微课程的交互性设计模式研究
——基于开放教育中微课程的应用
王斯莹
（长春广播电视大学，吉林 长春 130051）
摘要： 在开放教育实践中，教师和学生在时间和空间上是分离的，阻碍了互动和交流，导致了互动(如讨论)的不及时性，教学互动不足。微课程由于交互性特点，受到了研究者的关注，作为一种新型教育资源，微课程将教学内容和教学方式融为一体，有效地促进了教学交互。但是，对开放教育领域的微课程相关研究较少，且学习者只是观看视频而不是参与学习，问题设计也仅停留在抛出思考问题，缺乏生动性。因此，本文依据教学交互层次塔，通过前端分析、课程内容的交互设计、数字化资源的交互设计、实践应用、评价与反馈五个步骤展开对微课程交互性设计模式的研究，进而在实践应用中及时反馈与完善，促进教学交互，引发学习的真正发生，满足学习者需求。
关键词： 微课程；交互；开放教育
当前，多所省级电大不断进行微课程的开发，在开放教育教学方面开展实践应用。例如，福建电大于2012年开展的“颗粒化改造”等多种教学探索，开发微课程约3000分钟，近400学时。2013年，常州电大举办了导学“微课程”评选活动。引导学生通过“微课程”进行自主学习。继而，国家开放大学积极推广“微”理念，并于2013年提出工作重点，在课程资源建设方面，需要开发3000种微课程。
图1 教学交互层次塔
本研究基于教学交互层次塔（如图1所示），同时借鉴可汗学院、TED-Ed等微课程中满足开放教育特点的成功经验，为更好地满足成人学习者的学习特点和需求，设计并开发能有效促进教学交互的微课程设计模式，通过实践中的探索、运行和反馈，不断完善设计模式。
一、理论基础
（一）建构主义学习理论
“学习是一个主动探索和获取新知识的建构过程，好的课程结构会使知识更容易被理解和记忆”，是建构主义学习理论（Constructivism Learning Theory）对学习的定义。建构主义者重视学习的主动性、社会性和情境性。因此，根据建构主义学习理论，当组织微课程的结构时，学习的主题应突出，学习目标应简单集中，知识点应该是有针对性的，知识结构应尽可能简化前后之间的相关性和发展水平，同时尝试呈现知识碎片化的特点和移动学习方式，从而提高学习效率。
观察组膀胱冲洗前后的收缩压、舒张压、心率的变化以及护理满意度均优于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。
（二）认知负荷理论
例如，在线学习社区的建立和维护包括社区意识的建立、文化氛围的营造、凝聚力的培养和维护以及动机和冲突解决的过程。
二、开放教育微课程交互性设计原则
（一）以满足学习者的学习需求为导向
开放教育微课程的开发设计应该坚持以学习者的学习特征为导向，多数学习者为半工半读的成人，因此，在微课程的设计过程中，教师必须首先分析学习的特点、学习情况、学习需求这三个课程设计的基本元素，做好课程目标设计、课程内容和学习活动的组织和实施、教学策略的选择。教师应该是教学内容的提出者、学习者的助手、课程设计者，只有解决成人学习的困境，满足成人个性化学习需求，才能做好课程开发和建设，使数字化学习资源的开发建设更加实用和合理。
（二）以学习资源交互设计为依据
微课程作为一种在线学习资源，不仅呈现教学内容，而且在一定程度上能体现教育理念、教学策略、教学模式等的内在价值，这种价值体现主要通过微课程的交互设计来完成。其中，学习活动的设计、组织和实施是课程设计的一个重要组成部分，需要根据教学内容和学习目标，结合不同的互动对象，详细分析三种不同的互动功能，包括学习者与学习内容的互动，学习者和教师的互动，学习者之间的交互，综合考虑和设计不同类型的交互，使学习发生。
（三）以微课程的“微”为设计特点
根据视觉驻留的规律和认知学习的特点，学习时间过长会导致认知负荷过高。学习时长过长的微课程，并未能突出即时性、高效性、便捷性和灵活性；教学内容多，教学粒度不细，教学指向性不明确，针对性不强，实用性不高。这些都不利于学习者根据个性化学习需求灵活选择学习内容，最终会削弱微课程的“微”特征。
