面向翻轉(zhuǎn)課堂的微視頻教學(xué)設(shè)計研究

王麗君李 萌陽小華

1.南華大學(xué)電氣學(xué)院實驗中心 湖南衡陽 421001 2.南華大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 湖南衡陽 421001 3.中核集團(tuán)高可信計算重點學(xué)科實驗室 湖南衡陽 421001

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用專題

面向翻轉(zhuǎn)課堂的微視頻教學(xué)設(shè)計研究

王麗君1李 萌2陽小華3

1.南華大學(xué)電氣學(xué)院實驗中心 湖南衡陽 421001 2.南華大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 湖南衡陽 421001 3.中核集團(tuán)高可信計算重點學(xué)科實驗室 湖南衡陽 421001

為提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，將身份由“旁觀者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鹘恰保處熉氊?zé)由“教學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鷮W(xué)、導(dǎo)學(xué)”，設(shè)計出由“課前—課中—課后”組成的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動圖。微視頻在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中既是重要教學(xué)手段，也是主要學(xué)習(xí)資源。為充分發(fā)揮微視頻的效果，提出包括視頻長度、知識點容量、內(nèi)容、構(gòu)圖、轉(zhuǎn)場過渡到字幕等10條設(shè)計原則，經(jīng)過在EDA實驗課2學(xué)年的教學(xué)運用，獲得學(xué)生肯定。

翻轉(zhuǎn)課堂；微視頻教學(xué)；微視頻設(shè)計原則

隨著信息技術(shù)發(fā)展與在線視頻的豐富，出現(xiàn)了以斯坦福大學(xué)的Coursera與Udacity，麻省理工學(xué)院的edX為代表的大規(guī)模在線開放課程(MOOC)，它引領(lǐng)了最新的教育信息化發(fā)展方向，有兩種教學(xué)模式：自主學(xué)習(xí)模式與翻轉(zhuǎn)課堂模式(Flipped Classroom)。該理念在全球被越來越多的學(xué)校所接受并逐步發(fā)展成為教育教學(xué)改革的一波新浪潮。

MOOC的重要組成部分是教學(xué)微視頻，微視頻通常時長5～12分鐘，采用第一視角，產(chǎn)生一對一的效果，強調(diào)知識點簡潔、講解透徹、畫面生動有趣。微視頻的組織與教學(xué)設(shè)計研究意義重大。我們認(rèn)為，MOOC是將信息技術(shù)與高等教育深度融合的教學(xué)模式，它極大提升了信息技術(shù)教育應(yīng)用效率，讓學(xué)生回歸到教學(xué)主體。盡管國內(nèi)已經(jīng)有不少學(xué)校進(jìn)行了相關(guān)的MOOC教學(xué)嘗試，也收到令人可喜的效果，但是不可否認(rèn)，當(dāng)前缺乏對微視頻組織和教學(xué)設(shè)計的深入理解，難以為我國高等教育領(lǐng)域充分利用，發(fā)揮其應(yīng)有的積極作用。

1 國內(nèi)外同類課題研究狀況

在教育全球化和信息化的背景下，我國教育部于 2003 年啟動了精品課程建設(shè)工程(National Essential Courses，簡稱NEC)，旨在利用現(xiàn)代化的教育信息技術(shù)手段將精品課程上網(wǎng)，并免費向社會開放，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，為學(xué)習(xí)型社會營造良好環(huán)境。國內(nèi)以公開課為代表的共享教育資源正逐漸豐富并形成一定規(guī)模，如：網(wǎng)易公開課、超星學(xué)術(shù)視頻、新浪公開課、搜狐公開課等。

國內(nèi)研究主要集中在開放課程MOOC與微視頻的關(guān)系、微課程和微視頻教學(xué)應(yīng)用等方面，研究者都采用微課程進(jìn)行導(dǎo)學(xué)，微視頻是其核心。

