一種新式教學(xué)方法的研究與實(shí)踐

摘" 要：該文首次提出復(fù)式教學(xué)方法——一種支持個(gè)性化和智能化教學(xué)及線上線下混合教學(xué)模式的教學(xué)方法?？紤]教學(xué)知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)節(jié)上的應(yīng)用和不同教學(xué)場景下如線上線下的教學(xué)主體的動(dòng)態(tài)切換，提出以不同教學(xué)主體平面實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)。“教師平面”“學(xué)生平面”和“智能知識(shí)系統(tǒng)平面”從不同知識(shí)講授切入點(diǎn)以不同知識(shí)點(diǎn)講授邏輯線進(jìn)行課程教學(xué)，實(shí)現(xiàn)混合教學(xué)模式。利用人工智能提高教學(xué)資源的個(gè)性化和精品化，支持個(gè)性化智能教學(xué)。

關(guān)鍵詞：復(fù)式教學(xué)法;個(gè)性化;人工智能;線上線下混合教學(xué);智能知識(shí)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：G642" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2096-000X（2025）04-0120-05

Abstract： In this paper， a new teaching methodology called compound teaching， is proposed. This real product-based teaching method supports personalized and intelligent knowledge imparting and allows blended modes of online and offline instructing. Based on a real industrial product， considering the knowledge application in the product modules and dynamically changed teaching scenes with different class guides， \"teacher plane\"， \"student plane\"， and \"intelligent knowledge system plane\" are proposed to build a blended teaching model which allows a different \"one\"， teacher， student or knowledge system， to guild the course teaching in different threads from different aspects. Artificial intelligence is employed to implement the course resource optimization and personalization， and the personalized and intelligent knowledge imparting is substantiated.

Keywords： compound teaching; personalization; artificial intelligence; blended online and offline teaching; intelligent knowledge system

大學(xué)中一些工科專業(yè)課程理論性較強(qiáng)，概念比較抽象，公式推導(dǎo)多。盡管目前大多數(shù)課程都有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課，但實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本上與實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)存在一定的脫節(jié)，且多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。因此，通過一個(gè)具體產(chǎn)品應(yīng)用系統(tǒng)來講解一門課程的所有重要知識(shí)點(diǎn)，將會(huì)加深學(xué)生對知識(shí)的理解程度并掌握其在實(shí)際產(chǎn)品系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。對于一些專業(yè)的本科教學(xué)，國內(nèi)外很多大學(xué)都采用從大學(xué)一年級(jí)就開始讓學(xué)生參與具體實(shí)際項(xiàng)目的教學(xué)方法，該項(xiàng)目將貫穿大學(xué)四年的教學(xué)。參與實(shí)際項(xiàng)目產(chǎn)品研發(fā)，比如機(jī)械專業(yè)的簡易車輛制造，可以讓學(xué)生從一年級(jí)開始就將學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際產(chǎn)品中，同時(shí)實(shí)際應(yīng)用也將促進(jìn)學(xué)生對知識(shí)的理解和掌握，并調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，拓展學(xué)生思維，理解知識(shí)本質(zhì)，繼而思考變化，提出創(chuàng)新，這種融實(shí)際產(chǎn)品應(yīng)用系統(tǒng)和教學(xué)于一體的教學(xué)方式是培養(yǎng)學(xué)生工程能力的重要手段。

因此，結(jié)合實(shí)際產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)過程進(jìn)行一門課程的知識(shí)點(diǎn)講授，將能使學(xué)生深刻理解知識(shí)點(diǎn)的來龍去脈和本質(zhì)，并能掌握其在實(shí)際中的應(yīng)用，且會(huì)根據(jù)知識(shí)點(diǎn)解決實(shí)際問題的本質(zhì)，做到舉一反三，達(dá)到真正學(xué)以致用的目的，實(shí)現(xiàn)學(xué)會(huì)、用會(huì)、能擴(kuò)展、能升華。

