翻轉課堂中自適應學習系統應用探究

丁慧賢

【摘要】認識翻轉課堂的本質特征，認識翻轉課堂落實的關鍵是對預先學習內容的效果保障。以自適應學習系統為載體，為用戶打造個性化測評，個性化學習資源等，從而有效保證預先學習的效果。

【關鍵字】翻轉課堂 自適應學習系統 預學習

近幾年以來，包括北美在內的世界各地學校都比較推崇翻轉課堂這種教學模式。它的核心思想是“先學后教，以學定教”，以學生的自主預學習為學習先要，以課堂反饋和針對性教學實施為主，使得課堂變成老師、學生之間以及學生與學生之間互動的學習場所。翻轉課堂之所以產生和推廣，主要因為信息化社會的推動力、人性化學習和個性化學習需要，以及為解決課堂教學的現實困境。翻轉課堂既是生成課堂理念的體現也是有效課堂的實踐先鋒，也符合大數據時代對創新型人才培養的需求。因此，國內大量的一線教師、教育研究專家等紛紛就此開展各種形式的實踐和研究。

雖然翻轉課堂引發了國內一系列的研討和探索，然而既有的研究還停留在淺表層面，對“翻轉”這種教學模式的研究，還存在一定的局限性。通常情況下，人們只是簡單的將翻轉課堂認定為對傳統教學流程的一種優化和調整，在教學時間安排上進行轉換，把原課堂教學部分內容前置到課前預先學習。這種流程的僵化必然會引起在翻轉課堂實踐操作中發生一個很重要的困難：很難保障學生在課前自主預習的效果，因為這種課前預習沒有監督。如何保證先學的質量，已經變成實施翻轉課堂面臨的迫切問題。

1990年前后，“Intelligent Tutoring System”（智能教育體系）在美國開始產生，它以先進的科學技術為依托，用更加科學有效的方式實現對學生學習效果和成果的檢測，并適時、適當的進行教學工作的調整和改進，進一步提升教學和學習的協調性和適配性。隨后，該系統經過發展和完善，通常被稱為“自適應學習體系”。現如今，適應性教學是指讓在成就動機、能力傾向、學習風格、先前經驗等方面存在很大差異的眾多學習者達到共同教學目標的一種教學方法[1]。我們知道，在過去的教學活動中，整個學習過程具有明顯的線性趨勢，教學和學習過程標準化和模式化特征明顯，而更具適應性的學習體系則會利用大數據和智能技術，結合學生的基本學習特征和學習傾向，借用特殊的評測方式，對學生的學習狀況進行精準、全面的把控，并以此為依據進行學習過程的調整和優化，讓教學過程更能符合學生的實際需求，盡可能地提升學習效率，使課堂教學對學生進行“自動適應”，從而真正做到個性化教學。

課堂教學要遵循教育規律，教學模式應該為學生的學習與發展服務。學生自學效果達不到要求，課堂不能實施“翻轉”。“翻轉”的核心，就是先學后教，課堂要“翻轉”，需要學生能通過預學習達到對課堂翻轉前知識的準備要求。學者加涅曾提出：“適應性教學這一術語通常指恒定地監控著學生的進步，并根據學生的進步情況變換教學內容的材料和管理系統。”[2]可以理解為，根據相對特定的個體特征進行教學工作的合理設置是適應性教學的基本特征。在充分掌握學生學習成果、表現和參與交流討論情況基礎之上，對學習資料進行選擇性呈現。自適應學習系統之所以能為學生量體裁衣，主要因為其依托用戶模型，知識模型和自適應程序，只有經過對學習過程中產生的學生的行為數據進行收集整理和記錄，并且通過對這些數據挖掘、數據分析、數據統計等技術，實現在線實時測評與反饋，然后生成可視化學習報告，以報告的形式將學生的學習結果及時反饋給教師和學生，這樣才能讓教師即時了解學生翻轉課堂預學知識的達成程度以及學習需求，為課堂教學中有針對性的教學提供策略和技術支持，從而促進學生可持續的學習，解決流于形式的翻轉課堂無法保障學生課前預學效果和個性化學習要求的困難。

由此可見，將自適應的學習系統融入翻轉課堂教學過程并有機結合，主要的契機方式是：要求學生在翻轉課程的第一階段即學習前置期，對學生過去的學習情況進行了解和把握，并借用一定的技術方式對學生的學習需求，欲望和偏好等進行預測，對其整體的學習過程進行實時監控，及時有效的對其學習成果、學習效果、學習水平等進行反映和反饋，提供更加的合適的資料給學生，幫助其學習。

