教學(xué)設(shè)計的圖譜分析及其對微課教學(xué)的啟示

◆崔曉猛 劉丹青

教學(xué)設(shè)計的圖譜分析及其對微課教學(xué)的啟示

◆崔曉猛 劉丹青

主要借CiteSpace III工具生成的可視化知識圖譜，對教學(xué)設(shè)計領(lǐng)域的知識基礎(chǔ)、前沿進(jìn)行分析，以期為微課教學(xué)設(shè)計的深入研究和實踐探索提供理論依據(jù)。

微課；教學(xué)設(shè)計；CiteSpace

10.3969 /j.issn.1671-489X.2016.02.081

1 引言

微課是指按照新課程標(biāo)準(zhǔn)及教學(xué)實踐要求，以教學(xué)視頻為主要載體，反映教師在課堂教學(xué)過程中針對某個知識點或教學(xué)環(huán)節(jié)而開展教與學(xué)活動的各種教學(xué)資源的有機組合[1]。作為應(yīng)對現(xiàn)代科技發(fā)展及滿足多樣化學(xué)習(xí)需求的產(chǎn)物，微課日益受到學(xué)習(xí)者的青睞，但微課的主要呈現(xiàn)載體是視頻，面對這種無監(jiān)督的情況如何編寫教學(xué)設(shè)計是微課制作者當(dāng)前面臨的最棘手的問題。鑒于此，需要從根本上把握其發(fā)展脈絡(luò)，同時聚焦前沿，為探索基于微課的新型教學(xué)設(shè)計奠定理論基礎(chǔ)，并結(jié)合當(dāng)前熱門的BOPPPS理論對微課教學(xué)實踐活動提出建議。

本文以Web of Science中的核心合集數(shù)據(jù)庫為依據(jù)，采用文獻(xiàn)分析、引文分析、統(tǒng)計分析等研究方法對教學(xué)設(shè)計的知識基礎(chǔ)、前沿演進(jìn)等進(jìn)行圖譜分析，以響應(yīng)微課教育實踐對教學(xué)設(shè)計理論研究的新要求。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

Web of Science數(shù)據(jù)庫包括綜合引文索引和專業(yè)引文索引兩類，其所含文獻(xiàn)均是來自世界范圍內(nèi)最具權(quán)威且核心的期刊，內(nèi)容涵蓋大部分學(xué)科門類。此外，數(shù)據(jù)庫檢索時提供“基本檢索”“高級檢索”與“被引參考文獻(xiàn)檢索”三種檢索方式，為用戶實現(xiàn)個性化檢索提供了方便，是檢索外文電子文獻(xiàn)的最佳選擇。

CiteSpace軟件是一款圖譜分析工具，可顯示某一學(xué)科或知識領(lǐng)域在一定時期內(nèi)的發(fā)展趨勢及動向，形成若干研究前沿領(lǐng)域的演進(jìn)歷程[2]，呈現(xiàn)方式多樣且相對簡單，可供研究者從多角度進(jìn)行清晰分析，具有支持Web of Science等至少9種中外文數(shù)據(jù)庫的文獻(xiàn)分析、對數(shù)據(jù)源有良好的適應(yīng)性等優(yōu)點。本文檢索條件設(shè)定：主題為“instructional design”，來源類別選擇Web of science核心合集，時間段選擇為2007—2015年，其他檢索條件選擇默認(rèn)值。通過基本檢索，共獲3387條有效數(shù)據(jù)（為保證數(shù)據(jù)的完整性而未做剔除）。檢索日期為2015年8月5日。

3 知識基礎(chǔ)

教學(xué)設(shè)計的知識基礎(chǔ)由早期奠基性文獻(xiàn)、關(guān)鍵文獻(xiàn)組成。因此，本文從這兩方面尋找教學(xué)設(shè)計領(lǐng)域具有權(quán)威性和代表性的文獻(xiàn)，分析出最核心的理論作為微課教學(xué)設(shè)計的主要參考依據(jù)。

奠基性節(jié)點將節(jié)點類型設(shè)置為Cite Reference，時間跨度選擇2007—2015，將時間切片的值設(shè)置為1，即將2007—2015劃分成15個時間片進(jìn)行處理，TopN=30僅選取每個時間片內(nèi)發(fā)文頻次排在前30的節(jié)點，閥值選擇為（2,2,20），（3,3,20），（3,2,20），網(wǎng)絡(luò)修剪方法設(shè)置為Pruning算法以簡化網(wǎng)絡(luò)，其他選擇策略不變。圖1是選擇timeline（時間序列圖）獲得的教學(xué)設(shè)計研究的被共引文獻(xiàn)圖譜，此圖譜可以幫助追溯教學(xué)設(shè)計的根源找出奠基性文獻(xiàn)，從而全面了解教學(xué)設(shè)計的早期發(fā)展。

