基于認知設計的成人高校課程在線教育的研究與設計
——以“計算機應用基礎”課程教學為例

(上海開放大學寶山分校，上海 200940)

隨著互聯網和信息技術的發展，線上教學逐漸走入成人教育領域。在線教育豐富了教學手段，為師生拓展了教與學的時間和空間。但是由于諸多因素的限制，目前線上教學依然存在很多問題。本文針對在線教育過程存在的問題，通過基于認知設計理念對成人學生學習特征的分析以及混合式教學法的研究，在現有技術背景下提出了成人高校“計算機應用基礎”課程的線上教學實施方案，以優化教學效果，提高學生的學習主動性、學習深度、探索創新能力，為滿足學生個性化的學習需求提供可操作的教學實踐。

一、在線教育存在的問題

在我國，在線教育發展時間較短，同時受到資金、技術、師資等諸多方面的影響，在線教學模式并沒有觸及傳統教學模式的根本性改變。因此，國內很多成人高校構建的在線教學模式，仍然只能作為課堂教學的點綴。

目前國內在線教育普遍存在的問題主要集中在以下幾點：1.在線教學過程老師和學生、學生和學生之間缺乏雙向互動，不便于開展溝通、釋疑、探討研究等系列教學活動，教學靈活性不夠。2.學生在線學習過程中缺乏老師的學習指導，情感疏遠。3.在線學習資源形式單一，很多是大綱和教學進度表等文本、幻燈片課件、三分屏的錄像資源，缺乏高水平的課件。4.在線資源設計難度一刀切，統一的教學內容、統一的教學進度和學習任務等阻礙了學生的個性化發展，沒有考慮不同背景的學生的學習需求。5.功能完善的在線平臺的建設需要對應的網絡設備、軟件及技術的支持，需要大量的資金投入，一些學校無法承建。

這次新冠肺炎疫情的來襲，讓全國兩億多學生被迫參與了“停課不停學”的在線教育模式的學習。疫情期間，涌現了一大批在線教育平臺，包括超星學習通、雨課堂、國家網絡云課堂以及釘釘、騰訊會議系統等商業軟件。這些平臺為教師們開展在線教學實踐提供了有效支持。但從疫情期間的在線教學實踐來看，在線教育確實有很大的優化空間。據澎湃新聞調查統計，絕大部分學生接受課程的方式是參與在線直播課程，教師們將線下課堂講授的內容原封不動的搬到線上，教學過程單向靜止、師生交互不足、在線資源缺乏多樣性以及學生的認知參與度不足等問題仍然突出[1]。特別是對成人學生來說，標準化的教學設計無法滿足不同層級的學習者。為此，如何優化在線教學過程設計，仍然是亟待解決的任務。

二、成人學生認知設計相關原則

在研究如何優化在線教學模式時，我們首先需要了解認知設計的理念以及對成人學生進行認知設計的注意事項。

(一)認知設計理論

認知設計是指從認知學的角度出發進行教學設計，以求為學生提供良好的教學體驗的教學設計方法。朱莉·德克森(Julie Dirksen)在《認知設計——提升學習體驗的藝術》一書中總結了一套行之有效的教學設計方法。她認為教學設計者在進行認知設計時，需要掌握解決以下問題的方法，包括：1.了解學生在知識水平、學習環境等方面的差距，為開始教學做好準備。2.了解學生的學習方法和習慣。3.了解學生的內在學習需求，為學生制定學習目標和教師的授課目標。4.避免無變化的重復，設計多樣化的練習讓學生便于記住知識點和更好的保持記憶。5.優化授課時長、授課內容、多媒體展現方式等因素，考慮如何設計在線課程以吸引學生的注意力。6.設計相關的評價學習效果的方法，從而完善學習設計。

這套方法源于對學生的學習動機、能力、知識水平、學習方法、大腦記憶規律等的深入了解和研究，并提供科學的、具備可操作性的設計方案[2]16。例如：在確定學生應該達到何種學習程度時，朱莉·德克森提倡使用“布魯姆教育目標分類法”的測量維度，即：1.回憶。2.理解。3.應用。4.分析。5.評估。6.創造。

