基于个性化学习的线上线下混合教学模式研究

程昌品　邬依林

摘要：传统的填鸭式教学形式单一，教学效率低下，随着“互联网+”下智慧教学环境的到来，基于个性化学习的线上线下教学应运而生，本文对这种教学形态设计了一种混合教学模式，对其中的个性化学习系统做了分析和设计，以操作系统课程教学为例，对学生信息获取到知识重构及最终达成知识内化的途径进行了分析探讨，教学实践表明：这是一种高效的教学模式。

关键词：个性化学习;混合教学模式;知识内化

中图分类号：G642 文献标识码：A

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 引言

2015年，李克强总理在政府工作报告中提出“互联网+”行动计划，互联网与教育、教学相结合产生的新教学理念和模式，成为新时代教育的诉求，整合了移动互联网、云计算、大数据、物联网的智慧教学环境[1]应运而生。在智慧教学环境下，翻转课堂、MOOCs课程等新型学习方式被广泛使用，满足学生基于兴趣爱好有选择地学习、化整为零的碎片式学习、基于手机及iPad等的移动终端学习需要;利用基于应用/服务器计算A/S架构，采用类似虚拟终端的技术，学员通过学习导航系统实现与专业领域的顶尖大师们进行跨时空的对话;教师通过包括AI在内的智能化的辅助教学系统挖掘每个学生的需求，针对不同的教学对象设计不同的教学方案，开展基于个人能力基础、个人兴趣特点的个性化教学;智能化的辅助教学系统则按照学员的个人能力基础、个人兴趣特点规划学习方案，推送潜在感兴趣的学习信息、及时提醒学习进度、反馈学习效果与学习评价。

智慧化的教学环境的诞生与发展，对传统的教学模式提出了挑战：包括“专业课程上课形式上过于单一”“专业教学资源很欠缺”等等，建构丰富的教学资源、为适应智慧化的教学环境研究相应的教学方法和教学模式既是教育信息化发展的核心诉求，也是对传统的填鸭式教学的变革，这也是本文的研究缘起。

2 基于个性化学习的线上线下混合教学模式[2]特点

线上线下混合教学模式，是一种基于课堂教学（线下）与基于互联网+的网络教学（线上）相结合的混合教学模式，它把传统教学优势和网络化学习的优势结合起来，使两者优势互补。基于个性化学习的线上线下混合教学模式有以下特点：

1）强调实现学生“个性、特质”的定位和精准分析：以此为出发点，结合“以学生为中心”的教学策略，面向学生实施个性化的知识推送，突破现有网络教学不够个性化难以满足学员个别化学习要求的问题。

2）培养学生有针对性信息获取并进行知识重构的能力：根据建构主义学习理论，教学过程通常包括知识传授和知识内化两个阶段，教学模式设计上要充分注重学生个体差异，知识传授通过线上线下学习完成，知识内化则需要学生通过教学交互、课后作业分析测试、任务驱动下的实验操作或者实践、按章节分段的综合训练及作业提交、展示、评介过程的学习，借助于线上个性化的学习支持系统才能完成。

