论著选摘

建构基于学习对象的网络课程教学设计模板

孙迪  余胜泉

北京师范大学现代教育技术研究所 北京 100875

摘要网络课程的教学设计模板是一套可自动生成网络课程的原型文件,为教师提供课程结构、教学设计、知识呈现等课程设计指引,它能够帮助非教育技术专业的老师在开发网络课程时,快速开发出充分体现教学设计理念的优秀网络课程。本文以学习对象理论和SCORM标准为基础,提出了教学设计模板的基本结构,详细阐述了基于模板的关键性学习对象的设计及技术实现等内容,引导教师在开发网络课程时运用各种教学设计策略与SCORM技术标准。

关键词】网络课程模板;学习对象;SCORM标准;教学设计;结构规范

网络课程是通过网络来表现的某门学科的教学内容及实施的教学活动的总和,包括按照一定教学策略组织的教学内容和网络教学支撑平台[1],其主要目的是促进学习者自主学习,最大限度促进学习者的发展。然而目前网络课程的作用并没有突显,主要是因为:知识呈现方式单一,忽视活动的组织和设计,内容结构死板僵化,不能进行全面有效的教学评估,课程内容与教学平台粘联不分,多门课程整体利用困难。此外,大多数非教育技术专业的教师不了解如何在网络环境下进行教学设计,致使网络课程的质量参差不齐、开发效率低下。本文认为对网络课程进行良好的教学设计是提高网络课程质量的必由之路,要在知识呈现、活动组织、内容结构、教学评估等方面进行良好的设计,并要充分体现出网络课程之内容丰富、交互性强、资源优良、灵活开放、便于共享等特性,以促进学习者的学习。

基于上述情况,本文提出了建构网络课程教学设计模板思路,通过模板来提供标准的设计结构、各种知识的呈现、活动设计的框架以及网络课程开发的基本指导原则,引导网络课程开发者(重点是非教育技术专业的学科教师)使用稳定的结构,对内容、评价和资源进行有效的设计,降低成本,提高开发效率。模板充分体现教学设计的特征,致力于帮助非教育技术专业的普通教师设计出符合教学设计理念、符合SCORM标准的网络课程。

一、 基本理念——学习对象理论

学习对象(LO)——可以在技术支持的学习环境中使用、重用或参考的任何数字化的或者非数字化的实体。技术支持的学习环境包括计算机支持的练习系统、交互式的学习环境、计算机智能教学系统、远程学习系统和协作学习环境等。学习对象包括多媒体内容、教学内容、学习目标、教学软件和软件工具,以及人、组织,或者技术支持的学习中涉及的事件。(IEEE LTSC, 2000。本文将学习对象看成是一个具有可重用性的规模适当的教学模块或有序化的教学资源,大到课程,小到章、节、知识点,其重用性与其规模成反比。实际应用中所操作的学习对象一般是指规模小、灵活性高的学习对象(如知识点)。学习对象应该面向具体的教学目标,能够自给自足、独立存在,其内部包含学习目标、元数据、说明、内容、练习、评估和交互等多个部分,并且含有教学策略的应用,完整的学习对象如图1所示。

学习目标是学习对象的根基,能够激发学习者的学习动机。说明是对学习对象的简要综述,能够引起学习者对于学习的注意,使其进一步理解预期目标,并回忆先前知识。内容是学习对象的主要部分,学习者从这里获取学习材料,并对知识进行编码,在长时记忆中将原有的认知结构重组,以建构新的认知结构,这部分要注重各种学习策略的应用。练习用于帮助学习者进一步巩固知识的建构。评估能够确定学习者对于内容的掌握情况,可以根据评价结果调整教学策略的应用。文本、声音、视频、程序语言、flash动画等任何所需的资源都可以作为说明、内容、练习和评估的材料,以便保证学习对象的自给自足。交互是指按SCORM标准嵌入的交互代码,这样学习对象就具有了与学习管理系统(LMSLearning Management System)进行交互的必要条件。元数据用于描述学习对象的各种相关属性,以方便对学习对象进行参考、搜索和重用。以学习对象为基础构建网络课程,具备如下基本特征:

·可重用性(Reusable,将学习内容整合到多种情境中,在不同的应用环境下,可以重复使用学习内容,而不只是能在某一个课程内使用。

·易访问性(Accessible,学习者在世界各地都可获取到学习内容,而不只是在本地的网络上或者是在CD-ROM等电子存储媒介上。

·持久性(Durable,能够适应技术的变化,技术提升或改变时,不须重新修改应用程序或教材。

·互操作性(Interoperable,学习内容可以在所有的相关平台上、浏览器上和学习管理平台上运行,而不仅仅是为有限的产品设计使用。

·适应性(Adaptable,可随学习者之经验而调整其学习内容,达成适应性学习。学习内容能够根据学习进度或者个人能力做一些自我调整。

·低成本性(Affordable,能以经济有效的方式进行开发,在减少课程开发时间和成本的情况下提高效率。

要达到上述特征,教学设计的视角要更加新颖全面,从内容设计、技术手段和应用方法三方面来正确的理解和应用学习对象的理论,并且要正确的引入和使用SCORM标准。

二、教学设计模板的基本结构

基于上述学习对象理论,本网络课程教学设计模板中所涉及的学习对象的层级分为:课程、章/模块、节/单元、知识点。知识点层级的学习对象又可以分为呈现类知识点和建构类知识点。