圖1 被引文獻(xiàn)時間序列圖譜

結(jié)合圖1可以發(fā)現(xiàn)，教學(xué)設(shè)計的第一篇奠基性文獻(xiàn)是The magical number seven,plus or minus two: some limits on our capacity for processing information。作者M(jìn)iller George A是美國著名的心理學(xué)家，認(rèn)知心理學(xué)的重要奠基人之一，被評為20世紀(jì)100位最著名的心理學(xué)家之一，且位居第20名。該篇文獻(xiàn)從信息測量，對單維、多維刺激的絕對判斷、直接判斷等方面，分別研究并總結(jié)出所接受的記憶信息量受限的原因及解決策略，這些發(fā)現(xiàn)對于注重短時記憶的微課教學(xué)具有里程碑意義。

另一篇奠基性文獻(xiàn)是Taxonomy of educational objectives，該專著將認(rèn)知領(lǐng)域的教育目標(biāo)分為識記、領(lǐng)會、應(yīng)用、分析、綜合、評價六類，每個大類又被細(xì)分為若干亞類，每一個類別都作了術(shù)語上的嚴(yán)格限定。該專著的主要貢獻(xiàn)是使教育工作者有史以來第一次可以系統(tǒng)地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)，并且使教育者的關(guān)注點從教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生從這些行為中所學(xué)到的知識。該理論為微課如何確定適中的教學(xué)目標(biāo)提供了理論參考。

關(guān)鍵性節(jié)點由圖2可得中心性較高的關(guān)鍵文獻(xiàn)有多篇文獻(xiàn)，限于篇幅，本文僅對前四篇具有代表性的文獻(xiàn)做簡單介紹。在分析過程中，The magical number seven,plus or minus two: some limits on our capacity for processing information同時作為第一篇奠基性文獻(xiàn)和關(guān)鍵文獻(xiàn)出現(xiàn)，足以說明其在教學(xué)設(shè)計領(lǐng)域的地位和影響。

圖2 關(guān)鍵被引文獻(xiàn)時區(qū)序列圖譜

第二篇關(guān)鍵文獻(xiàn)是Training for ref ective expertise: A fourcomponent instructional design model for complex cognitive skill。該論文介紹了運用四成分教學(xué)設(shè)計模型來解決復(fù)雜的認(rèn)知技能。四成分即學(xué)習(xí)任務(wù)、支持性信息、程序性信息和子任務(wù)練習(xí)，不同的成分對應(yīng)不同的學(xué)習(xí)原理，同一個成分也包含了多種教學(xué)原理[3]。該模式提出要根據(jù)具體的學(xué)習(xí)環(huán)境選擇相應(yīng)的多媒體原理。其主要貢獻(xiàn)是提供了一個處理整合目標(biāo)的完整任務(wù)方法論，同時四成分本身也提供了一個教學(xué)方法的組織框架[8]。

第三篇關(guān)鍵文獻(xiàn)是Cognitive Load Theory and Complex Learning: Recent Developments and Future Directions。該論文主要通過描述認(rèn)知過程和生物進(jìn)化過程之間的關(guān)系來強調(diào)以認(rèn)知負(fù)荷理論為基礎(chǔ)的認(rèn)知基礎(chǔ)的重要性，同時也探討了認(rèn)知負(fù)荷理論的發(fā)展與當(dāng)今教學(xué)設(shè)計觀點之間的關(guān)系。解決復(fù)雜多變的現(xiàn)實問題需要較強的內(nèi)部動機和較高的專業(yè)知識水平，同時需要教學(xué)者了解學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷水平等。這些作為認(rèn)知基礎(chǔ)的部分要素都是進(jìn)行教學(xué)設(shè)計所必須考慮的問題。認(rèn)知基礎(chǔ)的深入研究為微課教學(xué)設(shè)計的編寫提供了理論框架和參考價值。

