后疫情时代智慧技术在混合教学中的应用探究

钟益华

（浙江师范大学 教师教育学院，浙江 金华 321004）

一、引言

智慧教育是教育信息化的新境界、新诉求。它需要以智慧学习环境为技术支撑、以智慧学习为根本基石、以智慧教学法为催化促导[1]。当前我国的智慧教育正处在深度探索和应用融合阶段[2]。随着智慧技术的不断发展以及国家各项推进智慧教育发展政策的助力，智慧技术在教育领域的应用愈加广泛，人工智能、大数据、云计算、5G 等技术的整合应用，使之在教育领域迸发出愈加强劲的影响力与生命力。

在线学习是近年来备受大众欢迎的一种学习模式。新冠疫情之下，由于“停课不停学”政策的号召，各学校依托网络学习平台开展起线上教学，线上教学成为疫情期间各学校的常态化教学形式。伴随着我国新冠疫情得到有效控制，大中小学陆续开学并实施线下教学，但线上教学并未因此被取缔，而是凭借其独特优势仍得到各学校、教师的青睐，由此形成了后疫情时代线上线下相结合的混合式教学新常态[3]。现今的混合式教学并非是简单的线上线下学习方式的组合，而是更加强调融合发展，加之各类智慧技术的应用突破，进一步促使其更好地融合。如课堂行为识别、情感分析、学情预测、智能阅卷、智能机器人等基于智慧技术的应用能够有效提升混合教学当中教师的教学质量以及学生的学习效率，为推进智慧教育提供强大动力。

二、混合教学的现状

1.线上学习学生参与度较低

线上学习具有不受时空限制、资源共享、可重复性等特点[4]。线上学习的主要学习场景是由学习者面对移动终端设备，通过网络学习平台来观看教师事先已经录制好的课程视频或者通过直播软件来进行实时课堂直播的形式。这类学习方式大多数是由学习者在家庭环境中独立进行的，而教师则处在屏幕的另一端，因而很难实时观察到学生的课堂学习情况，这就无法实现像线下课堂一样快速对学习者的迷航行为进行适时干预调整[5]。加之网络上各种资源的诱惑以及学习者自控力的不足，导致学生出现易走神等现象，进而降低其线上课堂的参与度，对学生的学习效果产生负面影响。

2.教师混合式教学准备度不足

教师的教学准备度集中表现为态度准备以及能力准备[6]。态度准备是指教师能否正确看待混合式教学并予以接受，而能力准备是指教师是否具备进行混合式教学的能力。教师是混合式教学中的关键一环，在线上线下的混合式教学中，教师的教学准备度对于学生学习的影响至关重要。然而，目前教师混合式教学的准备度仍然较低，仍处于混合式教学改革的意向期[7]。这表明教师在对待混合式教学的态度以及能力上仍有不足。相对应的，会影响教师在混合式教学中进行合理的课堂安排以及对学生在教学过程中产生的一系列问题缺乏成熟的指导解决方案，导致无法进行高效的混合式教学。

3.线上线下教学融合度较低

后疫情时代，各高校都热衷于实施线上加线下的混合教学模式，但究其本质，只是线上线下的简单相加，并未实现其全方位的有效整合与利用，教师和学生缺乏线上线下融合发展的理念。从大多数研究[8-9]中可以看出，教师往往只是收集线上或线下某一方面的数据来对某一教学行为进行分析探究，而线上与线下教学往往是具有不同侧重点以及在不同场景下进行的。从侧重点角度来看，混合教学中的线上部分集中于课前预习理解、课后复习巩固，而线下部分则更倾向于课中重难点知识的讲解。从场景角度来看，线下部分往往是学生面对教师在学校教室中进行，而线上部分通常是学生面对移动终端在家或者机房中进行。如此一来，仅仅通过线上或线下某一方面所得来的教学信息进行研究是缺乏科学性的，难以在线上与线下混合的教学行为中泛化。

三、智慧技术对混合教学的意义

1.促进教师对学生的了解

教师对学生的了解程度会影响其对学生的整体认知态度。在传统的教学过程当中，教师如果想要了解学生在某一段时间之内的学习情况、学习态度以及情感问题等变化，通常需要采用观察法、访谈法、量表等方式才能较好的掌握。教师若以此类方式面向众多学生时会耗费其大量的时间精力，进而降低其教学精力的分配，影响教师的教学质量。随着智慧技术在教育领域的运用，类似情况得以改善。例如，通过深度学习的方式构建一种基于双通道深度记忆网络的深度学习模型，并将此模型运用于学生教学评价之中，来挖掘学生在评价中对于不同教学方面的情感倾向，以此为依据帮助教师和教学管理者改进其教学过程[10]。通过深度学习的手段来挖掘情感状态，即刻就能获取其结果，这不仅大大减轻了教师在使用传统的访谈等方式所付出的精力消耗，也促进了教师对学生的进一步了解。

