“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”微課設(shè)計研究

張春玲++萬華

摘要：以微課設(shè)計的思想和原則為指導(dǎo)，結(jié)合“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程，對微課設(shè)計中教學(xué)內(nèi)容的精煉、微視頻的制作以及配套資源的設(shè)計進(jìn)行探討，最后給出“圖靈與計算機”和“補碼的定義”兩個具體實例。

關(guān)鍵詞：微課；大學(xué)計算機基礎(chǔ)；計算思維

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-4107（2017）04-0046-03

一、引言

隨著計算機與信息技術(shù)的發(fā)展，以培養(yǎng)計算思維為主要的教學(xué)目標(biāo)是目前“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程的方向。面向全校非計算機專業(yè)開設(shè)的“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程，不僅課程內(nèi)容較多，而且課程中有許多知識點比較抽象難懂。由于學(xué)生的基礎(chǔ)不盡相同，傳統(tǒng)課堂45分鐘的教學(xué)往往使有的學(xué)生吃不飽，有的學(xué)生消化不了，影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，更是無法培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。信息技術(shù)的發(fā)展，使人們對學(xué)習(xí)形式、學(xué)習(xí)內(nèi)容的多樣化、靈活性的需求越來越高。以微視頻為主要學(xué)習(xí)載體的微課以其“短小精悍”的特點，滿足了學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的微需求，這種“微小”不僅可以讓學(xué)習(xí)者集中在某個單一的主題上，通過零碎的短時間學(xué)習(xí)，實現(xiàn)微學(xué)習(xí)，還可以讓學(xué)習(xí)者獲得輕松的學(xué)習(xí)體驗從而達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。為了改善“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課教學(xué)現(xiàn)狀，貫徹計算思維的理念于教學(xué)中，我們以微課設(shè)計原則為指導(dǎo)，對“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程進(jìn)行了微課設(shè)計開發(fā)，將微課與傳統(tǒng)課堂教學(xué)有機結(jié)合，發(fā)揮微課資源的作用，實現(xiàn)學(xué)生自主、個性化學(xué)習(xí)。

二、微課設(shè)計原則

微課這一概念最早是由美國墨西哥州圣胡安學(xué)院的David penrose于2008年明確提出，David penrose認(rèn)為微課是一種“知識脈沖”，Knowledge Burst，它是以微視頻為主要學(xué)習(xí)載體，以在線學(xué)習(xí)或移動學(xué)習(xí)的形式提供給學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的一種教學(xué)活動[1]。David

penrose提出了建設(shè)微課的五個步驟：提煉教學(xué)核心概念；撰寫15—30秒的簡介和總結(jié)，提供核心概念背景素材；錄制1—3分鐘的視頻；設(shè)計課后作業(yè)和思考、探討的問題；將教學(xué)視頻和課程任務(wù)上傳到課程管理系統(tǒng)[2]。由此看出，微課的實質(zhì)是微型化的網(wǎng)絡(luò)課程，微型化的特點決定了在設(shè)計開發(fā)微課視頻時無論是在內(nèi)容上還是在制作上都要特別注重一個“精”字，而作為網(wǎng)絡(luò)課程應(yīng)該整合與微視頻這一資源相關(guān)的課件、練習(xí)、教案等教學(xué)資源，并且提供反思、反饋、評價，以形成整體的課程體系。

（一）精煉微課教學(xué)內(nèi)容

認(rèn)知負(fù)荷理論認(rèn)為人的工作記憶容量是有限的，呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者的內(nèi)容如果超過了學(xué)習(xí)者的工作記憶容量，會引起認(rèn)知資源分配不足，導(dǎo)致認(rèn)知超載學(xué)習(xí)無效。認(rèn)知負(fù)荷分為內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷、外在認(rèn)知負(fù)荷和相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷[3]。在進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容提煉時，應(yīng)該針對學(xué)生當(dāng)前階段的學(xué)習(xí)能力選擇適度的內(nèi)容，以降低內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷，優(yōu)化、合理組織教學(xué)內(nèi)容，減少外在負(fù)荷。