第四篇關(guān)鍵文獻(xiàn)是Self-explanations: How students study and use examples in learning to solve problems。該論文主要介紹學(xué)生如何在學(xué)習(xí)過程中通過實例對遷移產(chǎn)生影響，從而激發(fā)自我解釋動力解決面臨的問題。自我解釋原理是四成分教學(xué)模式內(nèi)支持性信息這一成分中的教學(xué)方法[4]。微課作為虛擬的教學(xué)形式，其課程內(nèi)容的呈現(xiàn)形式對于達(dá)到理想的教學(xué)效果至關(guān)重要，而四成分教學(xué)模式中的相關(guān)理論可以為學(xué)習(xí)的遷移提供方法指導(dǎo)。

4 前沿演進(jìn)

前沿節(jié)點即走在時代最前面的、代表著該領(lǐng)域發(fā)展方向的節(jié)點。研究教學(xué)設(shè)計的前沿、了解現(xiàn)階段的思想現(xiàn)狀以找準(zhǔn)未來深入研究的方向。

由圖3可得，第一篇前沿性文獻(xiàn)是Cognitive Load Theory，該專著從知識的分類、信息的獲取和存儲、內(nèi)部和外在認(rèn)知負(fù)荷、關(guān)聯(lián)負(fù)荷、如何測量認(rèn)知負(fù)荷等方面闡述認(rèn)知負(fù)荷理論的發(fā)展[5]。該理論是由澳大利亞新南威爾士大學(xué)的認(rèn)知心理學(xué)家Sweller John于1988年首先提出來的，它將人的記憶分為感覺記憶、短時記憶、長時記憶，教學(xué)設(shè)計要依據(jù)各記憶的特點進(jìn)行階段設(shè)計，從而優(yōu)化學(xué)生的智力表現(xiàn)和教學(xué)效果。該理論為微課教學(xué)設(shè)計提供了一種嶄新的理論指導(dǎo)。

圖3 前沿知識圖譜

第二篇前沿性文獻(xiàn)是Technology-Enhanced Simulation for Health Professions Education: A Systematic Review and Meta-analysis。該論文通過醫(yī)療衛(wèi)生專業(yè)中應(yīng)用技術(shù)仿真和無人工干預(yù)進(jìn)行對比，從而得出技術(shù)仿真模擬的應(yīng)用更能促進(jìn)學(xué)生對知識的理解。微課教學(xué)視頻中虛擬教師的出現(xiàn)對吸引學(xué)生注意力有很大的作用，而未來虛擬教師的外觀設(shè)計更多地需要依靠技術(shù)仿真來實現(xiàn)。

第三篇前沿性文獻(xiàn)是Hypermedia as an Educational Technology: A Review of the Quantitative Research Literature on Learner Comprehension,Control,and Style。該論文主要闡述超媒體技術(shù)的應(yīng)用對于學(xué)生的理解能力、調(diào)控自律能力、學(xué)習(xí)風(fēng)格產(chǎn)生的影響。且超媒體不應(yīng)該僅僅局限在操作性強的學(xué)科中，對于像文科等其他學(xué)科也可以使用。微課作為一種視頻呈現(xiàn)形式，是超媒體應(yīng)用于教學(xué)的一種具體表現(xiàn)。新的教學(xué)環(huán)境需要新的教學(xué)形式，這是微課出現(xiàn)的必然性。

5 結(jié)語

通過對教學(xué)設(shè)計的深入分析和研究，可以發(fā)現(xiàn)信息加工理論、認(rèn)知負(fù)荷等理論對于教學(xué)設(shè)計的產(chǎn)生、發(fā)展都產(chǎn)生了巨大的推動作用，如何使用先進(jìn)教學(xué)手段代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學(xué)工具這一關(guān)注點與現(xiàn)代信息技術(shù)輔助教學(xué)的大趨勢相吻合，也順應(yīng)了技術(shù)與學(xué)習(xí)理論、教學(xué)理論相整合，技術(shù)與課程相整合的大趨勢。

作為一種新興教學(xué)形式，微課在發(fā)展過程中既要以優(yōu)秀理論為支撐，也要結(jié)合當(dāng)前最新的教學(xué)前沿理論，而BOPPPS作為目前典型的教學(xué)設(shè)計模型，受到教育者的普遍接受和推崇。但微課的特點不僅決定了BOPPPS理論中的部分環(huán)節(jié)是無法實現(xiàn)的，也決定了在其制作、實施環(huán)節(jié)中也存在獨特的注意事項。本文在借鑒該理論、結(jié)合微課獨有的教學(xué)特色的基礎(chǔ)上提出幾點個人建議。

