摘" 要" ChatGPT時(shí)代背景下，為了推進(jìn)新技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，真正實(shí)現(xiàn)從融合應(yīng)用階段邁入創(chuàng)新發(fā)展階段，在數(shù)字化教育大背景下，將EAI工具與OMO教學(xué)模式相結(jié)合，將課前、課中、課后環(huán)節(jié)打通，設(shè)計(jì)符合新形勢(shì)的創(chuàng)新課堂。結(jié)合線性代數(shù)課程內(nèi)容，著力探討人工智能在線上線下深度融合的課堂教學(xué)創(chuàng)新中的應(yīng)用，給出代表性課程案例，從課前到課中再到課后，展現(xiàn)EAI+OMO教學(xué)模式下課堂教學(xué)的完整過(guò)程，以期為一線教師開(kāi)展教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐提供案例和啟發(fā)。

關(guān)鍵詞" ChatGPT；EAI+OMO；大學(xué)教學(xué)；線性代數(shù)；智慧教

學(xué)平臺(tái)；矩陣乘法；微課；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

中圖分類號(hào)：G642.0" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2024）14-0068-03

0" 引言

自2022年11月以來(lái)，人工智能聊天機(jī)器人ChatGPT在全球范圍內(nèi)迅速傳播，由于ChatGPT可以掌握、整理、呈現(xiàn)已有的知識(shí)，對(duì)高等教育活動(dòng)的影響受到廣泛關(guān)注。人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，必將對(duì)高等教育產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響[1]。

1" 概念界定

教育人工智能（Education-Artificial Intelli-gence，EAI）是集合師資、內(nèi)容、工具為學(xué)生提供“私人定制”的智能教育教學(xué)的學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)。EAI將為用戶提供個(gè)性化、智能化的自適應(yīng)學(xué)習(xí)，是互聯(lián)網(wǎng)教育發(fā)展的一個(gè)重要變革[2]。

OMO（Online-Merge-Offline）概念是李開(kāi)復(fù)在2017年提出的，其核心詞義為：Online，線上；Offline，線下；Merge，融合。由此，OMO可以理解為線上線下深度融合的教學(xué)形態(tài)。OMO以增強(qiáng)教學(xué)效果和體驗(yàn)為核心，深度融合線上與線下的學(xué)習(xí)場(chǎng)景，從而實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化流程和個(gè)性化服務(wù)。這種模式最大的特點(diǎn)就是強(qiáng)交互、重體驗(yàn)[2]。

2" 高校數(shù)學(xué)類課程教學(xué)現(xiàn)狀

目前，高等院校的數(shù)學(xué)類通識(shí)課程本身內(nèi)容難度大，課時(shí)有限。在這樣的背景下，教師往往不顧及學(xué)生的感受，采取傳統(tǒng)的教學(xué)模式，強(qiáng)行進(jìn)行知識(shí)灌輸，學(xué)生只有被動(dòng)接受。雖然現(xiàn)在很多數(shù)學(xué)教師都意識(shí)到這些問(wèn)題，采用一些教學(xué)手段改進(jìn)教學(xué)效果，但很多時(shí)候收效甚微，教學(xué)效果不理想主要有以下幾個(gè)方面的表現(xiàn)：

1）教師仍停留在傳統(tǒng)的教學(xué)目標(biāo)下進(jìn)行教學(xué)，沒(méi)有考慮新形勢(shì)下教學(xué)目標(biāo)的轉(zhuǎn)化；

2）教材內(nèi)容陳舊，數(shù)學(xué)課程的知識(shí)點(diǎn)比較經(jīng)典，造成很多數(shù)學(xué)教師很多年的教學(xué)課件、教案等教學(xué)資料不能與時(shí)俱進(jìn)，一直停留在經(jīng)典的教材內(nèi)容上；

