面向翻轉課堂的微視頻教學設計研究

王麗君李 萌陽小華

1.南華大學電氣學院實驗中心 湖南衡陽 421001 2.南華大學計算機科學與技術學院 湖南衡陽 421001 3.中核集團高可信計算重點學科實驗室 湖南衡陽 421001

翻轉課堂教學模式應用專題

面向翻轉課堂的微視頻教學設計研究

王麗君1李 萌2陽小華3

1.南華大學電氣學院實驗中心 湖南衡陽 421001 2.南華大學計算機科學與技術學院 湖南衡陽 421001 3.中核集團高可信計算重點學科實驗室 湖南衡陽 421001

為提升學生的學習主動性，將身份由“旁觀者”轉變為“主角”，教師職責由“教學”轉變為“助學、導學”，設計出由“課前—課中—課后”組成的翻轉課堂教學活動圖。微視頻在翻轉課堂教學中既是重要教學手段，也是主要學習資源。為充分發揮微視頻的效果，提出包括視頻長度、知識點容量、內容、構圖、轉場過渡到字幕等10條設計原則，經過在EDA實驗課2學年的教學運用，獲得學生肯定。

翻轉課堂；微視頻教學；微視頻設計原則

隨著信息技術發展與在線視頻的豐富，出現了以斯坦福大學的Coursera與Udacity，麻省理工學院的edX為代表的大規模在線開放課程(MOOC)，它引領了最新的教育信息化發展方向，有兩種教學模式：自主學習模式與翻轉課堂模式(Flipped Classroom)。該理念在全球被越來越多的學校所接受并逐步發展成為教育教學改革的一波新浪潮。

MOOC的重要組成部分是教學微視頻，微視頻通常時長5～12分鐘，采用第一視角，產生一對一的效果，強調知識點簡潔、講解透徹、畫面生動有趣。微視頻的組織與教學設計研究意義重大。我們認為，MOOC是將信息技術與高等教育深度融合的教學模式，它極大提升了信息技術教育應用效率，讓學生回歸到教學主體。盡管國內已經有不少學校進行了相關的MOOC教學嘗試，也收到令人可喜的效果，但是不可否認，當前缺乏對微視頻組織和教學設計的深入理解，難以為我國高等教育領域充分利用，發揮其應有的積極作用。

1 國內外同類課題研究狀況

在教育全球化和信息化的背景下，我國教育部于 2003 年啟動了精品課程建設工程(National Essential Courses，簡稱NEC)，旨在利用現代化的教育信息技術手段將精品課程上網，并免費向社會開放，以實現優質教學資源共享，為學習型社會營造良好環境。國內以公開課為代表的共享教育資源正逐漸豐富并形成一定規模，如：網易公開課、超星學術視頻、新浪公開課、搜狐公開課等。

國內研究主要集中在開放課程MOOC與微視頻的關系、微課程和微視頻教學應用等方面，研究者都采用微課程進行導學，微視頻是其核心。

王萍對MOOC的兩種主要模式cMOOC與xMOOC進行了比較，指出xMOOC構建了由技術環節、社會環境和教學環境組成的學習生態系統[1]。徐苑苑對云環境下的開放課程應用進行了研究[2]。鐘曉流等從教學流程、師生關系、教學資源、教學環境四方面引入翻轉課堂的含義，并提出了太極環式模型，但缺乏實踐檢驗[3]。朱宏潔等闡述教師在翻轉課堂中的關鍵作用[4]。黎靜認為教師應從個人知識管理、教學內容設計、師生感情交流三方面提高應對在線教育的核心競爭力[5]。金陵指出教學方式正向學生自主學習、師生共同深度拓展為核心轉型[6]。郭紹青等分析微課設計的誤區[7]。尋素華闡述微課應用模式[8]。胡潔婷對MOOC環境下微課程設計開展了研究[9]。基于課程的實證研究廣泛開展，如盧強的非線性編輯[10]，張其亮等的嵌入式系統軟件設計[11]，曹育紅的軟件技術實訓[12]，曾明星等的軟件開發類[13]，朱偉麗的文檢課[14]，王彩霞等的Flash軟件動畫制作課程[15]，劉震等的馬克思基本原理課[16]。

