將線上網(wǎng)絡(luò)學習和線下課堂學習結(jié)合起來，讓學生成為教學的主體[13]。采用智慧技術(shù)構(gòu)建的混合學習模式，如圖1所示。該模式充分利用智慧技術(shù)的優(yōu)勢，將其運用于課前、課中、課后的教學活動當中，以實現(xiàn)精準、高效的教學。在課前線上準備階段，教師首先發(fā)布與本次課程相關(guān)的線上學習資源，包括教師事先錄制好的學習視頻、PPT、題目等，學生通過這些學習資源進行預習，并將預習時產(chǎn)生的各類問題發(fā)布于在線討論之中，通過自然語言處理技術(shù)將問題進行分類，如分為認知、情感類等問題，而學生的個性化問題則單獨成列，教師通過收集學生的問題做好課前教學準備。在課中線下教學階段，教師不必贅述課程中的每一個知識點，而是以課前準備為依據(jù)，主要講解重難點以及協(xié)助學生解決其個性化問題，而課堂教學過程由高清攝像頭采集學生學習畫面，利用深度學習技術(shù)識別分析學生的課堂學習情況，做出課堂教學評價，并在課后及時將評價結(jié)果反饋給教師，教師以此來調(diào)整教學策略。在課后線上評價階段，學生完成教師發(fā)布的線上作業(yè)，其中自身難以解決的問題可以通過智慧機器人進行輔助完成，由線下學習平臺統(tǒng)計學生的作業(yè)完成情況并及時反饋給教師，由教師來做出最終教學評價。

圖1 混合學習模式

四、智慧技術(shù)在混合教學中的應用

1.課堂行為分析

課堂行為能夠反映教師和學生的課堂狀態(tài)，通過對課堂行為的分析理解能夠促進教學過程的進一步優(yōu)化，為教師的教學決策提供科學依據(jù)。目前大多數(shù)學校教室都配置了高清攝像頭，這為進行課堂行為分析數(shù)據(jù)采集提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。通過攝像頭記錄課堂中學生的行為，將收集的視頻、圖像等數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)預處理等操作后放入深度學習神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)當中進行訓練，得出學生的課堂行為分析結(jié)果，教師根據(jù)結(jié)果能夠快速全面地了解學生課堂的學習狀態(tài)，助力其教學決策的進行。

2.智能輔助學習

智能助學機器人、智慧學伴等是目前較為流行的輔助學生進行學習的應用。伴隨著人工智能技術(shù)的進一步發(fā)展，其功能越來越完善，并向著實現(xiàn)精準助學方向邁進。其發(fā)展的要求不僅限于對學生的簡單輔助，而是強調(diào)精準，智能機器人能夠通過與學生的對話、作業(yè)情況、學習記錄等信息生成關(guān)于該學生的學習畫像，通過學生畫像了解其知識掌握的薄弱之處并予以有效學習推薦與指導，助力學生對薄弱知識點的掌握，達到提升其學習成績的效果。智能輔助學習技術(shù)的使用能夠大大減輕課后由家長來輔導學生進行問題解決的壓力。

3.學情預測

學情分析與預測能夠幫助教師了解學生的真實狀態(tài)，使教師能夠充分關(guān)注學生的學習需求，從而做到更好地服務于學生的學，促進學生的發(fā)展與進步。借助基于智慧技術(shù)的改進的并行隨機森林算法[14]，對學生的學習情況進行有效預測，能夠幫助教師提前了解教學安排是否妥當，從預測結(jié)果中能夠精準定位出優(yōu)秀或需要重點關(guān)注的對象，及時干預影響學習效果的行為，并在以后的學習中提供個性化幫助與指導。

4.智能閱卷

針對教師所面對的繁重的教學任務問題，智能閱卷技術(shù)能夠大大減輕教師的改卷壓力，使教師能夠?qū)⒆陨砭杏诮虒W效果的提升。基于文本識別與自然語言處理技術(shù)的智能閱卷，首先通過文本識別來獲取文字信息，了解其具體是什么，再通過自然語言處理來理解其語義信息，判斷內(nèi)容的優(yōu)劣程度，最后進行評分。其速度是人工閱卷的數(shù)倍，有效提升了整體教學效率。