王萍對MOOC的兩種主要模式cMOOC與xMOOC進(jìn)行了比較，指出xMOOC構(gòu)建了由技術(shù)環(huán)節(jié)、社會環(huán)境和教學(xué)環(huán)境組成的學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)[1]。徐苑苑對云環(huán)境下的開放課程應(yīng)用進(jìn)行了研究[2]。鐘曉流等從教學(xué)流程、師生關(guān)系、教學(xué)資源、教學(xué)環(huán)境四方面引入翻轉(zhuǎn)課堂的含義，并提出了太極環(huán)式模型，但缺乏實踐檢驗[3]。朱宏潔等闡述教師在翻轉(zhuǎn)課堂中的關(guān)鍵作用[4]。黎靜認(rèn)為教師應(yīng)從個人知識管理、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、師生感情交流三方面提高應(yīng)對在線教育的核心競爭力[5]。金陵指出教學(xué)方式正向?qū)W生自主學(xué)習(xí)、師生共同深度拓展為核心轉(zhuǎn)型[6]。郭紹青等分析微課設(shè)計的誤區(qū)[7]。尋素華闡述微課應(yīng)用模式[8]。胡潔婷對MOOC環(huán)境下微課程設(shè)計開展了研究[9]。基于課程的實證研究廣泛開展，如盧強的非線性編輯[10]，張其亮等的嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計[11]，曹育紅的軟件技術(shù)實訓(xùn)[12]，曾明星等的軟件開發(fā)類[13]，朱偉麗的文檢課[14]，王彩霞等的Flash軟件動畫制作課程[15]，劉震等的馬克思基本原理課[16]。

2 微視頻組織與教學(xué)設(shè)計

當(dāng)前研究未考慮中西部地方院校實際情況，包括教學(xué)信息平臺落后、教師信息素養(yǎng)不高、學(xué)困生等，要么過于宏觀，要么只關(guān)注某一門課程的應(yīng)用，缺乏對微視頻的組織和教學(xué)設(shè)計的深入研究。為此，選取南華大學(xué)本部與船山學(xué)院工科修讀EDA實驗課的學(xué)生為研究對象，以數(shù)字化教學(xué)中心為教學(xué)信息平臺，具體研究內(nèi)容包括：基于MOOC理念的教學(xué)設(shè)計；根據(jù)實驗課教學(xué)目標(biāo)，影響微視頻教學(xué)效果的主要因素。

2.1 分級學(xué)習(xí)目標(biāo)

MOOC的核心理念是自主學(xué)習(xí)，為此我們將教師的教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，因?qū)W生個體水平差距大，為滿足不同層次學(xué)習(xí)者的需求，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，將學(xué)習(xí)目標(biāo)細(xì)化為“必知必會—水平提升—能力拓展”三個層次，第一層次是基礎(chǔ)要求，面向15%的低分學(xué)生；第二層次是核心要求，面向70%的中等學(xué)生；第三層次是創(chuàng)新要求，面向15%的高分學(xué)生，也發(fā)揮引導(dǎo)中等學(xué)生挑戰(zhàn)自我的作用。

2.2 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動

翻轉(zhuǎn)課堂采用學(xué)習(xí)任務(wù)前置的方式增加課堂互動時間，為此設(shè)計(如圖1所示)的活動圖，劃分 “課前—課中—課后”3個階段，并采取TBL團(tuán)隊教學(xué)法建立“助教—組長—組員”教學(xué)組織形式，高分學(xué)生構(gòu)成導(dǎo)生，作用與導(dǎo)師類似。課前自主學(xué)習(xí)，課中教師答疑解惑，課后團(tuán)隊學(xué)習(xí)。(1)教師關(guān)注課前“教學(xué)目標(biāo)—學(xué)習(xí)任務(wù)”分解、資源制作開發(fā)與課中提問和討論主題的設(shè)計、引導(dǎo)。(2)課下教師線上輔導(dǎo)與導(dǎo)生線下協(xié)作相結(jié)合。(3)低分與中等生通過課前預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)資源、課堂教師輔導(dǎo)、課下導(dǎo)生協(xié)助達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

圖1 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動圖

2.3 微視頻教學(xué)設(shè)計

為滿足分級教學(xué)目標(biāo)要求，學(xué)習(xí)資源也進(jìn)行相應(yīng)的分級，教學(xué)資源也由易到難分為三級“模仿—改進(jìn)—創(chuàng)新”，包括教案、講義、教學(xué)視頻、源代碼、設(shè)計圖、設(shè)計文檔、參考資料等。

