基于加涅認(rèn)知學(xué)習(xí)理論SPOC教學(xué)平臺研究與應(yīng)用

吳雅娟 王亞菲 曹茂俊

摘 要：?針對SPOC現(xiàn)有教學(xué)學(xué)習(xí)氛圍孤單、時間規(guī)劃籠統(tǒng)等弊端，提出了基于加涅認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的移動端SPOC教學(xué)平臺設(shè)計方法。通過設(shè)置激勵、學(xué)習(xí)情報和課程通告等功能，不斷刺激與引導(dǎo)學(xué)習(xí)者，使學(xué)生不受時間和地點(diǎn)限制，更高效地激發(fā)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動機(jī)。并通過教學(xué)實(shí)踐證明了平臺效果。

關(guān)鍵詞：?SPOC; 認(rèn)知學(xué)習(xí)理論; 移動學(xué)習(xí)

中圖分類號： TP 311? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

Research and Application of SPOC Teaching Platform

Based on Gagnes Cognitive Learning Theory

WU Yajuan， WANG Yafei， CAO Maojun

（School of Computer and Information Technology， Northeast Petroleum University， Daqing， Heilongjiang? 163318， China）

Abstract：

In view of the disadvantages of SPOC such as lonely teaching and learning atmosphere and general time planning， this paper proposes a design method of mobile-end SPOC teaching platform based on Gagnes cognitive learning theory. By setting up the functions of motivation， learning information and course announcement， we can stimulate and guide learners constantly， so that students are not restricted by time and place. It can stimulate learners interest in learning more effectively and enhance their motivation. The teaching practice proves the effect of the platform.

Key words：

SPOC; cognitive learning theory; mobile learning

0 引言

由于MOOC平臺學(xué)習(xí)缺乏有效監(jiān)管[1]，加入和退出較為隨意。據(jù)統(tǒng)計，MOOC課程的完成率不超過10%，從而導(dǎo)致MOOC產(chǎn)生質(zhì)量危機(jī)[2] 。因此，西方一些著名的學(xué)校開始嘗試一種小而精的課程類型——SPOC（小型私人在線課程）[3]，即小規(guī)模私人在線課程[4]。實(shí)踐結(jié)果表明，SPOC可以達(dá)到MOOC無法達(dá)到的效果，因此該教學(xué)模式在全球范圍內(nèi)引起了新的關(guān)注，并逐漸應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)中。 而且隨著智能手機(jī)終端普及，移動端SPOC教學(xué)平臺也成為一種全新的教育思路。

關(guān)于SPOC教學(xué)，在理論基礎(chǔ)上的研究，康葉欽不僅闡述了SPOC的優(yōu)勢，還概述了SPOC在國外的實(shí)踐進(jìn)展[5];胡欽太等人在SPOC教學(xué)理念的基礎(chǔ)上，對傳統(tǒng)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)習(xí)者創(chuàng)新思維的問題進(jìn)行了研究[6]。 在實(shí)施模式中，F(xiàn)ox教授及其在加州大學(xué)伯克利分校的同事采用本校課程為學(xué)生進(jìn)行SPOC模式教學(xué)實(shí)踐，并以MOOC課程為教材[7];哈佛大學(xué)在2013年從全球申請者挑選出一定規(guī)模的學(xué)生加入SPOC課程，在edX上進(jìn)行SPOC實(shí)踐[8];同年10月份，清華大學(xué)推出SPOC平臺——“智學(xué)苑”[9];南京大學(xué)采取外校MOOC課程對本校學(xué)生進(jìn)行SPOC教學(xué)實(shí)踐[10]。

然而SPOC研究的角度也大多從教師教的角度去研究如何發(fā)揮SPOC的作用，卻很少有人系統(tǒng)地研究SPOC對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)模式的影響以及如何激發(fā)興趣和提高學(xué)習(xí)能力。因此，建立一個能夠提高自主學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動機(jī)的本土化教學(xué)平臺很有必要。加涅認(rèn)知學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，教師的任務(wù)不應(yīng)該只是單方面的向?qū)W習(xí)者傳授知識，最主要的是如何激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動機(jī)，將所學(xué)新知識與預(yù)備技能有機(jī)地聯(lián)系起來。

