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“人工智能+”时代高校外语教学模式创新研究

来源:南通科技职业学院作者:魏海波发布:2023-11-29 14:31分享:

南通科技职业学院 魏海波 主持完成了2020年江苏高校外语教育“课程思政与混合式教学”专项课题“现代产业学院模式下应用型高校专业集群建设研究”(课题编号:2020WYKT063),课题组主要成员:张云、丁云、汤仲雯、王慧英、严亚菊、柳倩、王平、杨元元。


一、人工智能时代混合式教学模式
1.人工智能与混合式教学模式的研究
       国外人工智能教学应用研究聚焦人工智能技术与教学的整合创新,在课堂实践、教师协作和学习者支持等方面成果丰硕,但也存在一些不足,其中包括“忽视了人机协同教学机制与教学模式等的研究”。从国内外的研究成果来看,人工智能应用于教学的机制及模式的相关研究还比较薄弱。作为信息化时代出现的新的教学模式,混合式教学是“在 线学习与面授教学的混合”,被认为是未来教育的“新常态”。 
      国内学者的混合式教学研究覆盖混合式教学的概念和分析框架、理论基础、涉及 MOOC 、云课堂等不同网络学习空间,以及课程教学的应用模式等方面,这些研究成果对于把握混合式教学内涵,设计与实施混合式教学模式,推动教学模式改革发挥了积极的作用,但不足之处在于,信息技术与教学模式有机融合的深层次研究还比较缺乏,信息技术进步与混合式教学的演变规律还有待进一步的揭示。
2.人工智能驱动教育变革
2.1 人工智能驱动教育理念的变革 
      凭借超强的学习能力,人工智能无论是在掌握知识的速度上,还是在数量上都远超人类,令人类望尘莫及,直接导致人类孜孜以求的知识快速的贬值。另一方面,人类的一些工作岗位 逐渐被人工智能所取代,失业的危机导致人的价值和尊严受到了严重的挑战,作为衡量社会一切存在的价值尺度的理性精神遭到严重的冲击。 
在人工智能时代的背景下,教育理念将从追求知识和理性转向“立德树人”。十八大报告指出“把立德树人作为教育的根 本任务,培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人”。“立德”强调的是正能量,包括积极的人生观和世界观以及追求 和创造“真善美”的精神力量,而这些也正是人工智能难以企及的。“树人”即培养人,实现人的价值,维护人的尊严,这也是人工智能挑战人类智能的时代背景下,教育所肩负的根本任务和使命。 
2.2 人工智能驱动教学手段和教学模式的变革 
       从1956年美国达特茅斯会议“人工智能”术语的提出,到当今“人工智能+”的热潮涌动,人工智能技术的发展经历了三个阶段,分别是基于计算机计算技术的第一代人工智能,基于数据库技术的第二代人工智能和基于互联网、大数据、云计算等技术的第三代人工智能。回顾人工智能技术的发展历程,不难发现,伴随人工智能技术进步的是教学手段的变革。基于计算、推理的第一代人工智能带给人们棋类游戏、几何定理证明和数学问题求解的应用程序,开辟了电化教学的新天地。第二代人工智能在数据库技术的基础上进一步拓展了应用空间,开发出智能导师系统、学生能力测试以及知识学习系统等,开创了信息化教学的先河。第三代人工智能以大数据、云计算、机器学习和深度学习等技术为代表,为个性化教学、精准化教学和高水平的教育管理提供了必要的外部环境,迎来智能化教学时代的到来。 
2.3 人工智能驱动教育管理水平的提升 
