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在线教学4.0:“互联网+”课堂教学

时间:2016-07-21人气:


随着“互联网+”时代的到来,在线教学进入全新的发展阶段。本文对互联网在线教学的发展历程及4.0阶段的最新形态进行了系统探讨。首先分析了互联网在线教学提出的历史背景;其次,提出了互联网在线教学发展的四个阶段和类型;再次,描述了在线教学4.0的技术特征,“互联网+”课堂的特点和主要教学应用。


自上世纪80年代中期以来,随着互联网技术的发展和广泛应用,在线教学呈现快速发展之势,目前越来越多的学校和教师在尝试运用“互联网+”教学,基于互联网的在线教学成为学校教学信息化研究与实践的新热点。尤其近几年随着大数据、物联网、移动互联网等新一代信息技术的应用及其与课堂教学深度融合,在线教学不断发展,从早期的学习资源管理与服务,到具备学习管理和交流互动的网络教学阶段,再到大规模在线开放课程(MOOC)学习,在线教学发展突飞猛进。“互联网+”时代,互联网在线教学实现线上教学与线下教学有机结合,使得技术支持的课堂教学发生了结构性变革,大大促进了课堂教学的网络化、智慧化发展,互联网在线教学已经进入4.0时代:即“互联网+”课堂的智慧教学新阶段。


在线教学:互联网时代的教学模式

互联网作为20世纪最伟大的发明之一,它的出现给人类社会带来了全新的生活方式,也对学校教育教学产生了革命性的影响。当今,以互联网为核心的信息技术在全球各个国家的教育领域得到广泛的应用,基于互联网的信息化教学已经显示出其独特的优势,它不仅克服了传统课堂受时间、空间限制的不足,同时也为师生提供了大量最新、最丰富的在线学习资源和新的互动交流渠道,满足了学习者的个性化学习需求,实现了网络化在线教学模式。

所谓互联网在线教学,也简称为在线教学,是随着计算机互联网技术的发展而出现的网络化教学模式。它是通过在互联网等网络上建立教学平台,师生在一个网络虚拟教室进行网络授课和学习的全新教学方式。这种在线教学和学习方式是基于成熟的WWW技术支持以及完备、多样的用户设备,依赖于多媒体网络教学资源、网上学习社区及网络技术平台而构建的理想的学习环境,具有教学内容丰富、教学功能齐全、学习交流方便、可以随时随地的学习等特点,这使得它相对于其他的教学模式来说,具有无可比拟的优势。


在线教学的发展历程及分类

纵观国内外在线教学应用和发展的过程,可以发现基于互联网的在线教学,主要经历了四个发展阶段或类型(我们称之为从在线教学1.0到4.0时代)。这一过程和结果是客观形成的,有其自身的发展规律,在教与学的方式变革中发挥着重要的推动和支持作用。



图1  在线教学的发展历程


1.在线学习资源管理与服务阶段

网络在线教学起源于计算机辅助教学及互联网在教育领域的应用。上个世纪80年代中期,随着网络及微型计算机的普及并大规模进入校园之后,美国许多大学开始利用计算机辅助教学(CAI),开发和设计了各类教育课件、辅助教学系统并运用于各自的教学中,这个时期产生了大量的教育课件、教育软件。到了世纪交替之际,美国众多大学在早期校园教育课件开发应用的基础上,发起开放课件运动(OCW),随后联合国教科文组织又提出“开放教育资源”(OEC),在线学习资源管理与服务进入发展壮大时期。我国于1994年将国家计算机与网络设施(NCFC)连入Internet,随后各地高校纷纷通过CERNET接入Internet,开启了我国教育领域的互联网时代。在此基础上,许多学校开发建设了多媒体课件、数字化课程、电子图书馆等各类网络教育资源。本世纪初我国由政府主导,实施了国家精品课程建设项目,在线教学资源建设与应用蓬勃发展。

2.基于学习过程管理的网络化教学阶段

20世纪末,在线教学从“以资源为中心”的理念向“以学生为中心”的理念转变,从注重资源管理与服务向重视学习过程管理转变,从网络课件、资源服务向网络化的学科教学转变,开发和应用了网络化的课程教学平台。这一阶段,许多知名教育软件企业投资开发在线教育平台,专门研发学习管理系统(LMS)来管理学习过程(而过去只是管理资源),强调学习管理与交流互动功能,在各类学校学科教学实践中广泛使用。与此同时,国外许多大学为了满足缺少网络技术技能的教师管理网上课程的需要,尝试开发功能比较全面的网络教学平台,其中在国际上比较流行的有WebCT、Blackboard、Sakai、Moodle等平台,我国高校也积极引用或自主开发应用了各类网络教学平台,网络化教学与学习在国内外高校得到普遍推广和应用。

