高职项目目标导向的混合式教学模式的探索与实践

平震宇 张燕 匡亮 刘丽

关键词：混合式教学模式；学习模式与策略；学习评价；课程建设

1 背景与相关工作

2018年8月，教育部发文指出，“各高校要全面梳理各门课程的教学内容，淘汰‘水课、打造‘金课，全面提升学业挑战度、增加课程难度、拓展课程深度，切实提高课程教学质量[1]。2017年，启动首批国家精品在线开放课程认定工作，精品在线开放课程建设是坚持立德树人根本任务，推动高等教育教学改革，提高高等教育教学质量，推进教育公平的重要行动，也是打造“金课”，实施一流课程“双万计划”的重要内容[2]。

2020年疫情袭来，全国1454所高校开展了在线教学，103万教师开出了17万门在线课程，合计1226 万门次课程，参加在线学习的大学生共计1775万人，合计23 亿人次[3]。让广大师生经历了一次全面、崭新、深刻的线上教学活动体验，体会到了线上教学的优势、劣势，如何将线上与线下教学相结合，推动院校的混合式教学模式改革，形成“1+1>2”的效果，需要我们多加探讨。

针对疫情期间线上教学的调查发现，存在师生沟通不畅、学生自主学习能力薄弱、学生参与度不足等问题。混合式教学设计没有很好地把握混合式教学模式的用意和目的，“如何设计混合式教学”成为难点。由于缺乏优秀的线上教学资源，只能简单地将传统课堂面向黑板的教学转为线上面向电脑教学。如何建设符合混合式教学的、丰富的线上教学资源？如何提高教师实施混合式教学的意愿与能力？教师如何及时了解学生学习效果，以便及时实施恰当的干预？

近几年国内外学者以各种形式积极开展混合式教学探索，取得了丰硕的优秀成果。（冯晓英，2019）系统梳理了适用于解释和指导混合式教学的学习理论和教法学基础，并构建能够特定指导混合式教学的教法学理论。构建了一个通用的混合式教学设计模式，为混合式教学设计提供理论框架并提出了学习者在线学习水平的学习分析模型。（徐芳，2020） 以高职院校“现代汉语”课程教学为例，探讨PST 理论指导下“异地互动视频”混合式教学模式的实施效果[4]。（郭艳燕，2021） 提出采用基于“MOOC+SPOC+雨课堂+QQ课程群”的混合式教学模式开展教学改革[5]。（赵玮，2021） 利用云教材、微课等信息化教学工具，构建《单片机应用技术》课程的资源库与混合式教学模式[6]。（周翔，2021） 基于程序设计基础类课程，从教学理念、教学内容、考核方式和教学模式出发，详细介绍了混合式教学的具体实施措施和内容[7]。一些学者聚焦于混合式教学资源的建设，（魏华燕，2019） 提出的促进混合式教学情境下生成性资源进化的四点策略[8]。

2 项目目标导向的混合式教学设计与实施

在江苏省高水平专业群--物联网应用技术专业群、江苏省高校品牌专业建设背景下，课程团队围绕传统教学向在线教学转变过程中遇到的问题，探索项目目標导向的混合式教学模式改革，充分发挥学生在学习过程中的主动性与创造性，发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，打造以“学习者为中心“教育生态。混合式教学设计根本目的是促进学生的学，因此不仅需要课程内容设计与资源开发，更需要关注学生学习过程与效果以及对学习的支持[10-11]。本文以深度学习课程为例阐述混合式教学模式设计包含课程项目目标设计，学生学习体验设计，学习支架设计。

2.1 项目目标设计

深度学习课程目标为培养和培训学生在人工智能产品开发与测试，技术支持等相关岗位中深度学习模型与开发框架部署、开发与应用能力，包括前馈神经网络，卷积神经网络，循环神经网络，TensorFlow编程实践、TensorFlow Lite 和TensorFlow.js等相关知识与技能。通过项目化教学，学习者可以完整的重构、复原智慧制造、智慧交通等项目，培养学生职业技能，使其养成良好的职业道德。该课程开设第四学期，课程教学完成后学生将进行专业综合实训以及顶岗实习。