      建立在大数据和云计算等技术基础上的人工智能能够准确快速进行全面的数据采集,进行大数据分析。利用人工智能,教育管理部门能够做到动态监测,准确评估,制定和实施符 合实际的相关方案和举措,并根据实际及时调整和不断优化教育决策,促进管理水平的提升。在学校管理层面,人工智能可实现管理的可视化、数据化和智能化。例如,校园安全系统智能化可自动预警并形成相关 的应对方案;学生考勤系统的智能化可为学生建立健康档案,预警学校做好疾病防控工作,并在流行病高发期间自动做出是否停课的决策;教师工作绩效评价系统的智能化具有客观准确的特点,有利于教师测评的公正和公平。在教育决策层面,借助人工智能的教育大数据分析,有利于破解传统教育面临的各种难题,例如贫困地区教育发展难、领导决策难、家长择校难和学生就业难等问题。
3.人工智能驱动下的混合式教学模式的演变
       混合式教学模式在人工智能技术的推动下,也在经历新变革,呈现新特征,其演变路径可从线上模式、线下模式及两者关系三个层面进行考察。 
3.1 线上模式的演变
3.1.1 从“标准化”到“个性化”的演变 
      人工智能推动线上教学从“标准化”向“个性化”演变。首先是实现教学内容的一对一的精准推送。人工智能助推线上教学的“个性化”不仅表现在教学内容的推送,还体现在教学过程中。人工智能教师的出现打破了教学过程一名教师对一群学生所带来的局限性,人工智能教师集 众多真人名师智慧于一身,高度还原高品质教学过程,能够确保高质量的教学水平,同时为大面积推行“一对一”教学提供了有力支持,从而真正做到因材施教,实现“个性化”教学。 
3.1.2 从“网络化”到“智能化”的演变 
      线上教学从“网络化”到“智能化”主要表现在三个方面,但都离不开人工智能的支持与推动。首先是网络平台“智能化”,主要体现在平台的人机交互方式的改变。二是智能导师系统的出现,颠覆了人们对网络课程的认知,它不再是冰冷的,刻板的,而是有“智慧”和“人性”的。三是网络教学资源的“智能化”,人工智能能够从海量网络资源中筛选出符合课程和学习者需求的优质资源,与此同时,还能完成所选资源内容的结构化,使其具备逻辑性和顺序性以 满足教学需要,这个过程随着学习者的学习进程的变化而不断循环往复,有力地推动了小威廉·E.多尔 (2015) 在《后现代课程理论》中所提出的课程“4R”特征的实现, 即丰富性 (Rich) 、继起性 (Recursive) 、关联性 (Relation) 和严密性 (Rigorous) 。
3.1.3 从“远程化”到“全球化”的演变 
      首先,在大数据收集与分析技术的支持下,人工智能为来自世界各地的,数量庞大的学习者们提供“私人订制式”和“结 构化”的教学资源,满足世界各地学习者们不同的学习需求。其次,在人工智能导师系统的支持下,线上教学实现“一对 一”的教学与互动,真正做到“因材施教”和“充分互动”。
   3.2 线下模式的演变 
3.2.1 从“教师中心”到“师生协作”的演变 
      从当前的教学现状来看,线下教学仍然在一定程度上继承了传统课堂教学的一些特征,例如以知识传授为核心,以教材为依托,以及以教师为中心等。整个教学过程,从学习内容的选定,教学进度的把控,到知识的传授,课堂秩序管理,教学活动的组织,再到学习效果的检测和评估,教师都发挥了支配性的作用。“教师中心”与教学内容的既定性和有限性密切相关, 反映的是师生间知识的传授与接收的关系。 
      人工智能的应用推动了线下教学从“教师中心”到“师生协 作”的演变。人工智能根据学习者的学习需求、兴趣和现状,能够对无限丰富的学习资源进行筛选,并且将无序化的学习资源 进行结构化处理,生成具有针对性的学习内容推送给学习者, 这个过程随着学习者学习进程的变化而循环往复,形成一个动态的闭环,从而打破了传统面对面教学内容的既定性与有限性。 与之相伴的是教师对学习内容与学习过程的掌控权的丢失,线下教学的过程将是师生共同参与的学习探险之旅,师生成为旅途中的合作伙伴,共同体验沿途的风景与艰险,在学生遇到困难的时候教师随时准备着为他们提供必要的指导和帮助,这种“师生协作”将成为线下教学师生关系的新常态。 