教學設計者可以對照這個列表，對不同的知識點及不同的教學對象確定不同層次的教學目標，即提出不同程度的學習任務，提供系統化的資源。她認為教學不能僅僅局限于基礎認知的問題，高階認知問題能提升學生的學習目標，引導他們找準知識和技能差距，并為之努力達到更高的能力層級[2]51-53。例如，在解決如何了解學生的想法的問題上，她指出應該將信息的單向流通轉為雙向互動，即不論在何種學習場所(面授、在線學習)，最好能夠與學生進行互動，包括教師與學生的互動及學生之間的互動(小組學習)。[2]39

(二)對成人學生進行認知設計的注意事項

成人高校的學生具有和普通高校大學生不同的學習特征。具體來說，主要有以下幾點：

學習目標明確：成人學生期望通過學習來實現自身的價值，或者提升他們在某一領域的知識儲備，學習的針對性較強。學習自主能力強：成人學生的獨立性強，能自主安排學習計劃。學習與生活經驗相關：成人的生活、工作經驗豐富，在學習活動中他們會不可避免地以他們自身的經驗來理解知識。任務驅動的學習：成人學生更容易接受任務驅動或問題驅動的教學方法。他們更希望通過學習解決生活或工作中遇到的實際問題。需要相對靈活的學習時間：成人學生更希望能根據自己的需求，選擇學習的時間和進度。

根據上述特征，在設計面向成人學生的基于認知設計的在線教學課程中，我們需要注意：

1.在學習中加入案例

當開發教學課程時，里面的內容不應只有純粹的理論。對于成人學生來說即使是很有價值的理論信息，在里面加入一些工作或生活中可能碰到的案例，這樣的學習體驗才能更有影響力。所以，教師在為課程準備學習材料時，需要找找生活或工作中的案例。

2.提供練習機會

重復運用目標知識有助于把操作技能或知識留存在長期記憶中。如果信息已經連接了背景知識，并認真進行了演練，就會成功地被編碼，存儲在長期記憶中。但是重復練習不能是機械性的，要讓知識能有效轉移到新問題和新情景上，就需要讓練習多樣化、具有挑戰性。所以在設計學習時，需要教師考慮兩個問題：課程是否鼓勵了學員運用所學知識解決挑戰性問題？課程是否提供了足夠的練習機會？

3.考慮學員背景

成人學生生活經驗豐富，教師需要多了解他們的背景、經驗水平和個人目標，這樣才能夠開發出更適合他們需求的課程設計，而不是為所有人提供一刀切的內容。如果教師是在跟某領域專業人員打交道，在課程中添加一些真實案例會很有好處。如果教師是在跟入門者打交道，就加些例子說明這門課程能夠怎樣助力他們未來的工作。

4.提供多樣化的在線資源

如果學生是教育背景和專業背景完全不同的學員，教師需要提供多樣化的、不同深度的在線課程材料。教師可以從基礎課程開始，對于想要進一步了解主題內容的人提供額外的在線資源，并提供知識引導。作為課堂教學的補充，不同層次的數字資源的提供可以讓不同基礎的學生根據需要選擇適合自己的數字資源，完成不同級別的學習任務挑戰。

5.明確課程中的障礙

成人學生每天都要面對各種各樣的挑戰和壓力，工作的需要、家里的緊急事務等都會影響到學生的正常學習。教師需要明確課程中的障礙，這對于成人學生來說可能意義重大。教師可以為不能參加實時授課的學生提供支持資源，例如直播回放、在線學習微課課程庫和在線討論等，明確在某些關鍵時間節點必須完成的任務，讓學生能夠趕上進度。

以上設計原則體現了認知設計的理念：面對學習背景不同、基礎水平不一、職業各異的學生，如何為他們設計良好的學習體驗，將學生而不是學習內容作為課程學習的核心。因此，在進行教學設計時，我們需要對學生當前的技能水平、學習動機、學習目標、學習方法等進行詳細了解，并依據認知設計的課程設計理念來完成課程的設計和資源的組織。

三、可借鑒的混合式教學理論

混合式教學是在互聯網背景下，將面授教學和在線學習(E-Learning)融合起來的一種新型教學模式。根據百度百科定義，混合式教學，是將在線教學和傳統教學的優勢結合起來的一種“線上”+“線下”的教學。通過兩種教學組織形式的有機結合，可以把學習者的學習由淺到深地引向深度學習[3]。混合式教學包含了“教”和 “學”兩個層面，其中“教”的層面突出了教師如何依據學生的認知規律和對應的教學手段來最優化線上和線下教學設計，從而提升學生的學習深度；“學”的層面就是學生在教師的引導下，如何完成面授學習和信息技術支持下的線上學習的混合。