一" 相關(guān)工作

利用OBE（Outcome-based education）[1-3]成果導(dǎo)向教育和目標(biāo)導(dǎo)向教育的理念，在課程教學(xué)中利用實(shí)際產(chǎn)品所需要的理論知識(shí)與所學(xué)課程知識(shí)的關(guān)聯(lián)，強(qiáng)調(diào)知識(shí)在實(shí)際應(yīng)用中的需求及所學(xué)知識(shí)可以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，并展示在實(shí)際產(chǎn)品中相關(guān)知識(shí)的應(yīng)用所取得的成果及會(huì)讓學(xué)生具備解決具體問題的能力，則將激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和動(dòng)機(jī)，將知識(shí)由被動(dòng)記憶轉(zhuǎn)化為主動(dòng)理解與學(xué)習(xí)。教師以產(chǎn)品系統(tǒng)環(huán)節(jié)說明需要實(shí)現(xiàn)的功能，明確學(xué)習(xí)成果，即事先讓學(xué)生了解學(xué)習(xí)本部分內(nèi)容的成果和收獲，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，然后由學(xué)生自行主動(dòng)學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，并進(jìn)行相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)學(xué)習(xí)，這將提高學(xué)生對知識(shí)的理解深度和運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

人類對知識(shí)的學(xué)習(xí)模式和過程非常復(fù)雜，雖然目前大腦的學(xué)習(xí)機(jī)制并未完全被破解，但通過知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合，可以讓大腦豐富知識(shí)的記憶維度。多維度記憶相比于單維度記憶，能形成更大和更穩(wěn)定的神經(jīng)回路，不容易被遺忘[4]。此外，在學(xué)習(xí)過程中如果沒有“好的”結(jié)果，就沒有積極動(dòng)機(jī)，而實(shí)踐應(yīng)用可以產(chǎn)生“好的”結(jié)果，能夠形成積極反饋，促使大腦再次主動(dòng)獲取信息[5]。這樣，將知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合將可以給大腦提供一個(gè)正向動(dòng)機(jī)，從而可形成良好的學(xué)習(xí)閉環(huán)。因此，當(dāng)前有很多面向應(yīng)用或以經(jīng)驗(yàn)科學(xué)為知識(shí)主體的課程提倡以“項(xiàng)目和任務(wù)驅(qū)動(dòng)”來實(shí)施教學(xué)，采用實(shí)踐項(xiàng)目引導(dǎo)式教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力，以項(xiàng)目為引導(dǎo)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置，將具體知識(shí)點(diǎn)與實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)行整合[6]?；陧?xiàng)目引導(dǎo)（Project based learning，PBL）則可以把理論內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用相關(guān)聯(lián)，加深學(xué)生對理論內(nèi)容的理解[7-8]。基于項(xiàng)目引導(dǎo)的課程教學(xué)將會(huì)明顯提高學(xué)生成績和滿意度[9]。

項(xiàng)目教學(xué)法是一種以項(xiàng)目為中心、學(xué)生為主體和教師為主導(dǎo)的教學(xué)方法，結(jié)合項(xiàng)目計(jì)劃，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)使學(xué)生完成知識(shí)學(xué)習(xí)，即構(gòu)成“項(xiàng)目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”一體化教學(xué)[10]。一些計(jì)算機(jī)類課程在實(shí)際教學(xué)中以企業(yè)真實(shí)工程項(xiàng)目為基礎(chǔ)，進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)，即讓學(xué)生以個(gè)體或小組參與項(xiàng)目模塊設(shè)計(jì)和開發(fā)，利用所學(xué)知識(shí)完成設(shè)計(jì)和開發(fā)工作，將會(huì)明顯提高教學(xué)效果[11-12]。此外，在課程教學(xué)中，也可以不采用一個(gè)主項(xiàng)目，而是通過多個(gè)微項(xiàng)目指導(dǎo)教學(xué)，微項(xiàng)目將課程知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用到小型項(xiàng)目開發(fā)實(shí)踐中[13]。對于一些實(shí)用性較強(qiáng)的工程類課程，可以將涵蓋所有教學(xué)內(nèi)容的項(xiàng)目情境引入課程教學(xué)，以項(xiàng)目為主線，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，將課程理論知識(shí)融入到項(xiàng)目開展中，運(yùn)用課程理論知識(shí)和操作技能解決實(shí)際生產(chǎn)問題[14]。

