有效教學視角下數(shù)字資源開發(fā)的相關(guān)理論及應(yīng)用研究*

◆肖海鵬 謝銘瑤

0 前言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，融合了“互聯(lián)網(wǎng)+”“智能+”技術(shù)的在線教學已經(jīng)成為我國高等教育和世界高等教育的重要發(fā)展方向[1]，在線教育將成為未來教育新常態(tài)。數(shù)字化的教學資源是支持開展在線教學或線上線下混合式教學的基礎(chǔ)，如何科學開發(fā)具有教學有效性的數(shù)字資源，支持各種教學活動開展，已經(jīng)成為高校應(yīng)對未來教育新常態(tài)變革的重要課題。

教學有效性資源是指能促進有效教學且能促進學習者自主學習的教學資源，其理念來源于有效教學理論。有效教學是指教師在不違背教學活動客觀規(guī)律的前提下，以少量的時間、精力和物力投入，完成教學目標，實現(xiàn)學習者全面發(fā)展的預期目的，取得盡可能多的教學效益[2]。有效教學包含有效備課、有效課堂、有效評價、有效反思等方面[3]，本文探討的數(shù)字資源開發(fā)屬于有效備課的內(nèi)容。

從有效教學的定義可以看出，開展有效教學必須把握三個關(guān)鍵要素，即學習時間、學習體驗、學習效果。“少量的時間、精力和物力投入”就是學習時間和學習體驗的體現(xiàn)，“遵循教學規(guī)律，取得盡可能多的教學效益”則是學習效果的體現(xiàn)。在有效教學理論視角下，開發(fā)教學有效性資源也必須依據(jù)三個關(guān)鍵要素來做好規(guī)劃設(shè)計，以促進教與學的改善，增強教與學的有效性。

1 降低認知負荷，開發(fā)數(shù)字資源

認知負荷是處理具體任務(wù)時加在學習者認知系統(tǒng)上的負荷的多維結(jié)構(gòu)[4]。認知負荷越大，學習者要加工的信息就越多，學習難度就越大。因此，降低認知負荷，能有效減少學習時間，使學習者輕松有效地學習。

認知負荷理論概述 認知負荷理論假設(shè)人類的認知結(jié)構(gòu)由工作記憶和長時記憶組成。其中工作記憶也可稱為短時記憶，其記憶容量是有限的。喬治·米勒對它做了定量研究，研究表明，人類工作記憶一次只能存儲5～9條基本信息或信息塊，這就是著名的“7±2法則”。但長時記憶的容量幾乎是無限的，可以存儲復雜的、序列化的信息。因此，認知負荷理論認為學習的目標就是將新知從工作記憶轉(zhuǎn)化為長時記憶，這個轉(zhuǎn)化的過程可以用著名的記憶三存儲模型來表示，見圖1。

圖1 記憶的三存儲模型

工作記憶是接受并加工信息，通過復述或檢索方式存入長時記憶。這里必須再引入另外一個概念——圖式。所謂圖式，是人腦中已有的知識經(jīng)驗的網(wǎng)絡(luò)。人們學到的知識以圖式的形式存儲于長時記憶中。皮亞杰認為，個體認知的過程經(jīng)歷“圖式—同化—順應(yīng)—平衡”四個過程。圖式?jīng)Q定著人們做信息選擇時相應(yīng)的內(nèi)容和傾向偏好，可引起新信息的加工，即在原來圖式的基礎(chǔ)上形成新的認識。因此，記憶過程中新知識檢索長時記憶中的相關(guān)圖式，能有效將新知識和已有的經(jīng)驗知識融合發(fā)展，產(chǎn)生新的認知（類似于遷移性學習）并存于長時記憶，這種記憶也就是圖式記憶，是一種高效的學習方法。

認知負荷理論在數(shù)字資源開發(fā)中的應(yīng)用

1）根據(jù)“7±2法則”，為降低認知負荷，數(shù)字教學資源設(shè)計必須盡可能簡約，例如：一個微課盡量只選取一個知識點，視頻畫面中不能出現(xiàn)太多干擾信息，PPT課件不能滿屏的文字，視頻長度不能超過六分鐘，等等。簡潔的資源設(shè)計能有效降低認知負荷，提高記憶效率。

