基于反饋控制模型的在線教學(xué)方法

陳麗娜 張飛艷

摘要：本文提出，基于反饋控制模型的在線教學(xué)方法，基于教學(xué)目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)，合理設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)效果的檢測(cè)手段，可實(shí)時(shí)向授課教師反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)進(jìn)度以及學(xué)習(xí)效果，這樣教師就可不斷調(diào)整授課內(nèi)容、授課方式以及授課進(jìn)度，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提升和教師教學(xué)目標(biāo)的推進(jìn)。

關(guān)鍵詞：在線教學(xué);反饋控制模型;學(xué)習(xí)效果

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2021）010-0081-03

緒論

在線教育或稱遠(yuǎn)程教育、在線學(xué)習(xí)，在現(xiàn)行概念中一般指的是一種基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)行為，是以網(wǎng)絡(luò)為介質(zhì)的教學(xué)方式，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，學(xué)習(xí)者與教師即使相隔萬(wàn)里也可以開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。此外，借助網(wǎng)絡(luò)課件等資源，學(xué)習(xí)者還可以隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，真正打破了時(shí)間和空間的限制。在線教育具有跨越時(shí)空和人力物力限制的資源利用最大化、隨時(shí)隨地進(jìn)行選擇性學(xué)習(xí)行為自主化、師生交流與學(xué)生自學(xué)等學(xué)習(xí)形式交互化、個(gè)性化的教學(xué)形式修改化、利用新型教育工具即網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)管理自動(dòng)化等諸多優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)。對(duì)于受限于時(shí)空條件而又需要學(xué)習(xí)知識(shí)的主動(dòng)學(xué)習(xí)者而言，網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育是最行之有效的學(xué)習(xí)方式之一。

然而，每一所學(xué)校的校情、學(xué)情都是不盡相同的，因此，在線教育在教學(xué)過(guò)程中由于受傳統(tǒng)教學(xué)方式的影響會(huì)面臨以下突出問(wèn)題。

①不利于教師對(duì)課堂狀態(tài)的掌握。教師無(wú)法面對(duì)面與學(xué)生交流，不能通過(guò)學(xué)生的課堂表現(xiàn)（動(dòng)作、神態(tài)等）及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)狀態(tài)。

②不利于教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在線教學(xué)很難像線下授課那樣隨時(shí)根據(jù)學(xué)生的課堂反應(yīng)進(jìn)行詢問(wèn)和提問(wèn)，并得到及時(shí)的反饋，不能準(zhǔn)確判斷學(xué)生的接受情況。

③不利于教師講課節(jié)奏的調(diào)節(jié)。由于不能及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和接受情況，因此教師很難動(dòng)態(tài)地調(diào)整授課內(nèi)容的詳略以及講解的速度。

④不利于教學(xué)開(kāi)展的公平性。因授課班級(jí)學(xué)生大部分分布在不同的地域，受網(wǎng)絡(luò)資源的影響，他們享受不到公平的教學(xué)，如一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不強(qiáng)或者有些家庭沒(méi)有寬帶網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生在上課過(guò)程中很可能連不上網(wǎng)，或者即使進(jìn)入在線課堂接收質(zhì)量也是很差，無(wú)法正常學(xué)習(xí)。

針對(duì)以上客觀存在的問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了基于反饋控制模型的在線教學(xué)方法，可很好地解決上述問(wèn)題并能提高學(xué)習(xí)效率。

反饋控制在線學(xué)習(xí)模型

反饋控制原理是指在人力資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中，各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)要素或各個(gè)變量形成前后相連、首尾相顧、因果相關(guān)的反饋環(huán)。其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)或要素的變化，都會(huì)引起其他環(huán)節(jié)或要素發(fā)生變化，并最終又使該環(huán)節(jié)或要素進(jìn)一步變化，從而形成反饋回路和反饋控制運(yùn)動(dòng)，這就是人力資源開(kāi)發(fā)的反饋控制原理。由此，教師可在在線教學(xué)過(guò)程中注意把握各個(gè)環(huán)節(jié)或各個(gè)要素之間的關(guān)系，通過(guò)抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié)或主要要素，提高教學(xué)效率。