近年來，隨著慕課、金課和微課的課程建設(shè)，教學(xué)資源得到極大豐富，但相應(yīng)的有建設(shè)性的教學(xué)方法并沒有得到較大發(fā)展或應(yīng)用。實(shí)際上高等教育仍是以教師課堂講授為主，增加了少量簡單的課堂互動(dòng)活動(dòng)，仍以課程考試作為恒量學(xué)生學(xué)習(xí)成果的主要手段。雖然線上教學(xué)限制了教師的課堂活動(dòng)而增加了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，但其主要教學(xué)手段仍是讓學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)課程，并不是真正意義上的翻轉(zhuǎn)課堂，而翻轉(zhuǎn)課堂也未必適用于所有學(xué)生，因?yàn)槊總€(gè)人的學(xué)習(xí)方式和知識(shí)汲取能力及觸點(diǎn)未必相同。

因此，開發(fā)新型教學(xué)方法以充分利用并優(yōu)化課程資源，以產(chǎn)品引導(dǎo)學(xué)習(xí)，教師和學(xué)生可自由靈活作為教學(xué)主體，允許個(gè)性化智能教學(xué)和多元教學(xué)方式并適合疫情情況下線上線下的交替反復(fù)教學(xué)模式將成為教學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵。

論文首先提出以實(shí)際產(chǎn)品系統(tǒng)為導(dǎo)向的復(fù)式課程教學(xué)方法，支持混合式個(gè)性化教學(xué)，實(shí)現(xiàn)從不同維度以不同教學(xué)主體平面實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)，“教師平面”“學(xué)生平面”和“智能知識(shí)系統(tǒng)平面”從不同知識(shí)講授切入點(diǎn)以不同知識(shí)點(diǎn)講授邏輯線進(jìn)行課程教學(xué)。以實(shí)際產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)過程貫穿整個(gè)教學(xué)過程，課程每個(gè)知識(shí)點(diǎn)將被應(yīng)用到相應(yīng)產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)具體環(huán)節(jié)，以知識(shí)點(diǎn)講解和產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)兩條線融合推進(jìn)課程講授。課程教學(xué)引入人工智能和學(xué)生反饋處理機(jī)制以支持個(gè)性化教學(xué)，基于智能系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)教學(xué)資源檢索、積累、更新、優(yōu)化、關(guān)聯(lián)和推送，根據(jù)個(gè)體學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)經(jīng)歷及成果和反饋，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)包括提示應(yīng)學(xué)知識(shí)點(diǎn)、應(yīng)補(bǔ)修知識(shí)內(nèi)容、應(yīng)執(zhí)行的知識(shí)測驗(yàn)及給出評(píng)估結(jié)果等，并可根據(jù)學(xué)生的思維習(xí)慣和學(xué)習(xí)行為及關(guān)注點(diǎn)，自動(dòng)推送相關(guān)教學(xué)資源。課程系統(tǒng)平臺(tái)支撐任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何教學(xué)主體的教學(xué)實(shí)施，支持線上線下教學(xué)模式無縫切換，減少學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)波動(dòng)。

二" 以產(chǎn)品引導(dǎo)的復(fù)式教學(xué)法

針對混合式教學(xué)，本文基于OBE理念，提出以“產(chǎn)品引導(dǎo)”的多維復(fù)式教學(xué)方法，將涉及知識(shí)點(diǎn)層化與應(yīng)用關(guān)聯(lián)及三維平面“教師平面”“學(xué)生平面”和“智能知識(shí)系統(tǒng)平面”的構(gòu)建（圖1）。課程資源建設(shè)和課程講授通過三個(gè)平面關(guān)聯(lián)，以智能知識(shí)系統(tǒng)平臺(tái)支撐，實(shí)現(xiàn)多維復(fù)式教學(xué)以提高教學(xué)效果，同時(shí)也將解決當(dāng)前線上線下教學(xué)模式交替反復(fù)、課程講授主體動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換和課程資源按需優(yōu)化等問題。

