靳鴻 孟令軍 孔為民

摘要：高素質(zhì)人才培養(yǎng)需要強化教學效果，體現(xiàn)學生在教學過程中的主體地位。本文針對互聯(lián)網(wǎng)與教學模式融合進行研究，構(gòu)建以學生為中心、以互動教學為核心、以教育信息化為依托的教學新模式；通過立體化數(shù)字教材建設(shè)、深度互動網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、全方位全過程的教與學數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)教學的完整性、可評估性及互動程度提升，形成全方位互動的課堂形態(tài)，為教育信息化建設(shè)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合研究與實踐提供參考。

關(guān)鍵詞：“互聯(lián)網(wǎng)+”；教學模式；互動

引言

“教學”過程是教與學的統(tǒng)一，教師是教學的主導；學生是教學的主體，也是教學效果的直接體現(xiàn)。如何充分調(diào)動學生的積極性和主動性，激發(fā)學生的學習動力，是提高教學效果的重要課題之一?；邮浇虒W為學生提供了更好的師生雙向交流的平臺，可顯著提高學生在課程的活躍度和參與度，是一種行之有效的增進教學效果的手段與模式。新興信息技術(shù)的發(fā)展使教育信息化逐漸步入智慧教育時代，教育部印發(fā)的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》明確提出，高等教育信息化是促進高等教育改革創(chuàng)新和提高質(zhì)量的有效途徑，是教育信息化發(fā)展的創(chuàng)新前沿，教育的信息化改革和應用為互動式教學提供了依托和支持。本文將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)環(huán)境與互動教學的策略、方法相融合，進行“互聯(lián)網(wǎng)+教學”新模式下的教學模式探討，將新技術(shù)因素與教育教學進行結(jié)合，突破傳統(tǒng)教學方式方法的限制，探索以學生為中心的高效的教育教學新方法，為逐漸普及的教育信息化教育教學提供參考。

1. 信息化與互動式教學的融合

互動是教學的核心，關(guān)于互動的研究不僅著力在理論建構(gòu)方面，更著力在互動技術(shù)的實現(xiàn)和應用。當代信息技術(shù)的飛速發(fā)展深刻影響著教育行業(yè)，2016年6月教育部印發(fā)的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》、2017年1月國務(wù)院印發(fā)的《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》均明確指出“推動信息技術(shù)與教育教學深度融合”，綜合利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和虛擬現(xiàn)實技術(shù)探索未來教育教學新模式[1]?；ヂ?lián)網(wǎng)及教育信息化為教學互動提供了更好的實現(xiàn)形式，如何將兩者結(jié)合以實現(xiàn)更好的教學效果是目前值得關(guān)注和研究的焦點。國外互動式教學與信息化融合的研究出現(xiàn)較早，英國杜倫大學的研究者與SynergyNet軟件公司合作，設(shè)計了一種全交互式智能課桌系統(tǒng)可提高師生交流[2]；英國雷丁大學關(guān)注互動技術(shù)，研究了智慧教室的學生交互行為；美國亞利桑那州立大學的智能教室實現(xiàn)了小組之間的交流和合作學習[3]。國內(nèi)朱書強等[4] 學者認為高質(zhì)量、適時適當?shù)摹敖换ァ眲t是未來教育的核心，通過交互式白板營造一種“多屏互動、交互融合”的教學媒介環(huán)境；王麟等[5]認為未來教室將以互動為核心，以智能、人機互動等技術(shù)為支持。

互聯(lián)網(wǎng)的推廣應用代表了未來教育的發(fā)展形勢，“互聯(lián)網(wǎng)+教學”是以互聯(lián)網(wǎng)運營為基礎(chǔ)，利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)教育資源的優(yōu)化配置和共享[6]；互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)的融合對于線上和線下教育的協(xié)同發(fā)展具有絕對的優(yōu)勢，尤其在新冠疫情流行的大背景下，這種教學模式在教學中得到廣泛應用[7]；這種教學模式與傳統(tǒng)的教學模式存在較大的差異，在互聯(lián)網(wǎng)的推送下可以使更多的優(yōu)質(zhì)教學資源突破地域、時間、師資限制，學生可以利用碎片化時間展開學習[8-9]。因此，以新技術(shù)、新信息化設(shè)備、平臺為依托的新的教學模式在教師角色轉(zhuǎn)換、合作互動活動設(shè)計等方面都面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。如何讓教師能夠通過高效的教學方法，讓學習者能夠獲得適宜的個性化學習服務(wù)和美好的發(fā)展體驗[10]，如何利用先進信息手段調(diào)動學生學習參與度，如何在大數(shù)據(jù)依托下進行學生多元評估等問題，都是當前新形勢下人才培養(yǎng)迫切需要解決的關(guān)鍵問題，也是落實教育信息化理念，深化和提升信息時代、知識時代和數(shù)字時代的素質(zhì)教育的關(guān)鍵問題。