3.任务化的在线开放课程学习阶段

进入本世纪20年代,网络在线教学进入一个全新的阶段,从提供网络学习平台向提供网络课程任务转变,在线课程学习从校内应用走向校外开放。基于微视频和开放交互式学习平台,大规模开放在线开放课程(MOOC)风起云涌,迅速成为在线教学的新热点,Coursera、edx、Udacity三大MOOC平台在全世界推广应用,上线课程和用户的数量突飞猛进。美国可汗学院作为基础教育领域的MOOC典范,上线了2300多部教学视频,向全世界提供免费的高品质教育。我国一方面积极利用国外先进的MOOC平台,同时自主开发了“学堂在线”、“好大学在线”、“爱课程网”等平台。基于在线开放课程的特点和优势,把MOOC与学习者的课程学习任务及教学管理结合起来,实现了任务化的在线课程学习模式,受到高等学校学生及管理者的欢迎,形成了一股热潮。我国政府还出台了加强高等学校在线教学的政策规定,规范和扶持在线开放课程学习及管理[2]。

4.线上线下有机结合的“互联网+”智慧课堂阶段

近年来,随着国内外对MOOC的开发应用和研究不断深入,在线开放课程学习走向后MOOC时代。哈佛大学、麻省理工学院等全球顶尖名校开始跨越MOOC,尝试一种小规模限制性在线课程——SPOC,即针对校内的大学生设置的校本MOOC模式,将MOOC的在线教学资源应用到小规模的实体校园注册学生,“回归”实体课堂教学[3]。我国许多高校开始利用SPOC开展线上课程学习与线下面对面教学的混合教学,探索在线教学的入口和与线下对接的问题,通过“云+端”智慧课堂教学,构建互联网在线教学平台与入口,促进信息技术与实体课堂教学深度融合,教学改革不断深化,进入“互联网+”智慧课堂的新的发展阶段。


在线教学4.0的技术平台特征

随着多种在线资源服务和学习模式的探索应用,以及各种新型智能信息技术的发展与应用,基于互联网的在线教学发展进入4.0时代。新的在线教学模式利用新兴智能信息技术打造智能化、移动化的学习终端,实现多平台的对接和多终端的在线课程学习。

1.构建多终端在线学习平台

从平台构建的目标来看,在线教学4.0的一个重要特征,是在互联网固定终端为主的课程学习平台基础上,利用新兴智能信息技术,构建多系统、多终端互联互通的学习平台,解决之前的在线学习平台及入口固定单一的问题,使在线教学与实体课堂教学实现“无缝对接”,互联网教学与学校课堂教学的有机融合。

多终端在线学习平台,是根据互联网时代的学习理论,针对多样化、泛在式学习的需要,利用物联网、大数据、移动互联网、智能网络、可穿戴智能设备等新兴智能信息技术,基于多系统、多终端软硬件环境,打造的开放式、可扩展、移动与固定相结合的新型在线学习平台。这一平台具有以下六个特点:

(1)以行为主义、联接主义、建构主义等多种适用于互联网时代的重要学习理论为依据;

(2)支持多系统、多终端的软硬件环境,包括传统的电脑、电视、智能手机、Pad、笔记本等,适应Windows、Andriod和ios等多种系统环境,实现了移动与固定平台的无缝对接;

(3)汇聚丰富多样的开放教学资源,包括传统的网络课程、微内容、再生资源等;

(4)提供了在线学习平台的课堂入口,支持线上学习与线下课堂教学相结合,支持讲授式、探究式、任务式、协作式等多种教学模式;

(5)支持移动教学和泛在学习,传统的Web学习平台应能针对不同的移动设备,自适应调整相应的界面,为教师移动教学和学习者泛在学习提供支持;

(6)技术平台本身具有开放性,根据需要可重组、可扩展。

2.新兴智能信息技术的应用支持

在线教学4.0平台充分体现了物联网、移动互联网、智能网络等新兴智能信息技术的特征。例如,利用RFID、二维码、传感器等传感设备,把人、物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,实现智能化识别、跟踪和管理。基于移动互联网,由传统的Web平台转向移动平台,教师通过移动终端进行微课教学、作业推送和实时评价反馈,学生通过手机上网功能,实现随时随地的在线学习。利用最新发展的智能网络,亦称为“语义网”或Web3.0,使互联网更加个性化、精确化、智能化,为智慧教学提供了先进的技术手段。Web3.0是由语义Web、微格式、自然语言探索、数据挖掘、机器学习、智能代理人和人工智能等技术共同构成的基于互联网服务的第三代网络形式,其特点是兼容不同的终端平台,便于微内容的自由整合与有效聚合,具有良好的人性化用户体验,为学习者提供切实有效的个性化信息服务,实现“智能化的人与人和人与机器的交流”。正是这些智能信息技术使具有智能化特征的互联网在线教学4.0成为必然的发展趋势。