(一)课程结构设计

下表呈现了网络课程教学设计模板基本课程结构的划分:

1 网络课程教学设计模板的结构设置

 

 

 

 课程说明(m

课程定位(m

课程概述(m

课程目标(m

课程概要(m

授课流程图(m

针对学习者群(m

学习者入门导言(m

教学实施方式(m

教材资源(m

教师简介(o

课程图标说明(m

版本信息(m

运行支持软件(m

说明(o

 

 

 

 

 

 

章/模块(m)

章概述(m

内容简介(m

目标(m

难点、重点(m

概念图(m

章前测及先决条件(o

/单元(m

节概述(m

内容简介(m

目标(m

重点(m

概念图(m

节前测及先决条件(m

知识点(m

上下知识点的链接,章、节链接(m

主要内容(m

呈现方式(m

相关知识点(m

平台链接之作业、答疑、日记、讨论(o

节总结(m

练习(m

扩展资源(m

操作演示(o

电子教案(m

教学案例(m

虚拟实验(o

测验试卷(o

练习(m

评价(m

章总结(m

常见问题(m

扩展资源(m

操作演示(o

电子教案(m

教学案例(m

虚拟实验(o

测验试卷(o

 

课程资源(m

平台搜索(o

课程素材(m

知识点资源(m

常见问题(m

术语表(m

综合性测验(o

总结性评估(o

个人记录(o

课程评价(o

帮助(m

m= 必需项,(o= 可选项,通常解释为:在任何情况下,(m)项都要进行设计;在没有相关支撑平台的情况下,(o)项可以不进行设计。

从表1中可以看出,课程是包容性最大的学习对象;章/模块是课程下一级的学习对象,主要是一系列节/单元的逻辑组合;节/单元是章/模块下一级的学习对象,由一系列知识点的集合而成,用来讲授基于单一学习目标的工作任务;知识点是一些围绕单个学习目标所建立的信息块,是最灵活、最独立的学习对象。知识点、练习和评价是关键性的学习对象,通过它们的聚合,能够形成章、节等更高层次的学习对象。这些关键性学习对象的设计是网络课程开发的重点之一。

(二)章的结构设计

章是网络课程的主要结构框架之一,有时也称为模块,其结构如下图所示:

 内容简介是对本章主要知识内容的简要说明。每一章中都要包含学习目标,用可观测的行为动词来描述学习者在本章所需掌握的知识和能力,并以此为依据来创建练习和评价。学习重点是本章学习的难点与重点,要用简要的语言对学生进行提示。概念图用来描述本章内容中的核心概念与它们之间的关系,帮助学生形成整体性的知识结构,也可以作为先行组织者,提示学生学习,所用的语言要简明扼要。

    前测的设置在于确定学习者在学习本章之前所具有的知识技能水平,并判断学习者是否可以进行本章的学习、进行何种程度的学习。前测要有覆盖到本章的主要知识点,简明扼要、有所侧重的向学习者列出进行本章学习所需具备的知识和技能,帮助学习者进行自我判断。节是章的主要组成部分,有独立的组织结构,多个节的组合,构成章的知识内容的主体。

练习和评价的设计应定位于章级的目标,其深度和广度都要比节层级更加丰富,要有成套的习题供学习者选用。章中的评价还可以设置综合的应用,如问卷调查、反思记录、电子档案等,下文中将有详细的阐述。

总结是对本章知识内容的要点、重点进行提炼,帮助学习者理清知识结构,明确难点重点。总结应该位于章中练习与评价的后面,帮助学习者在练习和评价之后进行查缺补漏,全面的总结学过的内容。所以,章层级中三者的呈现顺序应该为练习、评价、总结。

(三)节的结构设计

节主要是一系列知识点的集合,有时也可以称为单元。其结构如下图所示,节的结构与章的结构类似,由概述、前测、知识点等构成,但节面对更加具体化的知识,需要更加详细的设计。

内容简介要以简明扼要的形式说明节的主要知识内容。目标应该对涉及到的条件、标准和行为做相关陈述,包含可测量的行为动词,确保有一个清晰的学习导向。当学习者学完节中的内容时,所取得的成果能够与目标相对应。学习重点是节中主要知识点标题的概要列表。节层级中的概念内涵要少于章层级中的概念,所以,此处的概念图要详细具体,为章层级中的简要说明打好基础。