2.提升课堂教学评价的效率

课堂教学评价是课堂教学环节中极为重要的组成部分，充分发挥课堂教学评价的应有功能对于整体教育教学质量的提升、学生的成长及教师的专业发展都有着重要意义[11]。因此，提升课堂教学评价的效率对于教师和学生都非常关键。基于智慧技术的课堂教学评价方法通过获取学生课堂中的行为画面，并对画面中学生的肢体行为以及表情状态进行识别，再根据前期已经划分好的状态进行分类，一般划分指标为积极、中性、消极等[12]。通过结合学生的行为以及行为分类的结果对其课堂表现进行评价，评价结果在课后就能够及时的反馈给教师，让教师迅速感知课堂中学生的学习情况以及自身教学需要改进之处。相比传统的采用专家听课、评估表来进行课堂教学评价的方式，基于智慧技术的课堂教学评价更具效率且避免了由于专家的主观局限性而导致的评价结果的偏倚。

3.促进混合学习模式的构建

混合式学习模式以智慧教学技术为前提，以创新教学理念为指导，将线上网络学习和线下课堂学习结合起来，让学生成为教学的主体[13]。采用智慧技术构建的混合学习模式，如图1所示。该模式充分利用智慧技术的优势，将其运用于课前、课中、课后的教学活动当中，以实现精准、高效的教学。在课前线上准备阶段，教师首先发布与本次课程相关的线上学习资源，包括教师事先录制好的学习视频、PPT、题目等，学生通过这些学习资源进行预习，并将预习时产生的各类问题发布于在线讨论之中，通过自然语言处理技术将问题进行分类，如分为认知、情感类等问题，而学生的个性化问题则单独成列，教师通过收集学生的问题做好课前教学准备。在课中线下教学阶段，教师不必赘述课程中的每一个知识点，而是以课前准备为依据，主要讲解重难点以及协助学生解决其个性化问题，而课堂教学过程由高清摄像头采集学生学习画面，利用深度学习技术识别分析学生的课堂学习情况，做出课堂教学评价，并在课后及时将评价结果反馈给教师，教师以此来调整教学策略。在课后线上评价阶段，学生完成教师发布的线上作业，其中自身难以解决的问题可以通过智慧机器人进行辅助完成，由线下学习平台统计学生的作业完成情况并及时反馈给教师，由教师来做出最终教学评价。

图1 混合学习模式

四、智慧技术在混合教学中的应用

1.课堂行为分析

课堂行为能够反映教师和学生的课堂状态，通过对课堂行为的分析理解能够促进教学过程的进一步优化，为教师的教学决策提供科学依据。目前大多数学校教室都配置了高清摄像头，这为进行课堂行为分析数据采集提供了物质基础。通过摄像头记录课堂中学生的行为，将收集的视频、图像等数据进行数据预处理等操作后放入深度学习神经网络当中进行训练，得出学生的课堂行为分析结果，教师根据结果能够快速全面地了解学生课堂的学习状态，助力其教学决策的进行。

2.智能辅助学习

智能助学机器人、智慧学伴等是目前较为流行的辅助学生进行学习的应用。伴随着人工智能技术的进一步发展，其功能越来越完善，并向着实现精准助学方向迈进。其发展的要求不仅限于对学生的简单辅助，而是强调精准，智能机器人能够通过与学生的对话、作业情况、学习记录等信息生成关于该学生的学习画像，通过学生画像了解其知识掌握的薄弱之处并予以有效学习推荐与指导，助力学生对薄弱知识点的掌握，达到提升其学习成绩的效果。智能辅助学习技术的使用能够大大减轻课后由家长来辅导学生进行问题解决的压力。

3.学情预测

学情分析与预测能够帮助教师了解学生的真实状态，使教师能够充分关注学生的学习需求，从而做到更好地服务于学生的学，促进学生的发展与进步。借助基于智慧技术的改进的并行随机森林算法[14]，对学生的学习情况进行有效预测，能够帮助教师提前了解教学安排是否妥当，从预测结果中能够精准定位出优秀或需要重点关注的对象，及时干预影响学习效果的行为，并在以后的学习中提供个性化帮助与指导。

