人工智能技術(shù)背景下混合式教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用實(shí)踐探析

盛曉春

關(guān)鍵詞：人工智能；翻轉(zhuǎn)課堂；ChatGPT；形成性評(píng)價(jià)

0 引言

人工智能的發(fā)展歷經(jīng)多個(gè)階段：從初期的推理與知識(shí)表示，至連接主義、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)階段，再延伸至強(qiáng)化學(xué)習(xí)和自主智能領(lǐng)域。這些進(jìn)展促使人工智能在各個(gè)領(lǐng)域取得了重要應(yīng)用和突破。人工智能對(duì)教育也產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，尤其隨著ChatGPT的廣泛使用，混合式教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)課堂都面臨著新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

前沿技術(shù)運(yùn)用這門課程采用講座方式進(jìn)行授課。該課程開(kāi)設(shè)在大三的第二學(xué)期，共計(jì)16學(xué)時(shí)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、數(shù)字媒體技術(shù)、智能科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)的專業(yè)課之一。學(xué)生在前五個(gè)學(xué)期的課堂學(xué)習(xí)和課下積累的基礎(chǔ)上，對(duì)人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)、虛擬技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)有了基本的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)。在人工智能技術(shù)背景下，混合式教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)課堂如何在教學(xué)中提供更加個(gè)性化和自主的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，這是本文的研究重點(diǎn)。

1 人工智能前的混合式教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)課堂

隨著MOOC的興起和線上線下教學(xué)的普及，翻轉(zhuǎn)課堂被認(rèn)為是線上線下教學(xué)手段的強(qiáng)化，是對(duì)學(xué)生在線學(xué)習(xí)效果的有效檢驗(yàn)工具。翻轉(zhuǎn)課堂是一種教學(xué)模式，其基本思想是將傳統(tǒng)課堂教學(xué)中的知識(shí)傳授環(huán)節(jié)移到課外完成，即線上學(xué)習(xí)，而將課堂時(shí)間用于學(xué)生深入探究和應(yīng)用知識(shí)的活動(dòng)[1]。在這種教學(xué)模式下，課堂內(nèi)的寶貴時(shí)間，學(xué)生更多地參與項(xiàng)目的討論、線上視頻學(xué)習(xí)的疑問(wèn)討論，與同學(xué)、老師共同解決學(xué)習(xí)遇到的問(wèn)題。教師在翻轉(zhuǎn)課堂不再是教學(xué)的主體，而是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、規(guī)劃者，通過(guò)課堂教學(xué)討論、學(xué)生疑難問(wèn)題提問(wèn)、課堂測(cè)試等環(huán)節(jié)總結(jié)學(xué)生知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，對(duì)線上學(xué)習(xí)、課堂內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)、歸納，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)更深層次的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行思考和探討。

學(xué)生經(jīng)歷了線上學(xué)習(xí)以及對(duì)應(yīng)的測(cè)試，翻轉(zhuǎn)課堂有促進(jìn)師生互動(dòng)和生生互動(dòng)，提升學(xué)生創(chuàng)新性和批判性思維等優(yōu)點(diǎn)[2]，但在實(shí)際的線上線下教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，由于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)、線上學(xué)習(xí)資源與課堂教學(xué)內(nèi)容匹配度不高、學(xué)生缺乏有效的表達(dá)能力等原因，翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)際效果不盡如人意，表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面，學(xué)生在自我學(xué)習(xí)、自我表達(dá)中，缺乏有效的表達(dá)能力。這種情況一是和學(xué)生本身性格相關(guān)，不愿分享、不喜歡表達(dá)，只喜歡在自己的舒適圈“圍觀”

其他同學(xué)或老師“表演”。二是翻轉(zhuǎn)課堂前學(xué)生儲(chǔ)備知識(shí)不足，線上資源學(xué)習(xí)不充分，在翻轉(zhuǎn)課堂環(huán)節(jié)表現(xiàn)不自信，表達(dá)能力弱，導(dǎo)致翻轉(zhuǎn)效果不理想。