因此，基于加涅認(rèn)知學(xué)習(xí)理論在移動環(huán)境下設(shè)計開發(fā)SPOC教學(xué)平臺，改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，設(shè)置學(xué)習(xí)提醒以及情報統(tǒng)計等功能，既促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)也方便老師管理監(jiān)督。提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，最終使學(xué)習(xí)者具有創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，以達(dá)到教學(xué)模式多樣化的目的。

1 加涅認(rèn)知學(xué)習(xí)理論

當(dāng)代著名的教育心理學(xué)家羅伯特·M·加涅 （Robert·M·Gagne） 提出了認(rèn)知學(xué)習(xí)理論，將認(rèn)知主義和行為主義相結(jié)合，形成了有理論支撐也極具技術(shù)操作的學(xué)習(xí)理論——信息加工模式和學(xué)習(xí)與教學(xué)過程中的八個階段理論。來研究人類學(xué)習(xí)的內(nèi)部過程，將學(xué)習(xí)視為學(xué)習(xí)者與環(huán)境之間相互作用的結(jié)果，以相互依賴，不可分割的統(tǒng)一來考察學(xué)習(xí)者的內(nèi)部和外部條件。他將學(xué)習(xí)過程看作是信息的接收和使用過程，通過對信息流程的分析和處理，即學(xué)習(xí)的信息加工理論，了解這一復(fù)雜的和高級的運(yùn)動過程的規(guī)律性[11]。其學(xué)習(xí)過程主要分為：動機(jī)、了解、獲得、保持、回憶、概括、作業(yè)和反饋。這八個階段是基于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的心理活動。

為了使學(xué)習(xí)者能夠獲得最優(yōu)化外部條件，教育者需要分析學(xué)習(xí)者的心理活動過程，進(jìn)行相應(yīng)教學(xué)。加涅認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的主要目的是：在心理學(xué)的基礎(chǔ)上證明了教學(xué)應(yīng)當(dāng)適應(yīng)學(xué)學(xué)習(xí)者發(fā)展的原則[12]。因此，需要使學(xué)習(xí)者成為學(xué)習(xí)的主體。該學(xué)習(xí)理論為提高學(xué)習(xí)者的自學(xué)能力和滿足未來的就業(yè)需求提供了理論基礎(chǔ)。 因此，該理論為移動SPOC教學(xué)平臺的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)帶來了新的啟示和應(yīng)用。

通過對認(rèn)知學(xué)習(xí)理論分析，將該理論與SPOC教學(xué)平臺結(jié)合，其主要目的是促進(jìn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)。搭建更好的更適應(yīng)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的教學(xué)平臺。

2 基于加涅認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的SPOC教學(xué)平臺研究

2.1 基于加涅認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的SPOC教學(xué)平臺的學(xué)習(xí)者特征分析

學(xué)習(xí)者特征是指在學(xué)習(xí)過程中可以有效地影響學(xué)習(xí)者外部環(huán)境以及學(xué)習(xí)者生理和心理方面的各種特征的總和[12]。而大一學(xué)生作為高中向大學(xué)轉(zhuǎn)化的第一階段，其學(xué)習(xí)行為是一個很大轉(zhuǎn)折點(diǎn)，所以本文主要從下幾個方面分析學(xué)習(xí)者特征。

（1）時間規(guī)劃籠統(tǒng)

在移動SPOC教學(xué)平臺下學(xué)習(xí)是非正式學(xué)習(xí)。通過問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后把大量時間和精力用在娛樂、休息和發(fā)展個人興趣上，在學(xué)習(xí)上缺乏時間管理的方法與技巧。因此，采用移動端SPOC教學(xué)時就要時刻提醒學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)，加強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識。為了避免出現(xiàn)時間空白帶，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，在設(shè)計移動端SPOC教學(xué)平臺時會將智能提醒服務(wù)理念引入教學(xué)平臺設(shè)計之中，以此來提醒學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)。