本案例教學內容為江蘇省高中信息技術必修部分《信息集成——利用FrongtPage集成信息》，學生首先登錄已經注冊的自適應學習體系（即ALS），以學習需求為先導，以預設目標為首要，在復雜的學習環境（如基于不同的設備在不同的地方下進行學習），預學習階段流程如下圖1所示，導讀部分了解課程課前的任務及課程知識體系，自主按照課程編排的學習序列進行學習，并完成教師布置的任務，填寫知識掌握情況問卷。

可以看到，此先學流程顯示，依據一定的程序算法，ALS會對學生先學行為數據進行充分挖掘和深入分析，生成可視化學習報告并發送給翻轉課堂的參與者（教師和學生）。學生接收到的學習報告是系統對個人就知識點理解和內化存在的不足分析和建議，每個學生依據自己的學習報告，審視自己對知識點的掌握情況，并圍繞上圖流程中的某一環節或者多個難點進行再次學習，若無法自行解決可求助同伴及教師。教師接收到的學習報告是對不同學生先學情況存在的問題的普遍性分析和個性化分析，教師可以針對先學問題的普遍性分析對大部分學生存在的薄弱知識進行統一教授，針對課堂教學難點，選用不同的教學策略和教學方法組織課堂教學，比如小組合作、探究學習、任務分層等方式。其次，教師還可以根據學生的個性化學習報告對有個性化學習要求的孩子進行單獨交流和溝通，以方便課中的個性化輔導。綜上所述，翻轉課堂中ALS的介入有效的提升了課堂的前驅動力，保障了翻轉課堂課前學習的質量以及課堂學習的有效性。

在本案例中，知識點自適應設計如下圖2所示，學生在學習當前知識時，可以根據自己的先前認知經驗選擇是否學習知識點相關資料或微課，這是保障了學生課堂的有效學習，但所有學生必須經過檢測，才能學習后續知識，若未通過測試，則必須通過學習資料或微課掌握知識后，再次測試，直至通過，才能學習后續知識，這是對所有學生先學質量保障的要求。

在ALS支持下，翻轉課堂的實踐模式被植入了更多改良基因，翻轉課堂用戶各自有其責，作為主要學習對象的學生具有很強的個體差異性，他們能夠自行的調整自身的學習進度和學習內容;課堂內容的組織和支持工作由老師來承擔，主要為翻轉課堂中的教學難點提供教學技術支持，同時充分保證和最大可能的地滿足學生多樣化和個性化的學習需求，為其提供學習便利。這種模式下，極大的提升了課堂教學成果和教學效率，同時也更加有利于課堂重點和難點知識的突破，使得學生實現較好的學習成長，激發更濃的學習興趣。

通過課堂時間的解放，為學習者創造一個自由的學習中心，進而達到學生個性化學習的目標，這是“翻轉”的意義和價值所在。但從教學架構和排列順序角度進行分析，翻轉課堂大多還無法擺脫高低次序的傳統規則的限制，只使用多媒體形式對傳統的教學內容進行轉化，這種翻轉很難實現課堂的真正變革。ALS的應用打破了這一困局，它可以順利地為用戶推送個性化測評、個性化的相關學習資源等，是值得探索和實踐推廣的一種學習系統。它推動和支撐了傳統教學的三個翻轉：第一，教師和學生角色的翻轉，讓教師從以往的知識傳授者翻轉成為學生學習的幫助者和引導者;第二，教學結構的翻轉，由傳統的“課堂講課——課后作業”翻轉為“課前預習知識——課堂內化知識——課后鞏固知識”，從而優化了教學，提高了教學質量;第三，教學方式的翻轉，落實了“以學生為中心”的教學理念，促進個性化學習方式的實現，教學不再是傳統的“滿堂灌”和“一刀切”模式，使得學生真正成為課堂的主體。

當然，優質的ALS平臺還需要廣大教學工作者不斷積累經驗，共享交流，長期打造！

【參考文獻】

[1] [美]加里.D.鮑里奇著，易東平譯，有效教學方法[M]， 南京：江蘇教育出版社，2002：36頁

[2] [美]加涅著，皮連生譯，教學設計原理[M]，上海∶華東師范大學出版社，1999：226頁

丁慧賢（1980年1月） 女 江蘇張家港 張家港市崇真中學 中學一級教師，大學本科，信息技術