另一方面，線上資源雖然豐富，但缺乏與課堂內(nèi)容高度契合的資源，影響學(xué)生線上學(xué)習(xí)效果。雖然現(xiàn)在MOOC、B站等在線資源眾多，但短時(shí)間內(nèi)很難找到與課堂內(nèi)容高度匹配的資源，導(dǎo)致學(xué)生在線上學(xué)習(xí)的內(nèi)容常常與課堂內(nèi)容不符。

此外，學(xué)生在線上學(xué)習(xí)過(guò)程中，遇到的問(wèn)題無(wú)法及時(shí)得到有效解決，導(dǎo)致學(xué)生自學(xué)自信心受挫。

前沿技術(shù)運(yùn)用課程深入挖掘翻轉(zhuǎn)課堂和混合式教學(xué)的內(nèi)涵，以學(xué)生為中心，依據(jù)工程教育認(rèn)證理念為基礎(chǔ)，以成果為導(dǎo)向，在課堂教學(xué)中實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂和混合式教學(xué)。將基本理論知識(shí)、概念性知識(shí)放到線上，推薦學(xué)生使用人工智能技術(shù)解決問(wèn)題。在線下課堂教學(xué)中，先通過(guò)課堂測(cè)試評(píng)估學(xué)生的線上學(xué)習(xí)效果，并針對(duì)出錯(cuò)率較高的題目進(jìn)行專門的討論與講解，討論過(guò)程不限制使用人工智能技術(shù)尋求答案，鼓勵(lì)對(duì)答案進(jìn)行修改、創(chuàng)新，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題由其他學(xué)生回答。以班級(jí)為單位進(jìn)行抽調(diào)式方式進(jìn)行課堂知識(shí)討論，教師對(duì)學(xué)生討論內(nèi)容、課堂測(cè)試內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)、歸納，并在最后一次講座時(shí)間全方位考核學(xué)生對(duì)前沿技術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)效果、掌握程度，在整個(gè)教學(xué)周期采用形成性評(píng)價(jià)、“三法”式等方式評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果并進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

2 人工智能后的混合式教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)課堂

隨著人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，人工智能技術(shù)逐漸滲透到各個(gè)領(lǐng)域。尤其是隨著ChatGPT、文心一言等人工智能工具的迅速發(fā)展和推廣使用，教育領(lǐng)域也逐漸開(kāi)始探索如何將人工智能應(yīng)用于混合式教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)教學(xué)中。

2.1 人工智能在混合式教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)課堂中的應(yīng)用

一方面，ChatGPT等人工智能工具可以提供課前預(yù)習(xí)資料。教師可以事先錄制課程介紹視頻或編寫文字材料，并將其提供給學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)。學(xué)生在預(yù)習(xí)過(guò)程中可能遇到問(wèn)題，這時(shí)可以使用ChatGPT等人工智能工具提供在線的解答和輔導(dǎo)，幫助學(xué)生更好地理解課程內(nèi)容。對(duì)于線上資源，在互聯(lián)網(wǎng)各類信息技術(shù)的支持下，線上平臺(tái)有微課視頻、PPT、MOOC等眾多線上資源[3]。在前沿技術(shù)運(yùn)用課程中，選擇線上資源時(shí)要充分考慮學(xué)生目前所掌握的知識(shí)體系、線上資源與講座的契合度等因素。另外，線上資源需有對(duì)視頻內(nèi)容的簡(jiǎn)單介紹，通過(guò)內(nèi)容介紹便可以抓住學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

另一方面，ChatGPT等人工智能工具可以解答學(xué)生預(yù)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中可能會(huì)有各種問(wèn)題，ChatGPT等人工智能工具可以作為在線的答疑助手，隨時(shí)解答學(xué)生的問(wèn)題和提供解釋。這樣可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，并增強(qiáng)他們對(duì)知識(shí)的理解和掌握。在前沿技術(shù)運(yùn)用課程中，由于學(xué)生人數(shù)眾多，老師無(wú)法幫助所有學(xué)生解決遇到的問(wèn)題，學(xué)生可以直接借助ChatGPT等人工智能工具解決學(xué)習(xí)遇到的問(wèn)題。