2. 基于互聯(lián)網(wǎng)的互動教學模式設(shè)計

基于互聯(lián)網(wǎng)的互動教學模式是貫徹以“學生為中心”的教育理念，以課堂教學為核心，以教學資源為依托，將課堂講授內(nèi)容向課前和課后進行拓展；利用互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)處理技術(shù)進行各種維度數(shù)據(jù)分析，將碎片化的數(shù)據(jù)系統(tǒng)化，形成教學閉環(huán)系統(tǒng)，從而實現(xiàn)教學效果的提升。這種教學模式利用多種信息化手段和技術(shù)，將教學設(shè)計由課堂延伸到課前、課后實現(xiàn)整個教學過程的互動，增加學生參與度，多方面、多維度、多形式進行教學手段和方法的改革。在組織形式方面，以小組的形式組織教學，每個組的組內(nèi)成員并不固定，根據(jù)教師發(fā)布的任務(wù)形式動態(tài)進行組建；組內(nèi)成員、不同組之間具有一定的協(xié)作或競爭關(guān)系，這種關(guān)系有利于調(diào)動學生參與的積極性；每個組在課程教學過程中都有發(fā)表自己觀點的機會，課堂不只是教師講課的課堂?；忧婪矫?，這種教學模式使充分利用時間、空間成為可能，無論課上、課下、教室還是宿舍，學生都可以通過智能平板、智能手機、筆記本電腦等多種教學終端，通過網(wǎng)絡(luò)進行實時互動。

本文所建立的教學模式包括課前、課堂、課后三個環(huán)節(jié)的互動，先進信息技術(shù)可以將課程內(nèi)容合理分別在這三個環(huán)節(jié)，讓學生有可能、有必要進行互動，更深入了解知識點?；臃绞椒矫?，通過多種任務(wù)的形式刺激組的活躍度，達到互動的有效性。在時、空互動拓寬的基礎(chǔ)上，通過文獻檢索、資料收集、技術(shù)比較、討論等多種任務(wù)和互動形式，使每個學生有可能參與每個教學環(huán)節(jié)的內(nèi)容，自主發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，教學效果和學生能力不斷提高。這種互動教學模式還可以通過數(shù)據(jù)庫自動收集教學全過程的學生各項數(shù)據(jù)，在后臺進行大數(shù)據(jù)分析，深度挖掘教學過程的不足和優(yōu)勢，不斷根據(jù)學生的情況進行有針對性和有依據(jù)的調(diào)整，以達到最優(yōu)。

3. 三環(huán)節(jié)師生互動模式建立與實踐

利用先進的信息化設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)使學生全員參與教學成為可能。每位學生通過自己的終端連入無線網(wǎng)絡(luò)，承擔相應任務(wù)，參與教學活動并接受監(jiān)督，互動性與參與度極大提高；同時，這種新型教學模式與傳統(tǒng)相比，具有更好的時空擴展性，學生不再受到教室的空間限制和課堂的時間限制；而且，利用先進的信息技術(shù)，學生的觀點、見解、疑問等都可以通過多種形式表達出來。