前测要能够确定学习者在学习本节之前所具有的知识技能水平,并判断学习者对于相关内容进行何种程度的学习。此外,要向学习者明确列出进行本节学习所需具备的知识和技能,帮助学习者进行自我判断。节中的前测要做到细致全面,把握好学生的实际水平。

总结通常用来结束节的学习,也可以为拓展学习者的知识和技能提供一些行为建议。它的目的是与概述呼应,简洁地复习节中的主要知识点和学习重点。知识点是呈现知识内容的主体,是网络课程的基础。

练习要做到充分体现节的学习目标,学习者进行练习之后,能够保证达到本节涉及的学习目标。练习的设计要反映出相关技能和知识的使用,而不是简单考察信息的回忆。练习可以是定位于节中各个知识点目标的集合,也可以针对节的学习目标进行统一设计。节中常用的练习方式是习题测验,节中习题的设计不追求多而广,要侧重于节的目标,并及时提供反馈,保证知识的掌握和能力的训练。

三、关键性学习对象的设计说明

(一)知识点的设计

知识点是可重用性最高的学习对象,从知识点的良构和非良构的角度出发,将知识点分为知识呈现和知识建构这两类来进行设计。前者主要用于良构的知识点,这些知识点简单明确,适合用在传递式的教学当中;后者主要用于非良构的知识点,这些知识点相对深入,适合于学习者进行较高层次的自主建构。在设计网络课程的时候,根据不同的知识点,嵌入不同的要素,才能使得课程能够培养出全面发展的人才。

1、呈现类知识点的设计

我们将用于知识呈现的良构知识点分为五类:概念、事实、程序、过程和原理[3]

概念,用单一的词或条款对一组对象、符号、观念想法或事件来进行定义,其相关特征是可以共享的,无关特征是不同的。事实,以陈述、数据或图表等方式对具体事物进行唯一、明确的信息描述。程序,个人为完成一个任务或作出一项决定所需遵循的一系列步骤,程序包括指导说明、程序目标和每一次执行相同步骤的行为。过程,描述事件的工作流程,事件不一定是由单个人完成的,可以是许多人或是一个组织。原理,进行判断与决策的依据,为学习者提供不同情境下的指导方针,通过各种实例和非实例的具体应用来培养学习者的思维能力[4]。这五类学习对象的结构划分如下:

2 呈现类知识点分类结构

知识点分类

结构项

策略

概念

介绍

向学习者出示学习目标和要求。

定义

对概念特征进行说明,强调术语的使用,可以配有图像、列表等。

事实(o

需要对概念进行解释时使用事实,此项为可选。

实例

使用正例来增强学习者对于概念相关特征的理解。

非实例

使用反例来帮助学习者区分概念的无关特征。

类比

相似或相反的概念的比较,突出指导性,加深学习者对概念的掌握。

事实

介绍

向学习者出示学习目标和要求。

事实图解

先对事实进行陈述说明,区分出关键部分,然后使用图解来详细描述关键部分及相互关系,根据需要,可以与列表和表格组合起来使用。

事实列表

先对事实进行陈述说明,进一步对事实所包含的要素进行分类标识,根据需要,可以与图解和表格组合起来使用。

事实表格

先对事实进行陈述说明,列出事实包含的各部分的功能,对表格中的每一列使用适当的列标题,标识出相关要素,根据需要,可以与列表和图解组合起来使用。

辨析

对相关、相近的事实进行区分和判断。

程序

介绍

向学习者出示学习目标和要求。

事实(o

需要对程序进行解释时使用事实,此项为可选。

程序表(e

使用介绍性的语言对程序进行说明,将列标识成“步骤”和“行为”,注意二者的对应及行为动词的使用。

决策表(e

使用介绍性的语言对程序进行说明,将列标识成“如果”和“然后”,把条件(如果)和行为(然后)构成完整的句子,形成流畅的决策表。

综合表(e

程序表和决策表的结合,以程序表开始,决策表蕴含其中,呈现出来的形式是表中表。

示例(o

利用图解、媒体对程序进行演示,也可以通过教师的提示和示范引导学习者完成相关程序步骤。此项为可选。

知识迁移

给出实际蕴含程序知识的问题案例,让学习这在解决问题的同时,灵活的应用程序知识。

过程

介绍

向学习者出示学习目标和要求。

事实(o

需要对过程进行解释时使用事实,此项为可选。

阶段表(e

使用图表、表格或者图示,将列标识成“阶段”和“发生方式”,按时间划分阶段,用第三人称对阶段中行为的负责人和事物进行描述。

模块表(e

使用图表、表格或者图示,不对列进行标识,而是使用模块,按时间划分阶段,用第三人称对阶段中行为的负责人和事物进行描述。

循环表(e

使用图表、表格或者图示,注意使用箭头标明过程的方向,用第三人称对阶段中行为的负责人和事物进行描述。

案例分析

给出实际的问题分析过程,促进过程分析的清晰化。

原理

介绍

向学习者出示学习目标和要求。

事实(o

需要对原理进行解释时使用事实,此项为可选。

原理陈述(o

对于可接受的行为标准进行陈述。此项为可选。

指导方针

应用原理分析解决问题的指导原则。

实例

使用正例来加深学习者对原理的正确应用。

非实例(o

使用反例来帮助学习者区分错误的原理。此项为可选。

类比(o

通过易识别的类比,增强学习者对原理的掌握。此项为可选。

(o) = 可选项,可以不进行设计。(e=任何一个,在若干项中的任选一项即可。

   呈现类知识点的设计要简明独立,保证可重用性。可以采用适当的策略激活学习者回顾原有的知识经验,在此基础上引出新知识;综合利用不同的媒体形式,以最佳方式表现课程内容;内容要突出,没有无关的视觉、听觉元素(如动画、图片)分散学生的注意力;文字说明中的有关名词、概念、符号、人名、定理、定律和重要知识点都要与相关的背景资料或已经学习过的内容相链接。充分体现支撑平台的作用,在内容呈现之后,配置支撑平台中的相关链接,例如答疑、自主学习、讨论、学习日记、学习进度表等等。当创建知识点时,要思考知识点的大小和范围,不要把多个目标连接到一个知识点中。由多个页面来呈现的知识点要注意页面之间相关性。
 

为了加强知识呈现的传递效果,本模板中还提供了十几类(总计一百多种)知识表现的图形化结构样式,包括多重结构、关联关系、发展趋势、选择关系、循环关系、多种因素、内容列表、阶段过程、组合模块等等,下面就是表现组成模块、发展阶段、循环关系的知识表征图形模板:

2、建构类知识点的设计

网络课程不仅仅是传递知识,更重要的是培养学生的能力,增强师生之间的互动。对于复杂的非良构的知识领域,学生通过研究、实践、讨论等交互式学习方式能取得更好的学习效果。如何通过网络课程组织学生协作和探究的知识建构活动,是目前网络课程开发所需要突破的重点。我们针对网络探究、在线讨论、主题研究等常见的知识建构活动,设计了下述各种建构活动的框架,便于课程开发者结合自己的实际课程内容,开展教学交互活动设计,促进知识的建构。

3 网络探究

名称

结构项

策略指导

网络探究,适用于内容复杂的教学,引导学习者通过协作学习、以多种途径、创造性解决问题。不适合用于已成为单一事实的内容。

绪言

给学习者选定主题,激发学习者的学习兴趣,提供相关的学习资源。

目标与任务

学习目标是探究活动希望达到的目的,学习任务则是学习目标的具体化,教师要围绕明确的学习目标来设计教学任务,使学习者在完成学习任务时,达成学习目标。

过程

描述学习者完成任务所需的步骤。教师将学习任务分解成若干步骤并提出建议和策略,提供脚手架, 以实现学生高水平的认知。

资源

给学习者确定完成任务所需要的资源(包括网络资源和非网络资源)。如:各种相关软件、所有URL链接、录像、录音带、书籍、海报、地图、模型和雕塑、。讲座、小组教学、实地考察等。

评价

问题探究活动过程评价的标准与方法,让学习者明确自己努力的方向。

结论

这是学习者进行反思、教师进行总结的阶段。教师要给学习者留出讨论和应用的时间,并鼓励学习者提出一些不同的解决问题的方法。

4 问题驱动

名称

结构项

策略指导

问题驱动,适用于通过解决问题的方式来培养学习者的分析、反思和探究能力的教学内容。

问题与情境

根据教学内容,选择与当前学习主题密切相关的真实性事件或问题作为学习的中心内容,让学习者面临一个需要立即去解决的现实问题。

小组概况

将学习者根据解决问题的实际需要,分成不同的工作小组,小组之间可以采用竞争协同、讨论或角色扮演等协作关系。

相关资源

列出学习中需要用到的各种资源,资源要实用而有效。例如,涉及到网络的应用则要列出各种所需的网址。

协作空间

学习者开始收集与解决问题相关的信息,教师提供适当的帮助,避免其产生过强的挫折感。培养学习者建构知识和自主思维的能力,引导其总结归纳出解决同类问题的方法。在此阶段,教师可以提供一些课外知识,让学习者参与讨论。