對“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課程內(nèi)容進(jìn)行選題時，以主題式知識點為單元進(jìn)行。首先選擇課程中的關(guān)鍵性知識點，其次選擇課程中抽象的、容易混淆的、較難理解的知識點，對于無關(guān)緊要、主題不明顯、不適合做成微課的知識點予以舍棄。對于比較復(fù)雜的關(guān)鍵性知識點和難點進(jìn)行再次細(xì)分，力求降低內(nèi)容的復(fù)雜度，從而降低內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷。例如：補碼是一個難點，要完完全全地講清楚補碼這一概念，10分鐘是不夠的，學(xué)生的注意力最多不超過10分鐘，一個知識點的講解應(yīng)控制在10分鐘以內(nèi)，5分鐘以內(nèi)最好[4]。因此對補碼這一知識點再細(xì)分為補碼的定義、補碼的運算、補碼與原碼的關(guān)系三個知識點。微課的使用不僅僅體現(xiàn)在學(xué)科學(xué)習(xí)上，同時還運用在技能培訓(xùn)和娛樂休閑中等，因此在進(jìn)行知識點提煉時，除了課程中的重、難點外，還要挖掘課程中的趣味知識點，融合學(xué)科的技能點。例如在計算機發(fā)展歷史這一教學(xué)中，由于“蘋果”產(chǎn)品的影響以及喬布斯的傳奇色彩，提煉以“喬布斯與蘋果”為趣味點，可以促進(jìn)學(xué)生了解計算機的發(fā)展歷史，引起學(xué)生的興趣，達(dá)到共鳴。在講解局域網(wǎng)接入Internet這一知識點時，提供接入方式的實操演示，讓學(xué)生能夠?qū)W習(xí)后自己動手，培養(yǎng)操作技能。注重學(xué)生的認(rèn)知水平，針對不同基礎(chǔ)學(xué)生的情況，對知識點可以設(shè)計成階梯形遞進(jìn)式不同的深度，以滿足學(xué)生不同的需求。例如選擇排序算法這一知識點，基礎(chǔ)部分以動畫形式直觀展示，選擇排序的過程不涉及具體的實現(xiàn)；遞進(jìn)部分設(shè)計為選擇排序算法的循環(huán)和分支語句實現(xiàn)過程；提高部分設(shè)計為解決一個具體問題的思路和過程。

（二）精心制作微課視頻

微課是以微視頻為核心學(xué)習(xí)資源進(jìn)行的教學(xué)活動，微視頻的質(zhì)量對于微課的實施起到關(guān)鍵的作用，在進(jìn)行微課視頻制作時應(yīng)該撰寫視頻制作腳本，明確微課的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、知識點歸屬，對視頻內(nèi)容的呈現(xiàn)方式進(jìn)行設(shè)計，確定視頻的表現(xiàn)形式和制作工具，做到心中有數(shù)。

微課視頻中對教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)時，應(yīng)按照鄰近原則，即教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)盡可能在時空上保持鄰近，對多來源的信息先進(jìn)行整合，從而降低工作記憶壓力，減少注意力分散。內(nèi)容的呈現(xiàn)要條理化，減少學(xué)生的認(rèn)知搜索，對抽象信息內(nèi)容進(jìn)行呈現(xiàn)時要形象化，降低學(xué)生的認(rèn)知難度，控制教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)速度，留給學(xué)生足夠的認(rèn)知加工時間。微課視頻的主題引入應(yīng)該做到快速、準(zhǔn)確、新穎、有趣，能夠吸引學(xué)習(xí)者。主題的展開應(yīng)該清晰，突出重點，去繁從簡，深入淺出。微課的收尾要簡潔，與主題呼應(yīng)[5]。

微課視頻的制作形式可以多種多樣，既可以利用錄屏軟件錄制教師在計算機屏幕上的操作，用PPT制作精美教學(xué)幻燈片，也可以借用攝像機或DV對教學(xué)學(xué)習(xí)過程拍攝錄像，或者制作腳本像拍電影一樣用情景劇來展現(xiàn)，以及采用動畫游戲等軟件方式實現(xiàn)，這些多樣化的形式更容易引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。李秉德教授把中國常用的教學(xué)方法分為五類：以語言傳遞信息為主的方法，以直接感知為主的方法，以實際訓(xùn)練為主的方法，以欣賞活動為主的方法，以引導(dǎo)探究為主的方法[6]。其應(yīng)用在微課上主要體現(xiàn)為講授型、演示型、練習(xí)實驗型和探究型，針對不同類型的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，采用不同的微課制作形式。