3）智慧教學(xué)平臺(tái)、工具的使用過(guò)于簡(jiǎn)單，沒(méi)有做到教學(xué)方法與平臺(tái)深度融合。

數(shù)字化時(shí)代，高校教學(xué)類課程需要進(jìn)行全面的教學(xué)改革，才能適應(yīng)時(shí)代的需求。

3 基于EAI+OMO的線性代數(shù)課堂教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

通過(guò)長(zhǎng)期的研究與探索，筆者不斷在教學(xué)中總結(jié)，構(gòu)建基于EAI+OMO的線性代數(shù)課堂教學(xué)創(chuàng)新模式，也在教學(xué)過(guò)程中不斷實(shí)驗(yàn)改進(jìn)。EAI+OMO教學(xué)形態(tài)的引入給線性代數(shù)課堂注入新的活力。EAI目前以智慧教學(xué)平臺(tái)、工具為主，很多智慧教學(xué)平臺(tái)、工具都在不斷優(yōu)化改進(jìn)，可以為教師提供很好的幫助。

在這些新手段和新工具的助力下，結(jié)合時(shí)代背景，圍繞課前、課中、課后主線，創(chuàng)設(shè)線上線下深度融合的、以學(xué)生為主體的線性代數(shù)教學(xué)新形態(tài)，可以取得很好的教學(xué)效果。

4" 線性代數(shù)課堂案例

選取“矩陣及其運(yùn)算”一章中矩陣與矩陣的乘法運(yùn)算內(nèi)容為例，對(duì)線性代數(shù)課程進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

4.1nbsp; 課前設(shè)計(jì)

教師在雨課堂發(fā)布課前線上學(xué)習(xí)課件、微課、視頻鏈接、課前任務(wù)。學(xué)生課前觀看微課，完成雨課堂中的預(yù)習(xí)課件，回答課件中的簡(jiǎn)單問(wèn)題，觀看視頻鏈接中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的介紹視頻，完成教師布置的課前任務(wù)。

此過(guò)程設(shè)計(jì)目的為：學(xué)生通過(guò)觀看視頻資料，了解課程或章節(jié)知識(shí)點(diǎn)及相關(guān)數(shù)學(xué)背景和應(yīng)用實(shí)踐背景；學(xué)習(xí)課前預(yù)習(xí)課件，完成預(yù)習(xí)作業(yè)，了解本節(jié)課內(nèi)容所要掌握的簡(jiǎn)單知識(shí)點(diǎn)；根據(jù)雨課堂發(fā)布的課前任務(wù)，查閱資料，尋找矩陣與矩陣之間乘法的定義有哪些。課前環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)可以很好地延伸課堂廣度，讓學(xué)生在課前動(dòng)起來(lái)，讓線上教學(xué)不只是流于形式。同時(shí)，教師可以通過(guò)雨課堂后臺(tái)了解學(xué)生對(duì)于自學(xué)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，并據(jù)此調(diào)整課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。

4.2" 課中設(shè)計(jì)

4.2.1" 總結(jié)課前內(nèi)容

對(duì)于課前預(yù)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單小結(jié)，包括矩陣加法、減法與數(shù)乘的定義以及這三類線性運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)則和運(yùn)算律。由于本部分內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單，學(xué)生完全可以通過(guò)線上課前自學(xué)掌握。經(jīng)過(guò)課前測(cè)試檢驗(yàn)，學(xué)生對(duì)此部分的掌握程度可以達(dá)到90%以上，教師只需利用很短的課堂時(shí)間對(duì)需要特別注意的知識(shí)點(diǎn)稍加提醒即可。將課堂時(shí)間重點(diǎn)留給矩陣與矩陣乘法運(yùn)算，此部分內(nèi)容相對(duì)抽象，學(xué)生理解比較困難，是本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，需要重點(diǎn)攻克。

4.2.2" 課堂導(dǎo)入

播放最近“火出圈”的ChatGPT視頻，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生簡(jiǎn)單了解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的原理，明白神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型離不開(kāi)矩陣的運(yùn)算，引出本節(jié)課內(nèi)容。目前的大學(xué)數(shù)學(xué)課堂脫離實(shí)際應(yīng)用，很多教師只注重?cái)?shù)學(xué)原理的介紹講解，與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合相對(duì)陳舊，缺乏時(shí)代特色，導(dǎo)致學(xué)生很難對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)課堂產(chǎn)生興趣。基于這些痛點(diǎn)問(wèn)題和新的人才培養(yǎng)需求，大學(xué)數(shù)學(xué)類課程改革迫在眉睫。在這樣的課堂設(shè)計(jì)中，學(xué)生表現(xiàn)出很強(qiáng)的學(xué)習(xí)興趣和積極主動(dòng)的探索欲，對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)具有積極的作用。

