平震宇 張燕 匡亮 劉麗

關(guān)鍵詞：混合式教學模式；學習模式與策略；學習評價；課程建設

1 背景與相關(guān)工作

2018年8月，教育部發(fā)文指出，“各高校要全面梳理各門課程的教學內(nèi)容，淘汰‘水課、打造‘金課，全面提升學業(yè)挑戰(zhàn)度、增加課程難度、拓展課程深度，切實提高課程教學質(zhì)量[1]。2017年，啟動首批國家精品在線開放課程認定工作，精品在線開放課程建設是堅持立德樹人根本任務，推動高等教育教學改革，提高高等教育教學質(zhì)量，推進教育公平的重要行動，也是打造“金課”，實施一流課程“雙萬計劃”的重要內(nèi)容[2]。

2020年疫情襲來，全國1454所高校開展了在線教學，103萬教師開出了17萬門在線課程，合計1226 萬門次課程，參加在線學習的大學生共計1775萬人，合計23 億人次[3]。讓廣大師生經(jīng)歷了一次全面、嶄新、深刻的線上教學活動體驗，體會到了線上教學的優(yōu)勢、劣勢，如何將線上與線下教學相結(jié)合，推動院校的混合式教學模式改革，形成“1+1>2”的效果，需要我們多加探討。

針對疫情期間線上教學的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，存在師生溝通不暢、學生自主學習能力薄弱、學生參與度不足等問題?；旌鲜浇虒W設計沒有很好地把握混合式教學模式的用意和目的，“如何設計混合式教學”成為難點。由于缺乏優(yōu)秀的線上教學資源，只能簡單地將傳統(tǒng)課堂面向黑板的教學轉(zhuǎn)為線上面向電腦教學。如何建設符合混合式教學的、豐富的線上教學資源？如何提高教師實施混合式教學的意愿與能力？教師如何及時了解學生學習效果，以便及時實施恰當?shù)母深A？

近幾年國內(nèi)外學者以各種形式積極開展混合式教學探索，取得了豐碩的優(yōu)秀成果。（馮曉英，2019）系統(tǒng)梳理了適用于解釋和指導混合式教學的學習理論和教法學基礎，并構(gòu)建能夠特定指導混合式教學的教法學理論。構(gòu)建了一個通用的混合式教學設計模式，為混合式教學設計提供理論框架并提出了學習者在線學習水平的學習分析模型。（徐芳，2020） 以高職院校“現(xiàn)代漢語”課程教學為例，探討PST 理論指導下“異地互動視頻”混合式教學模式的實施效果[4]。（郭艷燕，2021） 提出采用基于“MOOC+SPOC+雨課堂+QQ課程群”的混合式教學模式開展教學改革[5]。（趙瑋，2021） 利用云教材、微課等信息化教學工具，構(gòu)建《單片機應用技術(shù)》課程的資源庫與混合式教學模式[6]。（周翔，2021） 基于程序設計基礎類課程，從教學理念、教學內(nèi)容、考核方式和教學模式出發(fā)，詳細介紹了混合式教學的具體實施措施和內(nèi)容[7]。一些學者聚焦于混合式教學資源的建設，（魏華燕，2019） 提出的促進混合式教學情境下生成性資源進化的四點策略[8]。

2 項目目標導向的混合式教學設計與實施

在江蘇省高水平專業(yè)群--物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)專業(yè)群、江蘇省高校品牌專業(yè)建設背景下，課程團隊圍繞傳統(tǒng)教學向在線教學轉(zhuǎn)變過程中遇到的問題，探索項目目標導向的混合式教學模式改革，充分發(fā)揮學生在學習過程中的主動性與創(chuàng)造性，發(fā)揮教師引導、啟發(fā)、監(jiān)控教學過程的主導作用，打造以“學習者為中心“教育生態(tài)?；旌鲜浇虒W設計根本目的是促進學生的學，因此不僅需要課程內(nèi)容設計與資源開發(fā)，更需要關(guān)注學生學習過程與效果以及對學習的支持[10-11]。本文以深度學習課程為例闡述混合式教學模式設計包含課程項目目標設計，學生學習體驗設計，學習支架設計。