成果展示

小组之间提交并共享他们所创建的答案或解决方案。

总结评价

评价学习者在这个项目上每一步骤的表现。在项目结束的时候,根据实际情况,确定一个新项目,以便持续的培养学生的相关能力。

5 实时讨论

名称

结构项

策略指导

实时讨论,通过激发学习者的思想碰撞来产生新观念、新想法。同时,教师通过实时答疑和辅导等活动,也可以增强师生的情感交流。

学习目标

确定学习目标和学习主题,围绕已确定的主题设计能引起争论的初始问题。

提出问题

设计能将讨论一步步引向深入的后续问题;要选择那些在学习者最邻近发展区的问题,这样才能激发学习者的学习兴趣和思考潜力,从而培养其创新能力。切忌不能代替学习者思维。

相关资源

列出学习中需要用到的各种资源,资源要实用而有效。

限时讨论

学习者采用头脑风暴的讨论方式从各个角度、各个层次来分析、探讨问题,从而逐渐汇总为一个或几个可行的方案。此外,在此过程中,教师要引导学习者在深化自己思想的同时,吸收别人的思索方法和技能,不断建构问题解决的技能体系。

总结评价

总结讨论的成果,评价学习者在讨论中的表现,如讨论的积极性、讨论意见的价值、讨论主题的准确性等。

6 异步讨论

名称

结构项

策略指导

异步讨论,适用于讨论时间较长、讨论者较多、讨论者与教师不同时在线的讨论活动,并且活动中涉及的学习内材料的阅读性强、篇幅长、内容复杂。

学习目标

确定学习目标和学习主题,以学习材料为基础,初步将问题分类。

设计问题群

教师确定基本问题和扩展问题,系统的设计问题群。问题要有复杂性和歧义性,以便诱发学习者不同的观点和不同层次的思维。这样才能引起学习者的兴趣,使讨论有效地展开。由于学习者和教师不同时在线,教师要仔细安排各个问题的呈现顺序、讨论时间和方式。

相关资源

为学习者开辟固定的网络空间,创设网上异步讨论的环境,列出学习中需要用到的各种资源,尤其要注意提供查找资料的网址,提供一定的工具,让学习者记录自己的思想和观点。

问题评论

在学习者开始参与讨论后,教师要及时对学习者发言给予评论和指导,引导讨论的不断深入,让学生在讨论中获取有价值的信息和知识。

总结评价

总结讨论的成果,评价学习者在异步讨论中的表现,如登陆讨论空间的次数和时间、讨论的积极性、资料查找的丰富性、讨论意见的价值、讨论主题的准确性等。

7支架式教学

名称

结构项

策略指导

支架式教学,以学生为中心,利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构目的的教学方法。适用于对于复杂概念的教学。

搭脚手架

围绕当前学习主题,按“最邻近发展区”的要求建立概念框架。可以采用概念图的方式来表现概念框架。

进入情境

将学生引入一定的问题情境(概念框架中的某个节点)。

独立探索

让学习者独立探索,如确定与给定概念有关的各种属性,并按其重要性大小顺序排列。探索开始时,由教师启发引导,探索过程中,帮助要适时,并逐步减少,最后要争取做到无需教师引导,学习者自己能在概念框架中继续攀升。

协作学习

进行小组协商、讨论。讨论的结果有可能使各种相关属性发生变化,属性的排列次序也可能有所调整,并使原来矛盾、复杂局面逐渐变得明朗一致。在共享集体思维成果的基础上,最终完成对所学知识的意义建构。

成果评价

学习者反思问题的解决过程,进行互评和自评,评价内容包括:自主学习能力、对小组协作学习所做出的贡献、是否完成对所学知识的意义建构。

8 主题探究

名称

结构项

策略指导

主题研究,适用于基于短时间、为单学科而设计的活动。能够通过个别化学习或合作学习方式来完成学习任务。

情境

为问题解决提供可信的具体情境,设置学习者必须回答的本质问题。

任务

一套设计好的提问,通过回答这些问题,学习者可以获取更多的用来回答本质问题所需的信息。通过直接导引学生们到特定的网络站点(这些站点包含了回答任务模块中提出的问题所需要的信息)的方式,将“原始材料”及时而有效地组织起来。

成果

学习者将通过作品对情境模块的本质问题进行回答。在作品中,学习者必须对所理解的内容加以论证。作品必须要对信息有适度的综合,以体现知识的建构。通过对作品的评价,教师将评定学习者的学习与理解。

实验活动   (o) = 可选项

名称

结构项

策略指导

实验活动,针对操作性强的内容,以及验证事实或规律等而设计的活动。

实验介绍

说明是关于一个什么内容的实验(如:要探究或者验证的某一事实),列出实验的名称。

实验原理

出示进行实验依据的科学道理。

实验准备

描述进行实验的主要对象及内容。列出完成该实验必需的仪器、设备、药品条件。

实验方法与步骤

明确实验采用的方法及必需操作程序。

数据记录与处理

对实验过程及结果应有科学的测量手段与准确的记录。预测可能出现的实验结果并分析导致的原因。

实验结论

对实验结果进行准确的描述并给出一个科学的结论。

注意事项(o)

对实验注意事项进行说明。

实验演示(o)

