基于微軟人工智能課程平臺的混合式教學研究

張濤 劉敏杰 孔軍 宋曉寧 孫俊

摘 要 混合式教學模式已經逐漸為人們所接受和認可，如何構建有效的網絡平臺，將原有的混合式學習有效地遷移到當前的課程中成為教學改革的關鍵步驟。本文研究了混合式學習模式的一般過程，提出基于微軟人工智能平臺混合式學習模式指導課程設計并發展課程資源建設，通過《軟件工程》課程驗證了提出的了理論，對高校教學改革發揮了積極的促進作用。

關鍵詞 混合式教學 微軟人工智能平臺 教學研究

0緒論

作為智能化的今天，信息技術得到了高速的發展，已經給各個行業帶來了前所未有的改變，“區塊鏈"的觀念也變得越來越火，教育領域的信息化和網絡化也成為了必然趨勢，這主要表現在網絡技術和新媒體的方法以及理念的改進，同時也給學生學習提供了多種渠道。隨著互聯網技術的高速發展，教育方式的日新月異已經給高等教育模式帶來了新的契機，以往固定課堂的教育方式已經不能滿足日益增長的教學需要，不能發揮最大的效用，而混合式學習模式的出現剛好可以解決這一問題。混合式學習模式近些年以來被不斷地研究和擴展，理論模型也變得越來越完善，主要體現在理論、方法、策略等各個方面的發展和成熟，混合式學習模式已經進入了大眾的視野，已經成為研究教學模型重要的方法。網絡在線學習優勢使得高校越來越注重這種模式，曾經也有說它將完全取代傳統的教學模式。然而諸多的研究和實踐發現，網絡在線學習也存在不可忽視的缺點：學生對于知識的理解比較膚淺，達不到熟練和掌握的地步；自我約束能力較差，經常受一些網絡無關信息騷擾，學習效率受到了大大的影響；學生與教師缺乏及時的交流，嚴重影響了知識的接受和消化能力。

微軟人工智能課程平臺作為全球最前言的在線教育網站于2017年底正式開放，允許教師免費觀看課程以及管理課程，同時支持在線交流、測試和公告等和教學相關的環節；并且允許學生通過課程的深入學習；和教師一起分享討論，加深對知識的理解。因此微軟人工智能課程平臺可以為混合式學習提供有效的學習和交流平臺。由此可見，在基于微軟人工智能課程平臺下，研究更為有效的教學策略與方法，并將它們在混合式學習過程中更為有機的進行結合，對高校教育和教學起到非常大的促進作用。

1基于微軟人工智能課程平臺的混合式學習教學設計

傳統的基于問題學習的教學策略一般被分成五段式和七段式兩種模式，對于五段式學習策略來講，Barrows模型是其最經常用的模型，顧名思義，其核心思想主要被劃分為五個步驟：首先由學習小組進行分組，其次大家提出問題，然后回歸到個人學習，再次進行活動匯報，最后開展問題反思；而對于七段式的學習策略來說，主要是在Barrows模型的基礎上進行改進，原有的五個階段進一步擴展到七個階段，這些教學環節分別是：分析問題、形成假設、確定已知、確定所需、確定資源、收集信息、信息整合，以上的七種教學環節環環相扣，當然在實際的教學中，可以根據實際情況進行調整，從而達到更好的教學指導。

混合式教學模式雖然能充分融合在線學習和面對面教授的優勢，但是在一些相關研究的理論上，比如在線平臺的學習模式和課堂教學的方式都存在不少的缺陷。主要存在以下問題：（1）課堂教學很難滿足學習者的個體需求，傳統的以教師為主的強壓式教學模式已經不能滿足日益增長的需求，體現出當下以學習者為主的教學觀念，在教學環境的不斷變化下，傳統合式教學模式已經暴露出越來越多的問題，嚴重地妨礙了學習者的個性化的綜合發展；（2）學習過程缺乏有效協作，在進行教學過程的實踐中，傳統的方法是將小組任務分成單獨的個人任務，然后對這些個體的任務融合，這種情況會失去協作合作的意義，也就不能達到真正的教學目的，主要反應在學習者缺少了小組成員間的有效交流和討論，所以難免會造成學習者的學習積極性下降。

