“互联网+教学”背景下的互动教学模式探讨

　　文/靳鸿1) 孟令军2) 孔为民3) 1）中北大学电气与控制工程学院 2）中北大学仪器与电子学院 3）中北大学工程训练中心

　　摘要：高素质人才培养需要强化教学效果，体现学生在教学过程中的主体地位。本文针对互联网与教学模式融合进行研究，构建以学生为中心、以互动教学为核心、以教育信息化为依托的教学新模式；通过立体化数字教材建设、深度互动网络设计、全方位全过程的教与学数据分析，实现教学的完整性、可评估性及互动程度提升，形成全方位互动的课堂形态，为教育信息化建设与互联网深度融合研究与实践提供参考。

　　关键词：“互联网+”；教学模式；互动

　　引言

　　“教学”过程是教与学的统一，教师是教学的主导；学生是教学的主体，也是教学效果的直接体现。如何充分调动学生的积极性和主动性，激发学生的学习动力，是提高教学效果的重要课题之一。互动式教学为学生提供了更好的师生双向交流的平台，可显著提高学生在课程的活跃度和参与度，是一种行之有效的增进教学效果的手段与模式。新兴信息技术的发展使教育信息化逐渐步入智慧教育时代，教育部印发的《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》明确提出，高等教育信息化是促进高等教育改革创新和提高质量的有效途径，是教育信息化发展的创新前沿，教育的信息化改革和应用为互动式教学提供了依托和支持。本文将互联网技术环境与互动教学的策略、方法相融合，进行“互联网+教学”新模式下的教学模式探讨，将新技术因素与教育教学进行结合，突破传统教学方式方法的限制，探索以学生为中心的高效的教育教学新方法，为逐渐普及的教育信息化教育教学提供参考。

　　1. 信息化与互动式教学的融合

　　互动是教学的核心，关于互动的研究不仅着力在理论建构方面，更着力在互动技术的实现和应用。当代信息技术的飞速发展深刻影响着教育行业，2016年6月教育部印发的《教育信息化“十三五”规划》、2017年1月国务院印发的《国家教育事业发展“十三五”规划》均明确指出“推动信息技术与教育教学深度融合”，综合利用互联网、大数据、人工智能和虚拟现实技术探索未来教育教学新模式[1]。互联网及教育信息化为教学互动提供了更好的实现形式，如何将两者结合以实现更好的教学效果是目前值得关注和研究的焦点。国外互动式教学与信息化融合的研究出现较早，英国杜伦大学的研究者与SynergyNet软件公司合作，设计了一种全交互式智能课桌系统可提高师生交流[2]；英国雷丁大学关注互动技术，研究了智慧教室的学生交互行为；美国亚利桑那州立大学的智能教室实现了小组之间的交流和合作学习[3]。国内朱书强等[4] 学者认为高质量、适时适当的“交互”则是未来教育的核心，通过交互式白板营造一种“多屏互动、交互融合”的教学媒介环境；王麟等[5]认为未来教室将以互动为核心，以智能、人机互动等技术为支持。

　　互联网的推广应用代表了未来教育的发展形势，“互联网+教学”是以互联网运营为基础，利用现代互联网技术实现教育资源的优化配置和共享[6]；互联网、信息技术和大数据的融合对于线上和线下教育的协同发展具有绝对的优势，尤其在新冠疫情流行的大背景下，这种教学模式在教学中得到广泛应用[7]；这种教学模式与传统的教学模式存在较大的差异，在互联网的推送下可以使更多的优质教学资源突破地域、时间、师资限制，学生可以利用碎片化时间展开学习[8-9]。因此，以新技术、新信息化设备、平台为依托的新的教学模式在教师角色转换、合作互动活动设计等方面都面临着严峻的挑战。如何让教师能够通过高效的教学方法，让学习者能够获得适宜的个性化学习服务和美好的发展体验[10]，如何利用先进信息手段调动学生学习参与度，如何在大数据依托下进行学生多元评估等问题，都是当前新形势下人才培养迫切需要解决的关键问题，也是落实教育信息化理念，深化和提升信息时代、知识时代和数字时代的素质教育的关键问题。

　　2. 基于互联网的互动教学模式设计

　　基于互联网的互动教学模式是贯彻以“学生为中心”的教育理念，以课堂教学为核心，以教学资源为依托，将课堂讲授内容向课前和课后进行拓展；利用互联网及大数据处理技术进行各种维度数据分析，将碎片化的数据系统化，形成教学闭环系统，从而实现教学效果的提升。这种教学模式利用多种信息化手段和技术，将教学设计由课堂延伸到课前、课后实现整个教学过程的互动，增加学生参与度，多方面、多维度、多形式进行教学手段和方法的改革。在组织形式方面，以小组的形式组织教学，每个组的组内成员并不固定，根据教师发布的任务形式动态进行组建；组内成员、不同组之间具有一定的协作或竞争关系，这种关系有利于调动学生参与的积极性；每个组在课程教学过程中都有发表自己观点的机会，课堂不只是教师讲课的课堂。互动渠道方面，这种教学模式使充分利用时间、空间成为可能，无论课上、课下、教室还是宿舍，学生都可以通过智能平板、智能手机、笔记本电脑等多种教学终端，通过网络进行实时互动。

