網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的教學(xué)設(shè)計與學(xué)習(xí)狀態(tài)監(jiān)測

姜高揚　趙元棣　王飛

［摘 要］科學(xué)有效的網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)設(shè)計與學(xué)習(xí)狀態(tài)監(jiān)測對提高在線教學(xué)質(zhì)量具有重要的意義。根據(jù)在新冠疫情期間的在線教學(xué)實踐，課程組開發(fā)了面向教學(xué)全過程的多媒體教學(xué)資源，設(shè)計了科學(xué)靈活的視頻時長方案，構(gòu)建了基于調(diào)查問卷的閉環(huán)教學(xué)模式，挖掘了線上平臺數(shù)據(jù)所隱藏的學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)信息。教學(xué)設(shè)計與學(xué)習(xí)狀態(tài)分析保障了新冠疫情期間線上教學(xué)工作的順利開展，積累了網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)經(jīng)驗，為后期開展線上線下混合式教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。

［關(guān)鍵詞］網(wǎng)絡(luò)課堂；在線教學(xué)；教學(xué)設(shè)計；狀態(tài)分析

［中圖分類號］ G642 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）07-0072-04

黨的十九大召開以來，我國發(fā)布了《教育信息化2.0行動計劃》《網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間建設(shè)與應(yīng)用指南》和《中國教育現(xiàn)代化2035》等一系列文件，為推動教育信息化轉(zhuǎn)型升級、構(gòu)建全民學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行了頂層設(shè)計[1-3]。2020年，新冠疫情的到來使得網(wǎng)絡(luò)課堂的應(yīng)用在國內(nèi)各院校得到迅速的普及和發(fā)展，線上線下混合式教學(xué)成為未來教學(xué)發(fā)展的新趨勢。在這種情況下，如何科學(xué)合理地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的教學(xué)設(shè)計，及時有效地進(jìn)行學(xué)習(xí)狀態(tài)監(jiān)測，成為擺在教育工作者面前的重要問題。

自2008年MOOC概念提出以來，國外已先后建成了Coursera 、Udacity和edX 三大著名的MOOC 平臺，為全球師生提供了來自哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院等著名學(xué)府的教育資源[4]。從整體上看，以慕課為代表的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間具有完整的教學(xué)體系，并且注重教學(xué)內(nèi)容的模塊化和碎片化設(shè)計[5]。在教學(xué)設(shè)計方面，Betul Czerkawski[6]研究了能夠促進(jìn)學(xué)生參與在線學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計框架，該框架特別強調(diào)在線教學(xué)的互動、協(xié)作、便捷和反饋，為教師進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供了原則性指導(dǎo)。而Jo Davies[7]在研究中發(fā)現(xiàn)，對于學(xué)生來說，積極的在線互動并不能使學(xué)生的學(xué)習(xí)成績進(jìn)一步提高，由此啟發(fā)教師在網(wǎng)絡(luò)課堂中應(yīng)當(dāng)適量而不過度地設(shè)計互動環(huán)節(jié)。在學(xué)習(xí)狀態(tài)監(jiān)測方面，國外的研究比較關(guān)注學(xué)生的評價與滿意度，其中Karl L. Smart[8]從學(xué)生感知的角度對在線學(xué)習(xí)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對選修課在線學(xué)習(xí)的評價明顯好于必修課。Ahmed Al-Azawei[9]采用技術(shù)接受模型（Technology Acceptance Model，TAM）研究了學(xué)習(xí)風(fēng)格對混合學(xué)習(xí)模式下學(xué)習(xí)滿意度的影響，結(jié)果表明學(xué)習(xí)風(fēng)格對于學(xué)習(xí)滿意度有輕微的影響。此外，還有在線學(xué)習(xí)投入度與情緒狀態(tài)的研究[10-11]。

