魏迎梅，康 來，謝毓湘，蔣 杰

(國防科技大學(xué) 系統(tǒng)工程學(xué)院，湖南 長沙 410073)

自2012年以來，以MOOC為代表的網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)，作為一種新興的教育模式在全球范圍內(nèi)迅猛發(fā)展，催生了互聯(lián)網(wǎng)以及相關(guān)信息技術(shù)對傳統(tǒng)教學(xué)模式的變革[1]，智慧型課堂教學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。

所謂智慧型教學(xué)，是以學(xué)生為主體，以能力為重點(diǎn)，以學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析等信息技術(shù)為手段輔助教師開展實(shí)時學(xué)情診斷和智能評價，從而有效指導(dǎo)教學(xué)決策和實(shí)施。其特征可總結(jié)為以下三個方面：第一，智能精準(zhǔn)性。實(shí)時獲取學(xué)生學(xué)習(xí)的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)并及時反饋給教師，實(shí)現(xiàn)對全課堂行為的實(shí)時監(jiān)控，做出有針對性的課堂管理策略。第二，有效互動性?；诰珳?zhǔn)數(shù)據(jù)獲取，實(shí)現(xiàn)課堂“師-機(jī)-生”多要素間的良性互動。第三，開放共生性。通過智能化信息技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)物理空間環(huán)境與虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的融合，打破傳統(tǒng)課堂的界限，使得泛在學(xué)習(xí)和個性化定制學(xué)案的生成均成為可能[2]。

教學(xué)包含教與學(xué)兩個方面，教師的引導(dǎo)和學(xué)生的參與是教學(xué)活動中至關(guān)重要的兩個環(huán)節(jié)，縱觀教學(xué)模式的演變過程，其本質(zhì)上都是通過運(yùn)用新技術(shù)新方法改善教學(xué)活動中師生參與度，讓教更有針對性，讓學(xué)更有主動性，縮短師生之間的“距離”，因此教學(xué)互動一直是教學(xué)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是提高教學(xué)效果最有效的途徑。然而，由于外部因素和學(xué)生心理因素的影響，課堂教學(xué)互動難以開展一直是困擾教學(xué)過程的難題。

2020年，由于疫情防控等原因，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式成為主流，催生了對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式方法的嘗試與改革，各種問卷調(diào)查和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)表明，通過合理有效地設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)能夠有效地解決以往教學(xué)中的各種問題，取得更好的學(xué)習(xí)效果，達(dá)到智慧型教學(xué)的目的。

本文以開展智慧型教學(xué)為目的，從如何打破時空限制開展教學(xué)、如何有效引導(dǎo)學(xué)生互動參與教學(xué)、如何精準(zhǔn)獲得學(xué)情反饋指導(dǎo)教學(xué)等方面，設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)環(huán)境與教學(xué)活動策略，并通過真實(shí)教學(xué)數(shù)據(jù)對智慧型教學(xué)效果進(jìn)行分析。

一、智慧型教學(xué)中的教學(xué)活動需求

智慧型教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，是利用現(xiàn)代教育技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)優(yōu)勢，突出強(qiáng)化教師主導(dǎo)和學(xué)生主體的結(jié)合，通過實(shí)時學(xué)情診斷和智能評價，讓教學(xué)更有針對性，讓學(xué)習(xí)更積極主動并富有創(chuàng)造性。

從上述需求出發(fā)，從教師的視角來看教學(xué)活動的基本作用是：

?引導(dǎo)學(xué)生注意力

?了解學(xué)生現(xiàn)有知識水平

?了解學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的掌握程度

?了解學(xué)生問題所在

?引發(fā)學(xué)生思考

從學(xué)生的視角，對教學(xué)活動的基本需求主要表現(xiàn)為能夠提問和獲得幫助。從學(xué)生的心理因素出發(fā)，學(xué)生更希望能夠獲得的是教師對問題的關(guān)注，而不是對個人的關(guān)注。這就造成了很多學(xué)生即使有疑問也不愿意去問。另一方面，在學(xué)習(xí)過程中，特別是理工科的學(xué)習(xí)中，學(xué)生往往會產(chǎn)生“好像聽懂了又好像沒聽懂”的感覺，在很多時候他們并不確定自己的理解是否正確，也不確定自己是否真的掌握了這一知識點(diǎn)。從這一點(diǎn)上，需要有即時測試和隱蔽表達(dá)觀點(diǎn)尋找?guī)椭氖侄巍?/p>