2）根據(jù)記憶的三存儲模型可知，記憶的過程其實就是編碼和提取的過程。工作記憶接收、加工信息是編碼，從長時記憶中檢索和復述是提取。提取能夠幫助工作記憶轉(zhuǎn)化為長時記憶。因此，在教學資源設(shè)計過程中要適當設(shè)計諸如測驗、反饋和互動等環(huán)節(jié)，引導學習者提取知識，幫助鞏固所學知識。

3）根據(jù)圖式記憶的原理，教學資源設(shè)計應(yīng)充分做好學情分析，了解學習者的專業(yè)基礎(chǔ)、學習經(jīng)歷等，根據(jù)學習者已有知識經(jīng)驗，在資源設(shè)計過程中做到情境化、形象化，幫助學習者實踐圖式記憶，完成新知識的同化、順應(yīng)、平衡過程，從而減輕學習新知識的負荷。

2 激發(fā)學習興趣，開發(fā)數(shù)字資源

在線學習環(huán)境中，良好的學習體驗是提高學習者自主學習積極性和主動性的關(guān)鍵因素。良好的學習體驗要求數(shù)字化的教學資源必須能激發(fā)學習者學習興趣。學習動機理論為開發(fā)具有良好學習體驗的課程資源提供了理論基礎(chǔ)。

ARCS學習動機理論概述 ARCS理論是1983年美國佛羅里達州立大學的凱勒教授提出的著名的學習動機設(shè)計模式，ARCS即注意（Attention）、關(guān)聯(lián)（Revelence）、自信（Confidence）、滿足（Satisfaction）[5]。它的主要思路是通過四個步驟來激發(fā)學習者的持續(xù)學習動機：

第一步是教學設(shè)計要充分引起學習者注意；

第二步是讓教學內(nèi)容與學習者切身相關(guān)，學習實用性強；

第三步是分解學習任務(wù)，幫助學習者建立學習信心；

第四步是成果驅(qū)動，即讓學習者在完成本階段學習以后學有所獲并期待持續(xù)學習。

ARCS學習動機理論在數(shù)字資源開發(fā)中的應(yīng)用 ARCS學習動機理論對規(guī)范數(shù)字資源開發(fā)流程、科學設(shè)計數(shù)字資源內(nèi)容有重要的實踐意義，具體可以從ARCS理論自身的四個方面來看。

1）注意（A）。教學資源開發(fā)要注重感官刺激和吸引力設(shè)計，可以從兩個方面入手：一方面是數(shù)字資源的技術(shù)處理上，可以充分運用視覺特效、三維、VR等技術(shù)手段進行包裝美化，如可以將微課視頻做得和電影一樣具有視覺沖擊力；另一方面是課程導入要注重情境化和趣味化，如微課視頻一開始就將學習者帶入真實情境中去親身體驗學習，或者采用故事導入、案例導入、項目導入等課程導入策略等。

2）關(guān)聯(lián)（R）。在數(shù)字資源設(shè)計時可以從兩個方面考慮學習目標與學習者的相關(guān)性：一是學習內(nèi)容和學習者原有的認知經(jīng)驗與能力準備相關(guān)，也就是與學習者的學習背景相關(guān)，讓學習者感到不陌生、不排斥；二是學習目標與學習者就業(yè)目標、職業(yè)目標相關(guān)，如對護理專業(yè)的學習者，在課程案例設(shè)計中可以選擇老年護理等與就業(yè)崗位相關(guān)的案例來激發(fā)其學習動機。

3）自信（C）。激發(fā)學習動機的第三步是讓學習者有學習的信心。在進行課程資源開發(fā)時可以從兩個方面考慮：一是化繁為簡，即將一個相對宏大的、系統(tǒng)的學習目標分解為若干個相對獨立又相互關(guān)聯(lián)的微小目標，讓學習者有信心完成任務(wù)；二是化難為易，即將知識中的難點采取由淺入深、由簡單到復雜的啟發(fā)式講解，做到淺顯易懂。