在实验开始之前,为学生演示实验的操作步骤。

10  案例探索

名称

结构项

策略指导

案例探索,适用于可以通过各种媒体元素组合表现的有现实指导意义并有代表性的事件或现象的教学。

案例描述与确认问题

提供符合学习目标的案例描述。设计者应有效的描述情景,有层次地提出问题,目的是引导学习者一步步地解决问题并在经验的基础上发展知识与技能,尝试解决新问题。

案例分析、探究、讨论

嵌入相关的概念和原理,并搭建分析“脚手架”:帮助学习者找出并理解不熟悉的概念和术语、查找可用的统计分析方法和对问题分析有帮助的资料、学习者搭建分析框架等。

分割和解决问题

引导学习者学会分割问题、用恰当的模型整理数据、在情景分析中升华理论并最终解决问题。

方案总结

通过上述的探索过程,学习者在老师的指导下获得一个解决问题的方案,并进一步分析理论的局限性以及提出预测。

11  游戏体验

名称

结构项

策略指导

游戏体验,适用于科学性、趣味性较强的学习内容,这些内容应该有显著的竞争性,能够设计成目标鲜明、规则明确的游戏活动。

介绍

通过游戏,明确学习目的。围绕一个竞争目标,从初始状态出发,经过游戏参与者的决策和动作(输入),最后一定能够达到的胜负(或平局)状态;

游戏环境

教学游戏提供和控制一种富有趣味性和竞争性的教学环境。

游戏规则

游戏参与者采取决策和动作时必须遵守规则约定。规则应包含所要达到的教学目标、教学的规律与知识。

游戏竞争

学习者在富有教学意义而且教学目标明确的游戏活动中得到训练或是有所发现,取得积极的教育效果。游戏要在有限时间内到达目标状态而结束,而不是无休止地一直继续下去。

12  情境模拟

名称

结构项

策略指导

情境模拟,适用于能够利用计算机建模和仿真技术来表现的自然、物理、社会等富有动态特征的教学内容。学习者在仿真的环境中体验和观测与现实世界相类似的现象,理解现象的本质。

介绍

确立主题的目的,明示学习者,期望他们学什么,简短扼要。

模拟指导

提供参加模拟活动的指导方针,以帮助学习者成功地完成模拟目标。

创建模拟环境

提供一种可供学习者体验和观测的环境,产生各种与现实世界相类似的现象,供学习者观察,帮助学习者认识(发现)和理解这些规律与现象的本质。

体验模拟

学习者参与模拟活动,熟练掌握某些操作技能技巧,“发现”其规律,并认识和理解这些规律与现象的本质。

总结交流

交流共享模拟活动中的技能技巧及对其中规律与现象本质的认识与理解,并归纳总结。

(二)练习和评价的设计

练习和评价是章、节层级学习对象的重要组成部分,练习和评价的设计要与不同层级的学习目标和学习者的认知水平相适应。认知水平划分为六级:知道、领会、运用、分析、综合、评价,这是一个从记忆到应用的过程,在设计练习与评价时,要注意层次的转变。

练习的设计原则是要促进新旧知识的整合,帮助学习者将新知识从短时记忆归属到长时记忆中进行重组以建构新的认知结构,所以练习的设计既要注重学习内容的细节又不能忽略学习内容的结构性,这主要通过各种题型来体现,比较常见的题型有:选择题、是非题、填充题、匹配题、简答题、论述题、问题解决题。前四种侧重于学习内容的细节,后三种则比较侧重于学习内容的基本结构。以下是一些可供参考的模板:

评价的设计原则是注重检验学习者对于知识技能的掌握情况,鉴别其是否达到预期目标,并做出相应的教学决策。由于网络学习的自身特点,网络课程中评价的设计还要注重反映学习者的学习环境和心理环境。现介绍几种典型的评价方式:测验考试、问卷调查、反思记录、学生档案。

测验考试通过整套的测试题来检验学习者对于知识和技能的掌握程度。测验题目的类型与练习题目的类型基本一致,但测验中要注意题目的多层次、多样化。注意针对难点和疑点。要告诉学习者必须完成测试的尝试次数、通过的标准以及未能通过测试的解决策略。为了方便教师设计试题,网络课程的支撑平台可以提供相应的测评系统,完成自动组卷、联机考试、自动(联机)阅卷、试题管理等一系列功能。

问卷调查能够针对学习的兴趣、态度、学习问题、行为等,广泛地收集信息,有助于对学习者学习的概况有清晰的把握。

反思记录是学习者对自己的学习状况及行为进行自我评估,让学习者写下对学习的感受、体会等,记录下学到了什么,自己是如何进步的。促使学生更广泛和全面地了解自己。

电子档案能够自动收集学习者学习的各种相关信息,包括学习者的个人简历,书签,重要成绩和用来记录学习结果管理的学习包等。帮助教师全面评价学生,并为学习者提供有效的反馈,及时调整自己的学习。

以下是一些可供参考的模板:

