基于設計的研究在《現代教育技術》實驗課中的運用

[摘要]文章針對基于設計的研究方法運用于現代教育技術實驗課程進行探究，以數字視頻采集與處理實驗為例進行詳細論述。以問題緣起、分析設計、教學實施、評價反思作為邏輯主線，介紹了“數字視頻采集與處理”實驗的設計、教學實施、評價反饋，最后提出對現代教育技術實驗課教學的建議。

[關鍵詞]基于設計的研究；現代教育技術實驗課程；任務驅動教學法；Moodle平臺

[中圖分類號]G40－057 [文獻標識碼]A [論文編號]1009－8097(2011)08－0055－05

近幾年，基于設計的研究作為一種新的研究范式在教育學、心理學，特別是在學習科學和教育技術學領域引起廣泛關注和熱烈討論。目前較為公認的關于基于設計的研究的定義為Hannafm出的，即基于設計的研究(DBR)是一種探究學習的方法論，其目的是在真實情境中，以研究者與實踐者的協作為基礎，通過分析、設計、開發和實施的反復循環，來改進教育實踐，并提煉相關的設計原則和理論。基于設計的研究一般遵循“基于實際問題和基本理論的指導，設計開發教育干預一實施驗證教育干預一分析評價教育干預一完善優化教育干預、實際問題得到解決、理論得到優化”的過程。教育干預既可以是全新的工具、模式，也可以將現有的工具、模式稍加調整改變。它關注教師、學習者所面臨的有意義的問題，發現問題之后，教師與課程開發者、教學設計者協作解決問題，所有參與者都積極地參與到真實的設計項目中。

《現代教育技術》是某大學三年級師范專業學生的公共必修課程，該課程分為理論課和實驗課兩部分，每年授課人數約2000名。該課程的主要目標是使學生掌握教與學的基本理論，具備在教學過程中運用信息技術的意識和能力。學生的教育技術能力直接影響教師專業技能的提高和信息化進程的發展，師范生教育技術應用能力的培養主要取決于現代教育技術實驗課程的開展。該校現代教育技術實驗課一學期開展兩輪。數字視頻采集與處理是現代教育技術中的兩個實驗，包括數字視頻的采集實驗和數字視頻的處理實驗，每個實驗一學期分別授課14次。然而目前實驗課的教學沒有得到足夠的重視，教學過程中存在著一些問題，為了提高實驗教學效果。我們采用基于設計的研究的思想指導現代教育技術實驗課程的教學設計，其正是在真實的教學情景下，通過對實驗課程的分析、設計、實施和評價反饋來逐漸完善實驗的教學方案和教學資源。本文以“數字視頻采集與處理”實驗為例詳細論述研究過程，并對實驗課程教學提出建議。

一 以“問題”為研究的起點

2010年11月我們通過問卷對《數字視頻的采集與處理》實驗的授課現狀以及學生對實驗的學習需求情況進行調查，調查對象為本學期即將參與該課程學習的學生。研究小組發放問卷160份，共收回有效問卷143份，問卷有效率為89.4％。主要從以下幾個方面分析數據：

1 學生學習課程前對本實驗的了解程度

表1顯示的是關于學生在學習本實驗之前是否接觸過數碼攝像機的調查，其中55.2％的學生接觸過，44.8％的學生未接觸過。

圖1所示的是學生對于攝像機結構、使用以及視頻處理軟件的了解程度，46.4％的學生基本不了解，33.3％的學生一般了解，20.3％的學生比較了解，然而沒有學生非常了解。

綜上可知，學生關于視頻采集與處理方面的技能基礎比較薄弱，學習起點較低，不利于實驗課程的進行。因此需要學生課前進行自主學習，加深對課程的了解。

2 學生學習過程中常用的解決問題的方法

學生遇到問題時，72.2％的學生希望通過與同學交流解決問題，66.7％的學生進行自主探究尋找問題解決的方法。因此需要教師提供充分的學習資源，以便學生開展自主探究和合作交流學習。此外66.7％的學生希望通過教師的指導解決遇到的問題，因此教師在進行教學設計時應該以學習者為中心，充分發揮自己的指導幫助作用，以任務不斷驅動學生的學習，以學習資源為學習探究的支柱(見圖2)。