（2）學(xué)習(xí)動機(jī)匱乏

作為大學(xué)生的基礎(chǔ)課程之一，“大學(xué)生計算機(jī)基礎(chǔ)” 課程必須具有重要的實(shí)用價值。但是，通過問卷調(diào)查可知，大部分學(xué)生對這門課程并不重視。學(xué)習(xí)動機(jī)匱乏，腦中架構(gòu)的計算機(jī)知識呈現(xiàn)出模棱兩可的現(xiàn)狀，而且學(xué)生對于在移動端學(xué)習(xí)計算機(jī)的理論知識覺得枯燥乏味，因此激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣是必須解決的問題。通過構(gòu)建獎勵機(jī)制，將“激勵游戲”和“學(xué)習(xí)提醒”的功能引入到SPOC教學(xué)平臺的設(shè)計中，以此來鼓勵學(xué)習(xí)者完成學(xué)習(xí)任務(wù)。 教學(xué)平臺上將有一個提醒功能。這種方法創(chuàng)造了一種滿足感和愉悅感，使學(xué)生有動力繼續(xù)使用并持續(xù)學(xué)習(xí)。

（3）學(xué)習(xí)氛圍孤單

在移動環(huán)境中學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者必須具備獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力，而“以學(xué)習(xí)者為中心”的教育理念推動了“學(xué)生個體化，教師引導(dǎo)化”學(xué)習(xí)形態(tài)的發(fā)展。然而，在無聊的學(xué)習(xí)內(nèi)容和缺乏學(xué)習(xí)伙伴的情況下，學(xué)習(xí)者很容易中途退出。所以需要創(chuàng)建交流互動模塊，通過交流互動來培養(yǎng)他們的協(xié)作學(xué)習(xí)能力，最終能夠促進(jìn)創(chuàng)新思想的形成。

2.2 SPOC教學(xué)平臺構(gòu)建

SPOC教學(xué)平臺主要基于移動系統(tǒng)。 如學(xué)習(xí)者可以實(shí)時看到學(xué)習(xí)進(jìn)度，老師的評價，并且有實(shí)時提醒，設(shè)置某一固定的時間點(diǎn)學(xué)習(xí)。因此學(xué)生段的功能是在加涅認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的指導(dǎo)下設(shè)計的。

通過分析學(xué)習(xí)者的特點(diǎn)并結(jié)合加涅的認(rèn)知學(xué)習(xí)理論，將學(xué)習(xí)過程歸納為五個階段，即：動機(jī)、習(xí)得、感悟、強(qiáng)化、反饋[13]，如圖1所示。

（1）激勵模塊

激勵模塊對應(yīng)的是動機(jī)階段，在這個階段首先要考慮的是學(xué)生力圖達(dá)到某種目的的動機(jī)。但是，在某些情況下，學(xué)習(xí)者沒有為達(dá)到某種目的并產(chǎn)生動力，因此有必要幫助學(xué)生建立動力并形成學(xué)習(xí)期望。主要目的是能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，學(xué)習(xí)的積極性和主動性，以此設(shè)計了激勵模塊。

研究中將“游戲晉級”的觀念引入到激勵模塊，學(xué)習(xí)者進(jìn)入游戲后從第一級開始挑戰(zhàn)答題，成功進(jìn)入下一級，會給予相應(yīng)的稱號，設(shè)計闖關(guān)排行功能，激勵學(xué)生不斷挑戰(zhàn)，若闖關(guān)失敗會提示學(xué)生基礎(chǔ)知識還沒有學(xué)習(xí)扎實(shí)，引導(dǎo)學(xué)生到學(xué)習(xí)空間去學(xué)習(xí)。

（2）學(xué)習(xí)空間模塊

學(xué)習(xí)空間模塊對應(yīng)的是習(xí)得階段。當(dāng)學(xué)生有學(xué)習(xí)動機(jī)時，他們必須接受與學(xué)習(xí)相關(guān)的刺激，而忽略其他刺激。因此，學(xué)習(xí)者需要通過語言、視頻、練習(xí)等方式學(xué)習(xí)新知識。

該模塊是呈現(xiàn)移動學(xué)習(xí)資源的模塊。本研究中的呈現(xiàn)形式主要有文本資源、視頻資源、基礎(chǔ)練習(xí)、課程點(diǎn)評、知識點(diǎn)評價等。