基于一個(gè)實(shí)際產(chǎn)品系統(tǒng)引導(dǎo)課程教學(xué)，首先需提煉課程所有的重要知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際產(chǎn)品系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)流程，將課程知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)過程中相應(yīng)環(huán)節(jié)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以多元化形式呈現(xiàn)，并在課程平臺(tái)中實(shí)現(xiàn);實(shí)現(xiàn)所有知識(shí)點(diǎn)通過一個(gè)實(shí)際產(chǎn)品應(yīng)用貫穿起來的教學(xué)框架?；谠摽蚣?，結(jié)合產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)講解知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生了解課程中的每個(gè)知識(shí)點(diǎn)可應(yīng)用在哪個(gè)產(chǎn)品環(huán)節(jié)、在該環(huán)節(jié)應(yīng)用此知識(shí)點(diǎn)的必要性及應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)的方法和效果等，利用實(shí)際產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)前后環(huán)節(jié)對知識(shí)點(diǎn)相互關(guān)聯(lián)性進(jìn)行講解，使學(xué)生深刻理解知識(shí)點(diǎn)的本質(zhì)，拓廣思維并能掌握其在實(shí)際系統(tǒng)中的靈活應(yīng)用。

鑒于“教師中心”和“學(xué)生中心”并不是完全獨(dú)立和對立，而是具有共性部分，提出以不同教學(xué)主體平面實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)，“教師平面”“學(xué)生平面”和“智能知識(shí)系統(tǒng)平面”從不同知識(shí)講授切入點(diǎn)以不同知識(shí)點(diǎn)講授邏輯線進(jìn)行課程教學(xué)，實(shí)現(xiàn)混合式教學(xué)模式?？紤]在學(xué)生思維上知識(shí)印象形成的過程不同及知識(shí)本身和獲取方式對其將來的實(shí)際應(yīng)用和被遺忘率的影響不同，基于智能知識(shí)系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)和多元化教學(xué)方式。

一般知識(shí)接受遵循“盲點(diǎn)—認(rèn)知點(diǎn)—疑問點(diǎn)—反饋點(diǎn)—融合點(diǎn)—認(rèn)知點(diǎn)”的認(rèn)知循環(huán)，因此將實(shí)現(xiàn)學(xué)生反饋處理機(jī)制以提高個(gè)性化教學(xué)資源推薦的精準(zhǔn)性。通過知識(shí)系統(tǒng)的智能化，允許教學(xué)資源的自動(dòng)更新和優(yōu)化，并可根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)經(jīng)歷及已有學(xué)習(xí)效果選擇最優(yōu)資源推送給學(xué)生，以成果和應(yīng)用激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。此外，智能知識(shí)系統(tǒng)平臺(tái)將能應(yīng)對疫情導(dǎo)致的線上線下交替授課情況，允許采用多種教學(xué)方式，教師主導(dǎo)、學(xué)生主導(dǎo)和知識(shí)系統(tǒng)本身主導(dǎo)的教學(xué)將不受限于線上線下教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式無縫切換，減少學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)波動(dòng)。知識(shí)系統(tǒng)引導(dǎo)的教學(xué)方式將根據(jù)學(xué)生已學(xué)知識(shí)點(diǎn)，利用系統(tǒng)提供的測驗(yàn)結(jié)果推薦學(xué)生下一步學(xué)習(xí)內(nèi)容，并關(guān)聯(lián)相應(yīng)優(yōu)化的教學(xué)資源，基于知識(shí)環(huán)節(jié)掌握程度，向?qū)W生建議補(bǔ)修、重修或擴(kuò)展學(xué)習(xí)內(nèi)容。

復(fù)式教學(xué)法需要建設(shè)智能知識(shí)系統(tǒng)平臺(tái)以融合優(yōu)化各類教學(xué)資源，支持個(gè)性化教學(xué)和不同教學(xué)方式的靈活采用，并提供三個(gè)平面的管理接口。