课程团队紧紧围绕本专业“项目贯通、书证融通”课程建设思路，通过校企合作共同开发课程，实现职业技能证书与课程内容的融合，使得课程内容紧跟技术升级与发展。引入百度公司“智慧交通”“智慧制造”典型项目贯通专业核心课程模块，把X证书“计算机视觉应用开发认证”的职业技能要求融入课程模块中。对典型项目、X证书进行解构，以项目、证书中每一环节所需的技术、知识为逻辑起点组织课程教学内容。

课程团队深入挖掘思想政治教育资源，以培养学生敬业、精益、专注、创新的“工匠精神”为突破口，以项目为导向，每个项目围绕价值教育主题，进一步细化为递进式的子问题，通过激发学生的学习兴趣和主动探究的动力，提高学生解决问题的能力[12]。

课程组深入一流企业调研，通过召开企业专家、教师、学生座谈会，确定课程需要掌握的知识、能力、素质目标，并将其落实在基于真实工作过程的学习性工作任务载体中。

课程第一步设计了贴近企业的、能粘住学生的核心项目，如图2所示，选取智能制造、智慧交通、智慧农业三大项目为载体，并根据其进一步转化，分解为具体的阶段性项目目标，包括8个单元，如图1所示，分别为：搭建TensorFlow开发环境、手写数字识别：Ten? sorFlow初探、波士顿房价预测：前馈神经网络、服装图像识别：Keras搭建与训练模型、图像识别：卷积神经网络、AI 诗人：循环神经网络、预测汽车油耗效率：TensorFlow.js应用开发、花卉识别：TensorFlow Lite。

2.2 学习体验设计

1） 教学模式与策略

确定的核心目标后，需要设计教学模式与策略，例如采用案例式教学，还是项目式教学？选择更能够使学生达到最佳学习状态的教学模式。

教学围绕阶段性任务的解决展开，学生通过阶段性任务的解决，熟悉人工智能应用项目的开发流程和规范，让学生在“做中学”“学中做”，真正掌握职业技能。

课程选取智慧农业项目——在无锡智慧农业生态园使用深度学习制作判断植物是否生病的手机应用，只需对植物拍照就可以了解植物生长情况。智慧交通项目——通过视频数据统计停车场剩余停车位、通过车载摄像采集的道路病害数据，识别路面的异常情况，并判断是否需要通知相关部门进行处理。智能制造项目——基于机器视觉的表面缺陷检测，检测产品表面是否有污染物、表面损伤、裂缝等。

2） 问题创设与情景设计

通过综合性实践项目创设任务情景，激发学生的学习兴趣，让学生学会举一反三，实现知识和技能的有效迁移，设计一些趣味项目，让学生在工作过程的体验中掌握知识与技能，例如让机器写诗、识别中草药等。同时设计一些契合项目目标的启发性话题，话题既符合学生已有的知识与经验，有能激发学生兴趣。例如，我们如何判断一個人是坐着还是站着？

3） 学习活动设计

问题创设与情景设计结束后将进行学习活动设计，确定学习者参与课程学习、达成学习目标的关键学习路径。学习路径是学习内容或学习活动的序列，也是学习步骤的呈现或指引。课程每个项目均按照：项目导入→知识学习→项目实施→项目评价→项目拓展，及“导、学、练、评、悟”五个环节。例如识别中草药项目，“导”包括项目需求分析，用相机拍摄植物后识别他是否是中草药，是什么中草药；“学”是学习相关知识点，使用卷积网络来进行图像分类识别；“练”完成项目实施，通过解决实际问题，提升学生的技能水平，需要上网收集数据集，搭建模型进行训练，最后部署到手机运行；“评”即通过项目评价环节来检测，包括成果展示、总结评价等手段评价学生知识和技能掌握的情况；“悟”是项目拓展，通过解决综合性项目任务，实现项目目标，提升学生知识和技能水平。

2.3 学习支架设计

1） 教学活动细化

混合式教学模式中教师由知识的传递者转变为学习的设计者和学习的支持者，以促进学生更好的学。因此需要关注教学活动的过程设计，为学生搭建支架，从旁协助，引导、帮助学生完成学习任务、达成学习目标。