2.1 項目目標設計

深度學習課程目標為培養(yǎng)和培訓學生在人工智能產(chǎn)品開發(fā)與測試，技術(shù)支持等相關(guān)崗位中深度學習模型與開發(fā)框架部署、開發(fā)與應用能力，包括前饋神經(jīng)網(wǎng)絡，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡，循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡，TensorFlow編程實踐、TensorFlow Lite 和TensorFlow.js等相關(guān)知識與技能。通過項目化教學，學習者可以完整的重構(gòu)、復原智慧制造、智慧交通等項目，培養(yǎng)學生職業(yè)技能，使其養(yǎng)成良好的職業(yè)道德。該課程開設第四學期，課程教學完成后學生將進行專業(yè)綜合實訓以及頂崗實習。

課程團隊緊緊圍繞本專業(yè)“項目貫通、書證融通”課程建設思路，通過校企合作共同開發(fā)課程，實現(xiàn)職業(yè)技能證書與課程內(nèi)容的融合，使得課程內(nèi)容緊跟技術(shù)升級與發(fā)展。引入百度公司“智慧交通”“智慧制造”典型項目貫通專業(yè)核心課程模塊，把X證書“計算機視覺應用開發(fā)認證”的職業(yè)技能要求融入課程模塊中。對典型項目、X證書進行解構(gòu)，以項目、證書中每一環(huán)節(jié)所需的技術(shù)、知識為邏輯起點組織課程教學內(nèi)容。

課程團隊深入挖掘思想政治教育資源，以培養(yǎng)學生敬業(yè)、精益、專注、創(chuàng)新的“工匠精神”為突破口，以項目為導向，每個項目圍繞價值教育主題，進一步細化為遞進式的子問題，通過激發(fā)學生的學習興趣和主動探究的動力，提高學生解決問題的能力[12]。

課程組深入一流企業(yè)調(diào)研，通過召開企業(yè)專家、教師、學生座談會，確定課程需要掌握的知識、能力、素質(zhì)目標，并將其落實在基于真實工作過程的學習性工作任務載體中。

課程第一步設計了貼近企業(yè)的、能粘住學生的核心項目，如圖2所示，選取智能制造、智慧交通、智慧農(nóng)業(yè)三大項目為載體，并根據(jù)其進一步轉(zhuǎn)化，分解為具體的階段性項目目標，包括8個單元，如圖1所示，分別為：搭建TensorFlow開發(fā)環(huán)境、手寫數(shù)字識別：Ten? sorFlow初探、波士頓房價預測：前饋神經(jīng)網(wǎng)絡、服裝圖像識別：Keras搭建與訓練模型、圖像識別：卷積神經(jīng)網(wǎng)絡、AI 詩人：循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡、預測汽車油耗效率：TensorFlow.js應用開發(fā)、花卉識別：TensorFlow Lite。

2.2 學習體驗設計

1） 教學模式與策略

確定的核心目標后，需要設計教學模式與策略，例如采用案例式教學，還是項目式教學？選擇更能夠使學生達到最佳學習狀態(tài)的教學模式。

教學圍繞階段性任務的解決展開，學生通過階段性任務的解決，熟悉人工智能應用項目的開發(fā)流程和規(guī)范，讓學生在“做中學”“學中做”，真正掌握職業(yè)技能。

課程選取智慧農(nóng)業(yè)項目——在無錫智慧農(nóng)業(yè)生態(tài)園使用深度學習制作判斷植物是否生病的手機應用，只需對植物拍照就可以了解植物生長情況。智慧交通項目——通過視頻數(shù)據(jù)統(tǒng)計停車場剩余停車位、通過車載攝像采集的道路病害數(shù)據(jù)，識別路面的異常情況，并判斷是否需要通知相關(guān)部門進行處理。智能制造項目——基于機器視覺的表面缺陷檢測，檢測產(chǎn)品表面是否有污染物、表面損傷、裂縫等。