在國內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)始于2003年教育部啟動的國家精品課程建設(shè)項目[12]，后來在國際化背景下，慕課迅速興起，并形成了以中國大學(xué)慕課、超星、智慧樹等為代表的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間[13]。這些網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間具有比較靈活的授課方式，既可以線上授課，也可以線上線下混合授課，在許多教學(xué)實踐與研究中發(fā)揮了積極的作用。在教學(xué)設(shè)計方面，劉博、于洪深等人[14-15]分別開展了基于MOOC、微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計。張沖等人[16]從工程教育目標(biāo)實現(xiàn)的角度研究了混合式教學(xué)設(shè)計。段曉慶、楊西惠等人[17-18]進(jìn)一步研究了混合式教學(xué)設(shè)計在課堂教學(xué)中的應(yīng)用。在學(xué)習(xí)狀態(tài)監(jiān)測方面，Jiangbo Shu等人[19]研究了學(xué)生的線上線下學(xué)習(xí)行為特征。陸芳等人[20]對大學(xué)生在線學(xué)習(xí)狀態(tài)的研究成果、研究方法進(jìn)行了綜述，提出應(yīng)利用視頻監(jiān)控、圖像處理、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)手段，結(jié)合課內(nèi)課外數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的個性化學(xué)習(xí)指導(dǎo)。此后，利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行的狀態(tài)特征分析[21]、利用調(diào)查問卷進(jìn)行的學(xué)習(xí)狀態(tài)研究[22-23]、利用視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行的在線學(xué)習(xí)困倦研究[24]等紛紛涌現(xiàn)出來。特別是在新冠疫情期間，高校的在線教學(xué)活動受到了研究人員的廣泛關(guān)注[25-26]。

從國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀可以看出，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的建設(shè)和研究已經(jīng)成為當(dāng)今及未來高校教學(xué)的發(fā)展趨勢。雖然網(wǎng)絡(luò)教學(xué)設(shè)計與教學(xué)實踐方面已經(jīng)有了很大提升，但是在線教學(xué)資源開發(fā)利用效率過低、教育主體對在線學(xué)習(xí)存在惰性等問題依然制約著在線教育的進(jìn)一步發(fā)展[27]。在此情況下，重構(gòu)學(xué)習(xí)環(huán)境、優(yōu)化資源供給、分析學(xué)習(xí)狀態(tài)數(shù)據(jù)等措施將成為提升網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)質(zhì)量的有效手段。因此，本文針對網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的教學(xué)問題，結(jié)合新冠疫情期間開展的線上教學(xué)活動，從教學(xué)設(shè)計與學(xué)習(xí)狀態(tài)監(jiān)測兩方面研究線上平臺的“教”與“學(xué)”，為同類課程的線上教學(xué)提供借鑒和參考。

一、研究對象與存在問題

本文的研究對象是為大三學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)選修課——航空公司運行規(guī)劃與管理。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)了解航空公司運行管理的核心業(yè)務(wù)問題，掌握將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型的方法，具備應(yīng)用計算機(jī)編程求解數(shù)學(xué)模型的能力，為交通管理專業(yè)學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)和工作中解決實際問題奠定基礎(chǔ)。該課程注重培養(yǎng)學(xué)生的計算機(jī)編程能力、接受不確定性的能力以及學(xué)術(shù)寫作能力。

在教學(xué)之初，課程組面臨著許多問題，例如：如何準(zhǔn)備教學(xué)資源，以滿足學(xué)生線上學(xué)習(xí)的需要；如何合理設(shè)置教學(xué)視頻的長度，以滿足線上教學(xué)的需要；如何及時獲取學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋，以便調(diào)整教學(xué)方式；如何充分利用線上平臺的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，等等。針對這些問題，課程組進(jìn)行了一系列的研究與探索，開發(fā)了面向教學(xué)全過程的多媒體教學(xué)資源，設(shè)計了科學(xué)靈活的視頻時長方案，建立了以調(diào)查問卷為主的閉環(huán)教學(xué)模式，挖掘了線上平臺學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)所隱藏的學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)信息。這些研究與探索有力地保障了新冠疫情期間線上教學(xué)的順利開展，同時為后期線上線下混合教學(xué)的開展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