（一）" 復(fù)式教學(xué)方法定義

“教學(xué)主體”將由三個(gè)平面表征（圖1），包括“教師平面”“學(xué)生平面”和“智能知識(shí)系統(tǒng)平面”，分別代表以“教師”“學(xué)生”和“智能知識(shí)系統(tǒng)”為引導(dǎo)主體的教學(xué)方式，并可衍生出相應(yīng)的“混合式”，其中“智能知識(shí)系統(tǒng)平臺(tái)”可自動(dòng)進(jìn)行教學(xué)資源檢索、積累、更新、優(yōu)化、關(guān)聯(lián)和推送，根據(jù)個(gè)體學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)經(jīng)歷及歷史測驗(yàn)評(píng)估結(jié)果和反饋指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)包括提示應(yīng)學(xué)知識(shí)點(diǎn)、應(yīng)補(bǔ)修知識(shí)內(nèi)容、應(yīng)執(zhí)行的知識(shí)測驗(yàn)及給出評(píng)估結(jié)果等，并根據(jù)學(xué)生的思維習(xí)慣和學(xué)習(xí)行為及關(guān)注點(diǎn)，進(jìn)行教學(xué)資源優(yōu)化和個(gè)性化教學(xué)資源推送。利用三個(gè)平面，可以從不同角度以不同教學(xué)主體實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)，“教師平面”“學(xué)生平面”和“智能知識(shí)系統(tǒng)平面”從不同知識(shí)講授切入點(diǎn)以不同知識(shí)點(diǎn)講授邏輯線進(jìn)行課程教學(xué)，可根據(jù)教學(xué)場景和教學(xué)需求動(dòng)態(tài)選擇，允許個(gè)性化教學(xué)和多元教學(xué)方式的靈活采用。教師主導(dǎo)、學(xué)生主導(dǎo)和知識(shí)系統(tǒng)本身主導(dǎo)的教學(xué)將不受限于線上線下教學(xué)模式，可應(yīng)對疫情導(dǎo)致的線上線下交替授課情況。此外，課程知識(shí)點(diǎn)將形成層式結(jié)構(gòu)，同時(shí)與實(shí)際產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)對應(yīng)關(guān)聯(lián)。這樣，形成教學(xué)主體不單一、知識(shí)點(diǎn)銜接不單一、教學(xué)方式不單一的復(fù)式教學(xué)方法，進(jìn)而可開展多維多角度教學(xué)工作，支持線上線下教學(xué)模式的無縫切換，減少學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)波動(dòng)，提高教學(xué)效果。

（二）" 平面建設(shè)

復(fù)式教學(xué)法首先要實(shí)現(xiàn)課程知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)的關(guān)聯(lián)，然后對每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講授分別從三個(gè)平面維度進(jìn)行教學(xué)方案建設(shè)。

1" 教師平面

對于教師平面，教師作為教學(xué)主體引導(dǎo)教學(xué)。首先講解產(chǎn)品系統(tǒng)輸入、相關(guān)處理及實(shí)現(xiàn)功能和最終運(yùn)轉(zhuǎn)目標(biāo)，以知識(shí)應(yīng)用成果激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)（圖2）。然后確定課程各知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)之間的關(guān)聯(lián)及各知識(shí)點(diǎn)與其他預(yù)修課程的關(guān)聯(lián)，確定各知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用及擴(kuò)展，并驗(yàn)證和優(yōu)化知識(shí)點(diǎn)相關(guān)教學(xué)資源，確定各資源調(diào)用節(jié)點(diǎn)。在課程講授中，教師根據(jù)教學(xué)環(huán)境利用PPT、視頻或板書等方式講解知識(shí)點(diǎn)，并將實(shí)際產(chǎn)品每一運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)需求融入到知識(shí)點(diǎn)講解中。先給出實(shí)際產(chǎn)品系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)目標(biāo)，然后提出產(chǎn)品系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)需要解決的問題，探討相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)為何可以解決該問題及如何利用該知識(shí)點(diǎn)解決，并通過實(shí)際產(chǎn)品運(yùn)行結(jié)果展示知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用成果及關(guān)鍵參數(shù)的影響。教師可通過實(shí)際產(chǎn)品系統(tǒng)條件限制和功能升級(jí)等引導(dǎo)學(xué)生思考知識(shí)點(diǎn)擴(kuò)展和理論延伸，可進(jìn)一步通過課堂討論和課后實(shí)習(xí)作業(yè)等提高學(xué)生知識(shí)領(lǐng)會(huì)程度。

