基于微課的學習平臺設計

杜舟++王曉春

摘要：近年來，隨著在線學習的迅猛發展，視頻類的學習素材受到了學生們的歡迎與喜愛，基于微課的學習成為一種更符合學生學習需求的學習形式，而學生的自主學習能力將直接影響他們的學習效果。本文以提高學生自主學習能力為目的，從學習的資源設計、流程設計、相關機制的引用和系統的架構幾個層面進行了詳細闡述，最后進行軟件原型的開發與實踐。實踐證明，本平臺在一定程度上為學生基于微課的自主學習提供了支持。

關鍵詞：微課；在線學習；平臺設計

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2015）17-0086-04

● 引言

學生的自主學習能力影響其在課堂外的學習結果。在當前的學習環境下，很少有研究依據不同自主學習能力的學生設計平臺，更不能滿足學生的個性化需要?；诖耍疚姆治隽藢W生的自主學習過程，學生可以根據自己學習的程度選擇不同難度的微課，并設計了游戲化的學習流程和機制，進行了平臺的設計和開發，以期為國內的基于微課的學習的有效開展提供一些有益的思路和啟示。

● 基于微課的學習環境特征分析

基于微課的學習是學生完全遵從自己的學習興趣，選擇學習材料，從實際的問題出發并帶著強烈的目的進行的一種學習。由此可見，學習過程將以學生的自主學習為主要的學習方式。自主學習是指學生在學習活動之前確定目標、制定學習計劃，做好具體的學習準備；在學習活動中能夠對學習進展、學習方法做出自我監控、自我反饋和自我調節；在學習后能對學習結果進行自我檢查、自我總結、自我評價和自我補救。[1]從更高的角度去審視基于微課的學習和自主學習，就是學生帶著強烈的解決實際問題的目的，隨時隨地地自我主動堅持學習并對自我的學習做出評價，以模擬的實踐題為終止的過程?；ヂ摼W、云計算技術的發展，社交網絡的盛行，聯通主義的影響以及學生在網絡環境下學習適應不良現象等因素的影響[2]，促使學生學習呈現出新的形態和特征，即學生不再是孤單的個性，而是活躍在網絡上的各種學習共同體。由于海量共享的資源，學生的選擇權得到了真正落實，學生更傾向于那些互動性強，個性化、情境式的資源的學習。根據上述基于微課的學習和自主學習特征的分析，從海量微課資源的特性出發，筆者總結出非正式學習平臺具有5個特征。

1.資源的大規模

云學習時代的到來，使得學習資源可以存儲于不同地區的服務器上，在數量上形成海量微課。這些微課為非正式學習平臺提供了資源保障，能夠滿足不同學生的學習需求。

2.個性化

在新技術的支持下，學習過程中每位學生不再被動接受知識的傳遞，而是依據自身的學習情況主動查找資源，在與他人的互動中主動創建資源、發布信息。通過學習分析技術，平臺可以將學生在網上的一切行為活動記錄下來，形成學生的學習過程檔案袋，方便為每位學生建立個體的學習路徑和知識庫，以便為學生的個性化學習提供支持。

3.互動性

隨著互聯網的高速發展、移動終端的普及，學生之間以及學生和資源之間的交互更加頻繁。在學習的過程中，實時聊天、同步視頻、隨時記筆記等交互功能的支持方便學生隨時都能聯系到其他學生傳播和共享知識，實現學生隨時隨地的互動。

4.資源多樣性

為滿足不同學習風格和特征的學生，資源的多樣性是必備的。微課的設計風格、制作者的授課風格、教學活動的不同以及基于微課的不同形式的評價都為學生提供了多樣化的選擇。

5.學習情境

學生所處的地點、時間和周圍的環境都是情境中的相關元素，本平臺支持移動終端，并根據學生所處的環境和狀態等具體情境給予最方便的學習支持。例如，假設學生所處的地方網絡狀態不夠好，就給學生提供離線觀看的功能。這樣能夠縮短學生對資源的渴求時間，持續激發學生的學習動機。

● 微課學習平臺設計

通過上述對于基于微課學習環境特征的分析，我們明確微課學習平臺主要涉及學習資源、學習過程設計、游戲機制三個層面的設計。

1.學習資源設計

一般意義上的學習資源包括學習材料、支持系統與環境等。[3]本文也將微課劃分為學習材料、支持系統和環境三個層面進行設計，力圖讓學生以最小的代價獲取到知識，增強其自我效能感。

