學習動機激發視角下中學歷史教學APP的設計與教學應用研究

于昕孜 遼寧師范大學計算機與信息技術學院

孫黎明 天津市渤海石油第一中學

劉德山 遼寧師范大學計算機與信息技術學院

●引言

學習動機是學生核心素養形成的前提，也是提高教學效率的關鍵因素，學習動機的激發需要科學的方法與策略，也需要教學媒體與認知工具的輔助與支撐。因此，教師應結合信息技術，尤其應以移動學習APP等新媒體為支撐，在學習動機激發視角下，研究如何使用數字化學習資源促進教學模式的改變，促進學生核心素養的培養。

鑒于歷史學科的核心素養重在培養學生的思辨能力和創新能力，并且中學歷史教學中也存在著歷史學習動機不足、思辨能力培養缺失、史料教學不充分等問題，而ARCS動機模型理論是激發學習動機的比較完善的學說，因此，本研究選用高中歷史課程作為中學歷史教學APP的設計與應用研究科目，將學習動機設計模式與移動APP的設計有機結合，期望在激發學生學習動機、培養學生學習能力方面，探索信息技術與課堂教學深度融合的有益經驗。

●相關研究

學習動機分為內部動機和外部動機。內部動機取決于學習者自身認知對所學知識的興趣和由此產生的積極情感因素等。采用ARCS動機設計能夠有效激發學習動機，ARCS的注意要素所激發的就是學習者的內部動機。外部動機來自學習活動的結果，通過學習活動實現自己期望的目標。另外，外部的反饋與激勵也能激發學習者的外部動機，ARCS動機模型的相關性能夠促使學習者產生外部動機，而ARCS的滿足感通過外部動機也能轉化為自身的自信心，從而產生內部動機，因此內部動機與外部動機既互相關聯又可以相互轉化。

1.ARCS動機模型的內涵

ARCS動機模型是由美國學者凱勒（Keller）在《動機與教學設計：理論視角》一文中首次提出的，后于1983年將動機設計模型歸納為四個要素——注意（Attention）、相關性(Relevance)、自信心（Confidence）和滿足感（Satisfaction），這四個要素的英文首字母組合在一起，稱之為ARCS動機模型。

ARCS動機模型系統闡述了動機的基本組成部分和激發動機的相關策略。ARCS動機模型的四個基本要素不是孤立的，而是緊密相連且可以相互轉化的。“注意”是激發學習動機的首要因素，引起興趣并喚起探究，從而產生情境，同時需要使學習者理解其學習任務的“相關性”，學習任務的完成對學習者具有重要意義，并通過自身認知和成功的機會產生“自信心”，外部激勵和目標的達成使學習者體驗到“滿足感”。

2.面向學習動機激發的移動APP的設計與應用研究現狀

雖然學習動機理論早已融入到教學設計中，并且也應用于多媒體課件設計、網絡學習等領域，但基于動機激發的移動APP的設計與應用研究較少，學習動機激發主要側重于ARCS模型的研究，從中國知網查詢，目前只有5篇關于此方面的研究，而結合ARCS動機模型激發學習動機，從教學APP的功能設計和教學設計角度比較全面系統地進行闡述與研究的只有1篇。其他幾篇文獻主要側重于APP的功能設計。

3.歷史教學APP的設計及應用現狀

目前，歷史教學APP主要分為兩種類型：一種是常規的歷史學習APP，另一種是期刊或機構開設的適合高中歷史課程學習的微信公眾號和服務號或小程序。大多數歷史APP的開發和應用側重于通過提供學習資源輔助學習。本文探討的“移動APP”是指不僅能夠作為“工具”或者“素材”來輔助教師課堂教學，而且能夠融入到整個教學設計過程中的APP，目前這種課堂教學的APP開發和應用不多，只有雨課堂等少數通用型工具，因此，開發出針對特定學科教學的，尤其是融合學習動機激發且滿足師生混合式教學應用的歷史APP很有必要。