3.1 課前環(huán)節(jié)互動設(shè)計

課前環(huán)節(jié)，因為此環(huán)節(jié)學生對所涉及內(nèi)容還比較陌生，教師應該承擔指導作用，設(shè)計與此節(jié)新內(nèi)容相關(guān)的預習題、預習資料等，提前通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布給學生；此環(huán)節(jié)教師還應了解學生的知識基礎(chǔ)儲備現(xiàn)狀、對本次課程內(nèi)容的關(guān)注點等信息，可以采用試題、小論文、文獻綜述等方式進行和學生的互動，充分了解學生的狀況。例如通過手機端發(fā)布課程講授主題，并設(shè)置相關(guān)題目（圖1），學生答題并實時給出錯題分析，幫助學生課前復習相關(guān)知識點；教師利用管理軟件在后臺進行數(shù)據(jù)收集和分析，了解本班學生的薄弱點，對課堂內(nèi)容進行重點補充和分析，有針對性地進行教學設(shè)計。

3.2 課堂環(huán)節(jié)互動設(shè)計

此環(huán)節(jié)是三環(huán)節(jié)中的重點環(huán)節(jié)，教師根據(jù)課程新講授內(nèi)容特點，采用辯論、討論、分享、項目等不同任務(wù)模式進行課堂互動教學，找到任務(wù)模式與互動組網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)匹配，實現(xiàn)師生、生生的最佳互動形式?？刹捎梅绞街饕袉栴}引入方式、啟發(fā)引導方式、任務(wù)引領(lǐng)方式等。

3.2.1 問題引入方式

課程內(nèi)容通過提問的形式引入，教師把握節(jié)奏逐步引導學生掌握相關(guān)知識。如“圖像識別及應用”，可以以智能垃圾桶的設(shè)計為例，課堂內(nèi)容從垃圾分類的必要性和重要性引入問題，環(huán)保和我國可持續(xù)發(fā)展的重要性相關(guān)思政元素相融合，同時預留學生回答問題的時間。將垃圾如何分類，分類和圖像識別相關(guān)性等內(nèi)容以問題的形式讓學生發(fā)表自己的見解，并根據(jù)學生的回答情況進行總結(jié)、補充。這種方式學生具有參與性，容易引起學生的關(guān)注、能夠跟隨教師問題積極思考，注意力提高了，教學效果也能夠有較大的提升。

3.2.2 啟發(fā)引導方式

這種方法適合于所教授內(nèi)容學生有一定的認識基礎(chǔ)，通過分組的形式，教師引導學生進行思考、分析，不同組之間進行內(nèi)容補充，組之間為競爭關(guān)系。這種方式充分體現(xiàn)學生主體地位，并且組之間的競爭關(guān)系，又可以充分調(diào)動學生的主觀能動性，積極性也大幅提高。這種方式與課前環(huán)節(jié)相結(jié)合，提前發(fā)布討論內(nèi)容，學生在課堂上可以對所查詢內(nèi)容以圖片、視頻等多種形式展示，更加形象生動地實現(xiàn)知識傳授。

3.2.3 任務(wù)引領(lǐng)方式

當課程內(nèi)容基本講授完成，采用這種互動模式，可以促進學生對所學零散知識點的深入理解和系統(tǒng)應用。

仍以“智能垃圾桶”設(shè)計為例，在圖像識別、機械模塊設(shè)計、控制模塊設(shè)計基本內(nèi)容講授后，以組為單位進行智能垃圾桶的方案設(shè)計和方案討論。

課堂教學設(shè)計思路如圖2所示，每一個模塊都有幾種選擇，學生根據(jù)自己的興趣點及對各知識點的掌握情況，進行系統(tǒng)方案和每個模塊具體實現(xiàn)技術(shù)的選擇。

3.3 課后環(huán)節(jié)互動設(shè)計

與課前環(huán)節(jié)不同的是，學生經(jīng)過課堂講授對所學知識具有較全面的了解，提出的問題也會較具體；而且不同的學生關(guān)注點不同，基礎(chǔ)不同，可能存在的問題也有所區(qū)別，因此教師需要與每個組分別交流，給予個性化的指導。課后教師需要設(shè)置作業(yè)或?qū)嵺`活動等任務(wù)，其中，實踐活動中學生將解決問題的過程以視頻上傳，明確團隊成員個人實踐效果，與傳統(tǒng)的紙質(zhì)作業(yè)形式相比更加立體，參與度更高；對出現(xiàn)的問題教師可以通過視頻準確定位、及時解答，實現(xiàn)個性化培養(yǎng)與創(chuàng)新能力提高，而且，利用后臺數(shù)據(jù)分析軟件進行效果分析和教學方式改進。