教学活动的过程设计是支持混合式教学顺利实施的重要环节，为了保证以学习者为中心，需要教师从个人学习过程的角度细化教学活动。

教学活动分为三个阶段，课前——学生线上自主学习，课中——协作探究学习，课后——拓展与应用。

以《图像识别：卷积神经网络》项目为例，课前通过公告发布项目单元任务，收集猫狗图片，搭建模型进行猫狗识别。学生应明确需掌握卷积运算工作原理、模型结构等知识、能使用Keras API搭建AlexNet网络，完成猫狗识别，在MOOC线上自主学习相关内容，通过ModelArts平台实践，完成任务。教师分析学生学习情况，设计课中更具有针对性的教学方案[13]。

二阶段课中利用学校实训资源，让学生完成项目任务，巡视学生操作实践。学生分组讲解自己搭建的模型，网络模型预测结果分析、比较，是否进行了消融实验，又有什么改进的方案，进行项目实践的探究与交流，教师参与讨论，充当引导者的角色，共同解决所遇到的问题。

三阶段课后进行学习评价与围绕综合项目的拓展协作学习。学生展示各自模型预测结果、分享解决问题的过程与方法。最后布置拓展任务，探究具有代表性的卷积神经网络设计思路，例如VGG、ResNet等。

混合式教学模式改变了学生与教师的角色，由教师的“讲得好”向“学生学得好”转变，强调学生在学习过程中的主体地位，通过多样性的交流互动，激发学生参与交互式学习的兴趣。

2） 学习评价设计

学习评价包括各阶段的形成性评价与课程结束时的总结性评价。在每一个学习活动或一组学习活动之后，都需要设计学习评价。教师依据平台数据可以跟踪和分析学生的学习行为，实现教学由经验驱动向数据驱动转型。

首先统计分析专业核心课程数据，包括课程平台记录的各种描述学习者在线学习行为的数据，例如学生评论区回复次数，然后分析课程讨论区中的帖子，学生完成的作业数据，单元测验数据等，最后运用人工智能技术分析挖掘学习行为与知识建构水平的关系[14]。数据分析结果能够让教师实时全面跟踪、分析以及分享学生的表现数据，预测学生的学习表现、及时发现问题，并在学生需要的时候予以学习支持，进一步为学生推荐个性化学习内容与资源，从而实现个性化教学[15]。

教师根据学习数据为学生安排适合他的项目任务，实现分层教学。建议不能按时完成任务的学生停留在本项目单元学习，针对进度慢的同学个性化指导直到能完成项目，实现循环教学。

3） 学习资源设计

学习资源的设计是为了支持学生的学，是为学生的学习搭建的支架。在细化教学活动设计方案的基础上进一步考虑：哪些环节或步骤学生可能会遇到困难？根据综合项目目标与阶段项目目标编制学习任务单与导学说明，让学生明确学什么、怎么学。继而设计和开发学习项目配套资源，包括项目需求、软硬件资源、项目案例、操作演示微课、模型原理相关的动画与图片、程序代码等配套资源，解决学生难以理解和掌握的原理、步骤、程序框架等重点难点问题。需要设计测试题与探究项目，用于检验学生相关知识技能的掌握情况，包括单元测验、作业、探究项目等评价工具，探究项目应该具有一定的深度与探究性，例如卷积神经网络目前还有那些问题与缺陷，如何提高预测速度与准确率等。最后需要设计评价框架、反思框架、模板、示例等操作性工具。

3 项目目标导向的混合式教学模式应用效果

江苏信息职业技术学院物联网专业积极探索混合式教学改革，建成2门国家级、4 门省级在线开放课，与企业联合开发职业技能等级标准和培训教材各1套、国家规划教材及省重点教材8部。专业人才培养质量显著提升，近五年平均就业率99.2%，起薪4634元/月。2016—2019年学生连续4年蝉联全国高等职业院校技能大赛一等奖。

课程团队以物联网应用技术专业2020级、2021 级12个班级作为主要的研究和实践对象。选取国家、省精品在线开放课程物联网网关、移动应用开发、物联网节点开发、深度学习在“ 爱课程（中国大学MOOC） ”平台上实施混合式教学模式改革的高职学生为调研对象，探究混合式教学情境中学生学业参与范式差异及其对教学成效的影响，凝练项目目标导向的混合式教学模式理论框架、以学为中学，以能力为本，以核心项目目标为引导设计相应的学生学习体验设计，学习支架设计。本教学模式设计理念先进，应用、推广以及社会评价良好。