混合教學(xué)模式在機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)課程中的實(shí)踐與應(yīng)用

王瑛琦　韓宏宇　翟銳

關(guān)鍵詞：混合式教學(xué)；機(jī)器學(xué)習(xí)；MOOC學(xué)習(xí)平臺(tái)；互聯(lián)網(wǎng)+

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2023）03-0149-03

1 引言

近年來(lái)，傳統(tǒng)的線下課堂教學(xué)，由于其對(duì)時(shí)間和空間等條件的限制，已經(jīng)不能滿足廣大教師的教學(xué)需求[1]。在此背景下，混合教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生，同時(shí)將線上教學(xué)平臺(tái)與線下老師授課有機(jī)結(jié)合，有效發(fā)揮了上述兩種教學(xué)方式各自的優(yōu)勢(shì)[2]。

本文運(yùn)用了基于MOOC學(xué)習(xí)平臺(tái)的“線上”+“線下”混合教學(xué)模式，將其應(yīng)用于高校本科計(jì)算機(jī)大類機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)課程。在此教學(xué)模式中，學(xué)生課前通過(guò)MOOC學(xué)習(xí)平臺(tái)，預(yù)習(xí)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)與課程視頻，對(duì)相關(guān)內(nèi)容形成宏觀認(rèn)識(shí)和全方位了解。該過(guò)程可以使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生濃厚興趣，并能抓住學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)，從而在后續(xù)學(xué)習(xí)過(guò)程中加以重視。課堂教師授課過(guò)程中，使用“雨課堂”等工具和學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)溝通與交流，學(xué)生積極參與并表達(dá)各自的想法與認(rèn)識(shí)。課后，學(xué)生通過(guò)MOOC平臺(tái)進(jìn)行章節(jié)自測(cè)，平臺(tái)自動(dòng)完成評(píng)閱與成績(jī)統(tǒng)計(jì)。同時(shí)，教師根據(jù)平臺(tái)反饋報(bào)告，進(jìn)行課程目標(biāo)的達(dá)成情況和課程評(píng)價(jià)分析，并在后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)中進(jìn)行不斷深化與持續(xù)改進(jìn)。

本文運(yùn)用“線上”+“線下”混合式教學(xué)模式，細(xì)化了課程改革實(shí)施方案，主要有以下幾方面貢獻(xiàn)：

（1） 針對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)課程的特點(diǎn)，考慮高校本科生的實(shí)際情況，對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；

（2） 在教學(xué)過(guò)程中，分別從課前（MOOC平臺(tái)資源學(xué)習(xí)）、課堂（互動(dòng)討論與翻轉(zhuǎn)課堂）、課后（反饋總結(jié)與持續(xù)改進(jìn)）三大方面，闡述教學(xué)改革方案的具體實(shí)施細(xì)節(jié)；

（3） 結(jié)合MOOC學(xué)習(xí)平臺(tái)，對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)課程的考核方式進(jìn)行改革。

本文第1節(jié)引言，簡(jiǎn)述人工智能與大數(shù)據(jù)背景下，發(fā)展混合教學(xué)模式的意義；第2節(jié)從多方面論述混合教學(xué)模式的特色與優(yōu)勢(shì)；第3節(jié)詳細(xì)介紹“線上”+“線下”混合式教學(xué)改革的具體實(shí)施方案；第4節(jié)展示課程考核方式的改革與創(chuàng)新；第5節(jié)總結(jié)全文并指出未來(lái)發(fā)展方向。

2 混合教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)于高校學(xué)生來(lái)說(shuō)，筆記本、手機(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)品已成為他們主要的學(xué)習(xí)工具[3]。當(dāng)前，僅通過(guò)傳統(tǒng)的課堂授課模式已經(jīng)不能滿足高等院校本科人才培養(yǎng)的需求[4]。在此背景下，教學(xué)模式隨之發(fā)生了重大變革。它將網(wǎng)絡(luò)教育資源與傳統(tǒng)教學(xué)活動(dòng)相結(jié)合，融合了信息化教學(xué)與課堂教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)[5]。

混合式教學(xué)模式已經(jīng)在計(jì)算機(jī)大類機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)課程中得到實(shí)踐，實(shí)踐結(jié)果表明混合式學(xué)習(xí)模式受到了廣大老師和學(xué)生的廣泛認(rèn)可和高度評(píng)價(jià)。本文通過(guò)以下三個(gè)方面，具體闡述混合教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)。

2.1 實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)課程的資源共享

混合教學(xué)模式對(duì)傳統(tǒng)課堂的架構(gòu)進(jìn)行了改良和優(yōu)化，教學(xué)過(guò)程徹底擺脫了以往時(shí)空的限制，“教”和“學(xué)”可以在不同時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行。學(xué)生可以通過(guò)教師共享的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源完成基礎(chǔ)知識(shí)和理論學(xué)習(xí)。利用MOOC學(xué)習(xí)平臺(tái)，成功實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)教學(xué)，學(xué)生可以利用碎片化的時(shí)間和空間學(xué)習(xí)和鞏固相關(guān)知識(shí)點(diǎn)、視頻資料。教學(xué)視頻可以有選擇地觀看，知識(shí)點(diǎn)可以重點(diǎn)強(qiáng)化學(xué)習(xí)，增加了知識(shí)的廣度和深度，引導(dǎo)學(xué)生從淺入深地進(jìn)行學(xué)習(xí)。同時(shí)，學(xué)生可以通過(guò)平臺(tái)，隨時(shí)隨地提出心中的疑惑和問(wèn)題，老師可針對(duì)性地進(jìn)行在線解答，并隨時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。圖1展示了平臺(tái)中學(xué)生對(duì)于視頻資料的學(xué)習(xí)人數(shù)統(tǒng)計(jì)情況。