ChatGPT等人工智能工具還可以引導(dǎo)學(xué)生思考。它們通過(guò)提問(wèn)和引導(dǎo)學(xué)生思考的方式，幫助學(xué)生深入理解課程內(nèi)容。在前沿技術(shù)運(yùn)用課程的實(shí)施過(guò)程中，教師設(shè)計(jì)了一些開(kāi)放性問(wèn)題，讓學(xué)生與ChatGPT等人工智能工具進(jìn)行對(duì)話，促進(jìn)學(xué)生的思考和探索，培養(yǎng)他們的批判性思維和問(wèn)題解決能力。

另外，ChatGPT等人工智能工具可以提供實(shí)踐案例和示例代碼。對(duì)于一些實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，如編程、金融工程等，ChatGPT等人工智能工具可以提供實(shí)踐案例和示例代碼[4]，幫助學(xué)生理解和應(yīng)用知識(shí)。學(xué)生可以與ChatGPT等人工智能工具交互，了解代碼的執(zhí)行過(guò)程、結(jié)果和相關(guān)解釋，提高他們的實(shí)踐能力和應(yīng)用能力。前沿技術(shù)運(yùn)用課程的課程目標(biāo)之一是掌握講座涉及的前沿技術(shù)工具，掌握大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿技術(shù)知識(shí)，但是在有限的講座時(shí)間無(wú)法對(duì)核心知識(shí)一一講解，學(xué)生可以利用課余時(shí)間對(duì)講座內(nèi)容進(jìn)行延伸學(xué)習(xí)，而ChatGPT等人工智能工具可以較好地滿足他們的需求。

2.2 混合式教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)課堂的效果評(píng)估

為了評(píng)估ChatGPT等人工智能工具、課程思政在混合式教學(xué)中的效果，前沿技術(shù)運(yùn)用課程通過(guò)以下幾個(gè)評(píng)估指標(biāo)衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

一方面，通過(guò)觀察學(xué)生與ChatGPT等人工智能工具的互動(dòng)情況，評(píng)估學(xué)生的參與度和積極性。在授課過(guò)程中，統(tǒng)計(jì)學(xué)生提問(wèn)的數(shù)量和質(zhì)量，以及學(xué)生對(duì)ChatGPT等人工智能工具回答的反饋和評(píng)價(jià)。

另一方面，通過(guò)學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)提升情況來(lái)衡量。2023年春季學(xué)期之前本課程雖然已經(jīng)采用了混合式教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)教學(xué)，但因?yàn)閷W(xué)生數(shù)量多，翻轉(zhuǎn)教學(xué)效果一般，學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的認(rèn)識(shí)程度比較淺。2023年春季學(xué)期開(kāi)始，課堂中積極推薦學(xué)生使用ChatGPT等人工智能工具解決學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，比較使用ChatGPT等人工智能工具的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)和傳統(tǒng)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的學(xué)生成績(jī)差異，ChatGPT等人工智能工具對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)有較大積極影響，學(xué)生的在線測(cè)試成績(jī)有一定幅度的提升。

其次，可以通過(guò)學(xué)生滿意度調(diào)查混合式教學(xué)的滿意度。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查或訪談等方式，收集學(xué)生對(duì)于使用ChatGPT等人工智能工具的混合式教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)課堂的滿意度和反饋意見(jiàn)。了解學(xué)生對(duì)ChatGPT等人工智能工具的認(rèn)可程度和體驗(yàn)感受，以評(píng)估其在教學(xué)中的效果。在2023年春季教學(xué)過(guò)程中，積極鼓勵(lì)學(xué)生使用ChatGPT等人工智能工具解決學(xué)生學(xué)習(xí)遇到的問(wèn)題，在形成性評(píng)價(jià)結(jié)果反饋結(jié)果看到，學(xué)生對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂的滿意度明顯提升。