（3）留言互動模塊

留言互動模塊即感知階段，是指學(xué)生對所學(xué)知識產(chǎn)生的感想和體會。

與傳統(tǒng)學(xué)習(xí)相比，本研究中的SPOC教學(xué)是一種在移動情境中學(xué)習(xí)，即師生分離、時空分離。因此，在移動環(huán)境中缺乏教師的指導(dǎo)和學(xué)習(xí)者之間的交流互動容易導(dǎo)致學(xué)習(xí)氛圍孤單的現(xiàn)象。 孤獨(dú)是心理學(xué)領(lǐng)域的一個術(shù)語;這種主觀現(xiàn)象可能會使學(xué)習(xí)者產(chǎn)生悲觀和痛苦心理。從而阻礙學(xué)習(xí)的繼續(xù)，影響學(xué)習(xí)效果。鑒于此，在SPOC教學(xué)平臺的設(shè)計中，有必要改進(jìn)交互式溝通機(jī)制，為了方便學(xué)習(xí)者在移動學(xué)習(xí)過程中與老師和同學(xué)交流，相互鼓勵創(chuàng)造了歸屬感。如今，有許多移動學(xué)習(xí)平臺的用戶具有高度流動性，很少有人可以繼續(xù)學(xué)習(xí)或使用，最主要原因是移動學(xué)習(xí)者與周圍的人和事物分離，缺乏學(xué)習(xí)伙伴以消除孤獨(dú)感。智能終端上有許多教學(xué)軟件，忘記使用甚至放棄它們是很常見的。為了改善這種情況，移動SPOC教學(xué)平臺非常有必要改進(jìn)留言互動模塊，以便為學(xué)習(xí)者提供與其同伴交流和交互的機(jī)會。

（4）模擬考試模塊

模擬考試模塊對應(yīng)強(qiáng)化階段，即學(xué)生把已經(jīng)獲得的知識由短時記憶變?yōu)殚L時記憶，加強(qiáng)學(xué)生對知識的整合，希望學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用到實(shí)際情境中。 因此，學(xué)習(xí)過程必然有一個強(qiáng)化階段。

而模擬考試的設(shè)計主要是為了鞏固學(xué)生的知識點(diǎn)也是檢測學(xué)生學(xué)習(xí)效果的方法之一，根據(jù)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的知識和技能完成模擬練習(xí)。學(xué)生還可以將錯題更新至錯題本中，方便進(jìn)行錯題復(fù)習(xí)，這樣做的主要目的是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)課程內(nèi)容和視頻后，綜合總體的內(nèi)容，通過思考結(jié)合所有知識，檢測自己學(xué)習(xí)的效果，加深學(xué)習(xí)記憶。

（5）學(xué)習(xí)情報模塊

反饋階段，即對學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評估的階段。當(dāng)學(xué)習(xí)者完成學(xué)習(xí)時，就會立即知道是否達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。 這時，教學(xué)平臺和老師都會給予反饋，讓學(xué)生及時知道自己的學(xué)習(xí)情況和考試成績以及排名， 通過這種方式，鼓勵學(xué)習(xí)者繼續(xù)學(xué)習(xí)，識別知識的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提高學(xué)生的自學(xué)能力。

只有掌握自我，實(shí)踐自我，提高自我控制能力，學(xué)習(xí)者才能充分利用現(xiàn)有的高質(zhì)量學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)有意義的學(xué)習(xí)[14]。移動學(xué)習(xí)是教師和學(xué)生的分離。因此，在移動環(huán)境中，學(xué)習(xí)者需要具備自我控制能力和學(xué)習(xí)能力，學(xué)習(xí)智能模塊是促進(jìn)學(xué)習(xí)和測試自主學(xué)習(xí)的重要模塊。

（5）課程公告模塊

在進(jìn)行SPOC教學(xué)平臺設(shè)計時，課程表公告模塊主要分為兩個方面。一方面是學(xué)習(xí)信息提醒，用戶使用手機(jī)先是用來通訊和娛樂的，其次是學(xué)習(xí)。 智能移動終端有各種各樣的應(yīng)用軟件是導(dǎo)致學(xué)習(xí)者不能堅持學(xué)習(xí)的主要因素。因此，在平臺設(shè)計過程中需要設(shè)置推送消息，提醒學(xué)習(xí)者完成當(dāng)天的學(xué)習(xí)任務(wù)。并在學(xué)習(xí)者退出學(xué)習(xí)平臺時向?qū)W習(xí)者提供當(dāng)今學(xué)習(xí)情況的反饋，讓學(xué)習(xí)者直觀地理解他們的學(xué)習(xí)，這樣他們就可以在增長知識的同時獲得滿足感。 另一個方面是老師的通知，老師可以在這一模塊向?qū)W生發(fā)送通知消息，比如線下上課時需要準(zhǔn)備的內(nèi)容，課下布置的課后作業(yè)等。