2） 問題創(chuàng)設與情景設計

通過綜合性實踐項目創(chuàng)設任務情景，激發(fā)學生的學習興趣，讓學生學會舉一反三，實現(xiàn)知識和技能的有效遷移，設計一些趣味項目，讓學生在工作過程的體驗中掌握知識與技能，例如讓機器寫詩、識別中草藥等。同時設計一些契合項目目標的啟發(fā)性話題，話題既符合學生已有的知識與經(jīng)驗，有能激發(fā)學生興趣。例如，我們?nèi)绾闻袛嘁粋€人是坐著還是站著？

3） 學習活動設計

問題創(chuàng)設與情景設計結(jié)束后將進行學習活動設計，確定學習者參與課程學習、達成學習目標的關(guān)鍵學習路徑。學習路徑是學習內(nèi)容或?qū)W習活動的序列，也是學習步驟的呈現(xiàn)或指引。課程每個項目均按照：項目導入→知識學習→項目實施→項目評價→項目拓展，及“導、學、練、評、悟”五個環(huán)節(jié)。例如識別中草藥項目，“導”包括項目需求分析，用相機拍攝植物后識別他是否是中草藥，是什么中草藥；“學”是學習相關(guān)知識點，使用卷積網(wǎng)絡來進行圖像分類識別；“練”完成項目實施，通過解決實際問題，提升學生的技能水平，需要上網(wǎng)收集數(shù)據(jù)集，搭建模型進行訓練，最后部署到手機運行；“評”即通過項目評價環(huán)節(jié)來檢測，包括成果展示、總結(jié)評價等手段評價學生知識和技能掌握的情況；“悟”是項目拓展，通過解決綜合性項目任務，實現(xiàn)項目目標，提升學生知識和技能水平。

2.3 學習支架設計

1） 教學活動細化

混合式教學模式中教師由知識的傳遞者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W習的設計者和學習的支持者，以促進學生更好的學。因此需要關(guān)注教學活動的過程設計，為學生搭建支架，從旁協(xié)助，引導、幫助學生完成學習任務、達成學習目標。

教學活動的過程設計是支持混合式教學順利實施的重要環(huán)節(jié)，為了保證以學習者為中心，需要教師從個人學習過程的角度細化教學活動。

教學活動分為三個階段，課前——學生線上自主學習，課中——協(xié)作探究學習，課后——拓展與應用。

以《圖像識別：卷積神經(jīng)網(wǎng)絡》項目為例，課前通過公告發(fā)布項目單元任務，收集貓狗圖片，搭建模型進行貓狗識別。學生應明確需掌握卷積運算工作原理、模型結(jié)構(gòu)等知識、能使用Keras API搭建AlexNet網(wǎng)絡，完成貓狗識別，在MOOC線上自主學習相關(guān)內(nèi)容，通過ModelArts平臺實踐，完成任務。教師分析學生學習情況，設計課中更具有針對性的教學方案[13]。

二階段課中利用學校實訓資源，讓學生完成項目任務，巡視學生操作實踐。學生分組講解自己搭建的模型，網(wǎng)絡模型預測結(jié)果分析、比較，是否進行了消融實驗，又有什么改進的方案，進行項目實踐的探究與交流，教師參與討論，充當引導者的角色，共同解決所遇到的問題。

三階段課后進行學習評價與圍繞綜合項目的拓展協(xié)作學習。學生展示各自模型預測結(jié)果、分享解決問題的過程與方法。最后布置拓展任務，探究具有代表性的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡設計思路，例如VGG、ResNet等。