●基于動機激發的歷史教學APP的設計

1.學習動機模型與APP功能的關聯設計

本研究按照ARCS動機模型的動機分類與激發學習動機的方法策略，主要圍繞注意、相關性、自信和滿足感這四類激發學習動機的要素進行功能設計，同時注重學習動機激發視角下的教學設計與功能設計的結合。如圖1所示，APP重點設計了知識通關、歷史場景與角色扮演、內容分層、史料點播和歷史測試題庫五大功能模塊，五大模塊圍繞ARCS動機模型的四個主要因素進行功能整合設計，并運用于教學設計各個環節中。

圖1 學習動機模型與APP功能關聯設計

2.APP功能架構與描述

（1）功能架構

本研究的APP設計了用戶管理、學習資源、業務應用和評價溝通四大類功能（如圖2）。用戶管理主要包括學生、教師和管理員三類用戶角色的相關功能；學習資源主要包括歷史知識、史料點播、內容分層管理等功能；業務應用主要包括歷史場景與角色扮演模塊、知識通關模塊、歷史測試題庫、微課及視頻模塊等功能模塊；評價溝通主要包括學習指南、自主學習任務單、評價反饋等功能模塊。

設計10×10均勻分布的矩形LED陣列如圖3所示。相鄰2個LED之間的距離d相等且未知。根據各LED的坐標值，建立對應的評價函數，利用斯派羅法則可求得斯派羅極值d=3.40 cm，從而求得矩形LED陣列各個光源的坐標位置。為驗證使用斯派羅法則計算后產生的光照強度是否均勻，可通過光學仿真軟件Tracepro進行仿真，得到斯派羅法則仿真結果如圖4所示。

圖2 APP功能架構

（2）主要功能描述

①歷史場景與角色扮演功能設計。本功能模塊與動機模型的“注意”要素相關聯，喚起學生對歷史學科的感知，激發學生的學習動機，引起探究歷史空間的求知欲望。同時，為學生設計了探究學習的主要功能，學生通過APP可以選擇不同的歷史場景和歷史角色進行歷史事件的體驗。

②知識通關模塊功能設計。本功能模塊與動機模型的“自信”要素相關聯，按照知識分級設計通關程序，闖關升級的每一級別代表不同的學科能力，通過知識通關，為學生帶來成功的期望，能夠培育學生的自信心，也讓學生認識到自己的學科能力水平，既調動了學習興趣，也增強了學習動機。

③內容分層設計。本功能模塊與動機模型的“相關性和滿意度”相關聯。內容分層模塊將學習內容分類分級，作為了解學習需求的評價依據，設置知識分級標簽，將課程內容按照難易程度及學科要求分為A、B、C、D四個層級，教師在發布課前學習內容時要根據不同層級設置相關標簽。內容分層設計主要考慮學科能力培養和教學反饋兩個方面，通過內容分層的知識標簽讓教師掌握學生課前學習的學習效果反饋。

3.APP的功能實現

（1）實現目標

本項目APP的功能實現主要包括前端頁面的開發和后端API的開發，具體實現以下開發目標：登錄頁面的開發、登錄驗證接口的開發；首頁頁面的開發、首頁標題欄和底部導航欄的開發；用戶的注冊和登錄、用戶的個人信息管理開發、用戶的權限管理開發；自主學習任務單和學習指南的開發；知識通關頁面的開發；歷史場景與角色扮演頁面的開發；歷史測試題庫頁面的開發；史料庫的頁面開發、與前端頁面相對應的所有后臺API的開發以及其他輔助功能的開發等。

（2）解決方案

本APP的開發采用前后端分離方式，前端和后端都是獨立的項目，兩者是分離開的，后端給前端提供API接口，前端調用后端提供的API接口，前端專注編寫頁面和渲染，后端專注編寫邏輯代碼，即后臺提供數據，前端負責顯示。

針對本項目的方案是：前端根據UI圖寫好HTML頁面，后端規劃設計不同的路由，執行不同的方法，在方法中從數據庫中取出數據，然后通過模板引擎渲染出有數據的HTML頁面，然后輸出展示。具體就是通過AJAX發送HTTP請求到后端編寫好的API接口，后端處理請求，封裝好數據，將數據以JSON格式返回前端，前端再通過JS將數據渲染到頁面上。