五、智慧技術(shù)在混合教學中應用的注意事項

1.注重提升教師的混合式教學準備度

充分利用智慧技術(shù)的優(yōu)勢大力提升教師在混合式教學中的準備度，為混合式教學的高效開展提供師資力量保障。從態(tài)度準備以及能力準備兩個方面入手。例如在態(tài)度準備方面，使用智慧技術(shù)優(yōu)化混合式教學過程，扭轉(zhuǎn)教師對混合式教學的消極態(tài)度。在能力準備方面，可以使用智慧技術(shù)生成教師畫像，助力教師了解自身能力發(fā)展不足之處，促進教師的自我認知與反思，完善教師對未來發(fā)展的規(guī)劃，根據(jù)教師個人特點進行個性化專業(yè)發(fā)展推薦，以此來加強教師隊伍建設(shè)，增強教師隊伍的混合式教學能力，提升教師的混合式教學準備度。

2.注重培養(yǎng)線上線下融合發(fā)展理念

要發(fā)展好混合教學模式，就必須注重線上與線下教學有效融合的理念，尤其是要做好線上到線下、線下轉(zhuǎn)線上的銜接工作。混合教學不是線上與線下教學的簡單相加，而應該做到虛實融合，相互啟承。教師要根據(jù)課程標準要求來合理安排線上與線下的具體知識內(nèi)容，做到線上課前預習、課后鞏固為主，線下課中集中講解重難點以及個性化問題。在課前、課中、課后三階段適時使用智慧技術(shù)以輔助學生正常學習的開展，且在三個階段的銜接部分控制好跨度，以便滿足最近發(fā)展區(qū)要求，使學生既能得到提高，又避免因過高要求導致的學習倦怠等問題。培養(yǎng)好教師和學生線上線下混合教學的融合發(fā)展理念，而不是單一注重線上或線下某一方面的教與學工作，使兩者的教與學實現(xiàn)真正有效的融合發(fā)展。

3.發(fā)揮家校合作的重要性

在混合教學模式當中，家庭也是學生學習的重要場所之一。學生的線上課前預習、課后鞏固大多數(shù)都是在家庭環(huán)境中使用移動終端設(shè)備進行的，家庭所提供的學習環(huán)境對學生學習的影響不可忽視。因此，發(fā)揮家庭在混合教學中的重要性非常關(guān)鍵。家庭成員要發(fā)揮好家校合作中的重要紐帶作用，一方面要鼓勵學生的線上學習，給予學生在智慧技術(shù)支持下進行線上學習所需的物質(zhì)條件基礎(chǔ)，另一方面也要起到監(jiān)督管理的作用。由于線上網(wǎng)絡(luò)自身具有海量資源等特性，因此家長要防止學生由于自控力不足或受到各式各樣網(wǎng)絡(luò)資源誘惑所導致的學習效果不佳等問題。配合學校、教師完成線上預習到線下課堂教學再到線上課后復習的平穩(wěn)過渡，防止因某一環(huán)節(jié)的疏漏進而導致教學效果的不理想。

4.完善混合教學平臺的開發(fā)

混合教學平臺是支撐混合教學模式發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，混合教學的發(fā)展離不開一個完善的教學平臺。現(xiàn)今，網(wǎng)上教學平臺大多數(shù)都只是普通在線學習平臺，其中智慧技術(shù)的應用很少涉及或并不完善，而隨著智慧技術(shù)的不斷發(fā)展，將智慧技術(shù)大量應用于教育領(lǐng)域以促進其發(fā)展是必然趨勢。如生成學生畫像、進行知識追蹤、認知診斷、學情預測等，此類技術(shù)的運用能夠極大地提升教師對學生的了解，有效追蹤學生的學習狀態(tài)。生成適合每個學生個性化發(fā)展的學習路徑，并快速對其不足之處進行彌補，有效提升其學習成績。此外，大部分學習平臺也僅僅考慮到線上數(shù)據(jù)的采集與分析，而往往忽視線下數(shù)據(jù)的重要性。所以，進一步完善混合學習平臺的開發(fā)是研究者應該重點考慮的。

六、結(jié)束語

隨著智慧技術(shù)的不斷發(fā)展，其在教育領(lǐng)域中的運用越來越廣泛。后疫情時代，混合式教學將成為常態(tài)，將智慧技術(shù)帶入到混合式教學當中，不僅能夠有效提升教學效率，而且有利于提高教師、學生的信息化水平。本文通過分析混合式教學的現(xiàn)狀以及智慧技術(shù)在混合式教學中的意義與應用，提出了智慧技術(shù)在混合式教學中應用的注意事項，為教師更好地進行混合式教學提供了借鑒。當然，智慧技術(shù)在混合式教學中的應用仍有很多不足的地方，后續(xù)研究者應逐步探索將智慧技術(shù)更加合理且高效地應用于混合式教學模式中，以促進混合式教學的發(fā)展。