（1）學習材料

微課是本平臺的主要學習材料。每個微課對應一個知識點并以教學活動組織起來，再加上相關的測試構成一個完整的微課材料。通過設計有效的學習活動，學生對學習內容會有深度的認知。[4]微課資源的設計模型將學習材料標準化，利用關系數據庫進行管理，包括ID序列、微課時長、微課的關鍵詞、知識點所屬的科目、知識點所屬的年級、微課制作者、微課描述，與此微課相關的知識、難易度以及相關活動。相比于以前的資源設計，這種將學習活動納入到學習資源的聚合模型已是一種必然趨勢。[5]

（2）支持系統

本平臺為學生構建了學習社區、在線幫助、同步筆記、同步視頻、在線測試、微課討論區、個性化的檢索服務等功能。幫助學生在學習的過程中全程參與學習活動，體驗學習的快樂。

（3）環境

網絡環境下的自主學習全靠學生自己完成，因此教師需要為學生搭建一個友好、易用、互動性強的學習環境，應包括公告信息、可視化個人分析報告、學習管理系統、在線學習筆記、交流平臺、個性化信息服務等。

2.學習過程設計

學生在進入網絡學習之前一定會有自己想要學習的內容或主題，由于每位學生的知識建構不一樣，其個性化的學習需求更加突出。本平臺設計的目的意在幫助學生找到基于其個性化特質的相關微課，減少學生學習步驟的冗余，方便學生獲取資源。圖1為引入游戲機制的學習過程設計圖。

本平臺的解決方案是在學生正式進入微課學習之前，通過選課和依據理論方面的測試結果兩種途徑形成學生個人的課程庫。學生根據自己的學習興趣選擇微課進行學習，學習完成后可以進行實踐測試。實踐測試以現實中的真實問題為出發點，在模擬真實環境的情境下對學生進行測試，而后針對測試結果修改學生的課程庫，為學生推薦其感興趣的相關課程。學生是絕對自主的，可以在推薦的課程中選擇微課進行學習或者自己重新選擇新的課程進行學習。隨著學生的不斷學習、測試，課程庫也在不斷變化，學生可以自行查看自己的課程庫，根據這些記錄決定下一步的學習。

在基于微課的學習環境里，由于缺少相關的制約和監督，常常導致學生的學習熱情難以維持。為了激發學生的學習熱情，本文引入游戲的過關機制，學習完成后進行獎勵性訓練，成功通過后學生獲得相應獎勵，可以繼續學習有關此主題或知識點的下一個微課，未通過則需要繼續學習。未通過時，需要消耗一定數量的積分和獎勵才能進行實踐測試，通過測試后才能進入下一主題或知識點微課的學習。學生完成微課學習后，每完成一個測試后就會獲得相應的積分，測試的分數越高，獲得的積分越多。積分積累到一定量又可以換取相應的獎勵，如勛章、鉆石或寶箱。勛章可以佩戴在每個學生的頭像上，獲得鉆石的學生可以獲得更優質的資源和服務，如某個專家的1小時的一對一輔導、獨家的優質學習資料等。獲得寶箱的學生在測試的時候可以有一次提示等幫助信息。

3.平臺功能設計

微課學習平臺由四大模塊組成，包括微課資源、答疑系統、管理與維護、學習空間四大模塊。具體功能結構如圖2所示。

學習資源是本平臺的核心，以微課資源為主要的資源，為學生提供熱度排序、相關測評、評價和同步筆記的功能。

答疑系統中的在線幫助為學生在使用平臺遇到困難時提供專業指導。在線討論為學生提供了一個與其他學生對某個問題進行討論的社區，學生在討論的過程中可以上傳相關資料，下載他人的資料進行學習。在學習社區中學生可以找到和自己興趣相投的人結成小組互助學習。

管理與維護主要是對學生的權限和角色進行管理，答疑數據庫的維護以及學生信息資源的管理。學生在線上和線下都可進行學習，系統在后臺自動將學習記錄同步到云端服務器。學生信息的管理涉及學生注冊時的信息管理。

學習空間包括了學生的可視化分析、學習管理系統以及學生個人的課程庫。學習跟蹤系統運用xAPI技術規范，將學習內容與平臺解耦，能夠記錄并提供與學生相關的元數據，包括了學習時間、學習進度、交互以及學習時間流程等，形成學生的學習過程檔案袋。方便學生自己從多角度分析學習過程，并給出多種可視化的圖表，如知識點掌握情況一覽表、學生在線學習時長統計表等。