3 SPOC教學(xué)平臺的應(yīng)用實(shí)踐探討與效果分析

3.1 SPOC教學(xué)平臺的應(yīng)用實(shí)踐探討

SPOC教學(xué)平臺主要應(yīng)用于混合學(xué)習(xí)模式，充分利用在線學(xué)習(xí)平臺靈活多樣的資源形式優(yōu)勢，促進(jìn)個性化學(xué)習(xí)，提高課程教學(xué)效果。以《大學(xué)生計算機(jī)基礎(chǔ)》課程為例，結(jié)合我校實(shí)際情況進(jìn)行了小規(guī)模在線課程的混合式教學(xué)。嘗試在高校《大學(xué)生計算機(jī)基礎(chǔ)》課程中實(shí)踐課堂教學(xué)與在線學(xué)習(xí)的有效整合。在實(shí)際教學(xué)過程中，有五個評估方向作為最終成績，即：學(xué)習(xí)情況、課堂活動、線上活動、交流活動、期末考試成績，其中各占的百分比，如表1所示。

3.2 效果分析

通過對移動端SPOC教學(xué)平臺需求的分析，設(shè)計并開發(fā)了系統(tǒng)各功能，目前SPOC教學(xué)平臺已取得初步的成效，系統(tǒng)的基本功能己經(jīng)開發(fā)完成，并迅速投入學(xué)習(xí)者當(dāng)中進(jìn)行測試、試用，如圖2所示。

經(jīng)過一個學(xué)期的試驗，通過對該校大一部分學(xué)生的問卷調(diào)查了解學(xué)生對學(xué)習(xí)資源設(shè)計和學(xué)習(xí)模式的態(tài)度，如表2所示。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，共有76.19%的學(xué)生認(rèn)為該平臺的學(xué)習(xí)資源對平時的學(xué)習(xí)很有幫助;65.08%的學(xué)生認(rèn)為SPOC的學(xué)習(xí)交流平臺可以增加知識經(jīng)驗，達(dá)到知識共享的作用;84.13%的學(xué)生認(rèn)為留言互動模塊可以幫助解決平時學(xué)習(xí)中遇到的問題;80.96%的學(xué)生認(rèn)為通過該平臺的學(xué)習(xí)可以提高學(xué)習(xí)效率;74.6%的學(xué)生認(rèn)為該平臺提高了自主學(xué)習(xí)能力;73%的學(xué)生認(rèn)為該平臺提高了學(xué)習(xí)動機(jī)。

通過對學(xué)習(xí)者的問卷調(diào)查和訪談?wù){(diào)查分析后，可以了解到在學(xué)習(xí)資源上，內(nèi)容新穎豐富能呈現(xiàn)方式多樣化，能滿足學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求，學(xué)習(xí)者給予肯定態(tài)度;在功能方面，有多種學(xué)習(xí)方式，其中交流模塊得到了學(xué)習(xí)者一致好評，學(xué)生的自學(xué)能力得到顯著提高。他們通過各種學(xué)習(xí)活動激發(fā)了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)習(xí)動機(jī)。 更多的學(xué)生表現(xiàn)出對計算機(jī)知識探索的興趣，并愿意將計算機(jī)知識與自己所學(xué)專業(yè)相結(jié)合，從而提高自身的綜合水平。

4 總結(jié)

本文提出了基于加涅認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的SPOC教學(xué)平臺設(shè)計方法，開發(fā)了移動端《大學(xué)生計算機(jī)基礎(chǔ)》課程的SPOC教學(xué)平臺。該平臺在原有功能基礎(chǔ)上增加了智能提醒、游戲?qū)W習(xí)等功能，并且不受時間和地點(diǎn)限制，極大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，有效改善了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。經(jīng)過小班制的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生學(xué)習(xí)情況收到了較好評價，論證了基于加涅認(rèn)知學(xué)習(xí)理論的移動端SPOC教學(xué)是教學(xué)質(zhì)量提升的一個有效途徑。

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（收稿日期： 2019.06.22）