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2021-12-04 星期六
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混合教学的理论体系建构及实证研究

 来源:全国教育科学规划领导小组办公室    发表时间:2021-11-22   阅读次数:462   作者:韩锡斌

    清华大学韩锡斌主持完成了国家社科基金教育学一般课题“混合教学的理论体系建构及实证研究”(课题批准号:BCA180084)。课题组主要成员周潜、刘英群、王玉萍、王雯、陈楠、罗杨洋、刁均峰、白晓晶、崔依冉。
    一、
内容与方法
    (一)
研究内容
   
面向本科院校和职业院校,从课程、专业和学校三个层面研究构建混合教学的理论体系,研究对象涉及三个方面:混合教学相关概念及其设计方法、信息时代专业层面混合教学改革的着力点、学校混合教学改革的实施策略。
    内容之一:混合教学相关概念及其设计方法
    混合课程的内涵与分类,混合课程及其教学的构成要素及其关系,混合课程教学设计方法,混合课程学习成效的评价方法等。
    内容之二:信息时代专业层面混合教学改革的着力点信息时代专业的人才培养目标的重新定位、培养方案的重构、支撑保障体系的拓展等。
    内容之三:学校混合教学改革的实施策略
    学校混合教学改革的愿景与目标、混合教学改革的核心要素及系统化实施框架、混合教学改革效果评价方法等。
    (二)
研究思路与方法
   
一是基于文献综述的概念梳理及理论构建。梳理混合教学已有研究文献,形成围绕课程、专业和学校三个层面混合教学的理论框架;梳理面授和远程教学已有理论、理清已有理论对特定主题的阐释,为发展混合教学相关理论提供可比较的依据。
    二是基于已有案例的概念梳理及理论构建。课程和学校两个层面的混合教学案例的收集、整理和综合分析,初步构建混合教学的相关理论与方法。
    三是针对特定问题开展实证研究。采用基于设计的研究方法对混合课程教学设计模型进行多轮实证研究并进行迭代优化,采用大数据学习分析方法研究构建混合课程学习成效预测模型、学校实施混合教学成效的定量评价模型,采用软件工程方法构建混合教学学习分析支撑系统并进行验证优化,采用准实验研究方法验证混合课程教学模式的有效性等。
    二、
结论与对策
    (一)
混合教学相关概念及其设计方法
   
