基于學習活動單元的高校在線直播教學設計

孫海民 楊 宏 李秀云

（1.河北民族師范學院，河北 承德 067000；2.河北省文化旅游大數(shù)據(jù)技術創(chuàng)新中心，河北 承德 067000）

一、引言

2020年新冠疫情爆發(fā)，國內高校展開有史以來規(guī)模最大的在線教學。與以往相比，此次在線教學具有以下特點：第一在線教學直播化。信息化建設成果為在線直播教學提供了條件和保障，直播教學最大程度還原了傳統(tǒng)課堂，成為疫情期間高校教師主要的在線教學方式。第二教學進度同步化。課程內容、進度計劃和線下教學相同。但是，在線直播教學中暴露出學生注意力不集中，教師難于組織教學，教學效果不理想等問題。當前疫情防控常態(tài)化，在線直播教學隨時可能展開，如何提高教師在線直播教學設計能力，達到“保證教學質量、完成教學任務，在線學習與線下課堂教學質量實質等效”的目標[1]，成為高校教師面臨的問題。

二、研究現(xiàn)狀與意義

（一）直播教學

直播教學最初是作為學習支持的一種輔助形式應用于遠程教育。人們對直播教學研究最開始關注是直播在教學中的工具價值。一是解決遠程教學交互性問題[2]。崔裕靜等基于ADDIE理論構建了以網絡直播作為慕課學習支持服務的應用模式，解決慕課學習中交互不足的問題[3]。二是為教育教學帶來了新機遇。李秀晗等認為直播技術的興起為高校混合式教學和在線教育提供了新機遇,有助于提升學生國際視野和達成多樣性培養(yǎng)目標[4]。劉佳認為直播教學在滿足學習者的個性需求、擴大名師影響、推進教育公平等方面具有優(yōu)勢[5]。

新冠疫情的突然爆發(fā)，迫使直播教學從在線教學配角迅速轉換為主角，人們從教學的工具價值研究，轉向將其作為一種常態(tài)化教學形態(tài)，如何提高其教學質量研究。對全國57所高校問卷調查結果顯示在線教學缺乏良好的教學設計[6]，有研究者開始了在線直播教學設計探索，如于歆杰采用“碎”“動”“減”在線教學設計方法講授《電路原理》課[7]，取得較好的教學效果。

（二）在線學習活動

教學是以課程內容為中介的師生雙方教與學的共同活動[8]，在線教學對教師的要求是把功夫放在設計在線教學活動，促進學生主動學習的發(fā)生[9]。網絡教育中為了改變學習者的獨立自學狀態(tài)，實現(xiàn)師生生生的交流互動，人們展開以學習活動作為在線教學方式的實踐研究。黃勇（2012）提出了一種設計學習活動的流程與方法[10]。畢景剛等（2019）以活動結構理論和基于問題學習模型理論，提出了促進批判性思維發(fā)展的在線學習活動模型[11]。穆肅等（2019）認為學習活動是在線學習過程中促進深層次學習發(fā)生的重要途徑，梳理8項學習策略的48個在線學習活動[12]。在線學習活動理論方面，取得了豐富理論成果。喬愛玲（2009）等通過對CSALT、CANDLE、DIALOG PLUS、LADIE和X4L等國外項目研究分析，提出了在線學習活動設計原則[13]。王楠構建在線學習活動設計模型[14]15]，對在線學習活動本質、設計策略和設計模型等方面展開了深入研究，為指導在線學習活動設計提供理論基礎。

（三）研究意義

在線直播教學是借助直播工具，以班級為單位按照教學進度計劃，師生空間分離狀態(tài)下，以音視頻為教學信息傳輸通道，在虛擬教室中進行的實時面對面教學。在線直播教學具有線下課堂教學的實時性、真實性、同步性，也具有遠程教學的師生空間分離特征。它不同于線下課堂教學，教師難于有效及時獲取學生學習狀態(tài)信息，學生容易游離于課堂教學之外，教學成為教師的獨角戲。它也不同與在線教學，教學過程不可重來。因此在線直播教學具有線下和線上教學雙重特征，同時存在學生狀態(tài)不可控，教學過程不可逆的現(xiàn)實問題。