典型反饋控制模型如圖1所示。控制器通過(guò)輸入信號(hào)提出要求，在執(zhí)行器允許的條件下控制被控對(duì)象的輸出達(dá)到期望值，如果輸出不滿足要求，則根據(jù)傳感器檢測(cè)到的輸出結(jié)果對(duì)比輸入的條件，由控制器經(jīng)過(guò)反復(fù)不斷的動(dòng)態(tài)調(diào)整，達(dá)到輸出目標(biāo)。

根據(jù)反饋控制模型，可將輸入條件定為教學(xué)目標(biāo)，控制器則是授課教師，而執(zhí)行器就是實(shí)際教學(xué)環(huán)境，被控對(duì)象自然就是學(xué)生，輸出就是學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，傳感器就是檢測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的手段。這樣就得到了基于反饋控制理論的教學(xué)模型，如圖2所示。在此教學(xué)模型中，教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)出相應(yīng)的學(xué)生學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)手段，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)，然后根據(jù)反饋的結(jié)果不斷調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等，以期在在線學(xué)習(xí)環(huán)境中取得較好的教學(xué)效果。

反饋控制教學(xué)模型的應(yīng)用

該教學(xué)模型主要依靠教師的經(jīng)驗(yàn)判斷教學(xué)效果，從而在教學(xué)過(guò)程中不斷修改、完善和調(diào)整教學(xué)規(guī)則，使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不斷改善，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。由此可見(jiàn)，充分了解在線學(xué)習(xí)環(huán)境，并根據(jù)教學(xué)環(huán)境采用合理的學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)手段是該教學(xué)模型應(yīng)用成功的關(guān)鍵。

1.在線學(xué)習(xí)環(huán)境分析

這里需要提及的是，本文所定義的線上教學(xué)與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有所不同。傳統(tǒng)的網(wǎng)上教學(xué)主要針對(duì)那些沒(méi)有時(shí)空條件但又需要接受教育的學(xué)習(xí)者，學(xué)習(xí)者本身具有求知的欲望和主動(dòng)性。本文提及的線上教學(xué)主要針對(duì)大學(xué)本科生，絕大部分學(xué)生都沒(méi)有或很少接觸網(wǎng)絡(luò)教育，對(duì)于線上教學(xué)方式的適應(yīng)性和主動(dòng)性都還欠缺。首先，由于學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺(jué)性各不相同，通過(guò)視頻也很難達(dá)到線下上課環(huán)境中，教師一眼望去就能發(fā)現(xiàn)每個(gè)學(xué)生的聽(tīng)課狀態(tài)，教師無(wú)法及時(shí)掌握學(xué)生的課堂表現(xiàn)并做出及時(shí)的提醒和監(jiān)督;其次，在線教學(xué)由于缺乏面對(duì)面的觀察和交流，很難及時(shí)準(zhǔn)確地判斷出學(xué)生對(duì)內(nèi)容的理解和接受程度，從而很難把控講課的節(jié)奏;最后，在有學(xué)生網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不好而網(wǎng)絡(luò)中斷或根本沒(méi)有條件進(jìn)行網(wǎng)課的學(xué)習(xí)情況下，也很難保證教學(xué)開(kāi)展的公平性。

2.學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)手段設(shè)計(jì)

（1）隨機(jī)點(diǎn)名，改進(jìn)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)的態(tài)度

線上教學(xué)，網(wǎng)絡(luò)效果、學(xué)生學(xué)習(xí)能動(dòng)性、學(xué)習(xí)物理空間環(huán)境都會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，適當(dāng)?shù)碾S機(jī)點(diǎn)名可及時(shí)發(fā)現(xiàn)聽(tīng)課不認(rèn)真的同學(xué)生，而結(jié)合合理的點(diǎn)名機(jī)制，可以改進(jìn)學(xué)生的聽(tīng)課態(tài)度。例如，排除由于外界環(huán)境而導(dǎo)致的只掛機(jī)不聽(tīng)課的現(xiàn)象，通過(guò)增加被點(diǎn)到的頻率，就可以有效督促那些自律能力不強(qiáng)且不認(rèn)真聽(tīng)課的學(xué)生。

（2）實(shí)時(shí)關(guān)注在線留言，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