2.2 突出學(xué)習(xí)重點(diǎn)，便于查漏補(bǔ)缺

目前，高校本科人才培養(yǎng)目標(biāo)已逐步由單一的知識(shí)傳授向面向產(chǎn)出（OBE） 的方向轉(zhuǎn)變。學(xué)生的能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育提升成為變革的重點(diǎn)。在混合式學(xué)習(xí)模式下，學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間不局限于課堂上的45分鐘，平臺(tái)將課前、課堂、課后三個(gè)階段融為一體，有效地延長(zhǎng)了學(xué)習(xí)時(shí)間。同時(shí)，平臺(tái)設(shè)置了單元測(cè)試和作業(yè)供學(xué)生進(jìn)行自主練習(xí)和測(cè)試，如圖2所示。學(xué)生可根據(jù)自己的答題情況，進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的查漏補(bǔ)缺。平臺(tái)利用大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行全面地整合與分析，挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)過(guò)程中的共性重點(diǎn)與難點(diǎn)，并將分析結(jié)果反饋給老師。這樣，教師在線下的教學(xué)過(guò)程中可以更有針對(duì)性、教學(xué)理念更清晰、重點(diǎn)更明確、師生互動(dòng)頻率更高，課堂教學(xué)更高效。

2.3 豐富考核方式，完善課程評(píng)估體系

課程評(píng)估體系是整個(gè)教學(xué)過(guò)程的重要一環(huán)，評(píng)價(jià)聚焦于學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，機(jī)器學(xué)習(xí)課程組基于產(chǎn)出的評(píng)價(jià)體制，建立了完善的課程質(zhì)量評(píng)估機(jī)制?；旌鲜浇虒W(xué)包含線上學(xué)習(xí)視頻觀看、線下課堂互動(dòng)、MOOC 平臺(tái)單元測(cè)試、線下上機(jī)實(shí)踐、期末考試等多個(gè)環(huán)節(jié)，拓寬了學(xué)習(xí)內(nèi)容，增加了學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的參與機(jī)會(huì)，對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)也更加全面和科學(xué)。課程評(píng)估涵蓋了課程的整個(gè)環(huán)節(jié)，包括課程對(duì)畢業(yè)目標(biāo)的支持、課程大綱設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)研討活動(dòng)、課程達(dá)成情況評(píng)價(jià)等內(nèi)容。教師根據(jù)平臺(tái)測(cè)試成績(jī)反饋對(duì)學(xué)生進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià)，根據(jù)機(jī)房上機(jī)實(shí)驗(yàn)情況對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)期末卷面成績(jī)對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。與傳統(tǒng)教學(xué)簡(jiǎn)單、粗糙的評(píng)估模式相比，混合教學(xué)模式的評(píng)價(jià)體系更加系統(tǒng)和全面，打破了單一分?jǐn)?shù)的限制，強(qiáng)化了過(guò)程性評(píng)價(jià)。

3“線上”+“線下”混合式教學(xué)改革實(shí)施方案

3.1 課前：MOOC平臺(tái)資源學(xué)習(xí)

凡事有預(yù)則立，不預(yù)則廢，學(xué)習(xí)更是如此。在高校本科教學(xué)過(guò)程中，課前預(yù)習(xí)是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)?；贛OOC學(xué)習(xí)平臺(tái)，老師根據(jù)課程內(nèi)容上傳相應(yīng)的教學(xué)資源。學(xué)生在課前預(yù)習(xí)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)，并將學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的疑問(wèn)進(jìn)行反饋。平臺(tái)根據(jù)學(xué)生對(duì)教學(xué)視頻的觀看時(shí)長(zhǎng)、課前練習(xí)的提交情況對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行考核，作為過(guò)程性材料進(jìn)行記錄。老師課前了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，在組織課堂教學(xué)時(shí)就會(huì)有更明確的目標(biāo)?？梢岳盟季S導(dǎo)圖的形式，幫助學(xué)生快速梳理出本小節(jié)的知識(shí)點(diǎn)和脈絡(luò)結(jié)構(gòu)，并根據(jù)反饋的結(jié)果，重新調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)和備課，為課堂教學(xué)做好準(zhǔn)備。