學習活動是時空分離狀態(tài)下教與學再度整合的橋梁，通過學習活動將在線學習形態(tài)回歸至社會性和自主性的本態(tài)，解決在線學習問題的方向是設計有效的學習活動來引導和激發(fā)在線學習者的學習[16]。學習活動是建構知識的源泉[17]，教學是學習活動的序列，以學習活動為中心的教學設計理論認為，將學習活動作為教學設計的基本單位[18]。

三、學習活動設計要素

本文首先闡述學習行為、學習活動目的、學習活動策略和學習活動單元等教學設計要素內涵，然后在此基礎上構建基于學習活動單元的在線教學設計模型，并示例在面向對象程序設計課程教學中的應用。

（一）學習行為

依據(jù)活動理論，學習行為是設計學習活動的基本單位?；趯W習活動單元的教學設計需要從學習行為的研究開始。學習行為是一個“過程”，具有開始、執(zhí)行和停止三種狀態(tài)，具有類別。

1.學習行為狀態(tài)

啟動與停止：學習行為需要一定的啟動條件，包括學習者初始知識、學習資源和環(huán)境等。當不具備啟動條件時，學習行為可能不會產生預期的結果。學習者是否具備展開學習行為所需要的操作能力是啟動學習行為的關鍵，如“準備開發(fā)環(huán)境”的學習活動中，如果學生不具備下載文件的操作能力，則“安裝JDK”學習行為不可能開始。當學習行為達到某種標準時停止，如實現(xiàn)學習行為目標、時間結束等。

學習行為的執(zhí)行與識別：識別學習行為是教師觀察學習活動是否正常進行的依據(jù)。在學習行為列編的一系列操作中，至少有一個關鍵操作[19]。例如在教學平臺中閱讀文獻的學習行為，被分解為登錄、閱讀、退出等操作，其中閱讀是識別該學習行為的關鍵操作。在線直播教學中，教師通過關鍵操作來識別學生學習行為是否發(fā)生。

2.學習行為類別

依據(jù)活動理論三角模型，學習行為產生在生產、交換和分配三個子系統(tǒng)即：主體——客體間利用工具的信息加工行為；主體——共同體在規(guī)則下的社會交互行為；共同體——客體間的學習活動分工和成果分享行為，表1所示，學習行為的分類。

表1 學習行為分類

信息加工行為：信息獲取行為是信息加工的輸入，通常表現(xiàn)為學習者的對信息的查詢、觀看、收聽、閱讀等。信息處理行為是學習者將新知識納入認知結構的過程。信息輸出行為是學習者運用所學知識解決問題的過程，也是與他人進行社會交互的起點。在在線教學設計中，應該為學習者提供多樣化的學習資源，強化信息輸出行為的設計。

社會交互行為：學習活動發(fā)生在一定社會關系之中，個體在與他人交互過程中包含著討論、互動答疑等認知行為，認知行為是學習活動中社會交互的主要成分。認知行為過程伴隨著學習者的情感，良好的情感交流不僅能促進生生、師生良好人際關系的建立，還會對認知行為產生積極影響。組織行為為展開社會交互的提供保障。在線直播教學增加了師生之間的隱蔽性，應該加強師生交流，關注學生狀態(tài)，及時鼓勵表揚。

分工與成果分享行為：在學習活動中要為學習小組成員分配認知責任和權利，將認知責任分配給一個或多個成員，為多角度、多層次建構共同體知識提供條件。在學習活動中展示作品、分享知識經驗，對學習者又是一次學習。成果分享過程中包也會伴隨著社會交互行為。