上述需求，看似非常簡單，但是在典型的線上教學(xué)以及課堂教學(xué)中卻很難實(shí)時完成，因此需要借助現(xiàn)代教育的信息化技術(shù)手段輔助。此外，教學(xué)互動只是教學(xué)設(shè)計(jì)中的一部分，而智慧型教學(xué)中，教學(xué)設(shè)計(jì)的多樣性也給教學(xué)互動提出了新的挑戰(zhàn)。

二、智慧型網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)中的教學(xué)活動設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢是能夠提供更多的學(xué)習(xí)資源，支持個性化自主學(xué)習(xí)。直播的優(yōu)勢就是將傳統(tǒng)課堂的優(yōu)點(diǎn)轉(zhuǎn)換到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，通過教師的啟發(fā)引導(dǎo)，降低學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)，是介于線上教學(xué)和線下教學(xué)之間的一種新型的混合式教學(xué)，雖然在形式表現(xiàn)為線上教學(xué)，但師生又可以共同參與教學(xué)的全過程，具有很大的教學(xué)設(shè)計(jì)空間。通過好的教學(xué)設(shè)計(jì)，可以靈活地在教師主導(dǎo)和學(xué)生主導(dǎo)兩種狀態(tài)之間切換，吸納線上線下教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，打造師生共同參與的智慧型教學(xué)。

(一)智慧型網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)的教學(xué)環(huán)境與手段

網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)工具很多，為了有效開展貫穿課前課中和課后的智慧型教學(xué)，可以采用會議系統(tǒng)+雨課堂的配置模式。用會議系統(tǒng)打造線上虛擬教室，繼承和發(fā)展傳統(tǒng)課堂教學(xué)的優(yōu)勢；用雨課堂開展智慧型教學(xué)，增強(qiáng)對教學(xué)過程的組織管理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時測試評價反饋與統(tǒng)計(jì)分析，提高教學(xué)的針對性。系統(tǒng)功能和能夠支持的教學(xué)活動如表1所示。

表1 網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)環(huán)境支持的教學(xué)活動

(二)網(wǎng)絡(luò)直播環(huán)境下的智慧型教學(xué)活動

智慧型教學(xué)活動設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，是讓教師更了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，有針對性調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)度，讓學(xué)生主動參與教學(xué)，顯式或隱式地表達(dá)自己的觀點(diǎn)和疑問，調(diào)整控制自己的學(xué)習(xí)節(jié)奏?；谏鲜鼋虒W(xué)手段，針對教學(xué)需求，可設(shè)計(jì)以下典型的教學(xué)活動：

1.引導(dǎo)啟發(fā)式的課堂講授

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)往往會先講授理論知識，然后再舉例講授其應(yīng)用，導(dǎo)致學(xué)生被動地接收。在智慧型教學(xué)中，首先應(yīng)讓學(xué)生明確本次課的教學(xué)目的，從學(xué)了有什么用的角度來提高學(xué)生動力。因此應(yīng)用問題導(dǎo)入與啟發(fā)引導(dǎo)是課堂活動的第一步。應(yīng)用問題的設(shè)計(jì)應(yīng)簡單直接易于理解，還可以與前一次課的課后作業(yè)相結(jié)合，例如，在作業(yè)中留一些學(xué)生用當(dāng)前所學(xué)知識難以解決或者會出錯的小“陷阱”，從引起學(xué)生的共鳴，能夠引發(fā)其思考和討論。在智慧型網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)中，問題導(dǎo)入可以借助在線視音頻資源、前次作業(yè)的雨課堂統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果等。