4.2.3" 創(chuàng)設(shè)問(wèn)題

繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考，拋出兩個(gè)問(wèn)題：

1）矩陣與矩陣之間有乘法嗎？

2）如果矩陣與矩陣之間有乘法，如何定義矩陣與矩陣的乘法？

課前讓學(xué)生查閱資料，課中讓學(xué)生分享任務(wù)成果，同時(shí)引出本節(jié)課矩陣與矩陣乘法的定義。學(xué)生此時(shí)內(nèi)心會(huì)有一些疑問(wèn)：為什么矩陣與矩陣乘法要采用如此復(fù)雜的定義？教師介紹矩陣與矩陣乘法的起源[3]和矩陣乘法定義產(chǎn)生的背景，讓學(xué)生知曉定義的來(lái)龍去脈，引導(dǎo)學(xué)生探究矩陣乘法的運(yùn)算規(guī)則。這樣的介紹與探究使知識(shí)的學(xué)習(xí)水到渠成，學(xué)生不會(huì)有知識(shí)是教師強(qiáng)加于自己的感覺(jué)。

4.2.4" 知識(shí)講授

給出矩陣乘法的定義，幫助學(xué)生提煉定義的重點(diǎn)內(nèi)容，總結(jié)矩陣乘法的計(jì)算方法，提煉出口訣，幫助學(xué)生做長(zhǎng)時(shí)間記憶。以一道例題為例，為學(xué)生展示矩陣乘法的操作流程，便于學(xué)生模仿學(xué)習(xí)。

4.2.5" 小組合作

雨課堂設(shè)置分組對(duì)抗練習(xí)任務(wù)，要求學(xué)生按照事先分組完成小組練習(xí)，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)小組討論發(fā)現(xiàn)矩陣乘法與數(shù)字乘法的不同之處。此教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)定有三個(gè)目的：考查學(xué)生對(duì)矩陣乘法的掌握情況；提高學(xué)生團(tuán)結(jié)合作學(xué)習(xí)的能力；提高學(xué)生分析問(wèn)題、提煉結(jié)論的能力。由于時(shí)間有限，學(xué)生必須合理安排、分工合作，才能在有限時(shí)間內(nèi)完成對(duì)抗任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生奮勇?tīng)?zhēng)先。教師和學(xué)生共同總結(jié)矩陣乘法的運(yùn)算規(guī)律，重點(diǎn)注意矩陣乘法的特殊情況。

4.2.6" 應(yīng)用介紹

教師介紹神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的工作原理，拋開(kāi)復(fù)雜的專業(yè)術(shù)語(yǔ)，直擊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的核心內(nèi)容——矩陣的運(yùn)算，使學(xué)生了解為什么矩陣運(yùn)算如此重要，它在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中到底起什么作用。通過(guò)教師抽絲剝繭地介紹，學(xué)生在課前簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)關(guān)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型后，可以很好地理解高科技背后的數(shù)學(xué)原理，認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)知識(shí)的重要性。通過(guò)引申視頻，學(xué)生可以看到，在提升矩陣運(yùn)算上還有很長(zhǎng)的路要走。正如習(xí)近平總書記在給全國(guó)廣大科技工作者的回信中強(qiáng)調(diào)，要強(qiáng)化基礎(chǔ)研究，解決“卡脖子”問(wèn)題，把技術(shù)和發(fā)展的主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在自己手里，為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)?；A(chǔ)研究是“心臟”，科技創(chuàng)新要耐得住冷板凳，讓學(xué)生真正感受到只有基礎(chǔ)打扎實(shí)，才能在未來(lái)的道路上越走越遠(yuǎn)。