二、課程教學(xué)研究與探索

（一）面向教學(xué)全過程，重構(gòu)學(xué)習(xí)資源

對于線上教學(xué)而言，學(xué)習(xí)資源很關(guān)鍵。相關(guān)研究表明，教師提供教學(xué)信息情況會對線上學(xué)習(xí)滿意度產(chǎn)生顯著的正向影響[28]。為此，課程組圍繞學(xué)生課前、課中、課后學(xué)習(xí)的需要，綜合考慮學(xué)生在不同設(shè)備、不同網(wǎng)速下的學(xué)習(xí)體驗，精心準(zhǔn)備了形式多樣的教學(xué)資源，例如教學(xué)視頻、教學(xué)音頻、PPT、圖片等，其中教學(xué)音頻是專門為網(wǎng)速不好的學(xué)生而準(zhǔn)備的，這些學(xué)生可以邊聽音頻邊看PPT，學(xué)習(xí)內(nèi)容與教學(xué)視頻是完全一致的。另外，這些教學(xué)資源并非一次性全部發(fā)布給學(xué)生學(xué)習(xí)，而是根據(jù)教學(xué)計劃有條不紊地發(fā)放給學(xué)生。具體如圖1所示，在課前教師通過文本、語音、短視頻等方式進(jìn)行課前講解，用來回顧上節(jié)課的內(nèi)容，回答學(xué)生的問題，引出本節(jié)課的重點內(nèi)容；在課堂中教師通過教學(xué)視頻來教授章節(jié)知識點，并通過視頻直播的方式進(jìn)行互動和答疑；在課后教師通過作業(yè)練習(xí)來鞏固所學(xué)的知識，并通過調(diào)查問卷了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，收集學(xué)習(xí)中遇到的問題，根據(jù)學(xué)生的問卷反饋，及時制作語音、短視頻等學(xué)習(xí)資源，用于下一次課前講解，或者在課堂中用于直播答疑。總之，通過面向教學(xué)全過程重構(gòu)學(xué)習(xí)資源，可以實現(xiàn)精細(xì)化的教學(xué)管理，克服因?qū)W習(xí)時空分離所帶來的無序與低效的問題。

（二）根據(jù)難易程度，優(yōu)化資源供給

與傳統(tǒng)的課堂學(xué)習(xí)不同，在線學(xué)習(xí)需要長時間面對電腦或者手機(jī)，而長時間使用電子產(chǎn)品很容易使人產(chǎn)生視覺疲勞，因此網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的視頻不宜太長。有關(guān)研究表明，較短的視頻比較長的視頻能產(chǎn)生更好的學(xué)習(xí)效果[29]。那么最佳的視頻時長應(yīng)該是多少呢？國外學(xué)者對564710個視頻的播放數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計分析，在研究期間這些視頻累計播放次數(shù)超過了13億次，研究結(jié)果如圖2所示[30]?？梢钥闯?，隨著視頻時長的增加，視頻觀看者的平均參與度逐漸減少，然而在曲線中間部分，觀看者的平均參與度呈現(xiàn)出基本平穩(wěn)的狀態(tài)，并且都位于50%以上。因此，研究人員最后指出，最佳的視頻時長應(yīng)該控制在12分鐘以內(nèi)。

以國外的研究結(jié)果為依據(jù)，課程組嘗試將每個知識點的視頻講解時長盡量控制在12分鐘。然而12分鐘的時長并不能滿足所有內(nèi)容講解的需要，因此課程組在該結(jié)論的基礎(chǔ)上，結(jié)合各個知識點的難易程度，靈活設(shè)置視頻時長。具體而言，首先將知識點劃分為易、中、難3個等級，并分別賦予不同的權(quán)重。記第i個知識點在第j個難度等級的權(quán)重為Wij，設(shè)計視頻時長為Tdij，理論視頻時長Toij =12，則：

[Tdij=Wij×Toij]

其中：i=1，…， n，j=1，2，3.

[Wij=1， j=12， j=2，3， j=3]

以上方法將視頻時長劃分為3個標(biāo)準(zhǔn)，分別為12分鐘、24分鐘和36分鐘，為視頻錄制提供了參考依據(jù)。課程組按照該方法對不同章節(jié)的視頻時長進(jìn)行了優(yōu)化，如圖3所示?？梢钥闯觯藗€別視頻，其他視頻時長均控制在3個設(shè)計的視頻時長以內(nèi)。該方法既遵循了運用大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析得出的規(guī)律，同時又兼顧了課程章節(jié)的難易程度，因此在教學(xué)實踐中得到了廣大師生的認(rèn)可。