智慧课堂:“互联网+”课堂教学

从实践应用来看,在线教学4.0时代回归校园的实体课堂教学的需要,着眼于在线教学的常态化应用,采取线上学习与线下课堂教学有机结合(O2O模式)的方式,实现教学系统结构“革命性”变化,形成了“互联网+”课堂的智慧教学模式。

1.在线教学的后MOOC时代

随着人们对MOOC的开发应用和研究不断深入,在线教学走向后MOOC时代——回归实体校园和课堂教学。利用MOOC平台可以创建提供校内学生参与的小规模限制性在线课程SPOC(Small Prioate Online Courses),在校生可以通过大学的认证或注册系统进入到这些平台进行在线课程学习。如哈佛大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校等国际知名大学开始跨越MOOC,针对校内的大学生设置的校本MOOC模式——SPOC,利用SPOC开展线上课程学习与线下面对面的教学相结合,基于SPOC实施翻转课堂教学。SPOC利用MOOC资源辅助传统校园课堂教学,实现了实体课堂与在线教学的融合,是一种完全的混合式教学,更符合学校教学实际需要,促进了大学校内的教学改革,帮助大学提高了校内教学质量。

在线教学4.0的基本应用方式是O2O模式,即线上(online)课程学习与线下(offline)课堂教学有机结合。在线教学由于师生分离造成了与生俱来的短板,如学习的孤独感、学习中的迷航、学习内容的枯燥、师生情感交流的缺失等问题,因此,采取线上与线下结合成为相互弥补的必然选择。在O2O模式中,关键在于选择什么样的线下教学与线上平台对接的入口方式。近年来,一些学校和教育信息化企业进行了探索和实践,提出了“智能教室”、“云教室”、“智慧课堂”等线上线下对接平台,着力解决在线课程学习与线下课堂教学的有效衔接问题。

新的在线教学应用关键是要解决平台入口问题。利用物联网、大数据、云计算、移动互联网等新兴信息技术打造智能、高效的“智慧课堂”,基于动态学习数据分析和“云+端”的部署运用,解决在线学习平台入口固定单一及常态化的问题,使在线学习与课堂教学实现“无缝对接”,互联网教学与学校常规的课堂教学有机融合。比如,我国知名教育信息化企业讯飞皆成研发推广的“智慧课堂”,主体由微云服务器、端应用工具、云平台等组成,通过教室内多种终端设备的无缝连接和智能化运用,打破了传统意义教室的黑板、讲台和时空概念,提供学习资源管理与服务、教育信息管理、多元化评价,具备动态学习数据的采集和即时分析功能,实现了教与学的立体沟通与交流,全面变革课堂教学的形式和内容,构建了大数据时代的信息化课堂教学模式。

2.从O2O到智慧课堂教学

O2O应用模式实质上是一种翻转课堂教学模式。翻转课堂是“先学后教”的教学模式,即学生课前学习教学视频和相关教学资源,教师课上指导作业、组织讨论交流。O2O模式将课前的视频和教学资源放在互联网上,由学生进行在线课程学习,线下在实体课堂进行面授教学、讨论交流,是一种基于“互联网+”的新型翻转课堂教学。

近年来,随着新兴智能信息技术的开发应用,构建了互动化、智能化的在线学习平台,出现了微课教学平台、智慧学习平台、网络学习社区、个性化网络学习空间、智慧教室、电子书包等多种模式。从教育技术的角度来看,翻转课堂的技术平台,已经从单向的教学视频向互动学习资源转变,从单一学习工具向学习社区、网络学习空间拓展,从教学支撑平台向有意义的学习环境转变,实现了学习评价与反馈的即时化、师生和生生交流互动的立体化、资源推送服务的智能化,使技术支持的翻转课堂教学向基于“互联网+”的智慧课堂教学发展。这符合国务院最近发布的关于推进“互联网+”行动计划,实施“互联网+”教育服务,推动高等教育服务模式变革的总体要求。“互联网+”时代,在线教学4.0正在向智慧课堂教学发展。

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