隨著教育改革的不斷深入，課程思政與混合教學(xué)已成為教育領(lǐng)域的重要話題。國(guó)內(nèi)外已有大量研究表明，課程思政與混合教學(xué)在提高學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)和學(xué)習(xí)能力方面具有顯著效果。例如，一項(xiàng)基于小學(xué)英語(yǔ)翻轉(zhuǎn)課堂的研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)課前觀看教學(xué)視頻和課堂上的互動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生的英語(yǔ)成績(jī)和學(xué)習(xí)能力得到了顯著提高[5]。此外，還有多項(xiàng)研究證實(shí)了課程思政在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和價(jià)值觀引領(lǐng)方面的作用。本課程思政內(nèi)容多方位建設(shè)，“三法”式評(píng)估育人效果。課程思政從教學(xué)模式、教學(xué)案例、教學(xué)方法改進(jìn)以及提升教師育人水平等多個(gè)方面進(jìn)行切入，對(duì)課堂授課效果以及育人效果采用問(wèn)卷法、觀察法、訪談法三種方式進(jìn)行評(píng)估[6]。課程思政內(nèi)容采用顯隱結(jié)合、“高大上”與“接地氣”結(jié)合的方式把思政元素引入課堂中，把帶有工匠精神、家國(guó)情懷、職業(yè)道德素質(zhì)、民族自信和國(guó)家自信等思政元素的教學(xué)案例帶入課堂，通過(guò)在教學(xué)目標(biāo)中加入價(jià)值的培養(yǎng)、線上與線下思政同進(jìn)行等方式，在給學(xué)生知識(shí)傳授以及能力培養(yǎng)的過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生具有正確的價(jià)值觀、正確的社會(huì)認(rèn)知以及社會(huì)道德感、責(zé)任感。

另外，課程以工程教育認(rèn)證理念為依據(jù)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行綜合評(píng)定。本課程的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)一直堅(jiān)持工程教育專業(yè)認(rèn)證，課程以國(guó)家工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為指南，以產(chǎn)出導(dǎo)向、學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)的認(rèn)證理念為引領(lǐng)，通過(guò)視頻觀看率、視頻觀看時(shí)長(zhǎng)、課堂在線測(cè)試、學(xué)生討論、形成性評(píng)價(jià)等多種方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)估，捕捉教學(xué)過(guò)程中學(xué)生知識(shí)薄弱點(diǎn)，總結(jié)學(xué)生對(duì)講座老師的授課評(píng)價(jià)，及時(shí)修正教學(xué)大綱、教案等教學(xué)資料，進(jìn)行持續(xù)性改進(jìn)。

3 人工智能給混合式教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)課堂帶來(lái)的挑戰(zhàn)

有研究指出，線上線下學(xué)習(xí)以及翻轉(zhuǎn)課堂要求學(xué)生具備一定的自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的能力。對(duì)于一些學(xué)生來(lái)說(shuō)，這可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。在混合式教學(xué)中，一些學(xué)生可能會(huì)因?yàn)樽灾鲗W(xué)習(xí)能力不足而無(wú)法跟上課程進(jìn)度，從而導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果下降。另外，部分學(xué)生過(guò)于依賴于人工智能所帶來(lái)的便利，缺乏自我思考以及對(duì)知識(shí)的辨識(shí)能力，教師需要幫助學(xué)生培養(yǎng)這些能力，使其適應(yīng)混合式教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)課堂的學(xué)習(xí)方式。

3.1 教師角色的轉(zhuǎn)變

課程在混合式教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)課堂中，課程組教師首先轉(zhuǎn)變了自己的角色任務(wù)，即由傳統(tǒng)的知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的指導(dǎo)者和輔導(dǎo)者。教師更多地在于引導(dǎo)學(xué)生如何運(yùn)用知識(shí)，如何解決問(wèn)題，以及如何進(jìn)行創(chuàng)新思維。