通过对高等教育和职业教育混合教学概念及其设计方法的研究,回应了以下问题:混合课程教学的内涵及构成要素有哪些及其之间的关系?混合课程如何进行分类?如何进行混合课程的教学设计?混合课程学习成效如何进行评价?
    1.混合课程教学的内涵、构成要素及其关系
    通过对已有研究的归纳总结,阐明:混合课程教学包括学生、教学目标、教学内容、教学方法、教学反馈、教学环境和教师七个核心要素,这七个教学要素之间相互支撑、相互制约,由此进一步阐释了混合教学深层次的内涵:即混合教学是在实体和虚拟二元融合的环境中,核心要素包括目标、内容、方法、评价、学生、教学团队及其关系进行重构,形成的新的教学形态,旨在达成特定条件下的最优化学习效果。
    本课题将混合课程教学核心要素的研究拓展到了职业教育领域,发现:七个要素仍然是核心要素,但内涵在职业教育情境下发生了显著变化。职业教育的学生,其能力发展水平可能处于新手、有进步的初学者、内行的行动者、熟练的专业人员和专家五个阶段;为了适应信息时代产业转型升级,教学目标将聚焦于培养“专业知识、职业技能和信息技术”三位一体的高素质技术技能型人才,同时学生的职业素养与专业精神也是必不可少的目标;职业教育课程教学内容是由企业岗位工作任务中经过分析、归纳而演化来的学习任务;职业教育教学过程是一个实践性很强的过程,在教学方法的选择上需要以行动为导向。学习效果评价注重实操能力考核,如行为样本评价、工作现场观察评价和工作绩效评价;教学环境包括职业教育教学过程所需要的虚实融合的场地、设备和工具等,要求能够反映或模拟职场的工作环境,并配备必需的、一定数量的生产型设备,使学生在学习过程中就可以感受和体验到职场的工作过程与环境;信息时代职业教育教师具备多重角色特征,除了教师角色之外,还应具备三种角色的特征:技师/工程师、数字公民和终身学习者,包括课程开发、课程教学、专业知识、行业能力、信息素养以及研究发展六个方面的能力。
    2.混合课程的分类
    在归纳总结已有研究成果的基础上,进一步阐明:混合课程的分类不能仅仅考虑线上线下的关系,还需要将课程教学的核心要素,即:教学目标、教学资源、教学方法、教学评价、学生群体和教师团队等对分类的影响做详细的分析,以便更加精准分类,并针对特定类型课程进行教学设计、实施、管理和评价。
    面向职业教育领域,将教学目标、教学环境和教师团队作为课程及教学分类的依据,进行了相关分类研究,提出了职业教育混合课程的分类框架。该框架在教学目标维度,分为智力技能、动作技能、感觉与知觉技能、表达技能四类;在教学环境维度,分为多媒体教室、实体实验实训室、虚拟仿真实验实训室、虚实融合实验实训室、多功能一体化教室和工作场所六类;教师团队维度分为“只有学校双师型教师,无企业专家参与”、“学校双师型教师为主,企业专家兼职教师,面对面参与学生实践性教育教学活动”、“学校双师型教师为主,企业专家远程参与学生实践性教育教学活动”、“企业专家为主,学校教师面对面参与学生企业实践性教育教学”、“企业专家为主,学校教师远程参与学生企业实践性教育教学”等五类。据此将职业教育混合课程分为18个常用类型,并在后续研究中,围绕特定类型课程提出相应的教学设计方案。
    还研究了基于教学大数据的混合课程分类问题,提出了一种依据学生在线学习行为特征对混合课程进行分类的方法,该方法通过机器学习算法对混合课程中的学生在线学习行为进行聚类并分析每类学生的典型特征,依据学习行为的典型特征将混合课程分为五种类型:不活跃型课程、低活跃型课程、任务型课程、阅览型课程和高活跃型课程。该方法不依赖人工事先标注,便于计算机自动化分类,能发现课程中的学生群体行为特征,分析学习过程差异,为及时预测学习情况、动态调整教学方案奠定了基础。
    3.混合课程教学设计与构建模型
    提出了混合课程教学设计与构建模型。该模型将混合课程教学设计与构建分为教学设计过程和课程构建过程两个并行的过程构成,教学设计过程包括三个环节:课程前期分析,旨在分析课程基本情况、明确课程现有问题;课程整体设计,旨在搭建课程框架、对接专业培养目标;课程单元设计,具体到每个学习单元的设计,是混合教学设计的核心环节。课程构建过程涉及到混合课程基于某个网络教学平台进行线上部分的搭建,包括基础信息维护、课程整体建设和学习单元建设三个部分。
    4.混合课程学习成效的评价方法
    归纳总结了混合课程学习成效评价的主要方式,包括学习过程评价、学业成就评价、学习参与度评价、学习满意度评价等。进一步采用基于大数据学习分析方法,研究了利用学生在线学习行为数据动态评价学习成效的方法。采用增量学习随机森林算法,构建混合课程中的学生学习成绩预测模型,比较增量学习和批量学习分类算法预测结果准确率的差异,分析混合课程中基于增量学习算法构建模型预测结果的稳定性。结果表明:本研究提出的基于增量学习的随机森林算法在样本数量较多时,预测结果准确率高于批量学习的随机森林算法,且该方法可随时接受新数据,不断迭代和优化预测模型,相比批量学习方法在预测模型应用和对教学过程的持续分析有更大优势。
    (二)
专业层面混合教学改革的着力点
   
通过对本科院校和职业院校专业层面混合教学改革的研究,回应了以下问题:信息时代专业人才培养目标如何重新定位?人才培养方案如何调整?支撑保障体系需要哪些拓展?
    1.信息时代专业人才培养目标的重新定位
    通过对已有文献和案例的分析,认为:面向信息时代,以“信息化专业能力素养”为主要培养目标,将信息素养培养的要求加入专业培养方案的知识、技能与能力要求中,包括信息技术的知识与技能、信息熟练度、基于信息技术的批判性思维、问题解决和决策、合作与交流、创新与变革,以及信息社会责任等。
    2.信息时代专业人才培养方案调整策略
提出了专业人才培养方案的调整策略,包括阶段划分、工作内容、参与人员和输出文件管理等,修订的内容涉及三个方面:
  确定所有课程中信息化内容的修订要求,由此对课程教学大纲进行修订;
  确定混合教学方法在所有课程中的体现形式。主要涉及两个方面,一是针对课程教学,增加在线学习的学时,以面授教学与在线教学相结合,探索混合教学模式;二是针对实践环节,开展基于网络的学习反思和分享,加强对学生实践活动尤其是校外学习活动的跟踪与指导,探索混合实训的实施方式;
  重新制定人才培养效果评价标准和办法。
    3.信息时代专业人才培养支撑保障体系的拓展
归纳总结了与信息化紧密相关的四个方面条件保障,包括围绕专业的数字化教学资源建设与共享、专业信息化教学环境与创新平台构建、信息化时代专业实践教学基地建设、“互联网+大数据”支持专业动态调整等。
    (三)
学校混合教学改革的实施策略
   