（三）利用調(diào)查問卷，重視學(xué)習(xí)反饋

在線教學(xué)的問題之一是無法面對面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展與學(xué)習(xí)問題，如果忽略教學(xué)反饋環(huán)節(jié)，實行開放式教學(xué)，那么將無法達(dá)到線上教學(xué)與線下教學(xué)實質(zhì)等效的目的。為此，課程組在教學(xué)過程中適時發(fā)放在線調(diào)查問卷，詳細(xì)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展和學(xué)習(xí)問題，以便及時調(diào)整教學(xué)方式，最終提升課堂的教學(xué)效果。以航空公司運行規(guī)劃與管理課程中的三日航線生成問題為例，在觀看完教學(xué)視頻之后，課程組發(fā)放了調(diào)查問卷，統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，能夠解決該問題的學(xué)生比例僅為18.4%，如圖4（a）所示。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有約82%的學(xué)生希望老師通過釘釘直播的方式進(jìn)行講解答疑。于是課程組利用釘釘平臺開展了一次直播答疑，之后再次發(fā)放調(diào)查問卷，發(fā)現(xiàn)此時能夠解決該問題的學(xué)生比例已經(jīng)上升到了53.5%，如圖4（b）所示?？梢?，利用調(diào)查問卷形成閉環(huán)的教學(xué)模式，對于提高教學(xué)質(zhì)量具有重要的作用。

（四）挖掘在線數(shù)據(jù)，關(guān)注過程監(jiān)測

學(xué)生在線學(xué)習(xí)情況均記錄在學(xué)習(xí)平臺中，包括各章節(jié)視頻的學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)時長、學(xué)習(xí)次數(shù)，等等。對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后得出的結(jié)果，可以客觀地反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。以視頻學(xué)習(xí)進(jìn)度數(shù)據(jù)為例，學(xué)生對每個章節(jié)視頻的學(xué)習(xí)進(jìn)度數(shù)據(jù)可以反映出該學(xué)生本節(jié)課學(xué)習(xí)任務(wù)的完成情況，若將學(xué)生各個章節(jié)視頻學(xué)習(xí)進(jìn)度數(shù)據(jù)放在一起，則可以反映出該生的學(xué)習(xí)態(tài)度?；谶@樣的思路，課程組隨機(jī)選取了20名學(xué)生，對其視頻學(xué)習(xí)進(jìn)度數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，如圖5所示，其中橫軸表示章節(jié)視頻編號，縱軸表示學(xué)生編號，圖中顏色的深淺反映了學(xué)生的視頻學(xué)習(xí)進(jìn)度?？梢钥闯觯幪?1的學(xué)生學(xué)習(xí)最為認(rèn)真，對于許多章節(jié)視頻的學(xué)習(xí)進(jìn)度達(dá)到甚至超過了100%，這表明該生對某些章節(jié)的視頻進(jìn)行了多次學(xué)習(xí)。編號5和編號14的學(xué)生只對部分章節(jié)的學(xué)習(xí)投入較多，在學(xué)習(xí)過程中具有明顯的選擇性。編號8、編號12、編號17、編號18的學(xué)生沒有充分利用在線教學(xué)資源。教師通過該方法可以輕松地利用學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)狀態(tài)監(jiān)測，為后續(xù)開展自動教學(xué)診斷和個性化教學(xué)指導(dǎo)提供依據(jù)。

三、總結(jié)

網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間為新冠疫情期間高校的正常教學(xué)秩序提供了良好的保障，同時也為以后的線上線下混合教學(xué)模式提供了良好的發(fā)展機(jī)遇。課程組結(jié)合線上教學(xué)實踐，面向網(wǎng)絡(luò)課堂的教學(xué)設(shè)計問題與學(xué)習(xí)狀態(tài)監(jiān)測問題，從學(xué)習(xí)資源、視頻時長、學(xué)習(xí)反饋和過程監(jiān)測個方面開展了教學(xué)研究與探索。具體而言，課題組結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)體驗開發(fā)了面向教學(xué)全過程的多媒體教學(xué)資源，根據(jù)難易程度設(shè)計了科學(xué)靈活的視頻時長方案，利用在線調(diào)查問卷構(gòu)建了閉環(huán)教學(xué)模式，通過線上平臺數(shù)據(jù)分析了學(xué)生的在線學(xué)習(xí)狀態(tài)。目前，線上教學(xué)的優(yōu)勢逐漸凸顯。如何充分利用傳統(tǒng)課堂與網(wǎng)絡(luò)課堂各自的優(yōu)勢開展線上線下混合教學(xué)將是未來教學(xué)改革研究的方向。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

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［責(zé)任編輯：鐘 嵐］