對于講授型的教學(xué)，主要采用攝像機或錄播系統(tǒng)拍攝教師的講課過程。由于是以語言為主傳遞信息，因此要求主講教師事先應(yīng)有周密的教學(xué)過程設(shè)計，對課堂有較強的把控，語言感染力和組織能力比較強。在進(jìn)行拍攝錄制時，多機位的設(shè)置、遠(yuǎn)近鏡頭的設(shè)置應(yīng)該既能展現(xiàn)主講教師的風(fēng)采，也能反映課堂整體的學(xué)習(xí)情境。

對于演示型的教學(xué)，主要通過實際的參觀或具體的演示實現(xiàn)，體現(xiàn)在需要感知的教學(xué)內(nèi)容上，因此微課視頻制作過程中要注重環(huán)境的真實體驗，能夠使學(xué)生產(chǎn)生身臨其境的感受。例如通過組裝一臺計算機認(rèn)識計算機的硬件，可以拍攝電腦城選購配件，安裝硬件的整個過程，也可以設(shè)計一個具有交互性的虛擬裝機系統(tǒng)，讓學(xué)生自行操作，增強其理解。

對于練習(xí)實驗型的教學(xué)，主要以解決練習(xí)題目、實驗題目為目的，比較多地體現(xiàn)在難點習(xí)題內(nèi)容上。此類微課視頻注重解題思路的引導(dǎo)，解題過程的演算，解題完成的思考幾方面，可以錄制學(xué)生做題、做實驗過程以供觀摩，或者以近鏡頭錄制在紙上演算的過程，還可以設(shè)計趣味解題游戲等。

對于探究型的教學(xué)，采用任務(wù)或問題驅(qū)動的方式，學(xué)生在完成任務(wù)和解決問題過程中逐步構(gòu)建自己的知識體系和思考的方法。在微課視頻制作時要充分創(chuàng)設(shè)問題情境，提供必要的先驗知識，設(shè)置解決問題的交互操作，可以以情景劇或游戲等形式展現(xiàn)。

（三）完善微課配套資源

胡鐵生等把微課資源稱為“6+1”，其中1是核心資源微視頻，3個配套的靜態(tài)資源：教學(xué)設(shè)計、課件、練習(xí)，而反思、評價、反饋這3個資源是動態(tài)的后續(xù)生成，可進(jìn)行擴充修改的[7]。教學(xué)設(shè)計是一個系統(tǒng)化規(guī)劃教學(xué)系統(tǒng)的過程，將教學(xué)中各要素有序安排，確定適合教學(xué)方案的設(shè)想和計劃。微課的“微”特點，更需要我們精心的教學(xué)設(shè)計才能在短時間內(nèi)達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，讓學(xué)習(xí)者更好地了解并參與到教學(xué)過程中。教學(xué)課件在微課系統(tǒng)中，是圍繞微視頻主題的一些素材課件，可以是word、ppt、pdf等形式，也可以是一些詞條，網(wǎng)絡(luò)鏈接資源等，它們可以幫助學(xué)生對教學(xué)知識進(jìn)行更好地理解和思考。練習(xí)作為微課資源的重要組成部分，起到對所學(xué)知識進(jìn)行檢驗、發(fā)現(xiàn)自身不足之處，繼續(xù)鞏固的作用。在進(jìn)行微練習(xí)的設(shè)計時應(yīng)充分發(fā)揮在線學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，根據(jù)需要提供給學(xué)習(xí)者練習(xí)所需的先驗知識，這樣保證學(xué)生練習(xí)時，可以根據(jù)提示的先驗知識，喚醒認(rèn)知記憶，從而順利完成練習(xí)增強自信心；對練習(xí)結(jié)果除了判斷對錯之外應(yīng)該給出對錯分析，讓學(xué)習(xí)者知其然知其所以然，舉一反三；給出練習(xí)的相關(guān)資源鏈接，讓學(xué)習(xí)者能夠根據(jù)需要擴展；與學(xué)習(xí)者適當(dāng)交互，讓學(xué)習(xí)者不會感到太枯燥。微課資源的反思、評價和反饋這3個動態(tài)資源，為微課的實時調(diào)整完善提供了依據(jù)。教學(xué)反思是教師在實施微課教學(xué)后探討與解決教學(xué)目的是否實現(xiàn)，教學(xué)工具是否得當(dāng)，教學(xué)內(nèi)容和深度是否適度，教學(xué)活動設(shè)計是否有效等問題，據(jù)此對教學(xué)過程進(jìn)行調(diào)整從而達(dá)到更好的效果。教學(xué)評價是用戶大眾的評論與留言，通過旁觀者的評論與留言，能夠更客觀地反映教學(xué)的優(yōu)缺點，讓教師無則加勉，有則改之。教學(xué)反饋是學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)后的反饋意見，并參與對原有教案課件甚至視頻等資源的替換、完善。我們在微課系統(tǒng)中可以利用論壇、留言、郵件、即時通信等手段進(jìn)行評價和反饋動態(tài)資源。