（二）學習活動目的

學習活動以構建共同體知識為目的，每個學習活動至少包含一個學習行為。一般情況下，教師依據(jù)學生的外部行為結果來判斷學生是否實現(xiàn)了學習活動目的。

對于程序性知識，學習活動目的的達成以所有學習行為目標實現(xiàn)為標準。“準備開發(fā)環(huán)境”學習活動目的是“為利用集成開發(fā)工具編譯和執(zhí)行Java程序做好準備”，學習者需要依次完成（1）安裝JDK（2）安裝Eclipse開發(fā)工具兩個學習行為。程序性知識的建構以每個學習行為目標依次實現(xiàn)為標準，如果其中一個學習行為目標沒有達成，則學習活動目的不能實現(xiàn)。

對于陳述性知識，由于學習活動的客體內在性、主體制約性[20]，學習活動目的的實現(xiàn)以關鍵學習行為目標的實現(xiàn)為參考。為實現(xiàn)“夠理解繼承的意義和功能，識記繼承關系的表示和語法”的學習活動目的，學習活動設計包括（1）創(chuàng)設問題情境（2）獨立探究（3）小組合作（4）分享交流四個學習行為。其中（1）（3）學習行為是為促進知識建構創(chuàng)造條件，不對學習活動目的構成直接關系。（2）是個體知識意義建構的行為，（4）是通過學習者的知識表達、驗證和自我反思實現(xiàn)知識的多角度建構。（2）（4）關鍵學習行為，關鍵學習行為與學習活動目的之間是必要條件關系。

（三）學習活動策略

學習活動策略是指導學習行為列編的規(guī)則系統(tǒng)，學習活動設計者按照這些規(guī)則分解學習活動。它的制定受到多種因素的影響，如學習活動目的、教與學理論、學習者特征和學習資源等。學習活動目的是對學習者建構知識的預期，與知識的分類密切相關；教與學理論內容非常豐富且處于不斷發(fā)展之中；學習者特征是指影響學習者展開學習活動的個性特征，是由自然特性、動力系統(tǒng)、心理特性和社會特性四個既相對獨立又相互密切聯(lián)系的亞系統(tǒng)構成[20]。學習活動策略的制定還受到學習工具和學習環(huán)境的影響。

（四）學習活動單元

依據(jù)活動理論，學習活動是以建構共同體知識為目的，以學習活動策略設計的，以學習資源和工具為中介的，學習共同體成員分擔角色而展開的行為總和。我們將學習活動單元作為在線直播教學設計的基本單位，圖1所示學習活動單元理論模型，包括學習行為列編、學習行為執(zhí)行和學習行為分析調整三個部分。

圖1 學習活動單元理論模型

學習行為列編是依據(jù)學習活動策略對學習行為的編排。一個學習活動至少包一個學習行為，研究分析發(fā)現(xiàn)學習行為之間存在順序、選擇、合并、循環(huán)、并行和交互六種關系，圖2所示，學習行為列編的六種基本結構。

圖2 學習行為基本結構

每種學習行為結構都有不同應用場景，師生時空分離下，應該加強互動結構的學習行為設計。學習活動是由一種或者多種學習行為基本結構構成的復合結構。學習行為結構有利于對學習活動進程展開結構化分析。

學習行為執(zhí)行包含開始、運行和停止三個狀態(tài)，在運行良好的學習行為序列中，前驅學習行為結果能夠需滿足后繼學習行為的啟動條件，否則學習活動達不到預期目的。學習行為的執(zhí)行過程受到學習行為調整系統(tǒng)的作用。

學習行為調整包括學習行為數(shù)據(jù)采集、學習行為數(shù)據(jù)庫、學習行為知識庫和分析決策四個部分。在學習活動中，前端數(shù)據(jù)采集工具獲取學習者的行為數(shù)據(jù)，通過對學習行為數(shù)據(jù)的分析與處理，對學習者學習行為預測和調整。

