在线教学资源设计策略探究

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摘要：在线课程资源开发需要树立“以学习者为中心”理念，遵循大脑认知规律，提高认知效率，激发学习动机，帮助学习者胜任工作岗位需要。

关键词：在线教学资源；设计策略；诊断学基础

随着互联网普及、移动手机的广泛使用，知识传播途径发生了根本变化，学习者获取知识的途径更加多元化、网络化和便捷化。为了满足学习者利用各种学习终端随时随地在线学习、自主学习、个性化学习的需求，各类职业院校以各种教学平台为依托，积极开发在线课程，如今已经得到蓬勃发展。各院校在线课程取得了一定建设成效，极大地方便了学习者个性化学习，丰富了学习内容。尤其是2020年春季的新冠肺炎疫情，在线课程为“停课不停学”的教学活动发挥了关键作用。然而，部分在线课程资源缺乏设计，教师讲解成为在线教学的主要形式，传授形式较为单一，丰富性、多样性不足，缺乏吸引力；课程难点、重点等方面的深入讲解存在不足，难以促进学生进行深度学习；在线学习对于学习者的自主学习、主动学习的要求较高，这些资源难以维持学生学习动机，无法使学生积极投入，使得在线课程的持续学习意愿不强[1]。笔者认为要建设高质量的在线课程，需要从教学资源的设计和开发入手，树立“以学习者为中心”的理念，遵循学习者大脑认知规律，具体内容如下。

1教学资源设计策略

1.1“以学习者为中心”的设计理念

用“以学习者为中心”的理念建设在线课程，是解决当前教学问题的必要选择[2]。以学习者为中心，要求教学设计以学习者当前状态为基础，以学习者发展为中心，重视学习者岗位胜任能力和全面发展。在线课程的设计需要遵循认知心理学和脑科学规律，有效调动学生积极投入在线学习，提高教学效果，因此在线课程中的资源设计需要重视以下3个方面。1.1.1遵循大脑认知规律和特点，开发多媒体资源大脑认知加工过程中拥有两套信息加工通道，即加工言语信息的言语通道和加工图示信息的视觉通道，大脑中的不同部位分别完成言语加工和图示加工，而后产生不同的心理表征。根据上述原理，教学材料的重难点可以开发为富有视频、动画的多媒体资源，两套信息通道同时进行教学材料加工，可以提高认知效率[3]。除此之外，大脑的工作区容量有限理论、言语图示双重编码理论等，对在线资源的设计与制作有重要的指导意义。1.1.2遵循“用进废退”规律，以工作岗位需求选择教学内容脑科学认为：发生学习的过程，实质上意味着形成新的神经链接。反复练习可以使神经网络得以修剪和髓鞘化，提高其速度和效益，而对不需要和不经常的活动，已经建立的环路也会被弱化甚至消解，这就是大脑发展的“用进废退”原则。由此在线资源开发要选择胜任工作岗位所必需的专业知识和技能，将其开发为学习资源和任务训练，学习者可以通过学习资源构建神经网络，形成认知模型，通过任务训练使其修剪和髓鞘化，强化和发展神经网络。既可以让学习者尽快适应岗位工作，又可以减少“用进废退”现象的发生[4]。1.1.3重视认知模型的生成大脑认识外部世界，首先要构建外部世界的认知模型，用认知模型来进行分析和推理，对外部世界做出预测和决策，并以此与外部世界互动。在线课程需要帮助学习者在头脑中构建特定的专业认知模型[5]。认知模型建构包括3个环节：表征、模型构建与预测、模型验证与修改[5]。因此在线课程建设需要设计和开发一系列优质教学资源，促进表征的编码与整合，构建认知模型，通过完成任务，修改认知模型，有助于认知模型的有效性、逻辑合理性、结果真实可靠性。

1.2诊断学基础教学资源开发策略

诊断学基础教学资源开发需要将教学内容与工作岗位密切联系，设计制作为视频、动画或图片等教学资源，有助于提高认知效率，调动学习动机。诊断学基础的重要任务就是指导学习者运用专业知识和操作技能收集患者临床资料，分析评估患者病情，形成临床诊断，选择合适的治疗方法，胜任临床工作岗位需求。在整个工作过程中，建立诊断疾病的认知模型无疑是最重要的。本文将以诊断学基础教学内容为例，讨论如何开发优质资源和在线活动，构建认知模型[5]。

2教学资源建设方法

2.1表征的编码

表征指大脑用概念、形象、数字、符号、声响等来表示和象征外部世界，是构成思维模型的基本元素[5]。优质教学资源的首要任务就是让学习者理解和记忆必要的表征。双重编码理论认为，人有两种不同的心理表征系统，一种是语词系统，另一种是图形的或似表象的系统。后一种系统编码加工的知识是关于客体的视觉、触觉及听觉的属性。有证据指出，人们运用两种编码构建新信息的心理表征，比只用一种编码效果要好[3]。因为很多专业术语抽象难懂，这些术语中的信息如果同时通过文字和视觉影像两套系统编码输入大脑，理解和记忆会变得更加容易。当文字与图片同时呈现时，人们在文字上的停留时间长于图片，有助于整合图片和文字信息，从而提升多媒体学习的效果。因此对于教学材料中的专业术语可以开发图片、动画和视频等资源提高认知效率。医学的表征即医学术语，内容非常丰富，如诊断学基础课程的蜘蛛痣、玫瑰疹、草莓舌、鸡胸、腹壁静脉曲张等，如果不出示相应的图片或视频，而只是用语言描述，学习者很难建立清晰、深刻的印象，记忆难以持久。在线资源需要给学习者提供代表性的图片或视频和相关的文字描述，促进学习者大脑对医学表征双重编码，方便记忆和提取。