3 基于个性化学习的线上线下混合教学模式——以计算机操作系统课程教学为例

计算机操作系统课程理论性强，本课程阐述进程管理，包括进程和线程的基本概念、进程的同步和通信、调度和死锁;阐述存储器管理和虚拟存储器的概念以及虚拟存储器管理与性能分析;阐述设备管理、文件系统以及磁盘存储器的管理等。通过课程理论学习及实验操作，学生能熟悉计算机系统的丁作原理，理解并掌握操作系统的基本原理、设计方法和实现技术，为学生今后的计算机开发与应用奠定良好基础。但操作系统课程与多门课程相关联，学生的学习基础影响了对课程内容宽度和深度的理解，有些学生不是出于课程系统学习的需要，而是为了通过课程考试而死记硬背一些概念与习题，忽略了课程知识点间的联系，不能完整把握课程知识体系及课程对程序应用开发的指导作用。很多教师按习惯采用传统的课堂教学模式，教学活动往往以“灌输式”教学为主，学生只是被动地接受，实验过程缺少问题分析、探究与求证。如何提高操作系统课程的教学效果，培养学生自主学习能力，达成有目标性的知识获取与知识重构？从2016年以来，我们通过探讨线上线下的混合式教学模式，立足基本概念、基础理论、基本操作技能的“三基培养”，强化学生的专业综合能力的培养;立足任务驱动为导向的“实验教学”、以案例演示为切人点的“作业训练”，强化学生的分析问题、解决问题能力的培养。在智慧教学环境下基于个性化学习的線上线下混合教学模式设计如图1所示。

3.1 教学准备

本环节教师组建课程教学团队，团队成员协商线上线下教学组织模式、确定各个学习任务的内容呈现方式、教学方法、学习过程评价方式，通过交互式讨论方式完成计算机操作系统课程的各知识点教学设计、教学内容的教案、视频、拓展学习网站推荐等的准备，根据教学内容的需要向学员提供包括翻转课堂、MOOCs课在内的多种教学形式。

3.2 线上自主学习

此环节学生通过网络平台包括微课、翻转课堂[3]等教学视频和多媒体资源明确了解课程的教学目标、教学任务和教学内容组织过程。通过电脑、各种移动终端等访问网络教学系统，观看教师事先录制的教学视频资料及课件自主学习理论知识，通过章节练习、阶段测试等加深学习体验、巩固书本知识;通过微信群、QQ群或学习论坛等形式参与到学习讨论交流中，分享学习心得、交流学习疑难问题、对作业或设计作品等互评互学，初步了解有关知识点的重难点;教师同步做好线下或者线上虚拟课堂，为协作式和探究式个性化教学的组织做准备。

3.3 线下课堂学习

首先，因学员通过线上学习有了一定的学习基础，教师要抛开“满堂灌”的教学模式，应向学员推送多个教学相关的学习任务或讨论主题，提出完整明确的学习要求，学生可根据自己的学习能力或者教师建议来选择独立探究的学习方式或者协作式学习方式，教师要聆听并记录学生学习的难点，观察学生的总体表现，判断学习内容是否偏离了教学目标;再次，要鼓励学生间展示学习成果，进行学生间、组间的学习交流，也可以在平台上提交学习疑问进行网上交流，通过互评打分等形式总结阶段性学习要求;最后，教师引导对学习成果进行评价，对重难点进行讲解和答疑解惑，实现引导学员对章节知识点的归纳总结。

由图1可知，在课堂教学环节学生可选择个性化学习环境开展自主学习。在进入学习前，学习者可以进行自我评估;在学习过程中，学习者和教师可以通过平台大数据，分析判断学习程度、学习效果，进行补充式的自我学习，即通过特定知识点间的有效链接，获得完成当下任务或者学习当前知识点所需要的前续知识，知其然并知其所以然，培养基本的辩证思维能力[4]。

个性化教学系统[5]可用3+1结构模型刻画，“3”指由描述用户基础信息（背景知识、知识熟练程度、认知能力）的用户模型、记录了用户的学习历史过程（如访问哪些资源、学习时间、访问次数等）、学习风格、学生兴趣的用户行为模型、描述了课程与学科领域中的知识单元（以下简称知识点）信息及知识单元间的关系的课程知识模型，“1”指基于以上三大模型的个性化知识挖掘与知识推送系统，关键是研究恰当的推荐算法，挖掘出符合用户基础、用户兴趣的知识点并按照合适的教学策略推送给学员。其工作流程[6]如图2所示。

图2中的“教学策略”是指各种教学模式的总称，根据学员基础、兴趣及知识点特性来确定。常用的教学模式包括基于PBL（以问题为导向）教学模式、基于CDIO（工程理念）教学模式、关注个体差异的分层教学模式等，建构主义是这些教学模式的理论基础。