四、基于學習活動單元的在線直播教學設計模型

（一）模型設計

基于學習活動單元的教學設計是一個自上而下、先整體后局部的過程。首先根據(jù)課程內容、課程目標和學習者特征分析，將教學過程劃分為多個學習活動單元。然后依據(jù)課程內容與目標、教與學理論、學習者特征、學習資源和學習支持工具等設計學習活動策略。最后列編學習行為，分析學習行為類別、啟動條件，繪制學習行為結構圖。圖3所示，基于學習活動單元的在線直播教學設計模型。

圖3 基于學習活動單元的在線直播教學設計模型

1.學習活動單元設計

學習活動單元的設計內容包括學習活動目的、預期學習成果、活動規(guī)則和活動評價等。學習活動目的是對學習者的知識能力需求表達，如“識記Java語言的繼承語法”。預期學習成果是對學習活動結束后學習者取得結果的預期，如“能夠正確完成關于Java語言的繼承語法的習題”。預期學習成果的設計因人而異，學習成果是對學習活動目的的具體化?；顒右?guī)則包括分組規(guī)則、小組成員權力與責任分配、活動組織和交流規(guī)則等。為使在線直播教學順利實施，師生可以共同協(xié)商制定在線教學規(guī)則?；顒釉u價包括評價的主體、評價內容和評價方式等，在線直播教學應該加強過程性評價設計，評價要素盡可能多、覆蓋面廣、持續(xù)時間長?；顒釉u價為不僅為教師診斷學生學習狀況提供依據(jù)，在線直播教學中也會對學生制造外部動力。

2.學習活動策略設計

疫情背景下，在設計學習活動策略時需要重點考慮學習環(huán)境和條件因素。針對群體性學習氛圍缺失，學生學習孤獨感較強，學習不夠自律[21]，注意力容易疲勞，教師無法以“眼神”和肉身在場“天然”震懾或者調控學生”[22]等問題，本文提出OCTBEE在線直播教學的學習活動策略。

以信息輸出為主的學習行為（Output）設計：盡量減少或者縮短信息獲取和信息處理學習行為的發(fā)生，教師講授時間不宜過長。要將學習主動權交給學生，發(fā)揮學生學習的主體地位，讓學生“動口”“動手”，強化對信息輸出學習行為的設計，有利于促進學生建構知識意義和能力生成，促進深度學習的發(fā)生。

隨時隨機的學習行為檢查（Check）：隨時是指檢查學習行為在時間上的隨機性，隨機是指檢查學生的隨意性，這將引起全體學生的重視，并以此來診斷學習活動目的達成情況。

靈活多樣的學習活動工具支持（Tools）：充分發(fā)揮各種信息技術工具優(yōu)勢，以構建線下課堂學習環(huán)境為指向，以達到師生、生生無障礙交互為目標。教師應該熟練掌握不同類型學習支持工具的使用，并熟悉其優(yōu)缺點。在教學中我們使用了“騰訊視頻+泛雅教學平臺/學習通+雨課堂+QQ群”的工具組合。

以目標為導向反向設計線上線下混合學習（Blended）：在有限的線上教學時間內要展開以信息輸出為主的學習行為設計，這勢必要求將信息獲取和處理行為安排在線下完成，前置學習成為必要。前置學習目的是，在學生能夠理解基本知識基礎上，以問題設計促使其認知沖突的發(fā)生。在線上教學過程中，檢測學生是否到達前置學習目的，并設計學習活動對知識強化和補救。在線直播教學中，教師主要任務是精講知識、問題答疑等。

學習環(huán)節(jié)全覆蓋的過程性評價（Evaluation）：結合課程特點、學生水平、學習環(huán)境、學習支持工具等設計過程性評價要素。評價覆蓋線下線上學習各個環(huán)節(jié)，形式包括作業(yè)、前置學習檢測、隨機抽查、學習行為結果檢查等。