2" 學(xué)生平面

對于學(xué)生平面，教師首先向?qū)W生介紹一個(gè)或幾個(gè)常見應(yīng)用設(shè)備或系統(tǒng)，包括系統(tǒng)輸入、中間處理及要實(shí)現(xiàn)的功能和目標(biāo)，啟發(fā)學(xué)生思考如何開發(fā)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)設(shè)備和系統(tǒng)（圖3）。引導(dǎo)學(xué)生討論，根據(jù)產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)需求，需要解決什么問題？哪些問題可利用課程知識(shí)解決？需要掌握課程的哪些知識(shí)點(diǎn)？提示學(xué)生與產(chǎn)品系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，然后由學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。學(xué)生利用知識(shí)系統(tǒng)平臺(tái)自主檢索相應(yīng)課程知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)個(gè)人學(xué)習(xí)方式確定相應(yīng)教學(xué)資源并進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)生可通過PPT、教學(xué)視頻和在線板書等教學(xué)資源學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)系統(tǒng)將智能推薦相關(guān)學(xué)習(xí)資源，包括基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)和其他可了解知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用案例等，再結(jié)合實(shí)際產(chǎn)品應(yīng)用，學(xué)生可了解知識(shí)點(diǎn)的物理本質(zhì)。學(xué)生也可利用教師資源進(jìn)行疑點(diǎn)解答。最后，系統(tǒng)推薦相應(yīng)測驗(yàn)題，學(xué)生可根據(jù)學(xué)習(xí)成果評(píng)估結(jié)果決定是否繼續(xù)學(xué)習(xí)，系統(tǒng)將根據(jù)評(píng)估結(jié)果推薦進(jìn)一步學(xué)習(xí)的資源或可采取的提升學(xué)習(xí)效果的方法。教師將進(jìn)一步分配學(xué)生實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品環(huán)節(jié)的任務(wù)，針對某一產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)點(diǎn)自主確定解決方案，并利用實(shí)際系統(tǒng)輸入給出處理結(jié)果。這樣，通過教師引導(dǎo)、學(xué)生自學(xué)、教師干預(yù)和系統(tǒng)測驗(yàn)等實(shí)現(xiàn)學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的深入理解并掌握相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)在產(chǎn)品中的應(yīng)用。

3" 智能知識(shí)系統(tǒng)平面

智能知識(shí)系統(tǒng)主要由教學(xué)資源檢索和優(yōu)化子系統(tǒng)、教學(xué)資源推薦子系統(tǒng)、教學(xué)反饋處理子系統(tǒng)和教學(xué)資源數(shù)據(jù)庫等組成。首先系統(tǒng)將課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行提煉和分類，并將每一知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)相對應(yīng)，知識(shí)點(diǎn)互相關(guān)聯(lián)形成一條知識(shí)線，而產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)基于實(shí)際信號(hào)運(yùn)轉(zhuǎn)過程形成產(chǎn)品線，兩條線節(jié)點(diǎn)對應(yīng)并行推進(jìn)知識(shí)講授（部分產(chǎn)品環(huán)節(jié)可能對應(yīng)多個(gè)知識(shí)點(diǎn)且有交叉）。同時(shí)，知識(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)為每個(gè)知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)其他教學(xué)資源，并進(jìn)行優(yōu)化（圖4）。相對于“教師平面”和“學(xué)生平面”分別以教師和學(xué)生為教學(xué)主體，“智能知識(shí)系統(tǒng)平面”以智能系統(tǒng)為教學(xué)主體，可看成“知識(shí)講授機(jī)器人”。不同于“教師平面”和“學(xué)生平面”的課程教學(xué)分別是由教師的知識(shí)傳授和學(xué)生的知識(shí)汲取動(dòng)作觸發(fā)，“智能知識(shí)系統(tǒng)平面”的課程教學(xué)由事件觸發(fā)，根據(jù)個(gè)體的學(xué)習(xí)方式和習(xí)慣、歷史學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)效果評(píng)估結(jié)果及當(dāng)前學(xué)習(xí)進(jìn)度等，自動(dòng)推送最相關(guān)的預(yù)備知識(shí)、核心知識(shí)教學(xué)資源、知識(shí)應(yīng)用資源和知識(shí)檢驗(yàn)手段資源等。