從某種程度來講，混合式教學屬于教育學領域的理論前沿，目前對應的研究還不是很豐富。混合式教學沒有統一的模型，例如波尼姆·魏利森 (Purnim Valiathan)從教學目標出發提出了技能驅動模式、態度驅動模式、能力驅動模式[4]；克雷格·巴勒和姆威廉·帕爾曼(Craig Barnum&William Paarmann)從教學過程出發提出了“四階段混合教學模式”[5]等等。

國外關于混合式教學模式構建過程的研究中，比較有代表性的有喬希·伯爾辛 (Josh Bersin)提出的混合式教學的四個基本環節[6],包括：1.分析學生當前的技能水平和學習需求。2.設計線上線下相結合的教學過程和對應的評價標準。3.配置多樣化的教學資源，引導學生使用。4.開展教學并跟蹤教學效果，對學生進行及時、有效的反饋和評價。

在互聯網+背景下，新時代的混合式教學致力于提高互聯網技術與教學模式的深度融合，其目的是賦予學生自主化學習、個性化學習和探究化學習的空間，使教師的教學形式更靈活，資源的呈現形式更多樣化，從而促進教育的開放性。因此，可以認為理想的混合式教學設計是實現認知設計的有效途徑。

四、成人高校“計算機應用基礎”課程的線上教學設計

(一)“計算機應用基礎”的課程性質和教學目標

“計算機應用基礎”是成人高校的通識課，課程內容包含計算機、網絡基礎知識以及多種Microsoft Office軟件的實踐操作。該課程內容的掌握與否對學生以后的學習效率、辦公效率等有很大的影響，大部分的學生都有學習該課程的愿望和需求。但不同教育背景的學生的計算機應用水平不盡相同，對該課程的學習需求必然存在一定的差異。因此，學生需要更多的學習途徑、多樣化的資源來實現延伸學習，提升自己的學習目標，掌握相關技能。

“計算機應用基礎”課程有三層教學目標：了解、掌握和應用知識點。第一層：了解，需要學生了解計算機的歷史、發展現狀、計算機的基本組成等相關基礎知識。第二層：掌握，要求學生掌握計算機操作系統Windows 7 中資源管理器和控制面板的常用操作，以及中文字處理軟件Word、幻燈片制作軟件Powerpoint和數據庫管理軟件Access的常用操作。第三層：應用，要求學生能靈活運用相關軟件來解決現實工作中遇到的問題，并通過進一步的自我鉆研， 提升操作技能，制作專業化的作品。三層目標之間是相互支撐和相互促進的關系，最終達到培養學生的學習能力、解決問題的能力和探索創新等綜合能力。

(二)“計算機應用基礎”課程在線教學設計

借鑒喬希·伯爾辛提出的混合式教學的過程設計，“計算機應用基礎”課程的線上教學實施過程設計如下：

1.教學分析與設計

教師首先了解學生的學習基礎、學習特點和內在需求，明確教學目標，對教學內容進行設計，形成每次教學的教學設計方案并整合相應的教學資源。

(1)學生特征分析：教師在授課前進行學生分析是基于認知設計的教學工作的前提之一。學生特征分析的目的是把握學生的認知特點、內在認知需求、已有的知識水平等情況，做到因材施教。教師可以通過課前測試和在線問卷調查等方式來了解學生的學習態度、起點能力和教學交互方式的喜好。

(2)教學目標設計：教師根據學生的計算機操作技能基礎和學習的內在需求，明確每次教學的教學目標，選定相應的教學資源和教學模式。

(3)線上學習資源的配置：教師緊扣本次課程的教學目標，整合課堂教學內容。在此基礎上，關注知識拓展，提供系統性的知識體系，為學生提供適度拓展的途徑。例如：教師可以為學生提供本課程、本章節的知識圖譜，提供知識引導，使不同基礎、不同學習目標的學生可以在掌握必要的課程知識點之余選擇不同層次的延展性學習資源。課程資源可以是PPT、微視頻、在線測試題目、網址鏈接等多種形式，教師可以自建或收集資源并上傳至在線學習平臺。