3 學習需求情況

圖3表明學生在學習過程中期望使用的資源類型，88.9％的學生在學習過程中傾向于使用視頻，83.3％的學生期望使用PPT資源，72.2％的學生選擇使用專題學習網站，此外依次為文本和Flash動畫。總之此實驗的學習中學生期望使用的資源類型主要是視頻、文本、教學案例以及PPT。然而學生認為目前學習過程中教師提供的教學資源不能滿足學習的需求。

通過問卷調查結合訪談資料，我們總結出當前實驗課程教學過程中主要存在以下幾個方面的問題：

(1)學生的學習起點較低，未達到課程學習的要求，不利于實驗課的開展；

(2)教學過程主要采用教師講授，學生重復練習的方式展開，教學方式過于單調，導致學生學習積極性不高；

(3)學生學習過程中學習資源匱乏，不利于學生的協作學習和自主探究；

(4)實驗課程訓練時間比較短，不能滿足學生的學習需求。

為有效解決上述問題，我們認為必須重點關注如何通過教學方案和教學資源的有效設計提高學生的學習效果。以期借助基于設計的研究的方法論指導設計有效的教學干預產品，不斷迭代循環開展實驗，推動實際問題的解決，進而提高學生學習的效率。

二 問題解決的理論指導和方案制定

基于設計的研究與教育技術領域其他研究方法的主要區別之一是理論驅動的，其不是通過理論而是通過設計來解決問題。

1 理論指導

(1)建構主義學習觀

建構主義強調對學習環境的設計，學習環境是學習者可以在其中進行自由探索和自主學習的場所。在此環境中學生可以利用各種工具和信息資源來達到自己的學習目標。在這一過程中學生不僅能得到教師的幫助與支持，而且學生之間也可以相互協作和支持。在建構主義學習理論指導下的教學設計應是針對學習環境的設計而非教學環境的設計。基于建構主義理論的指導，本實驗的教學設計以“學習者”為中心，教學資源應注重學生社會知識的意義建構，重視情境的創設，為學生的知識構建創設條件，通過協商過程實現意義建構；在學習活動設計方面強調師生之間的合作交流和對話，促進學生主動完成意義建構。

(2)教學方法指導

“任務驅動教學法”是基于建構主義學習理論基礎上的教學方法，該教學方法要求在教學過程中，以完成一個個具體的任務為線索，把教學內容巧妙地隱含在每個任務之中，讓學生通過完成任務達到學習知識內容的目的。學生在完成任務的過程中培養創新能力以及自主學習的習慣，學會了如何去發現問題、思考問題、尋找解決問題的方法。教學方法的教學過程如下：教師創設情境，提出任務框架；學生查閱資料共同討論分析任務框架、并進行分組；小組內成員討論明確任務、制定完成任務的解決方案；學生自主探索、與小組成員積極合作并最終解決任務：課堂中教師組織學生按照小組進行成果匯報，互相交流，以達到總結提升。

2 學習支持技術

本實驗課程的教學設計基于Moodle平臺，其界面簡單、精巧，操作簡單。使用者可以根據需要隨時調整界面，增減內容。課程列表顯示了服務器上每門課程的描述，訪問者可以對課程進行分類和搜索，按自己的需要學習課程。在線教學模塊采用可以自由組合的動態模塊化設計，教師在使用這些教學功能模塊時，可以任意指定其顯示位置，靈活地移動、修改或關閉這些模塊。教師利用Moodle發布課程，并將設計開發的資源上傳至課程內容模塊。資源主要包括指導性資源、內容性資源和生成型資源。指導性資源，由研究小組設計的資源，主要有供教師使用的數字視頻的采集和處理實驗規劃書及教學設計方案；供學生自主學習使用的數字視頻采集實驗指導書和數字視頻處理指導書。內容性資源即在教與學過程中能起到呈現和鞏固學習作用的資源，主要包括教學視頻、PPT課件、文本、視音頻資源、虛擬實驗等類型資源。生成型資源是教學過程中產生的學生作品等。通過平臺上的聊天室和論壇模塊，教師和學生之間相互交流解決學習過程中遇到的問題。

綜上，基于教學方法的指導和學習技術的支持，解決方案的具體實施過程詳見表2所示。

三 教學實施

基于設計的研究以干預主義為導向，強調將設計的干預付諸于實踐，經由實踐來檢驗設計的有效性，于“設計一干預一反饋”的迭代過程中優化理論和教育干預。基于教學過程的動態性，教育干預實施的過程不一定嚴格按照預先的設計，應該依據實際情況做適當調整。