四、学习对象的技术实现

(一)课程与学习对象包装  

对课程进行内容包装,即打包,其目的是为了实现学习内容在不同交教学系统中的交换、共享和重用。内容包把学习内容所含的文件都存储在一个压缩包内,使符合标准的学习管理系统(LMSLearning Management System)对其进行识别,这样学习内容就可以在系统内部、系统之间和网络上传输和重用。一个内容包代表着一组可以单独使用和可重用的学习内容,课程、章、节、主题等都可以作为内容包来进行包装,还可以根据需要对它们进行组合或分解成其它的包。内容包的抽象模型以及内容包的实际文件组成由下面两幅图来进行对比呈现:

内容包包含两部分:内容清单文件(imsmanifest.xml)和实际的物理文件。内容清单文件包含了课程内容包的格式信息,它的作用就像包裹中的包装单,主要由元数据(Metadata)、组织结构(Organizations)、资源(Resources)、子内容清单(sub Manifest)等部分组成。元数据记录了课程内容的描述性信息;组织结构对实际的物理文件进行逻辑有序、层次分明的结构描述;资源包含了对所有实际资源和内容清单中所需媒体元素的引用,被链接的资源实体必须是微单元(Asset)或可共享内容对象(SCOSharable Content Object),Asset是以数字形式存储的媒体,在逻辑上是最小的不可切割的单位(如文字、图形、影像、动画、视频、音频等),SCO由一个或多个Asset 组成,用于介绍一个完整的教学单元;组织结构、资源和实际物理文件之间的关系如图13所示。子内容清单是单个或多个嵌套的内容清单。总的内容清单负责描述整个包,其下嵌套的子内容清单描述其管辖范围内的学习内容。如果组成课程的内容连接紧密而不能被拆分,就使用总的内容清单来描述整个课程的资源和组织结构。如果课程内容灵活而独立,则可以根据实际需要为每个学习对象制作各自的内容清单,也就是子内容清单,把这些子内容清单相互组合,就会形成不同课程的内容清单。这种学习对象的拆分、组合及重用,充分体现了学习对象可重用性、易访问性、持久性、互操作性、适应性和低成本性等基本理念。

本模板严格按照包装规范进行了打包,图12即为模板打包后的实际文件组成,可以作为包装的示范,如图所示,内容包要在发布的媒体(存档文件,CD-ROM等等)根目录下包含内容清单文件、XML控制文件(XML文件的DTDXDRXSD)、所有引用资源的物理文件以及从内容清单文件中分离出来的元数据文件。内容清单文件(imsmanifest.xml)的创建是内容包装的核心所在,建议从内容清单文件中把元数据的相关信息分离出来,创建独立的元数据文件(metadata.xml),这样能够减少imsmanifest.xml文件的容量,便于包交换文件在平台之间的导入和运行。无论微单元(Asset)、可共享内容对象(SCO)、学习活动(Activity)还是内容包(Content Package)都可以根据实际需要对其进行元数据的描述,元数据描述得越全面,学习对象的可重用性就越有保障。内容包可以通过手工编辑manifest..xml文件来实现,也可以使用相关内容包装工具来制作,如Relaod Editor。打包压缩后的文件格式为Winzip (.zip)Winrar (.rar),通过测试软件(SCORM 2004 Conformance Test Suite Version 1.3)的测试之后,就可以导入LMS。本项目中的LMS(即4A平台)具有能够导入符合SCORM规范课程的接口,课程包按图14所示的流程导入LMS,课程导入LMS以后,可以结合LMS中的答疑、在线测试、学习日记、讨论、内部邮件、问卷调查等系统对课程进行更加丰富的设计和完善。

(二)学习对象与LMS交互实现

学习管理系统(LMS)具有发送、跟踪、汇报、评估和管理课程内容、学习者学习进展情况、学习者之间交互情况等一系列功能。早期的网络课程中,课程内容与系统不可分离,虽然这样的设计使课程内容和系统紧密结合,并在一定程度上防止盗版现象,但是却导致课程内容与平台不可拆分,严重阻碍了网络课程的重用、交互和共享。后来,课程内容和系统相分离的做法,大大提高了网络课程的重用性和共享性,LMS、课程内容和学习者的关系如图15所示,某种类型的LMS可以导入多门课程内容,减轻网络课程的开发难度,课程内容导入LMS之后,学习者就可以学习课程内容,LMS与课程内容进行数据的交流传递,并且负责相关数据的存储与统计。而目前的问题是,虽然分离开发的原则已经被广泛认同,但是由于众多的课程内容和系统没有遵循一个领域内公认的统一的标准,使得不同类型的课程内容与LMS之间的交互存在着局限性,如图16所示,各种类型LMS和课程内容只能在各自的小范围内共享,而不是真正的大范围的交互共享。为了达到最大程度的交互共享,需要有一个领域内共同认可和遵守的课程内容包装、元数据描述以及应用编程接口的标准,SCORM正是这样一个标准。