根据大数据统计得出学生对微课程的偏好如下：视频时长＜6分钟，教师与学生有眼神交流，语言随意亲切，具有个人风格；参考可汗风格，画面以“PPT+头像”为主，面对面录像，语速快且富有激情。
三、微课程交互性设计模式
（一）步骤一：前端分析
胃癌 突然出现原因不明的消化不良症状，如食欲迅速下降、恶心、食后腹部饱胀感及烧灼不适感，大便呈黑色，体重明显降低。或过去没有胃痛（“心窝痛”）的人，突然出现反复的胃痛；以前虽有胃痛，但近来疼痛的强度、性质、发作的时间突然改变，且原来治疗有效的药物变得无效或欠佳，需警惕并及时就医。
微课程主题的选取要考虑以下两个方面：首先，什么类型的教学内容适合用微视频的形式进行教学，即在5～8分钟内将至少一个知识点讲解清楚；其次，重点考虑教学内容的难易性、教学对象的针对性、主题选取的广泛性。例如：医学专业的知识在短时间内很难得到解答，因此并不适合用微课程的形式开展教学；教育学专业的“教学技能”类，由于学习主体为师范生或在职教师，具有较强的网络自主学习能力，可以通过反复观看微课程，在实践中掌握重点。此外，教师在根据课程内容选择主题时，应注意内容的普遍性，即适合非正式学习的需要，尽量避免选择较偏的、难以推广的、难以平衡微课程的制作成本与效益的内容。
据国家旅游部门统计，2016年我国出境游人数达到1.22亿人次，旅游消费1098亿美元，出境游客人次连续13年以两位数的速度增长，这两项指标连续四年位居全球第一，对全球旅游收入的贡献年均超过13%。与之相伴，中国留学大军也遍布五大洲，2015年总人数首次突破50万，2016达到54.45万人。中国也因此摘得世界第一大留学生输出国的桂冠。
2.学习需求分析
对教学任务的分析包括对教学目标和教学策略的分析。微课程的视频应附带相应的课程说明，包括相应的知识背景与微课程要解决的具体问题，能够让学习者在学习前清楚地知道学习目标。教学策略则体现在微课程的内容设计上，包括集中、清晰的情境导入，线上线下学习资源的提供，知识点集中且清晰的小结，课上课下不同层次的练习，并注意紧密结合开放教育面授课，最终使学习者在实践中进行理解并掌握。
开放教育的学习者主要是成年人，其中多数是在职人员，面对工作和家庭，工学矛盾比较突出，难以保证学习时间，通常学习的功利性较强，例如考取资格证、评职称等。因此，本研究根据国家开放大学学习者学习需求调查编制了学习者需求调查问卷和学习者访谈提纲，并对调查结果利用SPSS22.0进行数据统计分析，以针对性地解决学习者的工学矛盾，掌握学习者的个性化的学习需求，实现学习者与学习资源的交互。
（2）教学任务分析
（1）学习者特征分析
值得关注的是，根据心理学家耶克斯和多德森的研究，各种活动都存在一个最佳的唤醒水平（如图2所示）。在完成较容易的任务时，唤醒水平的升高会提高工作效率；在完成难度较大的任务时，保持较低唤醒水平的工作效率是最优的；在完成中等难度的任务时，则应保持中等的唤醒水平。因此，教师在设计教学任务时，要结合学习者的个性化需求和学习基础，也应对不同的学习者设置不同难度的学习任务。
图2 耶克斯—多德森定律
（二）步骤二：内容的交互设计
学习资源的交互性体现在学习者与学习资源的具体交互过程中，学习资源的互动分析可以从教学互动的过程入手，即学习者与学习资源的互动。学习者之间的交互和学习内容反映在课程设计能否提供灵活的课程体系和完善的学习支持服务，如教学活动、教学测试、学习路径和学习反思，等等。在学习内容方面，学习者与学习资源的交互行为如表1。
表1 交互中的学习者行为与资源支持行为（学习内容）
1.微课程教学交互设计
在汽车发动机电控系统维修、汽车自动变速器维修、汽车电气系统维修等课程过程考核中，引入汽车检测与维修技能大赛的规则评分标准，不仅考核学生的理论知识掌握情况，同时从学生的岗位操作技能、故障分析能力等方面对学生进行综合评价。例如：汽车发动机电控系统维修课程过程考核中设有进气系统电气元件检测、发动机电控系统数据分析、发动机不能起动故障诊断等内容，通过考试模式的改革和考核标准的变更力求实现与岗位技能要求的零对接。