2.問題引導(dǎo)的課堂交流

問題引導(dǎo)式講授被公認(rèn)為是吸引學(xué)生注意，引發(fā)學(xué)生思考的有效教學(xué)手段。教師講授過程中通常采用正式提問和非正式提問的方式。正式提問通常用于發(fā)布一些發(fā)散型問題，通過點(diǎn)名或?qū)W生主動回答的形式，充分表達(dá)自己的觀點(diǎn)。這種交流相對耗時較多，且覆蓋面較窄。非正式提問采用自由回答的形式，主要目的是用問題引導(dǎo)學(xué)生思維、引發(fā)學(xué)生思考和質(zhì)疑。然而，在課堂教學(xué)中，卻往往會限入無人回答的尷尬境地，其中怕答錯、不愿意出頭等心理原因占據(jù)了主要位置，此外，不確定自己的問題和觀點(diǎn)有無價值，值不值得當(dāng)眾提出來也是一個原因。在網(wǎng)絡(luò)直播環(huán)境下，會議系統(tǒng)的聊天窗口提供了一個自由交流的空間，相對于語言交互，文字交流的方式相對更自由隨意，對課堂教學(xué)干擾也較小，學(xué)生的參與度明顯要高于語言交互。除此之外，雨課堂的彈幕采用匿名顯示，也有利于學(xué)生發(fā)表觀點(diǎn)。教師可以隨時關(guān)注聊天窗口，可以根據(jù)學(xué)生應(yīng)答情況即時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和節(jié)奏，靈活應(yīng)對學(xué)生的提問，可以實(shí)時回答以強(qiáng)調(diào)所學(xué)知識，也可引發(fā)新的討論，還可以暫時忽視、選擇合適的時機(jī)回答，以保證講授內(nèi)容的完整性。為了提高交流效率和效果，非正式提問的問題設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能聚焦，針對性要強(qiáng)，必須能夠用簡單語言來回答。

3.實(shí)時評測與反饋

在課件中插入雨課堂測試題可以開展實(shí)時評測，并即時獲得測試結(jié)果反饋，從而根據(jù)學(xué)生狀態(tài)實(shí)時調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和內(nèi)容，讓教學(xué)更有針對性。測試題的設(shè)計(jì)是教學(xué)活動的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)教學(xué)目的可以分為這么幾類：一是檢測以前學(xué)過的內(nèi)容，從而能夠根據(jù)反饋結(jié)果決定這些內(nèi)容是否要復(fù)習(xí)或重新講。二是檢測剛學(xué)的內(nèi)容是否已掌握，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果即時發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程中的共性問題，適當(dāng)重復(fù)講解強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，調(diào)整教學(xué)節(jié)奏。三是檢測學(xué)生對下面要講授的內(nèi)容是否有一定的基礎(chǔ)，或者有一些誤解和認(rèn)識上的不足，從而引出要講的內(nèi)容，或者以此開展討論式學(xué)習(xí)，或者略過學(xué)生已有基礎(chǔ)的內(nèi)容。

4.課堂討論與翻轉(zhuǎn)課堂

網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)環(huán)境中，可以使用便利的網(wǎng)絡(luò)資源開展自主學(xué)習(xí)，教師發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)和討論話題，推送MOOC或微課視頻給學(xué)生，開展課堂內(nèi)的限時自主學(xué)習(xí)，并在此基礎(chǔ)上，利用會議系統(tǒng)提供的多人共享桌面和標(biāo)注功能，開展翻轉(zhuǎn)課堂和課堂討論等教學(xué)活動，在混合式教學(xué)中線上活動和線下活動間靈活切換，更有效地保證教學(xué)過程的完整性和連續(xù)性，提高教學(xué)效率。

三、教學(xué)實(shí)例及效果分析

我們在2020年春的“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用基礎(chǔ)”課程中，開展了智慧型網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)，與以往的課堂教學(xué)相比，學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度和學(xué)習(xí)效果明顯提高。

完整的教學(xué)活動設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 完整的課堂教學(xué)活動設(shè)計(jì)

教學(xué)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是教學(xué)內(nèi)容分解、案例設(shè)計(jì)、問題設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)。相對于以往課堂教學(xué)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，將兩個拓展性學(xué)習(xí)章節(jié)設(shè)置為自主學(xué)習(xí)，增加了對重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容的問題設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)，力求讓鞏固、啟發(fā)、引導(dǎo)三種類型的問題貫穿教學(xué)始末，促使學(xué)生積極參與積極思考，提高課堂教學(xué)的學(xué)習(xí)收益。

下面從有效互動、有效的測評反饋和學(xué)習(xí)效果三個方面教學(xué)活動與教學(xué)組織進(jìn)行評價。

有效的教學(xué)互動交流，是指學(xué)生在課堂教學(xué)過程中，與教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的提問與回答。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程中，18名學(xué)生在10次課堂教學(xué)中，進(jìn)行有效的互動交流2944次，圖2顯示了18名學(xué)生在單位教學(xué)活動中的平均互動次數(shù)和最高互動次數(shù)。其中最活躍的學(xué)生平均參與互動37次，最高61次，最不活躍的學(xué)生平均互動2.3次，最高9次。而在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，在講授同樣多內(nèi)容的情況下，無論在時間上還是規(guī)模上都無法做到如此深度的參與和交流。盡管學(xué)生參與存在差異性，但有66%的學(xué)生能夠平均每次課有效互動10次以上，保持較高的課堂活躍度。