　　本文所建立的教学模式包括课前、课堂、课后三个环节的互动，先进信息技术可以将课程内容合理分别在这三个环节，让学生有可能、有必要进行互动，更深入了解知识点。互动方式方面，通过多种任务的形式刺激组的活跃度，达到互动的有效性。在时、空互动拓宽的基础上，通过文献检索、资料收集、技术比较、讨论等多种任务和互动形式，使每个学生有可能参与每个教学环节的内容，自主发现问题、分析问题、解决问题，教学效果和学生能力不断提高。这种互动教学模式还可以通过数据库自动收集教学全过程的学生各项数据，在后台进行大数据分析，深度挖掘教学过程的不足和优势，不断根据学生的情况进行有针对性和有依据的调整，以达到最优。

　　3. 三环节师生互动模式建立与实践

　　利用先进的信息化设备和网络使学生全员参与教学成为可能。每位学生通过自己的终端连入无线网络，承担相应任务，参与教学活动并接受监督，互动性与参与度极大提高；同时，这种新型教学模式与传统相比，具有更好的时空扩展性，学生不再受到教室的空间限制和课堂的时间限制；而且，利用先进的信息技术，学生的观点、见解、疑问等都可以通过多种形式表达出来。

　　3.1 课前环节互动设计

　　课前环节，因为此环节学生对所涉及内容还比较陌生，教师应该承担指导作用，设计与此节新内容相关的预习题、预习资料等，提前通过网络发布给学生；此环节教师还应了解学生的知识基础储备现状、对本次课程内容的关注点等信息，可以采用试题、小论文、文献综述等方式进行和学生的互动，充分了解学生的状况。例如通过手机端发布课程讲授主题，并设置相关题目（图1），学生答题并实时给出错题分析，帮助学生课前复习相关知识点；教师利用管理软件在后台进行数据收集和分析，了解本班学生的薄弱点，对课堂内容进行重点补充和分析，有针对性地进行教学设计。

　　3.2 课堂环节互动设计

　　此环节是三环节中的重点环节，教师根据课程新讲授内容特点，采用辩论、讨论、分享、项目等不同任务模式进行课堂互动教学，找到任务模式与互动组网络结构的最优匹配，实现师生、生生的最佳互动形式。可采用方式主要有问题引入方式、启发引导方式、任务引领方式等。

　　3.2.1 问题引入方式

　　课程内容通过提问的形式引入，教师把握节奏逐步引导学生掌握相关知识。如“图像识别及应用”，可以以智能垃圾桶的设计为例，课堂内容从垃圾分类的必要性和重要性引入问题，环保和我国可持续发展的重要性相关思政元素相融合，同时预留学生回答问题的时间。将垃圾如何分类，分类和图像识别相关性等内容以问题的形式让学生发表自己的见解，并根据学生的回答情况进行总结、补充。这种方式学生具有参与性，容易引起学生的关注、能够跟随教师问题积极思考，注意力提高了，教学效果也能够有较大的提升。

　　3.2.2 启发引导方式

　　这种方法适合于所教授内容学生有一定的认识基础，通过分组的形式，教师引导学生进行思考、分析，不同组之间进行内容补充，组之间为竞争关系。这种方式充分体现学生主体地位，并且组之间的竞争关系，又可以充分调动学生的主观能动性，积极性也大幅提高。这种方式与课前环节相结合，提前发布讨论内容，学生在课堂上可以对所查询内容以图片、视频等多种形式展示，更加形象生动地实现知识传授。

　　3.2.3 任务引领方式

　　当课程内容基本讲授完成，采用这种互动模式，可以促进学生对所学零散知识点的深入理解和系统应用。

　　仍以“智能垃圾桶”设计为例，在图像识别、机械模块设计、控制模块设计基本内容讲授后，以组为单位进行智能垃圾桶的方案设计和方案讨论。

　　课堂教学设计思路如图2所示，每一个模块都有几种选择，学生根据自己的兴趣点及对各知识点的掌握情况，进行系统方案和每个模块具体实现技术的选择。

　　3.3 课后环节互动设计

　　与课前环节不同的是，学生经过课堂讲授对所学知识具有较全面的了解，提出的问题也会较具体；而且不同的学生关注点不同，基础不同，可能存在的问题也有所区别，因此教师需要与每个组分别交流，给予个性化的指导。课后教师需要设置作业或实践活动等任务，其中，实践活动中学生将解决问题的过程以视频上传，明确团队成员个人实践效果，与传统的纸质作业形式相比更加立体，参与度更高；对出现的问题教师可以通过视频准确定位、及时解答，实现个性化培养与创新能力提高，而且，利用后台数据分析软件进行效果分析和教学方式改进。