將解決方案運用于實驗課程的教學過程中，按照課前學生自主學習、課堂教師提出任務框架、學生討論交流并分組、協作完成任務和成果匯報的流程展開教學。教師提供資源供學生課前自主學習，使學生明確學習目標，有助于提高學習效率；自由分組學習，使學生根據興趣展開學習，激發了學習的積極性；任務驅動的方法增加了學生學習的動機。此外，在實施過程中記錄學生存在的問題，例如有學生認為提供的專題學習網站資源不足，學生進行視頻采集的時間太短，需要教師進行及時指導等。實踐的探索與理論的研究在這一階段得以融合。

四 評價反饋

一個學期的實驗課結束后，我們通過訪談和問卷調查了解學生對此實驗課程教學情況的反應和建議，依據反饋修正解決方案。

1 教學實施的反饋

(1)學生對教師課程安排的反饋

研究小組從采用的教學方法、教師指導、學習資源、協作學習四個方面考察學生對課程教學安排的態度，其中88.9％的學生認可教師對實驗課程的教學安排，仍有11.1％的學生對教學安排不太滿意，表明我們的方案仍然存在改進的空間。(詳見圖4)。

圖5所示為學習過程中影響學生學習效果的因素分析，其中89.6％(即影響很大與有影響的總和)的學生認為教師使用的教學方法影響本實驗課程的學習；85.2％的學生認為教師的授課技巧對學習的效果有影響；85.4％的學生認為教師提供的資源可以幫助自己的學習，資源匱乏會影響學習的效果：77.6％的學生認為學習的動機影響實驗操作技能的獲得；此外，超過一半的學生認為知識困難度對學習效果也造成了一定的影響。因此需要教師對教學課程進行合理的安排。

2 從評價反饋中得到一些啟示

通過問卷調查和訪談了解到，基于Moodle平臺環境下提供的學習資源，尤其虛擬實驗資源(比如Flash虛擬實驗動畫)的學習，有助于學生清晰的了解數字視頻采集與處理工具軟件的各個部分，獲得一些感性認識。結合教師的講解，使學生高效的掌握實驗課程要求的操作技能。教學資源的使用在教師授課和學生自主探究學習的過程中發揮著重要的作用，影響著學生的學習效果。教師教學過程中應注重教學方法和教學資源的選擇，教學設計應激發學生的學習動機，知識點難易的合理安排。

Moodle平臺環境下開展任務驅動教學對實驗課程的學習具有一定的作用，為設計開發的學習資源提供了網絡平臺的支撐，學生基于網絡平臺進行自主學習和合作探究。課堂為學生提供了討論交流的場所，有利于學生掌握操作技能的基礎上探究其在教育教學中的應用，促進學生的學習熱情和與人合作的能力。結合教師的指導引導學生不斷的思考和學習，將課堂教學和網絡學習相結合，開展網上學習、課堂互動交流相結合的混合學習模式，達到優勢互補。五解決方案的優化

基于設計的研究，旨在通過形成性研究，采用“逐步改進”的基于設計的研究方法，把最初的設計付諸實施，檢驗效果，根據來自實踐的反饋不斷改進設計，直至排除所有缺陷，形成一種更為可靠而有效的設計。

經過一個學期實驗課程的開展，研究小組對基于網絡環境下的實驗課程混合式學習進行反思，以學習者為中心，教師充分發揮指導者的角色，優化基于任務驅動教學法的實施策略，以便為下輪實驗提供基礎。即課前教師交流并于網絡平臺中提出任務框架，學生根據任務要求利用平臺資源進行自主學習，有利于學生準確地明確學習目標；課堂中學生交流討論任務并根據不同的任務主題進行分組；學生面對面或者基于Moodle平臺進行自主探索和協作學習以完成任務；課堂中以小組為單位進行成果匯報；最后學生課后進行反思。基于課堂討論和網絡平臺上豐富的學習資源開展混合式學習，從而進～步提高實驗學習的效率。優化方案詳見圖6。