4. 教學資源平臺建立研究

無論課前、課中還是課后，學生的參與互動都需要一定的教學資源作為基礎(chǔ)。互聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)的管理軟件平臺為這種模式下的資源平臺建立提供了可能性，也對教師的教學資源形式提出了要求。

4.1 立體化數(shù)字教材建設(shè)

傳統(tǒng)的紙媒“教材”在視聽刺激和對學習者動手動腦能力培養(yǎng)方面關(guān)注較少，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)尤其是5G技術(shù)，通過立體化數(shù)字教材建設(shè)來解決這個問題。立體化數(shù)字教材不是傳統(tǒng)教材的電子版，內(nèi)含視頻、三維動畫，能更好、更直觀地體現(xiàn)教學內(nèi)容。教材相關(guān)章節(jié)通過掃描二維碼進行實踐視頻觀看，直觀、形象地進行學習，在教室上課過程中可通過多屏互動隨時進行調(diào)用、顯示。尤其對于工科學生，實踐動手能力要求較高，有些教學內(nèi)容具有操作、實踐性強的特點，教師采用傳統(tǒng)方式進行課堂講授，由于空間限制，學生在無實物操作條件下進行學習，效果較差；立體化數(shù)字教材可以嵌入相關(guān)視頻，學生能夠清楚觀看整個過程，效果較好。對傳統(tǒng)紙媒“教材”，如果存在具有類似特性的知識點，教師還需要進行視頻補充。這些視頻資料學生可以在任何時間進行查看，方便學生掌握、實踐。

4.2 云錄播與智能庫管理

教學資源平臺需要包括立體教材、測試題庫、任務(wù)庫、實踐項目庫、作業(yè)庫等多種資源庫，利用智慧教室的知識庫管理功能，可實現(xiàn)在線添加、導入方式創(chuàng)建個性化知識庫等功能，從而建立課程的教學資源平臺。各種庫內(nèi)資源可以支持PC機、手機、手持PAD等智能終端隨時隨地進行查閱，方便學生學習，如圖3所示。

4.3 多維度數(shù)據(jù)分析

4.3.1 學生個性化評估

學生在學習的過程中會伴隨生成大量的行為數(shù)據(jù)，這些大數(shù)據(jù)是提供個性化的學習診斷、學習決策和多元評估等個性化自適應學習服務(wù)的科學依據(jù)。構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，利用云平臺，對某個學生學習的每個環(huán)節(jié)，在后臺進行數(shù)據(jù)收集、管理和分析，為教師提供更充分、更全面的數(shù)據(jù)資料，有針對性地設(shè)計此學生在互動網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點形式，充分調(diào)動學生的學習主動性，如圖4所示。

4.3.2 課程評估

將所有學生的課前相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，明確學生對新知識點、相關(guān)已學習知識點的掌握程度；課堂所有學生的數(shù)據(jù)分析，可以分析教師知識點講授方法、實現(xiàn)途徑、講課節(jié)奏等的情況；課后所有學生的數(shù)據(jù)分析需要明確學生對知識點掌握程度，理解程度和應用程度，通過這些分析幫助教師明確改善的方向。

結(jié)語

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的推動和智慧課堂的普及，僅憑老師講授、學生被動學習的傳統(tǒng)教學模式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代教育的需求。本課題利用“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維方式和智慧教室的信息技術(shù)手段，通過師生節(jié)點構(gòu)建的多維互動網(wǎng)絡(luò)建立師生與智能感知控制技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、人工智能識別技術(shù)等先進技術(shù)的深度應用與融合，建設(shè)形成全方位互動的課堂形態(tài)，建立新型的信息化課堂教學模式。

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作者簡介：靳鴻，博士，教授，研究方向：“互聯(lián)網(wǎng)+”下的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學理論與方法；孟令軍，博士，副教授，研究方向：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)智慧教學裝備；孔為民，碩士，高級實驗師，研究方向：智能工程訓練裝備。

基金項目：山西省高等學校教學改革創(chuàng)新項目——新工科背景下創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐平臺建設(shè)探索與實踐（編號：J20220624）。