2.2表征的整合

编码的表征知识主要停留在大脑工作区，大脑工作区容量有限，记忆短暂，容易很快遗忘。这个时候需要调用学习者原有的知识储存，原有的知识储存是以结构化图式的形式存在于大脑的“长时记忆”，此时它们被调用到大脑工作区，将新知识与脑中已有知识结构联系起来，形成更大的认知模型。这样记忆时间持久，而且方便提取，这就是整合。在线资源设计有必要重视学习者大脑原有知识，通过教学设计将新知识与原有知识建立联系。比如学习蜘蛛痣的时候，首先展示蜘蛛痣的图片，实现名词与图示双重编码，并且通过图示说明其鉴别于正常小红痣的检查方法，然后说明其临床意义是肝硬化，这个时候为了让学习者取得持久记忆，可以引导学习者从大脑中调取先前学过的肝硬化特征如肝病面容、黄疸等，肝硬化发生蜘蛛痣的机理与肝脏灭活雌激素功能减退关系密切，此时继续引导学生回忆先前知识肝硬化腹水的特征，男性患者出现乳房发育的特征，二者也与雌激素灭活减退关系密切。通过社会热点新闻等说明乙肝和酗酒是肝硬化的重要病因，由此将蜘蛛痣及其病因肝硬化与先前知识、社会热点、正常红痣等已有认知建立联系，形成更大的知识结构（见图1），可以有效延长知识点记忆时间，提高调用效率。在线资源应尽可能地引导学生将所学的知识联系起来，知识联系得越紧密则知识掌握越牢固，记忆也会越深刻，运用越灵活。类比教学法也是一种运用联系促进知识整合的方法，是利用类比方式进行教学，即在教学过程中可以将要探索的问题与已有经验联系起来，通过类比，从已知对象具有的某种性质推出未知对象具有的相应性质，从而寻找解决问题的途径[6]。比如心脏的二尖瓣可以类比为教室的两扇门，二尖瓣狭窄就可以类比两扇门不能完全开放，导致门口通道狭窄；二尖瓣狭窄时，大量血液通过二尖瓣出现舒张期杂音，可以类比为许多学生在短时间要通过狭窄的门口，就会撞击两扇门出现嘈杂声音，依次可以进一步类推杂音出现的最响部位、传导方向等。这样将原有的知识结构与新知识的学习有机地建立联系，促进了新旧知识的相互渗透。通过上面联系的策略，与已储备的专业知识或生活知识等相联系，或运用类比方法与已有知识相联系，有助于把新知识和脑中其他已有认知整合，形成更大的认知模型。更大的知识结构为信息提取提供了更多进入点，便于信息的回忆和提取。

