在線教學資源設計策略的研究

姜旭光，崔 敏

（山東中醫藥高等專科學校，山東 煙臺 264199）

隨著互聯網普及、移動手機的廣泛使用，知識傳播途徑發生了根本變化，學習者獲取知識的途徑更加多元化、網絡化和便捷化。為了滿足學習者利用各種學習終端隨時隨地在線學習、自主學習、個性化學習的需求，各類職業院校以各種教學平臺為依托，積極開發在線課程，如今已經得到蓬勃發展。各院校在線課程取得了一定建設成效，極大地方便了學習者個性化學習，豐富了學習內容。尤其是2020年春季的新冠肺炎疫情，在線課程為“停課不停學”的教學活動發揮了關鍵作用。

然而，部分在線課程資源缺乏設計，教師講解成為在線教學的主要形式，傳授形式較為單一，豐富性、多樣性不足，缺乏吸引力；課程難點、重點等方面的深入講解存在不足，難以促進學生進行深度學習；在線學習對于學習者的自主學習、主動學習的要求較高，這些資源難以維持學生學習動機，無法使學生積極投入，使得在線課程的持續學習意愿不強[1]。筆者認為要建設高質量的在線課程，需要從教學資源的設計和開發入手，樹立“以學習者為中心”的理念，遵循學習者大腦認知規律，具體內容如下。

1 教學資源設計策略

1.1 “以學習者為中心”的設計理念

用“以學習者為中心”的理念建設在線課程，是解決當前教學問題的必要選擇[2]。以學習者為中心，要求教學設計以學習者當前狀態為基礎，以學習者發展為中心，重視學習者崗位勝任能力和全面發展。在線課程的設計需要遵循認知心理學和腦科學規律，有效調動學生積極投入在線學習，提高教學效果，因此在線課程中的資源設計需要重視以下3個方面。

1.1.1 遵循大腦認知規律和特點，開發多媒體資源 大腦認知加工過程中擁有兩套信息加工通道，即加工言語信息的言語通道和加工圖示信息的視覺通道，大腦中的不同部位分別完成言語加工和圖示加工，而后產生不同的心理表征。根據上述原理，教學材料的重難點可以開發為富有視頻、動畫的多媒體資源，兩套信息通道同時進行教學材料加工，可以提高認知效率[3]。除此之外，大腦的工作區容量有限理論、言語圖示雙重編碼理論等，對在線資源的設計與制作有重要的指導意義。

1.1.2 遵循“用進廢退”規律，以工作崗位需求選擇教學內容 腦科學認為:發生學習的過程，實質上意味著形成新的神經鏈接。反復練習可以使神經網絡得以修剪和髓鞘化，提高其速度和效益，而對不需要和不經常的活動，已經建立的環路也會被弱化甚至消解，這就是大腦發展的“用進廢退”原則。由此在線資源開發要選擇勝任工作崗位所必需的專業知識和技能，將其開發為學習資源和任務訓練，學習者可以通過學習資源構建神經網絡，形成認知模型，通過任務訓練使其修剪和髓鞘化，強化和發展神經網絡。既可以讓學習者盡快適應崗位工作，又可以減少“用進廢退”現象的發生[4]。

1.1.3 重視認知模型的生成 大腦認識外部世界，首先要構建外部世界的認知模型，用認知模型來進行分析和推理，對外部世界做出預測和決策，并以此與外部世界互動。在線課程需要幫助學習者在頭腦中構建特定的專業認知模型[5]。認知模型建構包括3個環節:表征、模型構建與預測、模型驗證與修改[5]。因此在線課程建設需要設計和開發一系列優質教學資源，促進表征的編碼與整合，構建認知模型，通過完成任務，修改認知模型，有助于認知模型的有效性、邏輯合理性、結果真實可靠性。

1.2 診斷學基礎教學資源開發策略

診斷學基礎教學資源開發需要將教學內容與工作崗位密切聯系，設計制作為視頻、動畫或圖片等教學資源，有助于提高認知效率，調動學習動機。診斷學基礎的重要任務就是指導學習者運用專業知識和操作技能收集患者臨床資料，分析評估患者病情，形成臨床診斷，選擇合適的治療方法，勝任臨床工作崗位需求。在整個工作過程中，建立診斷疾病的認知模型無疑是最重要的。本文將以診斷學基礎教學內容為例，討論如何開發優質資源和在線活動，構建認知模型[5]。

2 教學資源建設方法

2.1 表征的編碼

表征指大腦用概念、形象、數字、符號、聲響等來表示和象征外部世界，是構成思維模型的基本元素[5]。優質教學資源的首要任務就是讓學習者理解和記憶必要的表征。雙重編碼理論認為，人有兩種不同的心理表征系統，一種是語詞系統，另一種是圖形的或似表象的系統。后一種系統編碼加工的知識是關于客體的視覺、觸覺及聽覺的屬性。有證據指出，人們運用兩種編碼構建新信息的心理表征，比只用一種編碼效果要好[3]。