在課程進(jìn)行過(guò)程中，可通過(guò)多屏顯示進(jìn)行教學(xué)。屏幕顯示主要包括兩個(gè)方面，一個(gè)是教學(xué)內(nèi)容展示屏幕，用于正常展示教學(xué)內(nèi)容;另一個(gè)則是實(shí)時(shí)對(duì)話窗口，因網(wǎng)絡(luò)資源有限，當(dāng)采用一些主流授課平臺(tái)進(jìn)行線上教學(xué)的時(shí)候，畫面模糊和音質(zhì)不佳或掉線的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，通過(guò)實(shí)時(shí)對(duì)話窗口可以全班師生互相提醒課堂質(zhì)量，保證授課效果。另外，由于上課期間通常是全員靜音，學(xué)生不能隨意發(fā)聲打斷正常教學(xué)，這樣學(xué)生就可以通過(guò)實(shí)時(shí)對(duì)話窗口反饋對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，有不明白的地方可隨時(shí)截圖或留言，教師可以像線下上課那樣實(shí)時(shí)了解到學(xué)生的接受程度，合理把控講課節(jié)奏。

（3）要求課堂作業(yè)達(dá)標(biāo)，提高學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)達(dá)成

針對(duì)每堂課的教學(xué)內(nèi)容，教師設(shè)計(jì)相應(yīng)的作業(yè)，并通過(guò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行發(fā)布，課上預(yù)留一定的時(shí)間讓學(xué)生完成作業(yè)并提交，同時(shí)要求學(xué)生必須達(dá)到一定的分?jǐn)?shù)才算過(guò)關(guān)，若沒(méi)有達(dá)到，則退回重新回答并提交，并將成績(jī)作為平時(shí)成績(jī)的一部分。通過(guò)有目標(biāo)達(dá)成的學(xué)習(xí)任務(wù)，可有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，從而提高學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。

（4）“課程視頻+習(xí)題詳解+教學(xué)課件”，平衡教學(xué)公平性

教師對(duì)每一次課的教學(xué)內(nèi)容都進(jìn)行視頻錄制，并將錄制的視頻、教學(xué)課件、習(xí)題詳解以及課程拓展資料等及時(shí)上傳到課程網(wǎng)站，供不同需求的學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)或復(fù)習(xí)。同時(shí)，這也能保證因?yàn)榭陀^原因不能正常上課的學(xué)生能通過(guò)下載這些學(xué)習(xí)資源及時(shí)掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，盡量保證教學(xué)的相對(duì)公平性。

結(jié)論

通過(guò)本文對(duì)基于反饋控制模型的教學(xué)原理的描述和應(yīng)用效果的分析，可以看出，這種教學(xué)方式在在線教學(xué)中發(fā)揮了極大的優(yōu)勢(shì)，既有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，又能有效地解決問(wèn)題，促進(jìn)了教學(xué)相長(zhǎng)。但同時(shí)要求教師必須具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行的判斷，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)節(jié)奏等進(jìn)行調(diào)整，并要求授課教師要有充足的時(shí)間進(jìn)行備課。另外，授課教師還應(yīng)該具備熟練的網(wǎng)絡(luò)操作能力和課程平臺(tái)運(yùn)用能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃陸軍，崔喜平，耿林，等.疫情防控期間專業(yè)課新型“線上-線下”混合教學(xué)模式探索[J].高教學(xué)刊，2020（35）.

[2]周開(kāi)樂(lè)，陸信輝，丁濤，等.高校大規(guī)模在線教學(xué)存在的問(wèn)題與對(duì)策[J].天津師范大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)，2020（06）.

[3]宋佳，馮吉兵，曲克晨.在線教學(xué)中師生交互對(duì)深度學(xué)習(xí)的影響研究[J].中國(guó)電化教育，2020（11）.

[4]高迪，蘭海燕，申林山.疫情背景下在線課程學(xué)習(xí)質(zhì)量提升策略研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2020（11）.

[5]孫玉梅，黑志榮，孫巧妍，等.本科生學(xué)習(xí)過(guò)程的反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].教育教學(xué)論壇，2019（11）.

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目：智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中基于知識(shí)地圖的知識(shí)關(guān)聯(lián)性和存儲(chǔ)研究（61941701）。