形式多樣的鼓勵支持（Encourage）：師生時空分離下，教師鼓勵支持會拉近師生的心理距離，提升學生對課程學習的興趣以及投入精力的愿意。鼓勵方式很多，可以是語言的、文字的、表情的、動畫的等。教師應該充分挖掘學習支持工具在鼓勵學生學習的作用。例如，利用雨課堂展開前置學習檢測后，將成績前三的學生截圖發(fā)送到QQ群中進行表揚鼓勵。

3.學習行為列編

利用六種學習行為基本結構繪制學習行為結構圖。圖4所示，在面向對象程序設計課程中，使用騰訊會議共享學生屏幕，學生演示代碼編寫過程，全班同學觀看，教師給予指導，這兩個學習行為間構成了互動結構。學生編寫代碼完成后將代碼分享在QQ群中，這與前面的行為構成了順序結構。教師隨機選擇學生反復執(zhí)行這個過程。

圖4 學習行為結構圖示例

學習行為列編過程中，依據(jù)OCTBEE學習活動策略，對學習行為類型、啟動條件、行為識別、行為結果、學習資源和學習支持工具等展開分析。

（二）模型應用

1.教學基本情況

課程概況：面向對象程序設計是計算機科學與技術專業(yè)核心課程，通過課程學習學生具備面向對象基本思想和程序設計知識，能較熟練地使用集成開發(fā)工具進行程序的編碼、編譯和調試，開發(fā)具有一定實用價值的應用程序。課程安排64課時，每周4課時。

學習者分析：授課對象為大學二年計算機專業(yè)學生，前期學習過C語言程序設計和數(shù)據(jù)結構課程，初步具備程序設計能力，能熟練使用教學平臺和QQ等工具展開學習。

學習環(huán)境與條件：該專業(yè)每名學生都有筆記本電腦，疫情期間在家學習都具有上網條件。

2.學習活動單元設計舉例

“類的繼承”教學單元主要內容包括繼承的概念、語法、隱藏與覆蓋以及構造方法等內容，教學安排4課時。通過前兩課時學習，學生能夠理解繼承的意義和功能，識記繼承關系的表示和語法，能夠設計具有一層繼承關系的類。教學設計時將前兩課時在線直播教學劃分為“自主學習類的繼承”“設計公司職員類和管理者類”、“對前置學習中類的設計進行評價”和“總結”四個學習活動單元。

“自主學習類的繼承”學習活動單元，課前通過泛雅教學平臺安排學習任務，觀看短視頻和閱讀電子教材，實現(xiàn)理解繼承的意義和功能，識記語法，運用類的繼承設計子類與父類的學習活動目的。在課中展開前置學習檢測、問題解答和知識梳理三個學習行為。通過該學習活動單元為后續(xù)“設計公司職員類和管理者類”奠定基礎知識。下面以“設計公司職員類和管理者類”為例說明學習活動單元設計。

學習活動目的：設計具有一層繼承關系的類；驗證子類是否繼承了父類屬性和行為。

學習活動預期成果：實現(xiàn)Employee和Manager類的編寫，并且通過測試程序驗證類的繼承的作用。

學習行為列編：首先教師闡述問題情境，小組討論類的設計。然后利用學習通隨機選擇學生闡述類的設計，教師進行點評，形成類的設計方案。接下來學生獨立編寫代碼，教師隨機選擇學生共享屏幕，在學生編寫代碼過程中給予指導。最后學生獨立編寫代碼對“子類是否繼承父類屬性和行為”進行驗證，教師再隨機選擇學生共享屏幕，在學生編寫代碼過程中教師給予評價?！霸O計公司職員類和管理者類”學習行為結構如圖5所示。

學習行為結果檢查：利用學習通隨機選擇學生抽查；利用泛雅教學平臺“問卷”功能調查完成情況。

學習活動評價：前置學習檢測、隨時隨機選擇學生檢查學習行為。

學習活動支持工具：騰訊會議（在線直播工具）、學習通（學習行為檢查和監(jiān)督）、泛雅教學平臺（學習信息和資源發(fā)布）。