在开放教育中，由于教与学时空分离，相互作用弱化，需要人为地利用教学设计与学习支持服务重新建立教与学的相互作用关系，进而促进学习者的发展，这个过程就是教与学的再度整合（KEEGAN，1993）。微课程应有完整的教学设计，包括教学导入、问题提出、重难点讲解、练习巩固、教学评价。与传统课程教学设计不同的是，微课程在教育目的和兴趣的基础上，主要运用任务驱动、问题导向和反馈互动，将“分布式知识”“即时知识”“相关知识”和“松散知识”作为重要的教学设计内容。微课程教学的引入应快速新颖，切入主题，激发学习者的学习兴趣；问题导入要围绕一个线索，把问题最小化，避免制造新的问题；教学内容要集中、清晰、逻辑严密；总结要科学、快捷进行归纳；评价要提纲挈领、言简意赅。
1.选取主题分析
2.在线学习活动设计
生生互动是指学习者个体之间或群体与学习者所参与的群体之间的互动。课程设计必须为学习者之间的互动和协作提供机会，以确保高质量的在线学习体验（Hayden，2009）。学习者与学习者之间的互动可以表现为同步视频会议、聊天或异步BBS、社区讨论和电子邮件消息。
促进经济的可持续发展已成为世界各国的发展共识，而发展农业循环经济则是实现可持续发展的重要手段。农业作为国民经济的基础，是人们赖以生存和发展的前提。而发展农业循环经济对其他产业和实现社会的可持续发展具有重要影响。
基于需求的酒店管理系统的实现，必须结合实际进行相应方案分析设计工作，这个过程中先根据酒店自身规模、特色、市场定位等对其系统需求做全方位划分，可采用例视图法对酒店做初步需求展示分析，发掘酒店自身需求特性，按照关系分解法、合成法、整合酒店管理系统需求以此使整个方案完善特性得到有效体现。
表2 交互中的学习者行为与资源支持行为（学习活动）
（1）自主学习活动的设计
自主学习活动主要是学习者与学习材料之间的互动。在学习活动中分配的任务不应该太难。如果任务太难，学习者很容易感到无助。因此，有必要选择相对容易的内容，通过明确的学习活动指导，帮助学习者参与学习过程（表3）。学习者与学习资源的互动包括阅读相关材料、使用学习指南、观看教学视频、与多媒体互动、参与模拟活动（注意教学的存在感）、使用认知软件（如学习APP）、查找信息、完成作业或完成项目。
要想获得公正、客观而又科学合理的绩效目标管理考核结果，必须保证所参与考核的主体与客体能够尽职尽责履行义务，公平公正的参与但绩效考评之中来。但不容忽视的一个问题是，目前我国有相当一部分高职院校在绩效目标管理考核工作中，其考核主体不公正，客体不均匀的问题较为明显的存在。
表3 不同维度下资源的交互性表现和学习者行为表现
表4 师生交互活动分类
（2）师生交互活动的设计
师生互动是指教师与学习者之间的对话。师生交互活动的目的是“刺激或者维持学习者对所学内容的学习兴趣，激励学习者学习，维持和增强学习者自我导向和自我激励的兴趣”（Moore，1989）。开放教育中的师生交互活动分类如表4。
认知负荷理论（Cognitive Load Theory）认为，认知负荷是由于完成学习活动和学习任务时消耗认知资源造成的。因此，教师在进行微课程设计时，应尽量保持学习者的注意力能够在短时间内持续，才能够让注意力的认知资源消耗减少，降低认知负荷。在开放教育教学中，认知负荷理论可以缓解学习者的高负荷、高压力、高疲劳，更符合学习者的认知学习特点和在线学习规律。合理利用碎片化时间可以使学习者灵活选择学习的时间和地点，有效解决工学矛盾。
在线讨论的第一要求是有话说，其次是在线讨论的组织结构，大规则有自由讨论、小组讨论、辩论、角色扮演，小规则有帖子个数、字数、不攻击的评论，最后是制定评价标准。例如，国家开放大学媒体辅助英语教学专题讨论的开展就是相当成功的师生交互活动。
本文研究冗余机械臂液压驱动系统能量消耗优化方法,给出机械臂液压驱动简图模型,推导末端执行器运动方程式.根据机械臂末端执行器运动路径建立动力学模型,并且对运动参数进行离散化,构造多目标函数,添加约束条件.简化机械臂液压驱动动力学,引用动态规划算法优化液压驱动控制系统,在Matlab软件中对动态规划算法优化后的液压驱动系统进行能量仿真,并且与无动态规划的能量消耗仿真结果形成对比.结果表明:冗余机械臂液压系统采用动态规划算法优化后,能量消耗较小,机械臂运动相对稳定,有利于节约资源.