另外，隨著人工智能時(shí)代的到來(lái)，教師在混合式教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)課堂中，需要了解并熟練掌握人工智能工具，以更有效地幫助學(xué)生。因此，課程組教師也在持續(xù)關(guān)注技術(shù)的發(fā)展，以便能夠及時(shí)更新自己的知識(shí)和技能。教師也在教學(xué)過(guò)程中，鍛煉自己的教學(xué)策略和技能，有效地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)。

3.2 學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)

課程組教師采取以下措施來(lái)提供適當(dāng)?shù)闹С趾图?lì)措施，以提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)動(dòng)力。

設(shè)定明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)：明確的目標(biāo)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，并幫助他們更好地規(guī)劃學(xué)習(xí)過(guò)程。所以教師應(yīng)與學(xué)生有效、及時(shí)地溝通并確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)生才能及時(shí)、準(zhǔn)確地知道自己應(yīng)該達(dá)到怎樣的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

提供學(xué)習(xí)資源和指導(dǎo)：教師為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源，如教材、參考書籍、在線教學(xué)視頻等。同時(shí)，教師也提供指導(dǎo)和解答學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，幫助他們克服困難。

鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)：教師鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中保持主動(dòng)性和自主性。例如，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題、進(jìn)行獨(dú)立思考和探索，培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力。

提供及時(shí)反饋：教師及時(shí)給予了學(xué)生反饋，幫助他們了解自己的學(xué)習(xí)進(jìn)展和成績(jī)。積極的反饋可以激勵(lì)學(xué)生繼續(xù)努力，同時(shí)也可以幫助他們及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)策略。

創(chuàng)造積極的學(xué)習(xí)環(huán)境：教師創(chuàng)造積極的學(xué)習(xí)環(huán)境，鼓勵(lì)學(xué)生相互合作、分享經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。同時(shí)，教師也提供了一些獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，如表?yè)P(yáng)、獎(jiǎng)勵(lì)或認(rèn)可，以激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和自主學(xué)習(xí)能力。

個(gè)性化學(xué)習(xí)支持：教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)風(fēng)格，根據(jù)不同學(xué)生的差異性提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持和指導(dǎo)。這可以幫助學(xué)生更好地發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)和潛力。

總之，教師在提供適當(dāng)?shù)闹С趾图?lì)措施時(shí)，注重學(xué)生的個(gè)體差異和需求，鼓勵(lì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和主動(dòng)性，同時(shí)提供及時(shí)的反饋和指導(dǎo)。這樣可以有效提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)動(dòng)力，促進(jìn)他們的學(xué)習(xí)成長(zhǎng)和發(fā)展。

3.3 學(xué)生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)

教師在混合式教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)教學(xué)過(guò)程中，注重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力、多學(xué)科知識(shí)的綜合運(yùn)用能力、計(jì)算思維能力。充分利用ChatGPT等人工智能工具幫助學(xué)生分析問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生用創(chuàng)新的思維解決問(wèn)題。

教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)批判性地看待問(wèn)題，不盲從權(quán)威或傳統(tǒng)的觀點(diǎn)，而是通過(guò)自己的思考和分析來(lái)評(píng)判事物的優(yōu)劣。這樣可以幫助學(xué)生形成獨(dú)立思考的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。

4 總結(jié)

在人工智能技術(shù)背景下，混合式教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)課堂為教育帶來(lái)了許多機(jī)遇，包括但不限于個(gè)性化學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)、實(shí)時(shí)反饋和個(gè)性化輔導(dǎo)等。然而，這也伴隨著一些挑戰(zhàn)，如技術(shù)支持和設(shè)備要求、教師角色的轉(zhuǎn)變以及學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力等方面。因此，我們需要進(jìn)一步研究和探索如何充分利用人工智能技術(shù)，優(yōu)化混合式教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，從而提高教育質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。