利用混合式教學模式的優勢，并且針對其存在的一些問題，在基于微軟人工智能課程平臺下，充分利用平臺的課程資源，由于基于微軟人工智能課程平臺由在線學習部分與實驗室上機實驗部分組成，教師根據混合學習環境來設計相應的學習活動以適應學習各異的學生。混合式教學方式根據教學模式，通過規定相應的個體目標，制定個性化的學習課程，從而促進學習者自身個性化的綜合培養；教學模式以遷移學習理論指導教學活動，從問題的提出、規劃安排、實踐評估、展望反思等一系列步驟出發，通過對個體學習中的多種問題情形進行遷移式情景的學習，實現在線場景和教學場景的遷移式學習、學習者與學習者之間的知識的有效遷移；設計多視角評價辦法，多方位地估計學習者的學習效率和成果，鼓勵學習者進行良好的反思和修改；搭建學習服務平臺，幫助學習者在進行主動學習、遷移學習的階段當中提供及時的硬件和軟件服務。綜上，研究在基于微軟人工智能課程平臺的教學模式，同時結混合式教學模型的優勢，構建全新的混合式教學模型尤為重要。

基于微軟人工智能課程平臺的混合式教學方式繼承了傳統混合式教學模式的精髓，融合機器學習的遷移學習策略，包括搭建混合式學習環境，提供共享的學習資源，組織學習者探索基于遷移學習的混合式學習理論，同時給予相應的各種理論和知識的學習支持維護工作。此外，針對經典的混合式教學模式中存在的諸多問題，研究個體問題引導、多元遷移學習實踐理論，設定教學情境，形成個體問題，搭建混合式平臺的個性化支持來保證混合式教學模式的有效進行。

2基于微軟人工智能課程平臺的混合式學習的課程實施

《軟件工程》是計算機學科當中非常重要的一門專業核心課程，是一門理論結合上機操作的課程，它注重學習者對專業知識的創新性、遷移性以及應用性能力的培養。該課程主要面向計算機科學與技術專業大四的本科生，主要目的在于幫助學生掌握軟件工程項目的一些基本原理和算法，提升學生的科研能力和增強學生的科研意識，并在此基礎上推廣到其他研究方法的過程。

課程從理論的角度出發，旨在構建學生在專業領域的基本素養，增強計算機科學與技術專業的學生的算法理論水平；從課程的角度而言，培養學生對一些軟件工程算法的研究能力，并且通過上機實驗加強了對理論的理解，為學生研究提供了很大的幫助。軟件工程課程主要任務由下述幾個部分組成：介紹軟件工程的一些基本理論算法、應用方向的確定、科研題目的確定、研究計劃的準備、開發工具的選擇、數據的搜集和標定、具體研究的實施、研究報告的形成等。值得說明的是，《軟件工程》是一門理論和實踐并重的專業課程，教師在授課的階段，既要擁有較深的理論技術作為基礎，還要提供強而有效的上機指導，這樣綜合起來，才能實現對學生的綜合指導。

基于微軟人工智能課程平臺的混合式教學模式是以學習者個性化的培養目標為出發點，以具體問題作為學習的動機，以遷移學習作為教學活動的指導理論，指導學習者開展遷移式的互助學習、小組討論與整體評價。

在我們的軟件工程教學過程中，教師根據專業知識內容和課程目標完成教學設計，同時構建一定的教學模式場景，學習者在開放性的討論下針對教師的問題進行遷移式的發散學習，并進行任務規劃和方案擬定，同時通過搭建的平臺，讓學生開展自主的交流和討論，并通過構建的平臺進行資源共享和優化，學習者根據事先確定好的小組分享設計方案，以便于得到最好的遷移學習方式，再由助教或教師對小組內學生進行評價總結，進一步完善和優化方案。

在未來的教學設計中，我們將更加注重對學生智能化信息化的培養，建設更好的平臺，讓學生實現線下更好的學習和交流。

（通訊作者：劉敏杰）

作者簡介：張濤（1985.6-），男，漢族，河南周口人，博士，江南大學物聯網工程學院計算機系副教授，碩士生導師，IEEE、中國計算機學會會員，主要從事模式識別、機器學習和計算機視覺的研究和教學工作；通訊作者：劉敏杰（1987.2-），女，漢族，湖北仙桃人，碩士，無錫太湖學院護理學院教師，主要從事護理教育工作。

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