圖2 有效的課堂互動交流統(tǒng)計(jì)

從測評反饋效果來看，雨課堂的作業(yè)統(tǒng)計(jì)和課堂測評能夠有效地引導(dǎo)教學(xué)。圖3(a)顯示的是第8次課課后作業(yè)完成情況統(tǒng)計(jì)，很容易發(fā)現(xiàn)第2題為高錯題，而從圖3(b)所示的錯誤答案很容易發(fā)現(xiàn)薄弱的知識點(diǎn)，從而可以在課堂教學(xué)中重點(diǎn)講授。

(a)作業(yè)正確率統(tǒng)計(jì)(方框中為高錯題) (b)查看作答情況發(fā)現(xiàn)問題 圖3 課后作業(yè)測評分析

在課堂教學(xué)過程中，通過實(shí)時課堂測評，也有助于教師實(shí)時了解學(xué)生掌握情況，調(diào)整教學(xué)節(jié)奏。圖4(a)顯示的是一次完整課堂教學(xué)過程中的3次課堂測評，第一次測評是對基礎(chǔ)知識的回顧，第二次和第三次測評分別針對課堂講授的兩個知識點(diǎn)的掌握情況?？梢钥闯?，基礎(chǔ)知識整體掌握較好，因此只需要簡單回顧。知識點(diǎn)1掌握情況也比較好，只需要簡單強(qiáng)調(diào)。但知識點(diǎn)2測評的正確率小于50%,這是一道多選題，從具體作答來看，學(xué)生對選項(xiàng)A和選項(xiàng)D模棱兩可，因此需要重復(fù)講解和強(qiáng)調(diào)相應(yīng)的內(nèi)容。

為了公平對比學(xué)習(xí)效果，基于雨課堂中相同的課后作業(yè)題，對2019年課堂教學(xué)班和2020年網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)班的得分情況進(jìn)行對比分析，從圖5成績分布(已按滿分100分做標(biāo)準(zhǔn)化處理，并按從高到低的順序排序，其中2019年14人，2020年18人)可以看出，2020年作業(yè)完成情況明顯優(yōu)于2019年。

(a)課堂測評結(jié)果統(tǒng)計(jì) (b)第3次測評具體作答情況圖4 課堂實(shí)時測評分析

圖5 2019—2020教學(xué)班作業(yè)成績分布對比

之所以出現(xiàn)如此懸殊的差距，主要原因是作業(yè)的時效性較強(qiáng)，2019教學(xué)班學(xué)生反映平時沒有時間復(fù)習(xí)從而無法完成作業(yè)，導(dǎo)致作業(yè)完成率低。盡管由于兩年課表安排不同，兩個教學(xué)班的總體學(xué)習(xí)強(qiáng)度會存在一定差異，但是毋庸置疑，2019教學(xué)班對所學(xué)知識的課堂消化吸收率較低，這也在一定程度上說明了提高學(xué)生課堂參與度，對于提高課堂學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果有著積極而重要的作用。

四、結(jié)語

面對智能化信息技術(shù)對教育領(lǐng)域帶來的巨大沖擊與影響，基于云端學(xué)習(xí)活動與支持服務(wù)的智慧課堂教學(xué)模式必將極大地改變教學(xué)現(xiàn)狀，提高課堂教學(xué)效果，并更好地進(jìn)行教學(xué)資源的共享與建設(shè)。本文從提高教學(xué)的智能精準(zhǔn)性和有效互動性兩方面，探討了在網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)中通過借助信息技術(shù)手段，組織并開展教學(xué)活動以提高教學(xué)效果的方法。隨著智慧課堂外在環(huán)境與教學(xué)模式的智能化升級，必將帶來新的智慧課堂教學(xué)管理模式，如何在課堂教學(xué)中，發(fā)揮線上線下教學(xué)優(yōu)勢，提高教師的課堂領(lǐng)導(dǎo)力，強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和教學(xué)參與度，還需要不斷地探索與實(shí)踐。