2.自主學習任務單設置

教師根據本次教學的教學目標，上傳自主學習任務清單，引導學生進行自主學習。

(1)教師提供在線資源給學生進行課前預習時，根據前期的學生特征分析及資源整合情況，設計自主學習任務清單供學生使用，學生通過查閱學習任務清單明確本次課程需要完成的學習任務。

(2)自主學習任務單的設定需兼顧教學重點、難點和一般知識點的覆蓋面和權重。應基于學生的現有知識水平，包含必須掌握的課程知識點以及延展性課程知識點。

(3)自主學習任務單包括學習指南、學習任務、疑問與建議三部分。

(4)學習指南建議包含本節課的學習主題、達成目標、學習方法建議、學習資源列表。

(5)學習任務包括學習的內容、學習的規則與要求。布置學習任務最有效的方法是把知識點轉化成問題，即將教學重點、難點等轉化成問題或題目，學生通過上機實踐解決問題，理解概念和掌握方法，培養舉一反三的能力。

(6)疑問與建議：學生在自主學習之后填寫反饋信息，幫助教師在教學時有針對性的進行釋疑、引導和改進教學過程。

3.學生自主學習

學生查閱自主學習任務單中的任務，在學習平臺上利用在線資源進行自主學習，完成各項任務后填寫學習后的疑問與建議。

4.小組學習

教師可以根據前期調查分析的學生特征，幫助學生劃分學習小組，由小組成員協作完成任務。教師根據本次課程的教學目標、學習內容等提供相應的研究項目，小組依據學習興趣及技能基礎等的不同選擇不同的課題，完成課題任務，并在上課時完成展示和評價。教師提供的項目應包含一定的難度和知識拓展性，激發學生通過探究解決問題的熱情。

在“計算機應用基礎”課程的Word、Powerpoint、Access等模塊的學習后，教師都可布置項目設計。例如，在Powerpoint章節的授課中，老師可以布置同一主題或由學生小組選擇感興趣的主題完成制作。不同團隊制作的成果在內容、藝術性、技術復雜度等方面會有很大的差別，通過相互交流和評價，小組成員鍛煉了探索研究能力、提高了互動合作能力，得到了知識的提升和擴展。

5.線上教學

教師采用直播課堂或視頻會議等形式進行教學。基于前期的學生預習反饋，教師的授課將更具有針對性，線上授課可實現一些更高層次的教學目標，讓學生有更多的機會在認知層面參與學習。包括：教師可以精心設計課堂教學活動，引導學生鞏固前期自學的知識并加以靈活應用；教師授課可側重于重點知識的提升講解及解決學生自主學習后反饋的共性問題；課上，學生或學習小組也可匯報、交流學習成果或提出項目完成過程中遇到的問題，由教師進行評價、釋疑或補充知識點。

6.考核和評價

考核和評價可以有效地反饋學生的學習效果和教師的教學效果。這些反饋讓教學活動更加具有針對性，不但讓學生學得明明白白，也讓教師教得明明白白。考核和評價包括過程性考核評價和終結性考核評價 。

“計算機應用基礎”課程的過程性考核評價可采用對每位學生每次作業的完成情況、每次在線學習的情況、在線小測試成績、在線資源瀏覽、參與小組任務完成情況等的綜合評價。在線教學的實施過程中，學生自主學習任務的完成情況直接影響到教師確定在線授課內容以及教學效果，因此應提高其在總成績的占比，以吸引學生完成自主學習任務。

終結性考核評價可分成兩部分：期末考試成績及個人設計項目成績。期末考試著重于考核學生對各章知識點和操作要求的基本掌握情況。個人設計項目主要考核學生綜合應用所學知識探索解決問題的能力，鼓勵學生在日常學習中注重提高實踐操作的能力、融會貫通所學技能創作盡量專業化的作品。

以上是“計算機應用基礎”課程在線教學的設計方案。要注意的是，上述方案設計的是疫情期間完全在線的教學過程。教師通過在線直播或會議討論模式替代了混合式教學模式中線下教學的授課模式。疫情之后，成人高校可延續線上教學的模式，將線上教學不夠便捷的環節移到線下，采用面授和在線教學相結合的混合式教學模式。畢竟對“計算機應用基礎”課程來說，線下教學在上機實驗輔導等環節有著線上教學無法取代的更靈活、更直觀和易交流的優點。