4.2.7" 總結(jié)反饋

回顧本節(jié)課的脈絡(luò)，總結(jié)本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)，從矩陣乘法的“前世”講到“今生”，給出思維導(dǎo)圖，幫助學(xué)生厘清概念、掌握計(jì)算。對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的掌握情況通過(guò)雨課堂投票功能反饋。

4.3" 課后設(shè)計(jì)

教師根據(jù)EAI智慧教學(xué)平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析，了解學(xué)生對(duì)于本次課程知識(shí)點(diǎn)和重難點(diǎn)內(nèi)容的掌握情況，分層設(shè)計(jì)不同掌握程度學(xué)生的作業(yè)，發(fā)布至雨課堂。學(xué)生通過(guò)雨課堂完成個(gè)性化在線作業(yè)。同時(shí)，教師組織學(xué)生進(jìn)行分組，根據(jù)分組，組織小組活動(dòng)，教師與學(xué)生一起進(jìn)行小組作業(yè)互評(píng)，完成OMO教學(xué)閉環(huán)。

5 基于EAI+OMO的線性代數(shù)課堂教學(xué)創(chuàng)新模式的優(yōu)勢(shì)

從課前到課中再到課后、從線上到線下，運(yùn)用智慧教學(xué)工具構(gòu)建基于EAI+OMO的線性代數(shù)課堂教學(xué)創(chuàng)新模式。該模式具有以下優(yōu)勢(shì)。

5.1" 課堂廣度大幅延伸

以往由于課程本身難度大、課程內(nèi)容繁雜，許多高校會(huì)采用教師上課滿堂灌式教學(xué)、學(xué)生填鴨式學(xué)習(xí)的模式，教師的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果都無(wú)法保證。利用EAI智慧教學(xué)工具后，打通課前、課中、課后各環(huán)節(jié)，構(gòu)建線上線下深度融合的教學(xué)模式，課堂的廣度得到很好的延伸，能夠解決教學(xué)內(nèi)容多、課時(shí)不夠的問(wèn)題；教師不再拼命滿堂灌，學(xué)生也不再迫于壓力學(xué)習(xí)，而是在教師的設(shè)計(jì)引導(dǎo)下，真正成為學(xué)習(xí)的主人，主動(dòng)進(jìn)行課程的學(xué)習(xí)和探索。

5.2" 學(xué)生成為課堂設(shè)計(jì)的主導(dǎo)

在EAI+OMO創(chuàng)新教學(xué)模式下的課堂中，教師不再是絕對(duì)的主導(dǎo)與設(shè)計(jì)者，學(xué)生通過(guò)EAI工具的反饋，使自己成為課程設(shè)計(jì)者的一部分，教師的授課內(nèi)容因?qū)W生的掌握情況不同而不斷調(diào)整、改進(jìn)?？此剖墙處熢谠O(shè)計(jì)課堂，實(shí)則是學(xué)生在主導(dǎo)設(shè)計(jì)的方向，真正利用課堂的有限時(shí)間解決重點(diǎn)問(wèn)題。

5.3" 知識(shí)學(xué)有所用

以往大學(xué)數(shù)學(xué)類課程的教師為了完成教學(xué)計(jì)劃目標(biāo)，只能針對(duì)教學(xué)大綱所要求的知識(shí)進(jìn)行講授，根本無(wú)法也沒(méi)有時(shí)間進(jìn)行知識(shí)的延伸，更無(wú)暇顧及知識(shí)的應(yīng)用。這種教學(xué)模式導(dǎo)致很多學(xué)生根本不知道學(xué)知識(shí)的目的是什么，學(xué)到的知識(shí)有什么用，逐漸對(duì)學(xué)習(xí)這門課程失去興趣。而在EAI+OMO創(chuàng)新教學(xué)模式下，教師可以很好地利用課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)知識(shí)進(jìn)行延展，真正讓學(xué)生了解這門課程和相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用，讓學(xué)生不再感到知識(shí)陳舊、無(wú)用，從而增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。