在知識(shí)系統(tǒng)中，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)是相關(guān)教學(xué)資源的集合，將形成一個(gè)知識(shí)點(diǎn)模塊，附有知識(shí)點(diǎn)相關(guān)關(guān)鍵詞以便于檢索。同時(shí)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)將建立與其他相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)并在教學(xué)實(shí)施中推薦給學(xué)生。自動(dòng)搜索引擎利用知識(shí)點(diǎn)關(guān)鍵詞周期搜索相關(guān)教學(xué)資源，過濾優(yōu)化后推送給教師進(jìn)行驗(yàn)證，然后與知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)，通過學(xué)生關(guān)注度和學(xué)習(xí)效果等對教學(xué)資源進(jìn)行分類分級(jí)。知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的教學(xué)資源基于學(xué)生關(guān)注度動(dòng)態(tài)優(yōu)化并自動(dòng)更新推薦優(yōu)先級(jí)，根據(jù)學(xué)生需求自動(dòng)進(jìn)行教學(xué)資源檢索，并針對每個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)成果等特性關(guān)聯(lián)不同教學(xué)資源，包括知識(shí)講解、知識(shí)應(yīng)用和知識(shí)測驗(yàn)等以支持課程教學(xué)個(gè)性化，為每個(gè)學(xué)生定制個(gè)性化教學(xué)資源推薦。每個(gè)知識(shí)點(diǎn)將周期性自動(dòng)更新其關(guān)聯(lián)的預(yù)修知識(shí)點(diǎn)（根據(jù)學(xué)生關(guān)注度）、延伸知識(shí)點(diǎn)和深入理解知識(shí)點(diǎn)，并可與更多產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)資源關(guān)聯(lián)（在更多產(chǎn)品實(shí)例加入平臺(tái)后）。

學(xué)生利用推薦教學(xué)資源如PPT、教學(xué)視頻、在線板書、互動(dòng)問答和案例等進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)，并利用產(chǎn)品系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)了解知識(shí)點(diǎn)在產(chǎn)品系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中的定位和作用及不同參數(shù)對產(chǎn)品的影響。系統(tǒng)將推送知識(shí)點(diǎn)測驗(yàn)，對學(xué)生測驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析后推送給教師進(jìn)行判斷以決定是否“干預(yù)”。最后系統(tǒng)推送課后作業(yè)包括利用實(shí)際輸入實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品環(huán)節(jié)的任務(wù)，以讓學(xué)生進(jìn)一步理解知識(shí)點(diǎn)并掌握應(yīng)用。

三" 復(fù)式教學(xué)法實(shí)施

在實(shí)施復(fù)式教學(xué)法過程中，首先需對課程所有知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)提煉，同時(shí)對這些知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行研究分析，然后對實(shí)際產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，將每個(gè)節(jié)點(diǎn)與前后節(jié)點(diǎn)的關(guān)系及與整個(gè)產(chǎn)品功能的關(guān)系進(jìn)行分析總結(jié)，最后將課程的知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行一一關(guān)聯(lián)。在講授這些知識(shí)點(diǎn)時(shí)，同時(shí)講解知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)。

對每一學(xué)時(shí)內(nèi)容進(jìn)行“教師平面”“學(xué)生平面”和“智能知識(shí)系統(tǒng)平面”建設(shè)，而每一課時(shí)教學(xué)環(huán)節(jié)具體時(shí)間安排可以根據(jù)切入授課平面不同而不同。對于線下授課，由教師根據(jù)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容確定采取哪個(gè)平面主導(dǎo)教學(xué)，一般情況下，以“教師平面”和“學(xué)生平面”為主，即教師作為教學(xué)主體引導(dǎo)課程教學(xué)或教師講解實(shí)際產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)需求，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí);對于線上授課，可將“學(xué)生平面”和“知識(shí)系統(tǒng)平面”作為主要教學(xué)模式，即教師講解實(shí)際產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)需求，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，教師進(jìn)行相應(yīng)輔導(dǎo);或由知識(shí)系統(tǒng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，根據(jù)個(gè)體學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)經(jīng)歷及學(xué)習(xí)效果評(píng)估結(jié)果等，自動(dòng)向?qū)W生推送相關(guān)預(yù)備知識(shí)資源、核心知識(shí)教學(xué)資源、知識(shí)應(yīng)用資源和知識(shí)檢驗(yàn)手段等資源進(jìn)行學(xué)習(xí)。為支撐復(fù)式教學(xué)法，需要建設(shè)課程系統(tǒng)平臺(tái)，平臺(tái)需要實(shí)現(xiàn)智能引擎、個(gè)性化推薦引擎、教學(xué)資源關(guān)聯(lián)和優(yōu)化、教學(xué)資源分類，提供每一知識(shí)點(diǎn)從不同平面切入的教學(xué)方案，提供每一學(xué)時(shí)從不同平面切入的具體教學(xué)實(shí)施方案等。