通过对本科院校和职业院校混合教学实施策略的研究,回应了以下问题:学校实施混合教学改革的实施框架是什么?改革的具体措施有哪些?如何构建学校混合教学改革效果的评价方法?
    1.学校实施混合教学改革的实施框架
    通过对已有文献和案例的分析,而且一些院校的实践的跟踪研究,提出了学校实施混合教学改革的要素框架,包括愿景与规划、专业与课程体系、组织机构、政策与规范、人员信息化能力、支持服务体系、技术支撑环境、文化氛围等。
    经过一所成人高校两年四个学期的跟踪研究,提出了学校系统推动混合教学改革的主体框架。该框架将学校混合教学改革中的核心主体分为学生、教师、管理人员、校领导和校外力量。教师是实施课程混合教学的主体,其他利益相关者如学校领导层、职能管理与服务部门、校外支持力量是系统实施混合教学的主要推动力,这些推动力将作用于教师,通过采取不同的策略来推进教师开展混合教学,影响其课程设计与混合教学的实施。教师通过开展混合课程建设与实施混合教学,最终作用在学生身上,让学生有获得感,实现混合教学改革提升教学质量的目标。不同类型的学校中利益相关者群体划分会有差异,如有的学校有院系等业务管理部门,会对教师教学产生一定影响等。影响教师开展混合教学的因素,有学校、课程、技术、学生及自身因素等。领导层主要是通过学校的管理机制对教师产生影响,校外支持力量主要通过“技术支持”和“课程构建”对教师产生影响,而职能管理与服务部门相对会比较多元,可以通过提供持续服务进行支持,还可以通过各种途径监控教学过程等。混合教学改革的成效最终要通过混合课程的质量及学生学习成效来体现。
    2.混合教学改革的具体措施
    通过对已有文献和案例的分析,而且结合一些院校的实践跟踪,基于混合教学改革的实施框架,提出了学校实施混合教学改革的具体措施。愿景与规划方面涉及到混合教学改革目标的确定、混合教学改革在学校人才培养战略中的定位及需要坚持的原则;组织机构指的是健全混合教学改革的组织机构,明确各个机构的职能;政策与规范包括设计与开发类、应用与管理类和评价类,每个政策应包括具体举措、角色分工、技术环境、资源、人员职业发展、评估和责任;人员信息化能力包括学校领导的信息化领导力及职能部门相关人员的信息化管理与服务能力;支持服务体系包括教师信息化教学支持服务和学生学习支持服务;混合教学改革的文化氛围塑造的抓手包括注重领导者自身的引领师范作用、发挥舆论宣传作用、注重骨干教师示范作用、发挥仪式典礼作用等。
    本研究提出了混合教学技术环境的总体框架,该环境要支持不同类型的混合教学,包括对在线学习的支持、面对面教学的支持以及对虚实融合教学的支持。在混合教学环境中,除了教与学核心功能外,需要有配套的管理功能作为支撑,以及基础设施作为技术支撑。进一步采用基于设计的研究方法,设计了面向混合教学的学习分析系统,并开发了相应的软件系统,采用课堂观察、问卷调查、访谈以及课程在线数据的分析,验证了该技术系统在教学应用中的有效性。
    3.学校混合教学改革效果的评价方法
    通过对已有文献和案例的分析,总结了学校混合教学改革效果的定性评价方法,并进一步收集了6所高校2017年秋季学期在“清华教育在线”网络教学平台中开设混合课程的教师教学行为数据,涉及7272名教师的15128门混合课程。构建了教师线上教学总体参与度、月度失衡度和线上活动偏好三项指标,用于刻画教师群体在线教学行为特征,据此形成了学校混合教学实施效果的定量评价模型


 

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