因為很多專業術語抽象難懂，這些術語中的信息如果同時通過文字和視覺影像兩套系統編碼輸入大腦，理解和記憶會變得更加容易。當文字與圖片同時呈現時，人們在文字上的停留時間長于圖片，有助于整合圖片和文字信息，從而提升多媒體學習的效果。因此對于教學材料中的專業術語可以開發圖片、動畫和視頻等資源提高認知效率。

醫學的表征即醫學術語，內容非常豐富，如診斷學基礎課程的蜘蛛痣、玫瑰疹、草莓舌、雞胸、腹壁靜脈曲張等，如果不出示相應的圖片或視頻，而只是用語言描述，學習者很難建立清晰、深刻的印象，記憶難以持久。在線資源需要給學習者提供代表性的圖片或視頻和相關的文字描述，促進學習者大腦對醫學表征雙重編碼，方便記憶和提取。

2.2 表征的整合

編碼的表征知識主要停留在大腦工作區，大腦工作區容量有限，記憶短暫，容易很快遺忘。這個時候需要調用學習者原有的知識儲存，原有的知識儲存是以結構化圖式的形式存在于大腦的“長時記憶”，此時它們被調用到大腦工作區，將新知識與腦中已有知識結構聯系起來，形成更大的認知模型。這樣記憶時間持久，而且方便提取，這就是整合。

在線資源設計有必要重視學習者大腦原有知識，通過教學設計將新知識與原有知識建立聯系。比如學習蜘蛛痣的時候，首先展示蜘蛛痣的圖片，實現名詞與圖示雙重編碼，并且通過圖示說明其鑒別于正常小紅痣的檢查方法，然后說明其臨床意義是肝硬化，這個時候為了讓學習者取得持久記憶，可以引導學習者從大腦中調取先前學過的肝硬化特征如肝病面容、黃疸等，肝硬化發生蜘蛛痣的機理與肝臟滅活雌激素功能減退關系密切，此時繼續引導學生回憶先前知識肝硬化腹水的特征，男性患者出現乳房發育的特征，二者也與雌激素滅活減退關系密切。通過社會熱點新聞等說明乙肝和酗酒是肝硬化的重要病因，由此將蜘蛛痣及其病因肝硬化與先前知識、社會熱點、正常紅痣等已有認知建立聯系，形成更大的知識結構（見圖1），可以有效延長知識點記憶時間，提高調用效率。在線資源應盡可能地引導學生將所學的知識聯系起來，知識聯系得越緊密則知識掌握越牢固，記憶也會越深刻，運用越靈活。類比教學法也是一種運用聯系促進知識整合的方法，是利用類比方式進行教學，即在教學過程中可以將要探索的問題與已有經驗聯系起來，通過類比，從已知對象具有的某種性質推出未知對象具有的相應性質，從而尋找解決問題的途徑[6]。比如心臟的二尖瓣可以類比為教室的兩扇門，二尖瓣狹窄就可以類比兩扇門不能完全開放，導致門口通道狹窄；二尖瓣狹窄時，大量血液通過二尖瓣出現舒張期雜音，可以類比為許多學生在短時間要通過狹窄的門口，就會撞擊兩扇門出現嘈雜聲音，依次可以進一步類推雜音出現的最響部位、傳導方向等。這樣將原有的知識結構與新知識的學習有機地建立聯系，促進了新舊知識的相互滲透。

圖1 蜘蛛痣的編碼與整合

通過上面聯系的策略，與已儲備的專業知識或生活知識等相聯系，或運用類比方法與已有知識相聯系，有助于把新知識和腦中其他已有認知整合，形成更大的認知模型。更大的知識結構為信息提取提供了更多進入點，便于信息的回憶和提取。

2.3 構建認知模型

認知模型就是系統化表征，由若干相互聯系的核心要素按照一定方式構成，是概況的知識結構，也是問題解決過程中的思維和推理機制。認知模型決定大腦如何感知和應對外部世界，有不同認知模型的人，有不同的認識方式和活動方式。

“以學習者為中心”就是在線課程的設計要適合腦的認知規律，幫助學生在頭腦中構建特定專業的認知模型，再以此分析和解決專業案例，從而驗證和修改學習者頭腦中的認知模型。建立認知模型就是幫助學習者從觀測到的事實出發，經過推理，得出一些抽象的有組織的觀念，即把各種事實、現象及其相互關系納入一個抽象的有組織的系統中。前面促進表征編碼和整合的方法仍可以用來幫助學習者構建認知模型，但是在線資源的建設中要重視以下方法的運用，可以有效提高認知效率。