4.系統結構設計

基于云服務構建的本平臺為學生提供了豐富的平臺資源進行學習，能夠滿足學生的自主學習需求。學生不僅可以在平臺上獲取資源，還可以充分利用平臺上傳、共享資源，形成一個良性的循環。如圖3所示的系統結構圖包括了學習終端、校園云服務和資源共享分配。

學習終端是基于現有的PC端和各種移動終端設備設計的，學生通過有線網、無限網、GPRS、3G等訪問校園的教育云服務平臺獲得相應的學習資源及各種學習服務。

校園云服務是教師借助校園云硬件與海量微課資源，將學生需要的微課發布并存儲在云上，同時記錄學生的相關數據。通過校園云平臺的服務器及網絡解析服務，實現了對資源的共建共享，降低了教學成本。

本平臺強調各種資源的共享和隨需分配，通常分為三個層次：最底層是動態云基礎設施服務（IaaS），由硬件或虛擬機資源構成，包括了資源池構建、資源調度、服務封裝、數據管理、資源部署以及安全管理等。通過虛擬資源池為學校按需分配的網絡、服務器、存儲、應用軟件等，是整個服務體系的基礎。第二層為在線開發平臺層（PaaS），通過分布式計算和存貯環境提供包括海量文件管理、海量存儲管理、用戶數據管理以及大規模消息等服務，非正式學習環境下學習平臺的建設提供接口與環境，在線云通過在線開發平臺將操作系統、應用開發環境等平臺產品以Web瀏覽器的方式提供給學生，方便對相關學習資源的開發和使用。第三層為資源應用服務層（SaaS），是用戶與云服務體系的接口，直接為用戶提供學習平臺的服務。學生可以在任何時間、任何地點使用PC電腦、3G手機或其他移動終端設備訪問“云”端，享受學習平臺的服務。

● 基于微課的學習平臺實現

本平臺基于云技術，為學生提供了一個隨時隨地通過不同的終端與他人進行互動、共享的開放的學習平臺。為了避免丟失用戶注冊信息，給用戶造成不便，學生在平臺中的注冊信息采用增量式的數據備份。對于微課、微課描述要采用冗余存儲，一方面避免了數據丟失，另一方面也為數據的頻繁訪問提供負載平衡。hadoop系統可以對整個分布式存儲系統存儲容量的變化進行檢測和監視，也包括了硬盤的損害情況。非正式學習環境下的學習平臺主要涉及的資源庫有：一些教學資源（包括文本、視頻、音頻等）的非結構化數據、結構化的數據、學生的數據以及元數據。部署相關的結構化和非結構化數據庫作為存儲提供訪問的支撐。結構化的數據采用SQL Sever 2008 R2關系數據庫進行存儲和管理，大量的視頻、音頻、相關材料的索引和實際物理路徑等非結構化數據庫使用非關系數據庫（Mongo DB）進行存儲和管理。通過分布式文件、管理系統將具體的資源保存在其服務器的節點上。

圖4是學生在學習微課時所呈現的界面，該圖由兩部分組成：左側為微課播放的界面，顯示的是學生正在學習的課程；右側為與微課相配套的資源，包括教學設計單、學習指導單、學習測試、課程制作相關資源、教師推薦資源、系統推薦資源等相關資源。實現了課堂集在線答疑、課程簡介、指導單和視頻播放等多功能于一體。

本平臺已經在北京市順義區使用，學生能夠隨時隨地在本平臺中快速、高效地找到自己所需的學習資源，游戲機制的設計能夠持續激發學生的學習熱情，為學生提供了一個支持多樣資源、多交互、全程記錄的非正式學習環境，提高了學生的自主學習能力，也改善了學習效果。

● 結論

基于微課的學習還是以學生的自主學習為主要的學習形式，是學生在個性化學習和終身化學習的大背景下個人長期發展應具備的技能。微課作為一種新型的學習資源形式，為學生提供了更符合泛在學習的一種資源形式，為每位學生提供了更多的選擇空間。本文從微課這一新型的學習資源的特性出發，針對學生特點進行更加客觀的分析，對學生的學習流程、平臺資源、相關機制進行了設計和研究。

參考文獻：

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[3]巴巴拉·西爾斯，麗塔·里奇，著.教育技術：領域的定義和范疇[M].烏美娜，劉雍潛，等，譯.北京：中央廣播電視大學出版社，1994.

[4]余勝泉，陳敏.基于學習元平臺的微課設計[J].開放教育研究，2014（01）：100-110.

[5]余勝泉，萬海鵬.支持課程大規模開放的學習技術[J].中國電化教育，2014（07）：7-18.