3.4 知识内化

课后教师需要布置作业、实验任务或某个主题任务以巩固、拓展学生知识面，培养学生运用基本概念、基础理论、基本操作技能分析问题、解决问题的能力。任务的形式灵活多样，例如通过开发一个具有简易的文件管理功能的文件系统，在分析文件系统、设计并解决文件系统各种子问题的过程中，实现学员课程理论学习到实际应用的深度融合、知识内化。课后学习活动需要依托网络教学平台获得拓展任务，上传过程性资料、任务完成成果，还要组织学生进行学习成果评价、网上学习讨论。组织实施形式讲究多样化、个性化，具有趣味性，教师定时进行课后学习的监控和答疑，激励学生独立完成相关任务。

4 结束语

在教育信息化日新月异的“互联网+”时代背景下，移动互联网、大数据、云计算、物联网等信息技术革命浪潮深刻影响着课堂教学，智能化、互动型的“智慧教学环境”下已经构建一些有影响的在线开放课程平台，如中国大学MOOC（慕课）平台、超星泛雅网络教学平台、爱课程平台、蓝墨云班课平台等，为线上线下教学模式在《计算机操作系统》课程中的应用提供了良好的支撑。从2016年以来的教学实践表明：在计算机操作系统课程实施基于个性化学习的线上线下教学模式，变传统的以教师为主导的“填鸭式教学”为以学生主动学习、自主学习为特点的混合式教学模式，有利于激发学生的学习热情，培养学生自主学习能力，大大提高了学生学习活动的参与度，使交互式教学成为教学常态，极大提高了课程教学效果。因此，我们认为基于个性化学习的混合教学模式有以下意义：首先，促使传统教学模式变革。与传统的课堂统一学习不同，学生可以在任何时候、任何地点按照学习计划进行线上学习，然后，师生在课堂上一起完成问题答疑、协作探究和互动交流等线下教学活动，这是一种全新的教学模式;其次，培养了学生自主学习、终身学习的能力，对其终生发展有着极其重要的影响;最后，线上线下混合教学作为一种新兴的教学模式，还需要在实践中对其进行深入的研究和总结，还有许多问题如知识点的关联、分解、推送等问题，需要我们在今后的教学工作中积极探索，不断改进教学方法，提升课程教学效率，促进学生对课程知识点的仝方位的掌握，培养高素质的、具有自主学习能力的人才。

参考文献：

[1]汪猜，李钧.“互联網+”背景下的操作系统教学模式研究[J].电脑知识与技术，2017，13（18）：131-132.

[2]滕怀江.“网络操作系统”混合教学模式的应用研究[J].无线互联科技，2019（3）：44-45.

[3]程红霞，孔珊.基于翻转课堂的操作系统课程教学模式研究[J].计算机时代，2018（1）：80-82.

[4]林金辉.高等学校应重视发展学生的辩证思维能力[J].高校理论战线，2003（8）：46-49.

[5]程昌品，邬依林.网络教学平台个性化学习模型研究[J].广东第二师范学院学报，2017，37（5）：90-95.

[6]程昌品，陈强.基于知识树的知识表示模型设计[J].电脑知识与技术，2012，8（34）：8268-8271.

【通联编辑：王力】

基金项目：广东省普通高校特色创新项目（自然科学类）（2018KTSCX163）;广东第二师范学院教学质量与教学改革工程项目（2018sfzx01、2016sjjxjd03）;广东第二师范学院重点学科项目“网络工程重点学科”（ZD2017004）;教育部一企业产学合作协同育人项目（201702137018）

作者简介：程昌品（1963-），男，湖北监利人，副教授，研究方向为软件工程、知识管理与智能学习;邬依林（1970-），男，教授，博士，研究方向为自动控制、人工智能。