3.2.2 从“知识探寻之旅”到“价值实现之道”的演变 
      西方现代主义认为学习的真正目的就是获取知识,强调的是“知识就是力量”,现代教育灌输的是“知识改变命运”,莘莘学子不惜“头悬梁锥刺股”日夜苦读。然而,人工智能的出现, 对这种“知识中心论”提出了挑战。人工智能具有超强的学习能力和计算能力,在知识的汲取和运用方面令人类望尘莫及,人工智能时代,线下教学的“知识传授”功能弱化,从学习者的角度来看,以人工智能技术的介入为分界线,线下教学可分为两个阶段,可将前一阶段看作“知识探寻之旅”,而将后一阶段视为“价值实现之道”。 
       在人工智能时代,完善自我的方式不再是传统的知识学习,线下教学的首要任务就是帮助学生找到完善自我的新路径,这种探索可称之为“价值实现之道”,它涵盖两个层面,首先是培养利用人工智能的能力,也就是所谓的 AIQ (Artificial Intelligence Quotient)(人工智能商数)。其次是培养人文素养,思辨和创新能力。
3.3 线上模式与线下模式关系的演变 
3.3.1 从“辅主关系”到“主辅关系”的演变 
      线上模式与线下模式关系的演变首先表现线上模式与线下模式在混合式模式中所占比例关系的变化。线上模式与线下模式的比例关系取决于两者在混合式教学模式中所承担的 教学内容的比例关系。现阶段的线上模式的特点有:教学内容的呈现生动形象,网络资源的丰富性拓展了学习的深度和广度,教学的实施 摆脱时空的限制等,在言语信息的培训方面具有优势;线下模式的优势是:具有学生管理和师生互动高效性,人际交往和情感交流的真实性的特点,适合智慧技能、认知策略、运动技能和 态度的培训。一般而言,学习结果与教学模式具有如下的对应关系:言语信息—线上模式;智慧技能/认知策略/运动技能/态 度—线下模式。 根据国内高校混合式教学现状的一项调查结果来看,现阶段混合式教学的实施大多数“以在线学习作为课堂面对面教学的补充, 在线学习不会很大程度地影响课堂教学内容和方法”,线上模式居于辅助的配角地位,而线下模式则占据了主角地位,两者呈现“辅主关系”。 
      线上模式与线下模式的这种“辅主关系”正被“主辅关系”关联模式所取代,这是与人工智能技术带来的线上与线下教学的变革密切相关的。线上教学的变革首先表现在虚拟教学环 境的构建,例如,人工智能技术应用于仿真系统和控制系统,可以非常直观逼真地演示一些复杂和高难度的技能操作,并为学生提供虚拟场景下的技能训练。其次,线上教学自身的许多弊端得以克服,例如因材施教难、学生管理难和师生互动难等,在人工智能的支持下都找到了解决的方案,而且成效显著。线下教学的变革体现在摆脱长期以来课堂教学以知识传 授为中心的传统观念,面对面课堂教学逐步成为提升学生人文素养,培养学生思辨能力和创新精神的主阵地,有利于将学生精神世界的塑造落到实处。习近平在全国思想政治工作会议上指出:“要用好课堂教学这个主渠道……其他各门课都要守好一段渠、种好责任田,使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应”。这些变革的结果是,线上教学能够承担先前由线下教学承 担的部分教学任务,在混合式教学模式中扮演越来越重要的角色,与此同时,线下教学将从知识和技能传授的任务中解放出来,承担更多的“立德树人”的育人任务。线上模式与线下模式 在教学活动中的比例关系呈现从“辅主关系”到“主辅关系”的 演变。 