　　4. 教学资源平台建立研究

　　无论课前、课中还是课后，学生的参与互动都需要一定的教学资源作为基础。互联网及相关的管理软件平台为这种模式下的资源平台建立提供了可能性，也对教师的教学资源形式提出了要求。

　　4.1 立体化数字教材建设

　　传统的纸媒“教材”在视听刺激和对学习者动手动脑能力培养方面关注较少，结合互联网尤其是5G技术，通过立体化数字教材建设来解决这个问题。立体化数字教材不是传统教材的电子版，内含视频、三维动画，能更好、更直观地体现教学内容。教材相关章节通过扫描二维码进行实践视频观看，直观、形象地进行学习，在教室上课过程中可通过多屏互动随时进行调用、显示。尤其对于工科学生，实践动手能力要求较高，有些教学内容具有操作、实践性强的特点，教师采用传统方式进行课堂讲授，由于空间限制，学生在无实物操作条件下进行学习，效果较差；立体化数字教材可以嵌入相关视频，学生能够清楚观看整个过程，效果较好。对传统纸媒“教材”，如果存在具有类似特性的知识点，教师还需要进行视频补充。这些视频资料学生可以在任何时间进行查看，方便学生掌握、实践。

　　4.2 云录播与智能库管理

　　教学资源平台需要包括立体教材、测试题库、任务库、实践项目库、作业库等多种资源库，利用智慧教室的知识库管理功能，可实现在线添加、导入方式创建个性化知识库等功能，从而建立课程的教学资源平台。各种库内资源可以支持PC机、手机、手持PAD等智能终端随时随地进行查阅，方便学生学习，如图3所示。

　　4.3 多维度数据分析

　　4.3.1 学生个性化评估

　　学生在学习的过程中会伴随生成大量的行为数据，这些大数据是提供个性化的学习诊断、学习决策和多元评估等个性化自适应学习服务的科学依据。构建数据库，利用云平台，对某个学生学习的每个环节，在后台进行数据收集、管理和分析，为教师提供更充分、更全面的数据资料，有针对性地设计此学生在互动网络的节点形式，充分调动学生的学习主动性，如图4所示。

　　4.3.2 课程评估

　　将所有学生的课前相关数据进行分析，明确学生对新知识点、相关已学习知识点的掌握程度；课堂所有学生的数据分析，可以分析教师知识点讲授方法、实现途径、讲课节奏等的情况；课后所有学生的数据分析需要明确学生对知识点掌握程度，理解程度和应用程度，通过这些分析帮助教师明确改善的方向。

　　结语

　　随着“互联网+教育”的推动和智慧课堂的普及，仅凭老师讲授、学生被动学习的传统教学模式已经无法满足现代教育的需求。本课题利用“互联网+”的思维方式和智慧教室的信息技术手段，通过师生节点构建的多维互动网络建立师生与智能感知控制技术、大数据分析技术、人工智能识别技术等先进技术的深度应用与融合，建设形成全方位互动的课堂形态，建立新型的信息化课堂教学模式。

　　参考文献：

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　　[2]王莹.未来的学校课桌——智能课桌将使科幻片场景在教室中展现[J].中国信息技术教育,2008,(12):91-92.

　　[3]张亚珍,张宝辉,韩云霞.国内外智慧教室研究评论及展望[J].开放教育研究,2014,20(1):81-91.

　　[4]朱书强,刘明祥.交互式电子白板技术在大学IT类课程教学中的应用研究[J].电子技术,2016,45(11):43-46.

　　[5]王麒,许亚锋,张际平,等.未来课堂云支持系统模型设计与功能研究[J].中国远程教育,2014,(6):69-76.

　　[6]杨选辉.“互联网＋”核心内涵下的新型网络教育服务模式及评价体系构建[J].教育现代化,2020,7(7):75-77.

　　[7]裘莎,贲培云,杨欣.“互联网＋教育”背景下大学英语“三位一体”信息化考核模式改革探索及设计[J].黑龙江工业学院学报,2022,22(8):7-11.

　　[8]郭姗姗.“互联网+教育”模式在大学英语教育中的应用[J].中国多媒体与网络教学学报,2022,(82):9-12.

　　[9]山起超.“互联网+教育”环境下《大学计算机基础》课程的教学探索[J].中国新通信,2022,24(22):99-101.

　　[10]祝智庭.以智慧教育引领教育信息化创新发展[J].中国教育信息化,2014,(9):4-8.

　　作者简介：靳鸿，博士，教授，研究方向：“互联网+”下的创新创业教学理论与方法；孟令军，博士，副教授，研究方向：创新创业智慧教学装备；孔为民，硕士，高级实验师，研究方向：智能工程训练装备。

　　基金项目：山西省高等学校教学改革创新项目——新工科背景下创新创业实践平台建设探索与实践（编号：J20220624）。