2.3.1 重視從實際案例情境中引發認知模型構建 認知模型的建構是以真實情境化學習作為載體的，創設真實的問題情境，在教學設計時，應該將教學目標、內容、方法和學習任務融合在特定的情境中，使學生產生運用專業方法解決這一問題的動機，讓學生在真實問題的解決過程中，理解學習內容，建構專業認知模型。如甲狀腺功能亢進是診斷學基礎的重要疾病，診斷要點主要有激素毒癥、甲狀腺腫大、良性突眼和激素T3、T4水平升高組成。因此資源的設計開發就要創設以上要點的情境，構建其認知模型。通過視頻展示患者激素毒癥的臨床表現，通過圖片展示其甲狀腺腫大和良性突眼的特點，展示其實驗室檢查結果T3、T4水平，讓學習者感知患者的病理變化，在大腦中初步構建甲狀腺功能亢進疾病特征的認知模型。

2.3.2 重視認知模型的結構化呈現以利于更清晰、更直觀地理解問題 從人的認知角度看，零碎的知識如果不能被納入整體知識結構的話，就無法理解也很難記住，而認知模型能整合零碎信息，把信息有序組織，使信息以結構化形式在人腦中有序編碼。為了降低學習者的認知負荷，在線教學資源需要通過結構化圖示對碎片化知識進行有序整理，建立知識間實質聯系的同時壓縮冗余信息，突出關鍵元素之間的聯系，大量個體的知識要素被組織成互相聯系的整體知識結構。結構化的認知模型有利于大腦歸納整理并記憶，也有利于診斷過程中的快速調取并“解包”用于推理分析[7]。如在講述膽汁淤積性黃疸的時候，可以將其特點從皮膚、尿液、糞便、伴隨癥狀、膽紅素水平、血液等不同層面特點結構化呈現，便于學習者記憶和提取（見圖2）。

圖2 膽汁淤積性黃疸的臨床表現

2.3.3 變式教學法有助于深度理解認知模型 變式教學法的核心是利用構造一系列變式的方法，展示知識發生、發展過程，解決問題的思維過程，從而形成一種思維訓練的有效模式。變式教學源于數學教學，但其思想方法也適用于物理、化學、醫學等自然科學學科。變式教學形式上是對知識進行有層次的深入加工，在習得知識的同時提升了知識加工的能力（思維能力）。可以認為，變式教學是思維教學（特別是促進思維技能遷移）的有效手段。通過這一過程，有助于充分理解概念、原理和規則，建構自己的認知結構，更好地遷移到新情境當中。在線資源可通過設計變式教學任務，鍛煉學生的深度學習能力。如主訴的概念:患者感覺最主要的痛苦或最明顯的癥狀，包括癥狀的性質和時間。通過在線任務變異主訴的主要特點，如“感冒3天”“全身抽搐20年，肢體乏力1個月”“白血病3個月，經檢驗復發5天”等，讓學生判斷其是否正確，幫助學生充分理解概念。在講述胸痛時，也可給學生展示“心肌梗死”和“心絞痛”案例，變化胸痛發生的場景、時間、緩解因素等，讓其辨析胸痛的不同疾病。

2.4 模型驗證與修改

認知模型構建是一個復雜的思維建構過程。一個人積累的認知模型的數量、系統性和完備性對其推理、預測和決策有重大影響。研究表明，專家之所以能明察秋毫、高速有效地解決問題，取決于專家的認知模型更加準確、系統和完備。典型專業任務和專業情景在專家培養和成長中至關重要。因此，在線課程需要設計具有情境化的學習任務，組織學習者調用大腦中認知模型參與分析和在線討論，讓學習者的思維模型彼此碰撞、相互質疑、相互矯正。討論中，學生可以學會從不同角度看待自己和他人的模型，并調整和修正自己的模型，從而擴大認識范圍，建立正確的認知模型。需要注意的是專業情境化學習任務不能只靠簡單的機械重復，同樣需要巧妙的變式任務設計，以盡可能少的重復次數實現認知模型的準確把握和熟練運用。

2.5 降低無效認知負荷

無效認知負荷就是學習材料的組織與呈現方式不當，無法促進大腦中認知模型構建或修改，反而對學習者認知帶來干擾，導致額外的認知負荷產生。這種負荷就是無效認知負荷。

教學資源的開發過程中，為了讓教學內容更加清晰，需要降低資源中無效認知負荷。具體要求如下:其一，不要加入有趣但與內容無關的文字、畫面、音效等，這些信息無助于認知，反而占用有效的大腦工作區容量；其二，關聯信息臨近原則。如果認知信息分散在兩種或多種信息源時，學習者需要將注意力分散，搜索并整合各種信息源，從而產生較大的額外認知負荷。因此，開發教學資源時，宜將圖示和相應的文字相鄰呈現，使語音解說和畫面同步呈現；其三，通過改變字體大小、顏色、加粗、閃動等方式引起學習者注意，可以有效促進學習者大腦聚焦在關鍵材料和信息上，提高認知效率[3]。