1）導(dǎo)入環(huán)節(jié)作為一節(jié)課的開始，對于引導(dǎo)學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、做好心理和認(rèn)知準(zhǔn)備、激發(fā)學(xué)生好奇心和求知欲、引發(fā)學(xué)習(xí)動機都有著重要的作用。然而微課的時間限制導(dǎo)致許多教師忽略這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這是值得注意的。微課的導(dǎo)入環(huán)節(jié)雖不能像傳統(tǒng)導(dǎo)入那樣細(xì)致、詳實，但可以是對本知識點的簡要說明，或是對前驅(qū)關(guān)聯(lián)知識點的提示，既方便微視頻的體系重構(gòu)，也方便學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)。

2）微課的教學(xué)目標(biāo)是知識的重難點、易錯點、易混點。由于教學(xué)目標(biāo)所涉及的知識點并非都適合利用微課形式進(jìn)行講解，因此，知識點要選擇得當(dāng)，不宜過大或過小。相對于知識點的劃分、選擇而言，知識點的體系重構(gòu)同樣重要。建議以知識點為單位進(jìn)行組織形成專題，也可以概念為單位形成知識主線。不管是分解或是重構(gòu)，都應(yīng)充分考慮學(xué)習(xí)者的認(rèn)知水平，方便其建構(gòu)自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)知識的內(nèi)化達(dá)到知識平衡狀態(tài)，同時還要考慮學(xué)生對知識的運用、分析及評價能力，鼓勵學(xué)生向著教育目標(biāo)分類中的最高水平邁進(jìn)。

3）與傳統(tǒng)課程相比，微課最大的不足在于缺少師生、生生間的互動。在此教學(xué)形式中，學(xué)生失去了教師的監(jiān)督，處于自我約束、自我調(diào)控的狀態(tài)，此時師生間的互動主要依托于學(xué)生的思考、感悟。當(dāng)然，論壇或SNS也是實現(xiàn)師生、生生互動的最佳場所。對于論壇中學(xué)生的問答、疑惑和建議，教師要及時給予關(guān)注和反饋以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)思考、交流頻次。另外，也可以借鑒Keller的ARCS動機模型中的理論，在制作視頻過程中認(rèn)真分析學(xué)習(xí)者的情感心理需求，從而實現(xiàn)良好的“心動”，進(jìn)而激發(fā)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

4）試題練習(xí)是知識點在實踐應(yīng)用中得到強化的重要途徑。從知識掌握角度來說，試題練習(xí)是重新梳理知識點、夯實基礎(chǔ)的重要環(huán)節(jié)；從微課的結(jié)構(gòu)完整性角度來說，微習(xí)題也是輔助資源的重要部分。學(xué)生在試題測試的過程中選擇合適的學(xué)習(xí)策略對知識進(jìn)行重新加工、組合，運用理論知識解決現(xiàn)實問題，同時也體現(xiàn)了小步子教學(xué)原則及四成分理論中的子任務(wù)練習(xí)，即通過將學(xué)習(xí)目標(biāo)劃分為多個小步子，逐步完成小目標(biāo)，在提高學(xué)生的自我效能感的同時完成總體學(xué)習(xí)目標(biāo)。

5）梳理和總結(jié)是對知識點的二次學(xué)習(xí)和鞏固，對于優(yōu)化教學(xué)效果有著舉足輕重的作用。此階段可依據(jù)信息加工理論，借鑒基于“首因近因”效應(yīng)的WPW教學(xué)過程，抓住學(xué)生的短時記憶特點，在視頻的開始和結(jié)束對知識點以框架圖或流程圖的表征方式進(jìn)行梳理和總結(jié)強化，使學(xué)生從整體上把握知識框架。

6）微課以視頻為主要的呈現(xiàn)形式，在制作視頻過程中需充分考慮視頻的呈現(xiàn)效果，包括PPT和教師的頭像背景、錄制工具的選擇等，避免其過于花哨、質(zhì)量不好，以致其增加學(xué)生外部認(rèn)知負(fù)荷，降低學(xué)生興趣等。

7）微課知識點并非是教材中知識點的簡單分解，而是遵循一定的規(guī)律，同時對于眾多的微知識點也應(yīng)該進(jìn)行體系重構(gòu)形成知識體系，方便學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)實現(xiàn)微課教學(xué)的最終目標(biāo)。

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1671-489X(2016)02-0081-03

作者：崔曉猛，陜西師范大學(xué)計算機科學(xué)學(xué)院，研究方向為現(xiàn)代教育技術(shù)（710119）；劉丹青，青海師范大學(xué)計算機科學(xué)學(xué)院講師，研究方向為社會學(xué)習(xí)與網(wǎng)絡(luò)教育（810000）。