3.2 課堂教學(xué)：互動(dòng)討論與翻轉(zhuǎn)課堂

教學(xué)實(shí)施階段，老師對(duì)于理論知識(shí)點(diǎn)，提出啟發(fā)性和創(chuàng)新性的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考、積極參與、積極討論，如圖3所示。使用“雨課堂”等教學(xué)工具，將問(wèn)題實(shí)時(shí)推送給學(xué)生。學(xué)生們用手機(jī)接收并作答。該工具可實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)學(xué)生的答題信息，統(tǒng)計(jì)答題錯(cuò)誤率，幫助師生及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中的遺漏和不足，并能做到實(shí)時(shí)查漏補(bǔ)缺。

上機(jī)實(shí)踐課，老師對(duì)實(shí)訓(xùn)操作詳細(xì)講授，強(qiáng)化細(xì)節(jié)，通過(guò)項(xiàng)目案例形式，切實(shí)提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。以實(shí)驗(yàn)報(bào)告和演示的形式展示和分享實(shí)踐成果。本課程實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)安排見(jiàn)表1和2所示?；旌辖虒W(xué)模式增加了老師和學(xué)生之間的互動(dòng)，使得學(xué)生能夠進(jìn)行更加主動(dòng)和深層次的思考，從而實(shí)現(xiàn)了充分的課堂互動(dòng)和翻轉(zhuǎn)。

3.3 課后：反饋總結(jié)與持續(xù)改進(jìn)

課后老師的工作主要是總結(jié)和評(píng)價(jià)本節(jié)課內(nèi)容，對(duì)課程進(jìn)行全面化、立體化、過(guò)程化評(píng)價(jià)，并完成持續(xù)改進(jìn)。學(xué)生在MOOC學(xué)習(xí)平臺(tái)上按時(shí)完成相關(guān)作業(yè)和測(cè)試，平臺(tái)利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)學(xué)生的作業(yè)完成和考試情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。老師對(duì)學(xué)生的考試情況進(jìn)行評(píng)價(jià)和記錄，將本節(jié)的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和升華，并推送給學(xué)生，讓學(xué)生對(duì)此進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固。課程組在知識(shí)點(diǎn)或章節(jié)講解完畢后，進(jìn)行課程組研討，研討內(nèi)容是根據(jù)學(xué)生當(dāng)前學(xué)習(xí)成果和課程進(jìn)度進(jìn)行，針對(duì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和不足，及時(shí)進(jìn)行糾正改進(jìn)，研討內(nèi)容以《教學(xué)研討報(bào)告》存檔。另外，課程結(jié)束后，還需進(jìn)行綜合評(píng)教環(huán)節(jié)。所有學(xué)生均可對(duì)授課老師進(jìn)行評(píng)價(jià)，老師也需對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行整體反思，并對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行自我評(píng)價(jià)。同時(shí)，教師可以通過(guò)“教師互評(píng)”獲得其他教師的建議，以上建議使后續(xù)教學(xué)更具針對(duì)性。

4 考核方式改革與創(chuàng)新

高校課程尤其是實(shí)踐類課程僅用期末考試成績(jī)對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核顯然是片面的。混合教學(xué)模式采用“過(guò)程性考核”+“期末考試成績(jī)”綜合考核方式。該考核方式分別從MOOC平臺(tái)學(xué)習(xí)情況、上機(jī)實(shí)驗(yàn)、知識(shí)掌握情況等多個(gè)方面對(duì)學(xué)生的能力進(jìn)行全方位考核。具體來(lái)講，MOOC學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行了模塊積分設(shè)定，學(xué)生通過(guò)完成各項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)獲得相應(yīng)積分。該方式幫助學(xué)生在完成各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)的同時(shí)，潛移默化中提升了自身能力。平時(shí)上機(jī)實(shí)驗(yàn)采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)方式，針對(duì)各部分理論知識(shí)提出項(xiàng)目需求，學(xué)生需要嚴(yán)格按照項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程完成各實(shí)驗(yàn)，并提交詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。課程結(jié)束后，通過(guò)期末試卷的形式對(duì)學(xué)生理論知識(shí)掌握情況進(jìn)行綜合的考察。上述考核方式強(qiáng)調(diào)了過(guò)程性考核的重要性，并豐富了考核內(nèi)容，將學(xué)生從一張?jiān)嚲碇薪夥懦鰜?lái)，強(qiáng)化了對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文將“線上”+“線下”混合教學(xué)模式應(yīng)用于計(jì)算機(jī)大類機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)課程。通過(guò)MOOC學(xué)習(xí)平臺(tái)使教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式同時(shí)得到了極大的擴(kuò)展和更新。通過(guò)課前MOOC平臺(tái)資源學(xué)習(xí)、課堂互動(dòng)討論與翻轉(zhuǎn)課堂、課后反饋總結(jié)與持續(xù)改進(jìn)，切實(shí)提高了機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)課程的教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，針對(duì)混合教學(xué)模式的特點(diǎn)進(jìn)行了考核方式的改革與創(chuàng)新，打破了單一分?jǐn)?shù)考核的禁錮，強(qiáng)化了過(guò)程性考核與學(xué)生能力培養(yǎng)。未來(lái)，我們?cè)噲D將該教學(xué)模式在高校本科其他課程的教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行推廣和實(shí)踐，讓更多的教師與學(xué)生從中獲益。