（3）生生交互活动的设计
“学习是使用已有的概念和实践来生成新的思想和行动的过程，该过程引起了与教师和环境中的信息的交流，从而调整先前的概念和实践。”劳里劳德（Laurillard，2012）认为学习活动本质上是一种教学互动，学习活动的分类和设计应遵循一定的理论基础。在教学交互层次结构中，信息交互连接着操作交互和概念交互。信息交互包括学习者与学习资源的交互、学习者与教师的交互、学习者与学习者的交互。信息交互主要取决于学习活动的设计。开放学习中课程设计与开发中的重要内容——学习活动设计（表2）是促进深层次学习发生的关键。
在开放教育中，学习者可以自主选择感兴趣的主题、熟悉的工具与环境开展交互活动，并且可以进行跨越班级、课程、年级甚至是学校的开放式的非正式交流。通过调查，学习者较为欢迎的互评基本模式为：学习范例，练习评分—接受，至少3位学习者的评分—提供申诉渠道（如图3所示）。
图3 Moodle平台的互评功能
开放学习是一个复杂的过程，在实际教学情境中，学习活动的设计很少是单一的、独立的学习活动，如单纯的教师与学生的互动和学生与学生的互动，而往往表现为一个综合性的学习活动，在每个活动中强调的重点不同。因此，笔者在实践教学中对在线学习活动的设计步骤如下：
(4)拍摄不同压力条件下油滴图片，分析计算表面张力，得到一组表面张力值。对于无法直接观察到混相现象的样品，通过数据回归得到MMP。
1）回顾学习目标，选择其中一个或两个作为本次活动的目标；
2）选择1～2种最能达到目标的活动类型（查资料及分析资料、讨论与分享型、自我测评、小组任务）；
3）为活动选择技术工具。
李辉：“要求经济独立的男性根本就是自私的，女人天生就是弱势群体。能够有实力养着自己的妻子，把自己的财务全权交给她打理，这是信任，更是爱！”
3.学习支持服务设计
在实现有效学习过程中，全面且完善的学习支持服务是不可或缺的。微课程与微型教学视频的主要区别在于其能够为学习者提供有针对性的学习支持服务。在教学过程中，学习支持服务可分为课前、课内和课后。课前学习支持服务包括课程描述、教学内容、知识背景准备、学习目标设定、学习路径设置等。课堂学习支持服务包括对重点概念的总结，对难点问题的深入分析，对学习过程的有效指导。课后学习支持服务包括课后总结、生成性评价、教学反馈与反思、专家点评等。
可汗学院（Khan Academy）采用的知识地图（Knowledge Map）（如图4所示）可以直观地显示主题知识和学习路径。将地图放大，可以在对应的知识点下看到更具体的知识点，可以为学习者提供良好的路径指导，避免知识碎片化和孤立。
图4 可汗学院知识地图
笔者试图将知识地图（Knowledge Map）应用于微课程设计中，技术方面仍处于探索和开发过程中。目前，在开放教育选修课的微课程设计中已经成功引入思维导图（MindMaster 6.2），在每节微课程的开端，通过思维导图（如图5）将课程结构和重难点、案例等展示给学习者，使学习者清晰地认识到自己的认知结构所处位置。
该区为京津冀城市群的核心区，西部、北部为山区，中部、南部为华北平原，东部为沿海，地貌多样、腹地广阔；区内有密云、官厅、于桥、西大洋、王块、安格庄、龙门等大型水库，是重要水源区；有白洋淀、南大港、北大港、七里海等湿地，景观丰富多样。该区域水资源短缺，河流断流、功能退化，西部山区水土流失严重。该区域生态建设山区以水土流失治理和水源涵养为主体，平原以地下水修复和人居环境维护为核心、沿海以湿地保护与修复、河口生态维护为重点。
(4)运用仪表控制，在各车间及生活区总闸处安设总电度表及分电度表，通过数据找出合理耗电量，制定严格耗电考核措施。
图5 开放教育选修课“管理心理学”思维导图
（三）步骤三：数字化学习资源的交互设计
1.课件制作