5.4" 育人目標(biāo)貫穿始終、潤(rùn)物無(wú)聲

在EAI+OMO創(chuàng)新教學(xué)模式下，教師對(duì)思政元素的挖掘和對(duì)課程的設(shè)計(jì)能夠使育人目標(biāo)貫穿所有環(huán)節(jié)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)潛移默化地接受思政教育，育人效果顯著，能夠真正履行教師的職責(zé)——既教書又育人。

5.5" 個(gè)性化作業(yè)設(shè)計(jì)

結(jié)合EAI智慧教學(xué)工具的使用，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行跟蹤、記錄、分析，幫助教師掌握學(xué)生每個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)情況。教師對(duì)于學(xué)生的知識(shí)掌握情況一目了然，在設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)可以更好地有的放矢、分層設(shè)計(jì)，保證個(gè)性化學(xué)習(xí)效果，讓每個(gè)學(xué)生都可以不斷提升。

6" 結(jié)束語(yǔ)

教學(xué)實(shí)踐表明，基于EAI+OMO對(duì)線性代數(shù)課堂教學(xué)模式的創(chuàng)新，取得的效果非常明顯，數(shù)學(xué)課不再是讓教師和學(xué)生都頭疼的一門課。教師需要不斷學(xué)習(xí)、不斷改進(jìn)，才能不被時(shí)代拋棄，才能成為優(yōu)秀的新時(shí)代教師。

7" 參考文獻(xiàn)

[1] 王建祥，鄭曉靜.面對(duì)ChatGPT高等教育需要守正創(chuàng)新[N].中國(guó)教育報(bào)，2023-04-01（4）.

[2] 戴界蕾.人工智能賦能教學(xué)，加快教育現(xiàn)代化建設(shè)：基于“AI+OMO的學(xué)科教學(xué)流程再造”的思考[J].基礎(chǔ)教育課程，2023（7）：39-47.

[3] 張海艷，李卿擎，吳素琴.關(guān)于矩陣乘法教學(xué)設(shè)計(jì)的一些思考[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2022，47（12）：118-124.

[4] 張文彬.問(wèn)題驅(qū)動(dòng)下的線性代數(shù)教學(xué)探究[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究，2022（30）：149-151.

[5] 崔宇紅，白帆，張蕊芯.ChatGPT在高等教育領(lǐng)域的應(yīng)用、風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)[J].重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)），2023，37（5）：16-25.

[6] 祝智庭，韓中美，黃昌勤.教育人工智能（eAI）：人本人工智能的新范式[J].電化教育研究，2021，42（1）：5-15.

[7] 艾小川，戴明強(qiáng)，馮杭.“教”“學(xué)”平衡的工程數(shù)學(xué)課程混合式教學(xué)探索與實(shí)踐[J].高教學(xué)刊，2023，9（8）：144-147.

[8] 李清華，王寶娟.線性代數(shù)知識(shí)點(diǎn)的可視化教學(xué)設(shè)計(jì)探索與實(shí)踐[J].大學(xué)數(shù)學(xué)，2022，38（2）：112-119.

[9] 吳珍鳳，楊南迎.線性代數(shù)課程思政設(shè)計(jì)：以“矩陣的初等變換”為例[J].教育信息化論壇，2022（10）：120-122.

[10] 蔡學(xué)鵬，馬麗，宋艷萍，等.基于實(shí)際應(yīng)用的矩陣?yán)碚撜n程課堂教學(xué)設(shè)計(jì)[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實(shí)踐，2023，6（5）：52-54.

*項(xiàng)目來(lái)源：河南省高校人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目“ChatGPT時(shí)代下基于AI+OMO的課堂教學(xué)實(shí)踐研究”（基金編號(hào)：2024-ZDJH-205）；河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目“期望—方差準(zhǔn)則下的若干最優(yōu)投資和再保險(xiǎn)問(wèn)題研究”（基金編號(hào)：23B110019）；校級(jí)教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目“智慧教育背景下融入BOPPPS教學(xué)模式的線上線下混合式教學(xué)模式研究”（基金編號(hào)：2023-JGZZ-002）。

作者簡(jiǎn)介：張金燕，通信作者，講師。