數字徽章在翻轉課堂中的應用研究*

項道東

（溫州職業技術學院 信息技術系，浙江 溫州325035）

一、引言

隨著教育信息化進程的不斷推進，線上線下相結合的混合教學模式已成為未來高校教育發展的一大趨勢。有研究表明這些線上學習平臺對學習者的學習評價方式主要有：課后作業、周測試、單元測試、期中測試、期末考試、嵌入式提問、課程瀏覽情況和討論參與情況等[1]。可以看出這些評價方式關注點主要集中在學習者的學習結果上，忽視了學習者學習興趣和個性化發展的需求，難以形成以學習者為中心的學習環境，學習效果堪憂。

以中國大學MOOC在線學習平臺為例，MOOC課程的平均完成率低于7%[2]。如何創新網絡環境下的評價模式，提高學生在線學習的效果，是當前在線教育亟待解決的問題。數字徽章是傳統徽章的數字化，是信息技術發展的產物，每枚數字徽章類似于一個小型的電子檔案袋，通常由圖形標識和各類元數據組成，用于記錄、識別、鑒定學習者的某項才能或成就[3]。作為一種新穎的評價方式，數字徽章的應用將有助于推進在線教育的發展。

二、數字徽章的研究

國外對數字徽章的研究相對較早，2012年起，Coursera、Udacity和edX等大規模在線開放課程的興起將數字徽章的應用推向了高潮。美國的Standford University、Purdue University等傳統教育機構也開展了數字徽章認證學習活動的教育試點。Mozilla則最早開發了自己的徽章系統，并將其運用到網絡學校中[4]。同時數字徽章已經作為一項重要的“學習技術”，從2014年美國新媒體聯盟發布的《地平線報告》中的投票候選技術正式列入2015年《地平線報告》中[5]。

國內目前對數字徽章的研究還偏少。從中國知網、萬方數據中可以看到，國內有關數字徽章的研究論文始于2014年，至2017年共發表了12篇。可見數字徽章在國內還沒有引起足夠的重視，且大部分文章僅是對其概念、功能的介紹，數字徽章作為新型評價方式在教育中的實際應用研究還很少。

本研究基于Moodle3.2平臺構建《程序設計基礎》在線課程，在溫州職業技術學院2017級軟件專業學生中實施基于該課程的翻轉課堂教學，設計課程數字徽章體系對學生的線上學習部分進行及時反饋，并通過調查問卷及個案訪談的方法探討數字徽章對學習者行為的影響，進而探討數字徽章對在線教學的應用價值。

三、Moodle中的數字徽章

Moodle平臺從2.5版本開始新增了徽章功能模塊，其徽章系統共分為站點和課程兩個層次。站點層次的徽章作用域為Moodle平臺內的所有用戶和活動。而課程層次的徽章只對該門課程的用戶及課程內部的活動有效，例如當學生積極參加某項討論活動或完成課程中對某項技能的測試便可獲得該課程相應的徽章[6]。本研究主要是從課程層面研究數字徽章體系。

四、翻轉課堂實施

《程序設計基礎》是學院軟件技術專業學生入校的第一門專業基礎課，課程以C/C++語言為工具，通過編寫程序解決問題，培養學生的計算思維，掌握程序設計的基本概念與算法思路，是學習后續專業課程的基礎。由于課時所限，傳統教學模式下課堂內所授知識主要靠課后的練習鞏固。由于高職學校學生的學習自主性、自我管理能力相對本科生要弱一些，課后知識內化階段如果處于無監管、無反饋的狀態，其學習效果必然大打折扣[7]。

為解決上述問題，本研究在Moodle3.2平臺上構建了《程序設計基礎》在線課程，開展線上、線下相結合的翻轉課堂教學，課堂內主要用于知識的深化和鞏固。

翻轉課堂實施過程中的主要環節如圖1所示（由美國富蘭克林學院數學與計算科學專業Robert Talbert教授經過多年教學積累總結得出）[6]。

圖1 翻轉課堂教學模型

1.課前學習

本課程的在線課程資源包括視頻、PPT、案例演示、課前測驗、討論等。其中視頻內容借鑒了浙江大學翁愷老師的《程序設計入門——C語言》MOOC，同時考慮到學生的層次及授課進度上的差異，錄制了部分補充視頻。教師提前1-2天發給學生下一堂課的學習任務單，任務單的設計如表1所示。

表1 學習任務單

2.課中活動

教師根據平臺自測和討論情況的反饋，分析學生對基礎知識的掌握情況，并在課堂中通過設置相對有難度的問題對知識進行深化。程序設計課程的主要目標是在掌握知識點的基礎上進行靈活應用，訓練學生的知識應用和遷移能力。在課堂內，教師根據重點、難點設計出一些跟實際生活聯系緊密的應用問題，由學生根據自己的理解與興趣進行選題、分組，在PTA（浙大程序設計類實驗輔助教學平臺）中進行練習，從而得到及時反饋并在課堂中進行成果匯報、經驗交流，促進學生更好地實現知識的內化，課后再通過PTA練習鞏固所學知識。