混合式教學模式改變了學生與教師的角色，由教師的“講得好”向“學生學得好”轉(zhuǎn)變，強調(diào)學生在學習過程中的主體地位，通過多樣性的交流互動，激發(fā)學生參與交互式學習的興趣。

2） 學習評價設計

學習評價包括各階段的形成性評價與課程結(jié)束時的總結(jié)性評價。在每一個學習活動或一組學習活動之后，都需要設計學習評價。教師依據(jù)平臺數(shù)據(jù)可以跟蹤和分析學生的學習行為，實現(xiàn)教學由經(jīng)驗驅(qū)動向數(shù)據(jù)驅(qū)動轉(zhuǎn)型。

首先統(tǒng)計分析專業(yè)核心課程數(shù)據(jù)，包括課程平臺記錄的各種描述學習者在線學習行為的數(shù)據(jù)，例如學生評論區(qū)回復次數(shù)，然后分析課程討論區(qū)中的帖子，學生完成的作業(yè)數(shù)據(jù)，單元測驗數(shù)據(jù)等，最后運用人工智能技術(shù)分析挖掘?qū)W習行為與知識建構(gòu)水平的關(guān)系[14]。數(shù)據(jù)分析結(jié)果能夠讓教師實時全面跟蹤、分析以及分享學生的表現(xiàn)數(shù)據(jù)，預測學生的學習表現(xiàn)、及時發(fā)現(xiàn)問題，并在學生需要的時候予以學習支持，進一步為學生推薦個性化學習內(nèi)容與資源，從而實現(xiàn)個性化教學[15]。

教師根據(jù)學習數(shù)據(jù)為學生安排適合他的項目任務，實現(xiàn)分層教學。建議不能按時完成任務的學生停留在本項目單元學習，針對進度慢的同學個性化指導直到能完成項目，實現(xiàn)循環(huán)教學。

3） 學習資源設計

學習資源的設計是為了支持學生的學，是為學生的學習搭建的支架。在細化教學活動設計方案的基礎上進一步考慮：哪些環(huán)節(jié)或步驟學生可能會遇到困難？根據(jù)綜合項目目標與階段項目目標編制學習任務單與導學說明，讓學生明確學什么、怎么學。繼而設計和開發(fā)學習項目配套資源，包括項目需求、軟硬件資源、項目案例、操作演示微課、模型原理相關(guān)的動畫與圖片、程序代碼等配套資源，解決學生難以理解和掌握的原理、步驟、程序框架等重點難點問題。需要設計測試題與探究項目，用于檢驗學生相關(guān)知識技能的掌握情況，包括單元測驗、作業(yè)、探究項目等評價工具，探究項目應該具有一定的深度與探究性，例如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡目前還有那些問題與缺陷，如何提高預測速度與準確率等。最后需要設計評價框架、反思框架、模板、示例等操作性工具。

3 項目目標導向的混合式教學模式應用效果

江蘇信息職業(yè)技術(shù)學院物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)積極探索混合式教學改革，建成2門國家級、4 門省級在線開放課，與企業(yè)聯(lián)合開發(fā)職業(yè)技能等級標準和培訓教材各1套、國家規(guī)劃教材及省重點教材8部。專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量顯著提升，近五年平均就業(yè)率99.2%，起薪4634元/月。2016—2019年學生連續(xù)4年蟬聯(lián)全國高等職業(yè)院校技能大賽一等獎。

課程團隊以物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)專業(yè)2020級、2021 級12個班級作為主要的研究和實踐對象。選取國家、省精品在線開放課程物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、移動應用開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點開發(fā)、深度學習在“ 愛課程（中國大學MOOC） ”平臺上實施混合式教學模式改革的高職學生為調(diào)研對象，探究混合式教學情境中學生學業(yè)參與范式差異及其對教學成效的影響，凝練項目目標導向的混合式教學模式理論框架、以學為中學，以能力為本，以核心項目目標為引導設計相應的學生學習體驗設計，學習支架設計。本教學模式設計理念先進，應用、推廣以及社會評價良好。