微視頻是翻轉(zhuǎn)課堂模式的核心教學(xué)資源，尤其在工科實驗課中發(fā)揮著更加重要的作用。根據(jù)問卷調(diào)查與隨機(jī)走訪，分析發(fā)現(xiàn)視頻制作技術(shù)與知識傳遞是學(xué)習(xí)者熱點，故設(shè)計原則如下。

2.3.1 視頻制作技術(shù)

制作技術(shù)包括：視頻長度、構(gòu)圖、轉(zhuǎn)場過渡、背景色、燈光、旁白、字幕共7項。每個教學(xué)視頻時長均控制在10～15分鐘；微視頻中的代碼、波形圖等應(yīng)占整個屏幕的2/3以上，持續(xù)時長不低于3秒，給學(xué)生充足時間閱讀模仿；用畫外音、整幅教師圖像取代畫中畫；場景之間應(yīng)有1～3秒過渡，如：教師講解切換至實驗臺操作，便于學(xué)生定位回放；微視頻背景色盡量采用淺色系，如：代碼、文字等用白色背景，圖形、圖畫、標(biāo)注等用淺藍(lán)或淺綠色背景；根據(jù)光源合理選擇攝像機(jī)色溫，如實驗室多用日光燈，色溫選4500K為宜；實際操作型視頻應(yīng)增加旁白，說明實驗步驟或注意事項；字幕與視頻合成，字幕位于底部不超出屏幕四分之一，避免遮擋視頻內(nèi)容，推薦字體

SegoeUI，字號18。

2.3.2 知識傳遞

為準(zhǔn)確的傳遞知識，視頻應(yīng)考慮知識點容量、內(nèi)容呈現(xiàn)與答疑。視頻以1～3個知識點為宜，尤其是操作步驟多、專業(yè)知識復(fù)雜的實驗，應(yīng)合理拆分且重點突出；視頻中用到的軟硬件資源與實驗項目、學(xué)習(xí)任務(wù)完全一致，流程清晰；視頻頭部用字幕點明知識點、實驗環(huán)境和實驗步驟；為避免學(xué)習(xí)者視覺疲勞，注意力下降，可采取多種形式相互穿插，如：全屏教師講解、屏幕錄像、實驗臺操作、PPT等；視頻中插入答疑，對難點應(yīng)講解詳細(xì)到位，難度較大或頻繁出現(xiàn)的問題可單獨制作微視頻，如Visual Studio引用問題。

2.4 應(yīng)用實例

因?qū)嶒炠Y源有限，課前通過觀看視頻、上機(jī)仿真等預(yù)習(xí)手段能切實縮短課堂的適應(yīng)期，有效提高學(xué)習(xí)效果。為此，EDA實驗課用微視頻按照環(huán)境、原理、流程和常見問題編排， 因為學(xué)生好奇心強、動手熱情高，先開始實踐能避免興趣漂移。以設(shè)計含異步清0和同步時鐘使能的加法計數(shù)器實驗為例，視頻長度為6分15秒，分辨率1024×768，視頻首幀采用淡藍(lán)色背景注明實驗主題(如圖2所示)。

圖2 視頻首幀截圖

Quartus II中的代碼、仿真器圖形清晰可見，代碼切換轉(zhuǎn)場之間保留3秒間隔(如圖3、圖4所示)。

圖3 代碼窗口截圖

圖4 波形窗口截圖

3 結(jié)論與展望

微視頻是翻轉(zhuǎn)課堂的重要教學(xué)手段和學(xué)習(xí)資源，設(shè)計良好的微視頻能有效幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)。翻轉(zhuǎn)課堂目前還存在學(xué)生積極性不高、依賴性強等問題，除了改進(jìn)教學(xué)設(shè)計、教學(xué)方式等傳統(tǒng)方法，還可以利用信息技術(shù)改進(jìn)學(xué)習(xí)，如分析學(xué)習(xí)行為，提供個性化智能學(xué)習(xí)助理，類似蘋果的Siri、微軟的Cortana，通過垂直搜索、元搜索、主題分析等技術(shù)向?qū)W生推送上下文緊密相關(guān)的學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)好友、智能問答。

[1] 王萍.大規(guī)模在線開放課程的新發(fā)展與應(yīng)用:從cMOOC到xMOOC[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究,2013(3):13-19.