六 基于設計的研究對現代教育技術實驗課程教學的啟示

研究小組探究基于網絡環境的任務驅動教學法運用于實驗課程的教學方案設計的目的在于，通過基于設計的個案研究分析，從以下幾個方面給予現代教育技術實驗課程開展的建議：

1 注重教學設計和教學方法

通過學生反饋總結出教師的教學設計和采用的教學方法對學生學習的效果影響較大。因此在開展現代教育技術實驗課程的過程中，教師應該根據不同的實驗內容和學生水平，采用靈活多樣的實驗教學方法，進行合理的教學設計。比如，數字視頻采集與處理實驗的教學設計中采用任務驅動教學法、利用課程管理平臺開展虛實結合的實踐教學。學生掌握操作技能的基礎上，培養他們在實際的教學過程中運用信息技術的意識和能力。實驗課程中教學設計與教學方法應在不斷的實踐中檢驗，不斷修正完善。

2 重視教學資源的應用

實驗課程主要依據“以學習者為中心”的教學設計理念，為學生創造良好的學習環境以便支持學生開展自主研究以及協作學習活動。實驗課程的教學過程中教師應該提供類型多樣相互補充的教學資源，教學資源的內容應具有較強的針對性。教學資源的應用有助于激發學生的學習興趣和學習熱情，挖掘學生的學習潛能，培養學生實踐能力、科研精神和創新意識。教學資源的應用直接影響實驗課程的學習效果。

3 遵循教學資源設計開發原則

通過此項研究，我們總結出設計教學資源時應注意以下方面，即資源設計開發的適應性，多樣化，實時性和異步性以及動態生成性。

(1)資源設計開發的適應性

實驗課程的教學資源設計與開發應遵循適應學習者生理特性、心理特征和學習者的初始能力，以及實驗課程的內容和學習條件。實驗課程的授課對象是文科、理工和藝術三類學科的大三本科生，其中文科學生的感性思維強于理性思維，邏輯思維偏弱，學習認知風格為場依存型，在學習過程中易受到環境因素的影響，傾向于合作學習并且易受暗示；理工科學生理性思維強于感性思維，邏輯思維能力較強，學習認知風格為場獨立型，在學習中不易受外界環境因素的影響，較多運用理性思維，從自己的感知出發去獲得知識、信息，傾向于獨立自主學習；藝術類學生思維活躍，富有創造性，在學習過程中易受到環境因素的影響，欠缺團隊合作精神。因此，結合實驗課的內容設計實驗課程的資源類型包括PPT、文本、視頻和學習網站等資源，學習者可以根據自己的學習風格選用合適的資源類型進行學習。教學資源設計應滿足學生進行自主學習、合作學習等學習活動，注重學生操作技能的獲得，培養學生在今后參與教學過程中運用信息技術解決問題的意識。

(2)資源設計開發的多樣化

實驗課程的教學資源設計在形式和內容上應該具有多樣性和互補性，在形式上包括PPT、文本、視頻和學習網站等多種媒體類型，多種資源類型互相補充。在內容上既有實驗操作的具體知識點呈現，教學案例的展示，又包含問題探究和學習活動任務的安排。

(3)資源設計開發的實時性與異步性

實時性原則是指同一時間進行教與學的活動所用到的教學資源，例如教師課程講授和學生課堂小組討論應用的資源。異步性原則是指在不同時間不同地點可以用于教與學活動的資源。開發教學資源應該遵循資源的實時性和異步性原則，為教師課堂講授和學生自學探究學習提供便利條件。

(4)資源設計開發的動態生成性

實驗課程的教學資源設計以學習者為中心，以問題探究和真實任務為主導，以自主學習、合作學習等形式展開實驗學習活動。如選定實驗活動主題，以任務驅動學生自主探究，利用網絡等方式搜集、整理、鑒別、加工有關學習信息，完成學習活動；教師、學生以及小組成員之間相互交流，進行評價與學習反思，這是一個知識動態生成的過程。在此過程中，學生的學習成果不斷更新，以電子作品、任務完成方案、作品匯報等形式表現出來，這些成果將作為學習中的生成性資源。

七 總結

基于設計的研究以設計作為探究的手段，強調實際教學問題的解決，注重理論、情境和設計相結合。經過在教學中的應用和效果反饋，構建了基于Moodle平臺的課堂教學與在線學習的混合教學策略，并為現代教育技術實驗課的開展提出了建議，為下一輪設計提供基礎。以期為現代教育技術實驗課的教學提供一定的啟示。

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編輯；小西