雖然微課資源“短小精悍”，很好地解決了及時主題式的學(xué)習(xí)，但是由于微課的“零碎”，學(xué)習(xí)時很容易產(chǎn)生混亂，因此在完善微課資源的同時，還需要對零碎的微課資源進(jìn)行系統(tǒng)集成，可以使用思維導(dǎo)圖的形式展示微課資源。這樣，學(xué)習(xí)者既可以宏觀了解整體的學(xué)習(xí)內(nèi)容結(jié)構(gòu)，知曉學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的關(guān)系，也可以快速在思維導(dǎo)圖中搜索所需要的知識，記錄自身的學(xué)習(xí)效果，形成系統(tǒng)性學(xué)習(xí)。

三、“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”微課設(shè)計實例

這里選取“圖靈與計算機”和“補碼的定義”為例子介紹“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”微課的開發(fā)設(shè)計。圖靈機模型就體現(xiàn)了計算思維中“抽象”的特性，“補碼的定義”這一教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)了基于機器編碼解決運算問題的構(gòu)造方法，蘊含了計算機思維中的“構(gòu)造原理”。這兩處教學(xué)內(nèi)容的微課制作過程如下：首先，給出微課的基本信息，用于描述微課課程的名稱、教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)內(nèi)容，劃分好知識點，為后續(xù)進(jìn)行微課資源整合做好準(zhǔn)備。其次，明確微課視頻的表現(xiàn)手法，制作視頻腳本。在進(jìn)行“圖靈與計算機”微課微視頻制作時，采用“數(shù)字故事”的方式，主要使用的制作工具包括：電腦，視頻編輯軟件，PowerPoint軟件，錄音設(shè)備。在制作“補碼的運算”微課視頻時，主要采用演示文稿與紙張演算錄屏方式，主要使用的制作工具為：PowerPoint軟件、筆、紙和攝像機。微課視頻腳本主要羅列出微課制作的思路過程和要點。最后，完善微課的配套資源，這里主要給出練習(xí)和素材課件這兩個靜態(tài)資源，而其他的反思、評價和反饋等動態(tài)資源則由微課平臺使用過程產(chǎn)生?！皥D靈與計算機”和“補碼的定義”的微課信息分別如表1和表2所示。

微課資源應(yīng)該與傳統(tǒng)教學(xué)有機結(jié)合才能二者相輔相成，更好地實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。上述兩個例子，“圖靈與計算機”可以作為課前學(xué)生預(yù)習(xí)時自主觀看，在課堂教學(xué)時可以適當(dāng)進(jìn)行討論實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂，也可以作為課后復(fù)習(xí)時使用。“補碼的定義”是一難點，完全讓學(xué)生自主觀看微視頻學(xué)習(xí)所達(dá)到的教學(xué)效果不佳，因此教師應(yīng)先在課堂教學(xué)中詳細(xì)地講解，微課資源可以作為課后復(fù)習(xí)鞏固知識使用，保證學(xué)生掌握難點。

四、結(jié)語

微課作為一種在線學(xué)習(xí)方式，很好地彌補了傳統(tǒng)教學(xué)中的一些缺陷。為保證微課學(xué)習(xí)的質(zhì)量，我們在進(jìn)行微課制作時一定要結(jié)合學(xué)科特點，遵循微課制作的原則和方法，實現(xiàn)精品制作，對精品微課資源實施開放共享。在實際教學(xué)中要向?qū)W生普及微課這一學(xué)習(xí)方式，讓微課真正與傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)合起來，發(fā)揮其作用，使得教學(xué)相長。

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