(三)“計算機應用基礎”課程在線教學的實踐途徑

以上“計算機應用基礎”課程線上教學過程的各個步驟都可以通過選用適合的教學平臺或軟件來實現。例如，筆者使用的在線教學平臺 “釘釘”的功能非常強大，包括了群討論、課程直播、視頻會議、作業收繳、資源存儲展示、問卷調查、打卡考勤、圈子等各項功能，完全能夠實現上述教學設計中的教學分析、線上直播、作業布置、資源存儲、小組討論、問卷調查等過程。

而課件資源的整合，除了收集整理網絡上現有的資源、由專業公司制作資源等途徑外，教師也可自建高質量的課件資源。筆者推薦使用網絡課件制作軟件Articulate Storyline， 它是Articulate公司提供的一款E-learning多媒體互動課件開發工具。它可以快速創建無限制的交互，方便教師們輕松制作動態課件展示教學內容；它支持眾多題型的編輯，提供了題庫集和評估頁面，可以便捷的生成形式多樣的題庫并實現自動批改；它支持SCORM 1.2和SCORM 2004標準，同時可以發布為HTML 5，在iPad、iPhone中播放。尤其突出的是，它提供的屏幕錄制功能，可以將“計算機應用基礎”課程中上機操作的步驟錄制后轉化成操作模擬練習和測試，改善了在線教學過程中學生的計算機操作練習老師無法輔導、檢查，學生無法自測的困難。

五、基于認知設計的線上教學的實施困難分析

基于認知設計的線上教學是互聯網時代的新興教育模式，可以提升成人學生的學習深度、滿足其個性化的學習需求。但由于觸及教學模式的結構性變革，在具體的推廣實施過程中有一定的難度和阻力，主要原因在于：

理念和習慣問題。教育與技術的融合是大勢所趨，在線教學的方式更新，需要教師和學生思維方式的轉變。教師需要更新教學理念，學生的自主在線學習主要依靠教師的課程設計，因此教學前課程的設計絕不能應付了事。學生也需要更新學習方式和學習習慣，由于學生的學習過程得不到有效監控，因此更需要學生從被動學習轉向自主、自覺學習。

資金問題。在線教學需要在線平臺的支持，目前多數的在線學習平臺是免費的，今后也可能出現收費的情況。而學校自己搭建平臺則具有規模大、建設難度大、成本高、管理要求高、建設周期長等缺點。對教師們來說，專業化、高水平的課件、在線題庫等資源的建設也需要技術和資金的支撐，從而制約了在線教學模式的推廣發展。

技術問題。很多在線教學平臺存在互動體驗差、資源重復、題庫建設題型單一、教學過程中的靈活性不足、平臺穩定性不夠等諸多問題，平臺建設等方面尚存在不足。

信息素養問題。很多教師在技術的獲取和使用方面，處理信息的手段、技能相對薄弱。有些教師受到自身專業限制以及傳統教學形式的影響，對于新興教學技術手段關注較少，需要進行新技術的學習。

六、結論與展望

此次疫情最大程度地檢驗了在線教育模式的可行性。參與其中的學生、教師以及其他教育從業人員，經歷過在線教育初次洗禮后，在教育理念、知識獲取方式發生轉變的同時，也對未來教育提出更高要求。

隨著大數據、人工智能等技術的發展，未來的教育將發生重大的變革。例如，通過大數據的分析，可以建立基于數據分析的自適應學生畫像，從內容偏好分析推出個性化終身學習服務；利用新一代人工智能的語音語義識別、圖像識別、知識圖譜和深度學習等技術，在線教育能夠提供個性化知識樹、自動化批改、個別化答疑和智能化管理；實現智能化的學習內容推薦，在線虛擬教師答疑，實現作業、測評、課程的自動適配和評估進行學情管理等等[7]。可見，未來的教育將按照學生身心發展的基本規律，提供高度智能化、個性化、多樣化的教學。

本文針對當前在線教育過程存在的問題，通過認知設計理念中成人學生學習特征的分析以及混合式教學法的研究，在現有技術背景下對成人高校“計算機應用基礎”課程的線上教學實施方案進行了一些研究和設計。希望能為成人高校教師在實踐中優化教學效果，為學生的個性化學習需求創建教學環境提供借鑒。未來，期待大數據和人工智能等技術在教育領域的發展和普及，促進成人高校在線教學過程的進一步變革，真正實現數字化、研究性和學習中心為特征的新型教學課堂。