2 微視頻組織與教學設計

當前研究未考慮中西部地方院校實際情況，包括教學信息平臺落后、教師信息素養不高、學困生等，要么過于宏觀，要么只關注某一門課程的應用，缺乏對微視頻的組織和教學設計的深入研究。為此，選取南華大學本部與船山學院工科修讀EDA實驗課的學生為研究對象，以數字化教學中心為教學信息平臺，具體研究內容包括：基于MOOC理念的教學設計；根據實驗課教學目標，影響微視頻教學效果的主要因素。

2.1 分級學習目標

MOOC的核心理念是自主學習，為此我們將教師的教學目標轉變為學生的學習目標，因學生個體水平差距大，為滿足不同層次學習者的需求，激發學習興趣，將學習目標細化為“必知必會—水平提升—能力拓展”三個層次，第一層次是基礎要求，面向15%的低分學生；第二層次是核心要求，面向70%的中等學生；第三層次是創新要求，面向15%的高分學生，也發揮引導中等學生挑戰自我的作用。

2.2 翻轉課堂教學活動

翻轉課堂采用學習任務前置的方式增加課堂互動時間，為此設計(如圖1所示)的活動圖，劃分 “課前—課中—課后”3個階段，并采取TBL團隊教學法建立“助教—組長—組員”教學組織形式，高分學生構成導生，作用與導師類似。課前自主學習，課中教師答疑解惑，課后團隊學習。(1)教師關注課前“教學目標—學習任務”分解、資源制作開發與課中提問和討論主題的設計、引導。(2)課下教師線上輔導與導生線下協作相結合。(3)低分與中等生通過課前預習學習資源、課堂教師輔導、課下導生協助達成學習目標。

圖1 翻轉課堂教學活動圖

2.3 微視頻教學設計

為滿足分級教學目標要求，學習資源也進行相應的分級，教學資源也由易到難分為三級“模仿—改進—創新”，包括教案、講義、教學視頻、源代碼、設計圖、設計文檔、參考資料等。

微視頻是翻轉課堂模式的核心教學資源，尤其在工科實驗課中發揮著更加重要的作用。根據問卷調查與隨機走訪，分析發現視頻制作技術與知識傳遞是學習者熱點，故設計原則如下。

2.3.1 視頻制作技術

制作技術包括：視頻長度、構圖、轉場過渡、背景色、燈光、旁白、字幕共7項。每個教學視頻時長均控制在10～15分鐘；微視頻中的代碼、波形圖等應占整個屏幕的2/3以上，持續時長不低于3秒，給學生充足時間閱讀模仿；用畫外音、整幅教師圖像取代畫中畫；場景之間應有1～3秒過渡，如：教師講解切換至實驗臺操作，便于學生定位回放；微視頻背景色盡量采用淺色系，如：代碼、文字等用白色背景，圖形、圖畫、標注等用淺藍或淺綠色背景；根據光源合理選擇攝像機色溫，如實驗室多用日光燈，色溫選4500K為宜；實際操作型視頻應增加旁白，說明實驗步驟或注意事項；字幕與視頻合成，字幕位于底部不超出屏幕四分之一，避免遮擋視頻內容，推薦字體

SegoeUI，字號18。

2.3.2 知識傳遞

為準確的傳遞知識，視頻應考慮知識點容量、內容呈現與答疑。視頻以1～3個知識點為宜，尤其是操作步驟多、專業知識復雜的實驗，應合理拆分且重點突出；視頻中用到的軟硬件資源與實驗項目、學習任務完全一致，流程清晰；視頻頭部用字幕點明知識點、實驗環境和實驗步驟；為避免學習者視覺疲勞，注意力下降，可采取多種形式相互穿插，如：全屏教師講解、屏幕錄像、實驗臺操作、PPT等；視頻中插入答疑，對難點應講解詳細到位，難度較大或頻繁出現的問題可單獨制作微視頻，如Visual Studio引用問題。

2.4 應用實例

因實驗資源有限，課前通過觀看視頻、上機仿真等預習手段能切實縮短課堂的適應期，有效提高學習效果。為此，EDA實驗課用微視頻按照環境、原理、流程和常見問題編排， 因為學生好奇心強、動手熱情高，先開始實踐能避免興趣漂移。以設計含異步清0和同步時鐘使能的加法計數器實驗為例，視頻長度為6分15秒，分辨率1024×768，視頻首幀采用淡藍色背景注明實驗主題(如圖2所示)。