五、課程數字徽章建設

Moodle平臺中添加課程徽章，需要設置其徽章詳情、授勛機構詳情、有效期以及授勛規則，并上傳徽章圖片[6]，如圖 2所示。

圖2 創建徽章

1.建立徽章體系

本課程按照分層策略共設計了5個課程徽章，分別是“預習徽章”“預習達人”“進步之星”“刷題達人”“互動之星”，如圖3所示。制定授勛規劃如下：完成每堂課的課前預習任務，自動獲得“預習徽章”一枚；每次都能按時完成預習任務則自動獲得“預習達人”徽章；PTA上的刷題準確率比上次提高了20%以上，則由教師授予“進步之星”徽章；完成了PTA上的所有練習，且成績在80分以上者，獲得“刷題達人”徽章；積極參與論壇活動，能提出或解決高質量問題，可獲得“互動之星”徽章。這些徽章可以由角色手工授予或完成活動、完成課程后系統自動授予。

圖3 課程徽章體系

2.徽章在評價中的具體應用

數字徽章可用于跟蹤學生在線學習的具體表現。將學生參與預習活動的時間、課前測驗的準確性、討論區中的活躍度等轉換為數據，作為數字徽章頒發的依據。教師通過學生獲得的徽章種類和數量可以了解學生在學習過程中具有哪些積極行為和表現。實踐過程中可將不同的徽章對應不同的積分，如表2所示。

表2 徽章對應積分表

除獲得相應的權限外，期末這些積分將折算成一定的分數列入學生的形成性成績評價中，當總積分超過400分時，則在最終成績基礎上再加10分，激發學生的學習動機。

六、實施成效

本研究選取溫州職業技術學院軟件技術專業17級的兩個班級作為對照組和實驗組，都采取翻轉課堂的教學模式，對照組按照原有方式進行學習評價，實驗組在評價環節加入了數學徽章，兩個班級同一教師、同一教材。課程結束后通過問卷及個案訪談的方式了解數字徽章對學習者學習興趣及學習效果的影響。共發放問卷45份，收回有效問卷40份。調查問卷的主要指標有：對學生學習興趣與態度、學習效果等的影響。

1.數字徽章對學習者學習效果的影響

實驗前對對照組和實驗組作了前測，發現兩個班的編程基礎存在較大差異。對照組有編程基礎的學生占了60%，而實驗組只有15%。課程結束后兩個班用同一份試卷進行考試，期末成績分布如表3如示。

從表3中可以看出，雖然實驗班的基礎差一點，但是經過一個學期的學習，實驗班學生的成績比對照班的成績提高較快。

表3 實驗班、對照班期末成績分布

實驗組40份有效問卷中認為數字徽章對課程學習有幫助的占55%，持否定態度的占25%，也有20%的學生表示不清楚。進一步訪談發現持肯定態度的學生認為完成活動后能得到及時的反饋，獲得徽章的過程能給他們帶來小小的興奮和榮譽感，同時徽章作為形成性評價的一部分能激勵他們獲得更多的徽章。持否定態度的學生則認為同游戲中的徽章相比，這些數字徽章的設計缺乏特色沒有吸引力。

2.數字徽章對學習者學習興趣的影響

學習興趣是取得學習成效的重要因素，而學習動機是維持學習興趣的關鍵。網絡作為高度自主的學習環境，需要內、外部學習動機來支撐學習活動。問卷中“你喜歡上程序設計課程嗎”，有70%學生選了“是”，在其后的主要原因中設置了多選題，最后結果如表4如示。

表4 喜歡《程序設計基礎》課程是因為（多選題）

對選“否”的學生進行訪談，主要認為課程內容太難，翻轉課堂課前任務需要投入太多時間，現有數字徽章對學習興趣的維持作用不大。

3.學習者對數字徽章作為學習評價方式的認可度

40份有效問卷中，贊同數字徽章作為形成性評價方式的占65%，持否定態度的占25%，也有10%的學生表示無所謂。訪談發現，持肯定態度的學生認為徽章作為形成性評價的一部分能激發他們的外部學習動機，更專注于學習過程中的積極行為，持否定態度的學生主要認為數字徽章的體系設計過于簡單，有些徽章的獲得只需要完成簡單的活動就可以，徽章的價值與積分不符，區分度不高。

七、討論與分析

從問卷及訪談結果可以看出，在翻轉課堂中數字徽章可激發學生的外在學習動機，對學生學習興趣的提高有一定的促進作用，作為形成性評價的一部分也得到多數學生的認可，但是在具體實施過程中還要注意以下問題：

（1）學習者在網絡環境下往往缺乏控制性和自主性，如何維持學習興趣是要考慮的第一個問題。徽章的體系設計可以參考游戲的設計，要具有目標性，清晰的目標設置為學習者指明了努力的方向，同時目標要有層次性、情境性和挑戰性，吸引學生持續努力，逐漸將外部學習動機轉化為學生的內部學習動機。

（2）數字徽章作為在線學習評價的一種新手段，如何更好地融入到對學生的評價中是要考慮的第二個問題。數字徽章的評價粒度具有很大彈性化，既可以評價學習過程也可以評價學習結果。設置合理的評價粒度可以了解到學生都掌握了哪些知識、技能，達到了哪些成就，也可以跟蹤和分析學生的學習進度，為學生提供個性化指導。

八、小結

數字徽章作為一項新技術，可以很好地解決現有評價方式的粒度過粗、認證描述不到位等一些弊端。經研究發現，數字徽章可以激發學生的學習興趣，提高在線學習的效率，還可進一步跟蹤學習者的學習，打造個性化的學習環境。當然數字徽章的實踐過程中也存在一些問題，如怎樣設置合理、科學的徽章體系以及評價激勵的運用得當與否，都是下一步要研究的問題。