3.3.2 从“泾渭分明”到“无缝对接”的演变 
      线上模式与线下模式关系的演变还表现在线上模式与线下模式的衔接方式的变化,也就是,从“泾渭分明”向“无缝对接”演变。一般而言,线上教学更适用于陈述性知识点的传授,而线下教学擅长程序性知识点的教学,而线上教学与线下教学的衔接方式往往取决于教学内容中的陈述性知识点与程序性知识点的关联程度,也就是不同类型知识点间存在的互为因果、条件和承接等逻辑关系的强弱程度。理实一体化的课程,陈述性知识点与程序性知识点在数量上相对比较均衡,其关联度相对比较紧密,而偏重理论或者偏重实践的课程, 陈述性知识点与程序性知识点在数量上相差较大,其关联度相对比较松散。按照衔接的紧密程度排序,线上模式与线下模式的衔接方式有:交替式、首尾相接式、嵌入式及融合式。交替式可以表述为“线上模式+线下模式”的循环往复,首尾相接式可以表述为 “线上模式模块”+“线下模式模块”,嵌入式是以一种模式为主体,另一种模式作为辅助穿插其中的衔接方式,而融合式则打破了线上模式与线下模式的模块化界限,线上学习与面授教学融为一体,无缝对接。 
       无论是交替式、首尾相接式还是嵌入式,线上教学与线下教学的边界都是清晰分明的,但随着人工智能技术的发展与应用,两者“泾渭分明”的边界被打破,取而代之的是两者的“无缝 对接”。最直接的原因是人工智能技术及仿真技术的应用,模糊了真实情境与虚拟情境,人工智能教师与真人教师的区分边界,在一定程度上打破了线上教学和线下教学各自的局限性, 促使陈述性知识点与程序性知识点的传授能够在线上与线下教学选择方面更趋于灵活和多样化,做到“你中有我,我中有你”,从而实现线上教学与线下教学的深度融合。 线上教学与线下教学的深度融合,有助于提高和改善混合式教学模式的教学效果。指导设计与实施混合式教学最有影 响力的理论框架是Garrison等人提出的探究社区模型,该理论提出了混合式教学的三个关键要素——社会临场感、教学临场 感、认知临场感, 三种临场感分别强调学习者的参与,学习内容的参与,以及学习目标与学习方向的参与,只有当这三种临场 感都达到较高的水平时, 有效的学习才会发生。而线上教学与线下教学的深度融合聚合了学习者、学习内容和教师管理等因子,有利于上述三个关键要素的同时兼备,有利于帮助学生获得深刻而有意义的学习体验。
二、高职英语的微课程设计与教学实践
     微课程是微课发展的高级阶段,是信息化教学的重要形式。在分析微课程属性的基础上,以高职英语为例探讨微课程设计。研究结果表明,微课程集课程属性、信息技术属性和学科属性于一体,具有系统性、逻辑性、情境性等课程属性,可视性、情境模拟性和人机交互性等信息技术属性,以及语言的文化性和工具性等学科属性。课程、信息技术和学科属性可作为微课程设计的三个维度,贯穿高职英语微课程教学实践的全过程。
三、基于微课程的混合式教学模式建构研究
     基于微课程的混合式教学由线上模式与线下模式构成,按照一定的教学内容分工与时间比例进行有机的衔接,形成了相互依存与相互补充的系统体系。在混合式教学模式的建构过程中,应体现以学生为主体、教师为主导的教学思想,注重包括微课与微课程、线上与线下教学模式、在线与课堂测评方式在内的多方面的平衡。
四、研究成果应用于教学实践
     在2021-2023年课题组成员执教的学生在各级各类英语比赛获奖的项目7项,执教班级的期末平均分比入学摸底考试平均分有显著的提高。教学水平提高,课题组成员在各级各类英语技能比赛中荣获优秀指导老师奖的项目7项。师生反馈较好,获得的反馈表明人工智能融入英语教学有利于语言能力和学习能力的提升。

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