（3）APP頁面原型圖設計

①首頁原型圖。APP的首頁設計需要體現版式簡潔、功能集中、便捷導航的特點，起到快速進入的作用，因此首頁是整個APP中最復雜的頁面。首頁設計分為三部分，即頂部導航欄公共組件、底部頁簽公共組件和中部功能展示部分。

②知識通關模塊原型設計圖。知識通關模塊的頁面分為三個部分，頂部和底部保留首頁的公共組件，頂部為headerBar組件，底部為tabbar組件，中間部分展示知識通關模塊的主要內容，點擊首頁知識通關按鈕進入知識通關主頁界面（如下頁圖3），然后選擇內容和難度兩個選項的下拉列表進行選擇，接著點擊開始闖關按鈕，進入闖關答題頁面（如下頁圖4）。

圖3 知識通關主界面原型圖

圖4 知識通關“通關界面”原型圖

③歷史場景與角色扮演頁面原型圖。本模塊頁面首先進行歷史場景選擇、歷史角色選擇、設計下拉列表形式選擇，然后進入場景描述和角色表演頁面，所選角色根據設定的場景和角色信息進行應答（如下頁圖5、圖6）。

圖5 角色扮演主頁面原型圖

圖6 角色表演原型圖

●基于動機激發的APP應用的歷史教學設計

1.設計思路

本研究的教學設計采用基于混合式教學設計思想的“學教并重”教學設計過程模式框架，選擇“移動APP”作為主要教學媒體，采用發現式和探究式教學策略，創設歷史教學情境，將激發學習動機的相關要素緊密整合到教學設計過程的各個環節中，和歷史教學重點難點有機結合，力求設計出激發學習動機的有效方法，實現信息技術與學科教學深度融合。

2.教學過程設計

筆者采用學習動機激發視角下的歷史教學APP的教學設計，以“學教并重”（主導-主體）教學系統過程設計理論為指導，發揮混合學習和移動學習的優勢，整個教學過程設計包括教學目標分析、學習者特征分析、教學模式和策略的選擇與設計、學習環境設計、教學系統設計結果的評價等基本要素。

本研究參照ADDIE教學設計模型，將教學設計分為分析、設計、開發、實施和評價等五個階段步驟。分析階段主要包括教學目標分析、學習者特征分析；設計階段包括教學模式和策略的選擇與設計、學習環境設計；開發階段主要完成包括與教學單元內容適配的各種輔助教學資源的制作與開發，為學生課前自主學習提供配套自主學習資源；實施階段包括課前預習、課堂教學以及課后鞏固的所有教學環節的實施設計；評價階段對教學系統設計結果進行綜合性評價。

●實驗研究

為了驗證本研究APP的功能設計的合理性和教學設計的應用效果，本研究選擇了天津市濱海新區渤海石油第一中學高中一年級的兩個班級（共90名學生，每個班級45名學生）作為實驗研究對象，按照基于學習動機模型的歷史教學APP的混合式課程的教學設計，應用APP進行高中歷史課程教學實驗，總結實驗結果探究實驗效果。

1.實驗設計

（1）實驗目的

本實驗研究的總體目的是驗證學習動機激發視角下的歷史教學APP的設計與應用的實用性和有效性，主要包括兩個方面：一是驗證基于動機模型的APP支撐的混合式教學模式的效果優于未采用APP應用的混合教學模式的效果；二是通過實驗研究進一步改良能夠有效激發學習動機的APP的功能設計與教學設計。

（2）實驗準備

①前期調查與培訓。為了保障實驗研究的順利進行，在開展教學實驗之前，有必要進行前期調查與培訓。筆者分別對兩個班級的學生進行訪談與問卷調查，了解學生對歷史教學APP的使用情況，經過調查發現，大多數學生都沒有歷史教學APP的使用經歷。鑒于上述調研情況，筆者先對學生培訓了APP的功能使用，介紹了使用APP輔助課堂教學的流程和方法，為正式開始實驗奠定基礎。