圖2 視頻首幀截圖

Quartus II中的代碼、仿真器圖形清晰可見，代碼切換轉場之間保留3秒間隔(如圖3、圖4所示)。

圖3 代碼窗口截圖

圖4 波形窗口截圖

3 結論與展望

微視頻是翻轉課堂的重要教學手段和學習資源，設計良好的微視頻能有效幫助學生自主學習。翻轉課堂目前還存在學生積極性不高、依賴性強等問題，除了改進教學設計、教學方式等傳統方法，還可以利用信息技術改進學習，如分析學習行為，提供個性化智能學習助理，類似蘋果的Siri、微軟的Cortana，通過垂直搜索、元搜索、主題分析等技術向學生推送上下文緊密相關的學習資源、學習好友、智能問答。

[1] 王萍.大規模在線開放課程的新發展與應用:從cMOOC到xMOOC[J].現代遠程教育研究,2013(3):13-19.

[2] 徐苑苑.云計算環境下的開放課程應用研究[D].上海:華東師范大學,2013.

[3] 鐘曉流,宋述強,焦麗珍.信息化環境中基于翻轉課堂理念的教學設計研究[J].開放教育研究,2013(1):58-64.

[4] 朱宏潔,朱赟.翻轉課堂及其有效實施策略芻議[J].電化教育研究,2013(8):79-83.

[5] 黎靜.在線教育來潮:教師的困境與出路[J].高教探索,2013(5):151-155.

[6] 金陵.大數據與信息化教學變革[J].中國電化教育,2013(10):8-13.

[7] 郭紹青,楊濱.高校微課“趨同進化”教學設計促進翻轉課堂教學策略研究簡[J].中國電化教育,2014(4):98-103.

[8] 尋素華.淺析微課程開發在校內外的應用研究[J].中國電化教育,2013(9):123-126.

[9] 胡潔婷.MOOC環境下微課程設計研究[D].上海:上海師范大學,2013.

[10] 盧強.翻轉課堂的冷思考:實證與反思[J].電化教育研究,2013(8):91-97.

[11] 張其亮,王愛春.基于“翻轉課堂”的新型混合式教學模式研究[J].現代教育技術,2014(4):27-32.

[12] 曹育紅.“翻轉課堂”在軟件技術實訓中的創新應用簡[J].中國電化教育,2014(4):116-120.

[13] 曾明星,周清平,蔡國民.軟件開發類課程翻轉課堂教學模式研究[J].實驗室研究與探索,2014(2):203-209.

[14] 朱偉麗.基于翻轉課堂的文檢課教學設計[J].圖書館雜志,2013(4):87-90.

[15] 王彩霞,劉光然.翻轉課堂優化中職課堂教學探析[J].職教論壇,2013(6):41-44.

[16] 澤熙.“翻轉課堂”教學模式在思想政治理論課上的實踐與思考[J].現代教育技術,2013(8):17-20.

Research on the Micro Video in Teaching Design for the Flipped Classroom

Wang LiJun1, Li Meng2, Yang Xiaohua3
1. School of Electrical Engineering, University of South China, Hengyang, 421001, China 2. School of Computer Science and Technology, University of South China, Hengyang, 421001, China 3. CNNC Key Laboratory on High Trusted Computing, Hengyang, 421001, China

In order to improve students' learning initiative, changing their identity from onlooker to protagonist, turning teacher’s role from teaching to learning-assisting and tutoring, a activity diagram has been designed for the flipped classroom which is consist of pre-course and course and post-course. The micro video is both important teaching measure and major learning resource in the flipped classroom training. To perform effectively of the micro video, ten design principles have been presented. With two year practiced in EDA experimental class, they have been affirmed by students.

the flipped classroom; teaching used micro video; design principles of micro video

2016-05-01

王麗君，碩士，實驗師。李萌，碩士，實驗師。陽小華，博士，教授。

南華大學高等教育研究與改革課題《翻轉課堂中學習績效提升研究》(編號：2015XJG-ZD02)；南華大學高等教育研究與改革課題《卓越計劃背景下“工學結合”彈性企業實習體系構建》(編號：2015XJG-ZZ04)；湖南省教育科學“十二五”規劃課題《基于計算學科基本問題的計算思維培養模式研究》(編號：XJK012CGD020)；湖南省教育科學“十二五”規劃課題《基于協同創新的地方高校軟件卓越工程師培養模式研究與實踐》(編號：XJK014BGD067)。