2.3构建认知模型

认知模型就是系统化表征，由若干相互联系的核心要素按照一定方式构成，是概况的知识结构，也是问题解决过程中的思维和推理机制。认知模型决定大脑如何感知和应对外部世界，有不同认知模型的人，有不同的认识方式和活动方式。“以学习者为中心”就是在线课程的设计要适合脑的认知规律，帮助学生在头脑中构建特定专业的认知模型，再以此分析和解决专业案例，从而验证和修改学习者头脑中的认知模型。建立认知模型就是帮助学习者从观测到的事实出发，经过推理，得出一些抽象的有组织的观念，即把各种事实、现象及其相互关系纳入一个抽象的有组织的系统中。前面促进表征编码和整合的方法仍可以用来帮助学习者构建认知模型，但是在线资源的建设中要重视以下方法的运用，可以有效提高认知效率。2.3.1重视从实际案例情境中引发认知模型构建认知模型的建构是以真实情境化学习作为载体的，创设真实的问题情境，在教学设计时，应该将教学目标、内容、方法和学习任务融合在特定的情境中，使学生产生运用专业方法解决这一问题的动机，让学生在真实问题的解决过程中，理解学习内容，建构专业认知模型。如甲状腺功能亢进是诊断学基础的重要疾病，诊断要点主要有激素毒症、甲状腺肿大、良性突眼和激素T3、T4水平升高组成。因此资源的设计开发就要创设以上要点的情境，构建其认知模型。通过视频展示患者激素毒症的临床表现，通过图片展示其甲状腺肿大和良性突眼的特点，展示其实验室检查结果T3、T4水平，让学习者感知患者的病理变化，在大脑中初步构建甲状腺功能亢进疾病特征的认知模型。2.3.2重视认知模型的结构化呈现以利于更清晰、更直观地理解问题从人的认知角度看，零碎的知识如果不能被纳入整体知识结构的话，就无法理解也很难记住，而认知模型能整合零碎信息，把信息有序组织，使信息以结构化形式在人脑中有序编码。为了降低学习者的认知负荷，在线教学资源需要通过结构化图示对碎片化知识进行有序整理，建立知识间实质联系的同时压缩冗余信息，突出关键元素之间的联系，大量个体的知识要素被组织成互相联系的整体知识结构。结构化的认知模型有利于大脑归纳整理并记忆，也有利于诊断过程中的快速调取并“解包”用于推理分析[7]。如在讲述胆汁淤积性黄疸的时候，可以将其特点从皮肤、尿液、粪便、伴随症状、胆红素水平、血液等不同层面特点结构化呈现，便于学习者记忆和提取（见图2）。2.3.3变式教学法有助于深度理解认知模型变式教学法的核心是利用构造一系列变式的方法，展示知识发生、发展过程，解决问题的思维过程，从而形成一种思维训练的有效模式。变式教学源于数学教学，但其思想方法也适用于物理、化学、医学等自然科学学科。变式教学形式上是对知识进行有层次的深入加工，在习得知识的同时提升了知识加工的能力（思维能力）。可以认为，变式教学是思维教学（特别是促进思维技能迁移）的有效手段。通过这一过程，有助于充分理解概念、原理和规则，建构自己的认知结构，更好地迁移到新情境当中。在线资源可通过设计变式教学任务，锻炼学生的深度学习能力。如主诉的概念：患者感觉最主要的痛苦或最明显的症状，包括症状的性质和时间。通过在线任务变异主诉的主要特点，如“感冒3天”“全身抽搐20年，肢体乏力1个月”“白血病3个月，经检验复发5天”等，让学生判断其是否正确，帮助学生充分理解概念。在讲述胸痛时，也可给学生展示“心肌梗死”和“心绞痛”案例，变化胸痛发生的场景、时间、缓解因素等，让其辨析胸痛的不同疾病。

2.4模型验证与修改

认知模型构建是一个复杂的思维建构过程。一个人积累的认知模型的数量、系统性和完备性对其推理、预测和决策有重大影响。研究表明，专家之所以能明察秋毫、高速有效地解决问题，取决于专家的认知模型更加准确、系统和完备。典型专业任务和专业情景在专家培养和成长中至关重要。因此，在线课程需要设计具有情境化的学习任务，组织学习者调用大脑中认知模型参与分析和在线讨论，让学习者的思维模型彼此碰撞、相互质疑、相互矫正。讨论中，学生可以学会从不同角度看待自己和他人的模型，并调整和修正自己的模型，从而扩大认识范围，建立正确的认知模型。需要注意的是专业情境化学习任务不能只靠简单的机械重复，同样需要巧妙的变式任务设计，以尽可能少的重复次数实现认知模型的准确把握和熟练运用。

2.5降低无效认知负荷

无效认知负荷就是学习材料的组织与呈现方式不当，无法促进大脑中认知模型构建或修改，反而对学习者认知带来干扰，导致额外的认知负荷产生。这种负荷就是无效认知负荷。教学资源的开发过程中，为了让教学内容更加清晰，需要降低资源中无效认知负荷。具体要求如下：其一，不要加入有趣但与内容无关的文字、画面、音效等，这些信息无助于认知，反而占用有效的大脑工作区容量；其二，关联信息临近原则。如果认知信息分散在两种或多种信息源时，学习者需要将注意力分散，搜索并整合各种信息源，从而产生较大的额外认知负荷。因此，开发教学资源时，宜将图示和相应的文字相邻呈现，使语音解说和画面同步呈现；其三，通过改变字体大小、颜色、加粗、闪动等方式引起学习者注意，可以有效促进学习者大脑聚焦在关键材料和信息上，提高认知效率[3]。

参考文献：

[1]陈永平.高职在线课程与课程体验融合教学设计：运行状况、质量逻辑与提升途径[J].中国职业技术教育，2020（32）：11-18.

[2]赵炬明.论新三中心：概念与历史———美国SC本科教学改革研究之一[J].高等工程教育研究，2016（3）：35-56.

[3]梅耶.应用学习科学[M].盛力群，丁旭，钟丽佳，译.北京：中国轻工业出版社，2019.

[4]赵炬明.打开黑箱：学习与发展的科学基础（上）———美国“以学生为中心”的本科教学改革研究之二[J].高等工程教育研究，2017（3）：31-52.

[5]赵炬明.打开黑箱：学习与发展的科学基础（下）———美国“以学生为中心”的本科教学改革研究之二[J].高等工程教育研究，2017（4）：30-46.

[6]曹瑞.类比教学法的研究与应用[J].教学与管理，2011（27）：128-129.

[7]王珏.设计微课时，知识如何表达才高效：优质微课设计的“四化”模型及其心理学原理[J].中小学信息技术教育，2017（5）：43-46.

作者:姜旭光 崔敏 单位:山东中医药高等专科学校