根据George Armitage Miller的7+2规则，一个人在一个维度上的判断广度大约是5～9，也就是说，在短期记忆中只能记忆7个左右的模块，所以一张幻灯片只需要表达关键词和想法。视觉符号的真实性与学习之间的关系并不简单，太真实的材料和太不真实的材料会分散学生的学习注意力，从而影响学生的学习效果。
表5 PowerPoint外观设计建议
2.微视频制作
微视频录制首先要考虑的是视频的呈现方式，目前，微视频录制主要采用“摄像模式”“智能手机录制模式”“屏幕录制软件录制”“可汗学院录制模式”等几种方式。录音前，教师编写微课程脚本，构思整体效果，准备所需材料。在录像过程中，技术人员应根据教学逻辑和认知心理来设计构图和排列镜头，以保证录像画面清晰、图像稳定、声音清晰、画面不滞后等。
在视频录制过程中，教师可以适当使用画笔等工具进行辅助标记重、难点，避免照本宣科，启发学生主动思考。例如，开放教育行政管理专科选修课“管理心理学”的微课程制作时设计了三维动画人物形象，与学生进行实时互动。
数据分析表明，在教室和演播室里用昂贵的设备录制视频，不如低成本的录制方法有吸引力，比如教师坐在办公室里，进行单独的辅导讲座。这很容易产生一种亲近感，与坐在电脑前的学习者的学习环境相适应，其关键之处就是让学生有最扁平化的学习理念——一对一的教学临场感。再如，教师在语言上多用“你”而不是“你们”，用“咱们”而不是“大家”。
教学评价是检验教学效果的一种方式，以评促教是教学评价的目标。翻转课堂是一种新的教学模式，教师在教学过程中可能存在着各种问题，可以通过每堂课的小评价和学期末的总体评价，通过一些测试了解学生对知识点的掌握情况，根据一些问卷调查中学生提出的建议改变教学设计，促进翻转课堂教学的顺利开展。对学生学习效果评价要注重学生学习的过程性评价[8]，改变以前以笔试结果为主的评价，将每堂课学生课前学习、参与讨论、课后实践的表现加入学习评价中，充分调动学生的学习积极性，活跃课堂气氛，使翻转课堂能够切实开展，避免学生不积极参与翻转课堂学习的情况。
3.习题与思考设计
利用Articulate Storyline软件可以设计交互式的题型，该软件还可以为学生进行信息导航设计练习，学生可以正确回答问题，避免不及时反馈。软件主要包括三个部分:微练习列表、单选内容和学习支持。所设计的练习可以以Flash格式发布，并嵌入到微课程设计和学习平台中，并且能够提供自动反馈功能。
（四）步骤四：实践应用
将初步设计的微课程交互性模式应用于开放教育实践中，并对学生学习路径和教师应用微课程的教学过程进行全程记录。
例如，笔者运用阶段性成果制作开放教育教学系列微课程“管理心理学”“计算机应用基础”“文学概论”，预计共制作计30节，并应用于课程教学实践，主要在国家开放大学学习网平台上应用，在这一过程中提供教学支持服务，如学习辅助。通过跟踪调查，从学生评价、师生互动、学生与媒体互动、使用方便、资源开发与再生6个维度进行反馈，形成实时反馈，不断改进并完善微课程交互性设计模式。
（五）步骤五：评价与反馈
笔者学习并参考了多位教育技术专家对微课程评价指标体系的评价内容、指标权重等内容，借鉴了传统课程和网络课程评价方法，并应用了教学设计理论和CAI软件设计理论，对评价指标体系从8个维度进行考查。其中一级指标的评价分为A（优）、B（良）、C（中）、D（差）4个等级，以一级指标“教学设计”为例，权重40%即占40分（满分为100分），项目成绩总和是微课程的量化成绩，在一定程度上反映了微课程的质量。评价等级分值区间计算方法如表6。
表6 等级分值区间计算方法
基于以上研究，我们提出了微课程交互性设计模式，如图6所示。
图6 微课程交互性设计模式
四、研究结果与讨论
微课程作为一种新兴的教学资源，在开放教育中的应用已初见成效。交互性微课程设计可以研究如何通过实证干预，更好地开发和实施开放教育教学，并结合具体应用情况（如结合不同学科、个性化学习者等），有效地使学习者实现自我管理。对微课程的交互性设计除了制作微视频，还要充分考虑与现实课堂的整合，进行完整的教学设计，提供相应的学习支持服务，动态生成学习资源，真正实现教学交互，提高学习者持续性的学习动机。