四" 結(jié)束語

以實(shí)際產(chǎn)品為導(dǎo)向的復(fù)式教學(xué)法利用課程知識(shí)點(diǎn)與產(chǎn)品系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)的關(guān)聯(lián)，以知識(shí)點(diǎn)講解和產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)兩條線融合推進(jìn)課程講授?；谥R(shí)點(diǎn)線和產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)線，實(shí)現(xiàn)“教師平面”“學(xué)生平面”和“智能知識(shí)系統(tǒng)平面”的課程教學(xué)方案建設(shè)從不同知識(shí)講授切入點(diǎn)以不同知識(shí)點(diǎn)講授邏輯線進(jìn)行課程教學(xué)，引入人工智能技術(shù)進(jìn)行教學(xué)資源優(yōu)化和個(gè)體學(xué)習(xí)行為分析，允許個(gè)性化教學(xué)的同時(shí)，增加了教學(xué)方式的靈活性，將適合線上線下的交替反復(fù)教學(xué)，減少學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)波動(dòng)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率并改善教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] DEBOER G E. Student-Centered Teaching in a Standards-Based World： Finding a SensibleBalance[J].Science amp; Education， 2002（11）：405-417.

[2] SPADY， WILLIAM G. Outcome-Based Education： Critical Issues and Answers[J]. American Association of School Administrators， Arlington， VA， 1994.

[3] DONNELLY， KEVIN. Australia's Adoption of Outcomes Based Education： A Critique[J].Issues in Educational Research， 2007，17（2）：183-206.

[4] 陳宜張.神經(jīng)回路研究[J].科學(xué)，2014，66（3）：21-25，4.

[5] 霍鵬飛，吳瑋.大腦的學(xué)習(xí)機(jī)制及其對教育的啟示[J].集美大學(xué)學(xué)報(bào)（教育科學(xué)版），2011，12（2）：50-53.

[6] 皮大偉.基于OBE的智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)課程項(xiàng)目引導(dǎo)式教學(xué)設(shè)計(jì)[J].高教學(xué)刊，2021，7（29）：70-73，79.

[7] SANCHEZ-ROMERO J L， JIMENO-MORENILLA A， PERTEGAL-FELICES M L， et al. Design and Application of Project-Based Learning Methodologies for Small Groups Within Computer Fundamentals Subjects[J]. IEEE Access， 2019（7）：12456-12466.

[8] GAPRARO M M， JONES M. Interdisciplinary STEM project-basedlearning[M]//Capraro， R. M.， Capraro， M. M. and Morgan， J. R. STEM Project-Based Learning. Rotterdam， The Netherlands：Sense Publishers， 2013：51-58.

[9] CALVOI， CABANESI， QUESADAI， et al. A multidisciplinary PBL approach for teaching industrial informatics and robotics in engineering[J].IEEE Trans. Educ.， 2018，61（1）：21-28.

[10] 沈志君.“項(xiàng)目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)”一體化教學(xué)在中職自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)中的實(shí)踐探討——以變頻與伺服控制技術(shù)課程為例[J].科技視界，2021（28）：111-112.

[11] 徐超，葛紅美.“產(chǎn)品引導(dǎo)、三層遞進(jìn)”模式的項(xiàng)目化教學(xué)[J].計(jì)算機(jī)教育，2012（17）：71-75.

[12] 謝生龍，李竹林，許淳.以項(xiàng)目引導(dǎo)的軟件設(shè)計(jì)與體系結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革研究[J].考試周刊，2017（85）：35-36.

[13] 王藝瑋，劉繼紅，鄭聯(lián)語，等.微項(xiàng)目引導(dǎo)的工業(yè)智能方法與應(yīng)用課程教學(xué)實(shí)踐——研究型大學(xué)智能制造工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索[J].高教學(xué)刊，2021，7（36）：153-158.

[14] 魏希濤.“項(xiàng)目引導(dǎo)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)”法在“公路工程測量”課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].江蘇科技信息，2020，37（26）：56-58.

基金項(xiàng)目：教育部國家本科教學(xué)工程項(xiàng)目“《數(shù)字信號(hào)處理》教學(xué)資源和智能教學(xué)平臺(tái)建設(shè)”（ZL2022120）

作者簡介：李秀魁（1975-），男，漢族，遼寧大連人，電子工程博士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師。研究方向?yàn)橥ㄐ排c定位。