SCORM的目的是使学习资源能在多个LMS之间共享重用,为了达到此目的,SCORM确定了运行、应用编程接口、数据模型等三方面来构建其运行环境。运行(Launch),定义了LMS启动和运行学习资源的公共方法;应用编程接口(API),一系列LMS用来监控学习资源状态和学习进程的函数,作为学习资源与LMS交流公共机制;数据模型(Data Model),用来定义交互信息的一套标准数据元素,作为公共的数据模型以形成交流的基础。在SCORM中,LMS所能发布的学习资源被划分为微单元(Asset)和可共享内容对象(SCO)。从内容方面讲,SCO相当于一个内容模块,但从技术方面来说,内容模块只有嵌入API交互代码之后才能成为与LMS交互的真正的SCO。由此也可以看出AssetSCO的本质区别,即前者不需要跟LMS交互,而后者刚好相反。

 教学AssetSCO等学习资源与LMS之间的关系如图17所示,LMS负责对学习资源的发布、管理、导航和定位,并把学习资源和学习者的相关数据根据实际需要记录在数据库中。LMS根据一些事件来决定哪些学习资源将被发送,运行后,指定的学习资源就会被发送到客户浏览器。LMS只通过HTTP协议来发布Asset,不需要为Asset提供API适配器;而SCO则不同,作为体现可重用性、互操作性、适应性等各种特性的主要载体,SCO需要使用LMS所提供的API适配器与LMS充分交互,这种交互以数据模型为基础,通过SCOLMS之间的交互,网络课程的灵活性丰富性得以体现。本网络课程模板的主体就是由这样一些具有交互功能的学习对象所构成的。

由上述内容可知,SCO是参与交互的关键载体,实际的物理文件必须转换成SCO才能与LMS实现交互。如何转换呢?首先要区分实际物理文件属于Asset还是可以转换成SCO,然后,在可以转换成SCO的文件中嵌入API交互代码。具体代码嵌入分为两个步骤:第一步(嵌入转换成SCO所必需的代码),第二步(应用多个APIData Model来完成各种交互功能)。第一步如下:

·HTML文件中加入两个ADL 提供的 javascript,这样就已经做到基本符合 SCORM了。如果该页不需要调用 API,则不必加载ADL 的两个调用[5]

 <script type="text/javascript" src="SCOFunctions.js"></script>

<script type="text/javascript" src="APIWrapper.js"></script>

·在呼叫其它 API 之前,呼叫Initialize() 来初始化,用Terminate ()结束 SCO。通常是利用HTML中的onloadonunload来加入这两个调用,所以第一步可简称为“加头加尾”。简单示例如下:

<html>

   <head>

              <script type="text/javascript" src="SCOFunctions.js"></script>

    <script type="text/javascript" src="APIWrapper.js"></script>

              <title> an entry SCO example</title>

     </head>

     <body       onload=“javascript:Initialize();”

                       onunload=javascript:Terminate();>

              <p>文件内容信息</p>

     </body>

</html>

第二步就是在第一步的基础上进一步完善SCO,使其能灵活调用所需的APIData Model。例如把课程中需要记录的数据,按照Data Model,调用SetValue() API 来存入,或者用 GetValue() 读出需要的资料,在结束前,用Commit() 回存信息,等等。现在以GetValue()cmi.entry为例来演示SCO如何对学习者学习状态进行提醒:当学习者第一次进入一个SCO时,LMS就设定此Data Model“ab-initio”;如果半途离开,则设为“resume”;如果设定为””,则表示这个SCO已经学过了,现在是复习状态。这样,当学习者进入该SCO就能知道学习状态。具体程序如下:

         <script language=“javascript”>

var entryStatus = GetValue(“cmi..entry”);

if(entryStatus == “ab-initio”){

alert(“您是第一次进入本章节”);

} else if(entryStatus == “resume”){

alert(“欢迎再次进入本章节”);

} else if(entryStatus == “”){

alert(“欢迎复习本章节”);

}

</script>

APIWrapper.js”文件以及其它javascript交互代码和Data Model的编写可参照ADL SCORM提供的学习对象样例。对于普通教师,可以借助一些 SCORM content maker 工具来做,这些工具会避免手工编写程序的麻烦。

结语

本文以学习对象理论为基础,详细阐述了教学设计模板的基本结构、关键性学习对象的设计、基本教学设计原则以及SCORM标准的技术实现等内容,旨在帮助非教育技术专业的教师开发出高质量的网络课程,降低成本、提高效率。本模板今后将进一步研究基于网络的自主探究、协作学习等多种知识建构活动的设计,以及学习者与学习内容、学习者与教师、学习者之间的交互设计。希望通过这些研究,抛砖引玉,促进高校教学信息化、课程网络化的进程。

【参考文献】(略)

文章选自《开放教育研究》(2005.2)