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Research on the Interactive Design Pattern of Micro-course——Based on the Application of Micro-course in Open Education
WANGSiying
（Changchun Radio and TV University，Changchun Jilin 130051,China）
Abstract: In the practice of open education,teachers and students are separated in time and space,which hinders interaction and communication,leads to non-real-time interaction(such as discussion)and leads to insufficient teaching interaction.Microcourse,due to its interactive characteristics,has attracted the attention of researchers.As a new type of educational resource,microcourse integrates teaching content and teaching methods,effectively promoting teaching interaction.However,there are few studies on micro-courses in the field of open education.Moreover,learners only watch video instead of participating in learning,and the problem design only stays at the initial stage,and the thinking problem lacks vitality.Therefore,in this paper,based on the teaching interactivelevel tower,through the analysisof thefront end,curriculum content of interaction design,interaction design of digital resources,practical application，evaluation and feedback,five steps on the study of micro-course interaction design patterns,and timely feedback and improvement in practical application,to promote the teaching interaction,learning the real place,meet the demand of learners.
Key words: micro-course;interaction;open education
doi: 10.16083/j.cnki.1671-1580.2019.07.022
中图分类号: G434
文献标识码 ：A
文章编号： 1671—1580（2019）07—0090—07
收稿日期： 2019—04—03
作者简介： 王斯莹（1989—），女，吉林长春人，长春广播电视大学，讲师，硕士。研究方向：课程与教学设计。
［责任编辑： 韩 璐］
标签：微课程论文; 交互论文; 开放教育论文; 长春广播电视大学论文;