[2] 徐苑苑.云計算環(huán)境下的開放課程應(yīng)用研究[D].上海:華東師范大學(xué),2013.

[3] 鐘曉流,宋述強,焦麗珍.信息化環(huán)境中基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的教學(xué)設(shè)計研究[J].開放教育研究,2013(1):58-64.

[4] 朱宏潔,朱赟.翻轉(zhuǎn)課堂及其有效實施策略芻議[J].電化教育研究,2013(8):79-83.

[5] 黎靜.在線教育來潮:教師的困境與出路[J].高教探索,2013(5):151-155.

[6] 金陵.大數(shù)據(jù)與信息化教學(xué)變革[J].中國電化教育,2013(10):8-13.

[7] 郭紹青,楊濱.高校微課“趨同進(jìn)化”教學(xué)設(shè)計促進(jìn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)策略研究簡[J].中國電化教育,2014(4):98-103.

[8] 尋素華.淺析微課程開發(fā)在校內(nèi)外的應(yīng)用研究[J].中國電化教育,2013(9):123-126.

[9] 胡潔婷.MOOC環(huán)境下微課程設(shè)計研究[D].上海:上海師范大學(xué),2013.

[10] 盧強.翻轉(zhuǎn)課堂的冷思考:實證與反思[J].電化教育研究,2013(8):91-97.

[11] 張其亮,王愛春.基于“翻轉(zhuǎn)課堂”的新型混合式教學(xué)模式研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2014(4):27-32.

[12] 曹育紅.“翻轉(zhuǎn)課堂”在軟件技術(shù)實訓(xùn)中的創(chuàng)新應(yīng)用簡[J].中國電化教育,2014(4):116-120.

[13] 曾明星,周清平,蔡國民.軟件開發(fā)類課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J].實驗室研究與探索,2014(2):203-209.

[14] 朱偉麗.基于翻轉(zhuǎn)課堂的文檢課教學(xué)設(shè)計[J].圖書館雜志,2013(4):87-90.

[15] 王彩霞,劉光然.翻轉(zhuǎn)課堂優(yōu)化中職課堂教學(xué)探析[J].職教論壇,2013(6):41-44.

[16] 澤熙.“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式在思想政治理論課上的實踐與思考[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2013(8):17-20.

Research on the Micro Video in Teaching Design for the Flipped Classroom

Wang LiJun1, Li Meng2, Yang Xiaohua3
1. School of Electrical Engineering, University of South China, Hengyang, 421001, China 2. School of Computer Science and Technology, University of South China, Hengyang, 421001, China 3. CNNC Key Laboratory on High Trusted Computing, Hengyang, 421001, China

In order to improve students' learning initiative, changing their identity from onlooker to protagonist, turning teacher’s role from teaching to learning-assisting and tutoring, a activity diagram has been designed for the flipped classroom which is consist of pre-course and course and post-course. The micro video is both important teaching measure and major learning resource in the flipped classroom training. To perform effectively of the micro video, ten design principles have been presented. With two year practiced in EDA experimental class, they have been affirmed by students.

the flipped classroom; teaching used micro video; design principles of micro video

2016-05-01

王麗君，碩士，實驗師。李萌，碩士，實驗師。陽小華，博士，教授。

南華大學(xué)高等教育研究與改革課題《翻轉(zhuǎn)課堂中學(xué)習(xí)績效提升研究》(編號：2015XJG-ZD02)；南華大學(xué)高等教育研究與改革課題《卓越計劃背景下“工學(xué)結(jié)合”彈性企業(yè)實習(xí)體系構(gòu)建》(編號：2015XJG-ZZ04)；湖南省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題《基于計算學(xué)科基本問題的計算思維培養(yǎng)模式研究》(編號：XJK012CGD020)；湖南省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題《基于協(xié)同創(chuàng)新的地方高校軟件卓越工程師培養(yǎng)模式研究與實踐》(編號：XJK014BGD067)。