②實驗分組。在學校歷史教師的配合下，筆者根據高中一年級五個班級的學生平時的課程成績狀況，選取了兩個平時歷史課程成績比較接近的班級參與實驗研究（兩個班級的歷史任課教師為同一個教師，并且兩個班級的學習內容和進度保持一致），將其分為實驗班和對照班。

為了確保實驗研究更加嚴謹，筆者對擬參加實驗研究的兩個班級進行了歷史知識及能力基礎摸底測試，將測試成績進行統計分析，采用獨立樣本T檢驗的方法統計分析實驗班和對照班的測驗結果。根據統計分析結果可以看出，在方差齊性檢驗中F=0.094，P=0.759，由于這里的F值較小，P值較大，因此從實用的角度出發，可以認為兩總體方差齊，在方差齊的情況下，選擇方差相等時的T檢驗結果，兩班學生歷史基礎能力測試T檢驗結果是P為0.828，P值大于0.05，所以證明差異不顯著，表明實驗班和對照班學生在參與實驗前基礎能力水平比較接近，沒有顯著差異，不會因實驗前個案的能力差異影響實驗結果。

（3）實驗步驟

在本研究中，兩個班的實驗對象采用不同的實驗方案，實驗班采用基于動機模型設計的APP作為支撐工具，按照“學教并重”混合式教學模式進行教學，對照班不使用APP工具，采用傳統的混合式教學模式進行教學。兩個班級所講授的歷史教學內容都是人教版高中歷史必修中外歷史綱要第6課《全球航路的開辟》，實驗班和對照班的教學實驗步驟分別按照課前、課中、課后的教學設計步驟安排進行實施。在實驗最后，教師按照歷史學科能力的指標分類（學習能力、實踐能力、創新能力）出具一套歷史測試題，實驗班用APP測試，對照班用紙質試卷應試，按照分數結果進行統計分析教學效果。

2.教學實驗結果分析

在實驗結束后，統計分析實驗班和對照班的課后歷史測試題的分數，實驗班的分數從APP中導出，對照班的分數按照紙質試卷的閱卷結果進行統計，然后將兩個班級的測試分數錄入SPSS 24.0統計分析軟件，使用獨立樣本T檢驗來對兩班學生的測試成績進行比較分析。

結果顯示，兩個班級實驗后的測試成績獨立樣本T檢驗的P=0.018＜0.05，差異比較顯著，實驗班和對照班在實驗后的測試中成績差異明顯，在實驗前兩個班差異較小的基礎上，實驗班試驗后的平均值比對照班高出4.1112，由此說明采用基于ARCS動機模型的歷史教學APP的混合式教學應用效果明顯，學生成績提升顯著。

從以上比較分析可以得出結論，實驗班采用基于動機模型的APP作為認知工具支撐的教學模式的學習效果明顯好于采用傳統方式進行混合教學的對照班。

●總結與展望

本研究從學生核心素養的培養提升出發，以學習動機激發為視角，以移動APP的教學輔助與支撐為切入點，選擇高中歷史學科作為研究科目，把激發學生的學習動機作為提升教學效率的抓手，致力于探究信息技術與課堂教學深度融合的教學模式與教學方法，依托ARCS動機模型理論和相關教育理論，采用先進的信息技術，規劃設計了與學習動機模型相關要素緊密結合的歷史教學APP，進行了基于動機模型的歷史教學APP支撐的歷史教學系統設計。經過歷史教學的實驗研究，驗證了學習動機激發視角下的中學歷史教學APP的設計與應用的有效性和實用性，能夠提升歷史教學的教學效率，對學生核心素養的形成具有一定的促進作用。

本研究還有一定的局限性，需要進一步改進，且APP的功能設計還需進一步細化，在動機設計過程的策略設計與產品功能設計的融合方面還存在一定欠缺。另外，由于筆者的開發能力有限，本研究的APP的開發只完成了主要功能的開發工作，APP功能設計的完整性和創新性的呈現還需要以后進一步加強，從而完善APP產品。