4）滿足（S）。讓學習者對學習感到滿足是激發(fā)學習者遷移性學習并維持學習動機的關(guān)鍵。數(shù)字資源開發(fā)過程中可以在學習完一個知識點后設(shè)計一些半開放式的結(jié)尾、有挑戰(zhàn)性的問題或項目實訓，讓學習者通過深度思考探索，挑戰(zhàn)完成項目后獲得成就感和滿足感，從而激發(fā)持續(xù)學習的斗志，形成持續(xù)學習的動機。

3 科學規(guī)劃內(nèi)容，實現(xiàn)有效教學目標

有效教學視角下，降低學習負荷，激發(fā)學習興趣，營造良好學習體驗，這是數(shù)字資源開發(fā)的基本要求，但從課程整體開發(fā)角度來看，科學規(guī)劃設(shè)計教學內(nèi)容是保證達成教學目標、確保教學質(zhì)量的根本。布魯姆的認知目標分類法對于如何科學規(guī)劃、選取、拓展課程資源，打造一門高質(zhì)量的在線課程，具有重要指導意義。

認知目標分類模型概述 布魯姆認為認知包括知識和智慧技能的發(fā)展[6]，認知目標分類法認為在認知領(lǐng)域的教育目標可分成識記、理解、應(yīng)用、分析、評價、創(chuàng)造等六個層次，如圖2所示。其中，識記、理解、應(yīng)用屬于初級認知，分析、評價、創(chuàng)造屬于高級認知；初級認知是知識積累、技能訓練的淺層次目標，高級認知是培養(yǎng)學習者實踐能力、創(chuàng)新能力的高層次目標。教學的理想目標是促使學習者的學習從初級認知向高級認知轉(zhuǎn)化。

圖2 認知目標分類模型

認知目標分類法在數(shù)字資源開發(fā)中的應(yīng)用 在線課程實際是由一個個微課資源包組成的。根據(jù)認知目標分類法，在數(shù)字資源開發(fā)過程中，對每一個知識點的微課資源包設(shè)計既要涉及基礎(chǔ)知識講解、實訓、應(yīng)用等初級認知層面的資源，又要涉及案例分析、創(chuàng)造創(chuàng)新等高級認知層面的資源。由此可見，認知目標分類模型對在線課程資源和教學活動提出了更高、更全面的要求。教師應(yīng)當充分把握課程的整體教學目標，以知識點為基本單位，參考認知目標分類模型，拓展和完善不同認知層次的課程資源，真正提高教學質(zhì)量。

如表1所示，本課題設(shè)計了基于認知目標分類模型的教學資源設(shè)計表，引導教師做好課程資源設(shè)計。在教學資源設(shè)計部分將六個認知目標層次依次列舉在表中，引導教師結(jié)合知識點教學目標，完善和拓展教學資源內(nèi)容。在教學資源組織與應(yīng)用部分，引導教師結(jié)合資源內(nèi)容、資源呈現(xiàn)形式、教學活動策略，合理組織教學資源的呈現(xiàn)順序，使其符合教學的最簡活動編列原則，減少學習負荷，支撐教師開展有效教學。

表1 基于認知目標分類模型的教學資源設(shè)計表

4 結(jié)束語

數(shù)字教學資源的開發(fā)背后有著豐富的教育學、教育心理學和教育技術(shù)學理論作為支撐。本文研究的認知負荷理論、ARCS理論和認知目標分類模型理論是從資源呈現(xiàn)形式、內(nèi)容設(shè)計角度來探索教學資源開發(fā)，以期以少量的時間和精力的投入完成教學目標，實現(xiàn)有效教學目的。在實際教學應(yīng)用過程中，還有許多教育教學基本理論（如建構(gòu)主義理論、移動學習理論等）在數(shù)字資源開發(fā)中也具有良好的指導意義，值得進一步深入研究。