4.智能阅卷

针对教师所面对的繁重的教学任务问题，智能阅卷技术能够大大减轻教师的改卷压力，使教师能够将自身精力集中于教学效果的提升。基于文本识别与自然语言处理技术的智能阅卷，首先通过文本识别来获取文字信息，了解其具体是什么，再通过自然语言处理来理解其语义信息，判断内容的优劣程度，最后进行评分。其速度是人工阅卷的数倍，有效提升了整体教学效率。

五、智慧技术在混合教学中应用的注意事项

1.注重提升教师的混合式教学准备度

充分利用智慧技术的优势大力提升教师在混合式教学中的准备度，为混合式教学的高效开展提供师资力量保障。从态度准备以及能力准备两个方面入手。例如在态度准备方面，使用智慧技术优化混合式教学过程，扭转教师对混合式教学的消极态度。在能力准备方面，可以使用智慧技术生成教师画像，助力教师了解自身能力发展不足之处，促进教师的自我认知与反思，完善教师对未来发展的规划，根据教师个人特点进行个性化专业发展推荐，以此来加强教师队伍建设，增强教师队伍的混合式教学能力，提升教师的混合式教学准备度。

2.注重培养线上线下融合发展理念

要发展好混合教学模式，就必须注重线上与线下教学有效融合的理念，尤其是要做好线上到线下、线下转线上的衔接工作。混合教学不是线上与线下教学的简单相加，而应该做到虚实融合，相互启承。教师要根据课程标准要求来合理安排线上与线下的具体知识内容，做到线上课前预习、课后巩固为主，线下课中集中讲解重难点以及个性化问题。在课前、课中、课后三阶段适时使用智慧技术以辅助学生正常学习的开展，且在三个阶段的衔接部分控制好跨度，以便满足最近发展区要求，使学生既能得到提高，又避免因过高要求导致的学习倦怠等问题。培养好教师和学生线上线下混合教学的融合发展理念，而不是单一注重线上或线下某一方面的教与学工作，使两者的教与学实现真正有效的融合发展。

3.发挥家校合作的重要性

在混合教学模式当中，家庭也是学生学习的重要场所之一。学生的线上课前预习、课后巩固大多数都是在家庭环境中使用移动终端设备进行的，家庭所提供的学习环境对学生学习的影响不可忽视。因此，发挥家庭在混合教学中的重要性非常关键。家庭成员要发挥好家校合作中的重要纽带作用，一方面要鼓励学生的线上学习，给予学生在智慧技术支持下进行线上学习所需的物质条件基础，另一方面也要起到监督管理的作用。由于线上网络自身具有海量资源等特性，因此家长要防止学生由于自控力不足或受到各式各样网络资源诱惑所导致的学习效果不佳等问题。配合学校、教师完成线上预习到线下课堂教学再到线上课后复习的平稳过渡，防止因某一环节的疏漏进而导致教学效果的不理想。

4.完善混合教学平台的开发

混合教学平台是支撑混合教学模式发展的物质基础，混合教学的发展离不开一个完善的教学平台。现今，网上教学平台大多数都只是普通在线学习平台，其中智慧技术的应用很少涉及或并不完善，而随着智慧技术的不断发展，将智慧技术大量应用于教育领域以促进其发展是必然趋势。如生成学生画像、进行知识追踪、认知诊断、学情预测等，此类技术的运用能够极大地提升教师对学生的了解，有效追踪学生的学习状态。生成适合每个学生个性化发展的学习路径，并快速对其不足之处进行弥补，有效提升其学习成绩。此外，大部分学习平台也仅仅考虑到线上数据的采集与分析，而往往忽视线下数据的重要性。所以，进一步完善混合学习平台的开发是研究者应该重点考虑的。

六、结束语

随着智慧技术的不断发展，其在教育领域中的运用越来越广泛。后疫情时代，混合式教学将成为常态，将智慧技术带入到混合式教学当中，不仅能够有效提升教学效率，而且有利于提高教师、学生的信息化水平。本文通过分析混合式教学的现状以及智慧技术在混合式教学中的意义与应用，提出了智慧技术在混合式教学中应用的注意事项，为教师更好地进行混合式教学提供了借鉴。当然，智慧技术在混合式教学中的应用仍有很多不足的地方，后续研究者应逐步探索将智慧技术更加合理且高效地应用于混合式教学模式中，以促进混合式教学的发展。