創客教育類微課的設計與開發研究

張宇婷 秦健

[摘 要]微課作為一種新的教學資源，無論是在課程建設還是混合式教學中，都起著重要的作用。為了推動創客類教學資源建設，文章在查閱相關研究文獻的基礎上，通過實踐創作、記錄和分析，梳理微課設計與快速制作的方法，降低創客教育類微課的制作難度，促進微課的可持續發展與創客教育的發展，以期為創客教育類微課設計開發者提供參考。

[關鍵詞]創客教育;教學設計;微課制作

[中圖分類號]G434 [文獻標識碼]A [文章編號]1008-7656（2021）05-0028-06

引言

2018年4月，我國教育部頒布《 教育信息化2.0行動計劃 》，提出了數字資源服務普及行動[1]。2019年2月，中共中央、國務院頒布《 中國教育現代化2035 》，提出了建立數字教育資源共建共享機制[2]。隨著在線教育的興起以及MOOC的廣泛應用，微課已成為信息時代的重要教育資源形式之一。

與此同時，在國家教育部的大力推動下，以培養創新型復合人才的創客教育正逐步在全國范圍內普及推廣，由當地政府牽頭的創客類賽事在中小學開展得如火如荼。但實踐中仍面臨師資和優質課程資源不足等問題，制約了創客教育的普及[3]，因此，設計與開發優質的微課并應用于實際創客教學，對創客教育類數字化資源建設有重要的意義。

本文以設計開發“3D ONE AI—建造城市”“圖形化編程—按鈕燈”兩個創客資源類微課為例，分析微課設計的理論基礎，介紹微課設計與制作的流程，歸納、總結微課設計與制作的經驗，以期為一線教師設計制作微課提供參考。

一、微課的設計

（一）理論基礎

1. 首要教學原理

首要教學原理由梅瑞爾教授在2002年提出，首要教學原理認為，教學最關鍵應該是聚焦問題，其他四個教學階段，包括激活舊知、示證新知、應用新知、融會貫通[4]。為了促進學習者有效學習，本系列微課教學設計也遵循此原理，在創設情境或交代背景后，提出問題引入正題，讓學習者帶著問題學習、思考，然后逐步展現知識點，再通過呈現實際教學案例引導學習者學以致用，最后通過思維導圖等方式總結歸納知識點，使學習者融會貫通。

2. 多媒體學習理論

邁耶的多媒體學習理論包括三個假設以及五個步驟、七個多媒體學習原則[5]。為了有效地降低學習者的認知負荷并且促進有意義學習，本系列微課在設計課件時也遵循該理論。利用空間接近原則、整體性原則、一致性原則等，在畫面呈現上盡量丟棄與重點內容無關的文字及圖片或者令人眼花繚亂的動畫效果，以免造成重點內容不突出、影響學習者視覺等問題。

（二）微課的選題

本微課的選題主要從三方面考慮：一是具有較高使用價值，教學內容對學習有促進意義;二是適宜以微型視頻的形式傳播分享學習;三是所選內容具有相對獨立性[6]。

本系列微課的選題為“3D ONE AI—建造城市”“圖形化編程—按鈕燈”，屬于認識創客教育載體3D ONE AI與圖形化編程工具KITTEN的初級案例，對進一步掌握該載體具有促進意義，并且涉及的內容不是很廣，相對獨立。《3D ONE AI-建造城市》《圖形化編程-按鈕燈》內容上屬于實操類，以視頻的形式傳播，便于學習者反復學習，有較高的使用價值。

（三）創客教育類微課的教學設計

1. 教學內容分析

創客教育的發展對學生創造力在內的核心素養起著促進作用，開展創客教育，優化人才結構，培養學生動手、創新能力，成為教育領域的重要命題。創客類微課《3D ONE AI—建造城市》《圖形化編程—按鈕燈》屬于操作類微課，因此兩個微課在內容安排上均采用了“展示課題—問題導入—知識講解—案例演示—學習總結”的結構框架，層次清晰，條理分明。

3D ONE AI是面向于中小學和職業教育，以三維技術為載體，以人工智能為導向，將編程、虛擬硬件、人工智能技術三者以三維動畫的形式展現的仿真軟件，對學生了解人工智能的基本知識以及培養其動手實踐、創造力具有促進作用。在《3D ONE AI—建造城市》微課中，首先提問：“如果你來做城市的規劃，你將如何建造城市呢”，以此引出建造城市的主題。然后具體講解了使用3D ONE AI進行創作的三大基本步驟，包括場景導入、場景搭建以及物理屬性配置。接著通過以建造城市為實例，在介紹建造城市需要的功能以及最后呈現效果后，將建造城市的過程進行演示，并在演示中將所使用的的功能以及易錯點作為重難點講解，最后以思維導圖的形式幫助學習者總結所學內容。

研究表明，圖形化編程工具對于中小學生計算思維的培養具有促進作用，是創客教育中使用的較為廣泛的載體。 在《圖形化編程-按鈕燈》微課中，首先提問“最簡單的家用電器是什么”，“燈”這一形式引起學習者的關注，讓學習者帶著問題進行深入的學習。然后進入正題講解如何使用圖形化編程工具來制作按鈕燈。接著進一步將場景設定為大學宿舍，提問“如何改進燈讓其變得更加智能”，促進學習者對圖形化編程的理解，使學習者邏輯更加清晰。最后幫助學習者總結所學內容。

2. 教學目標分析

教學目標是教學系統設計活動的出發點和最終歸宿[7]，每個教學活動都應具有明確具體的教學目標，它是教師教學和學生學習情況好壞的評判依據之一。按照布魯姆的教學目標分類理論，可將微課的教學目標分為知識目標、能力目標以及素養目標。

3. 教學策略分析

單一的微課教學過程并不具有較強的交互性，為了激發學習興趣和保持學習者注意力，在教學策略選擇上可重點考慮先行組織者策略、問題化、故事化、情景化、案例化的策略[6]。

《3D ONE AI—建造城市》的微課采取問題化、案例化的教學策略。首先以提問的方式引出建造城市的主題。然后演示教學案例，并在演示中將所使用的的工具以及易錯點作為重難點講解，層層遞進引起學習者的思考。

《圖形化編程—按鈕燈》的微課里采取問題化、情景化的教學策略。微課開頭通過提問的方式引發學習者的思考。然后將情境分別設置在家里和宿舍，為學習者展示圖形化編程按鈕燈在不同場景中的具體應用，幫助學習者進一步理解以及遷移運用。

二、創客教育類微課的開發制作

微課制作方式大體上可分為課堂實錄式、演播室錄制式、混合式以及錄屏式等四大類[8]，這四種制作方式各有特點。

創客教育的載體可分為軟件類和實物類，軟件類包括圖形化編程工具、三維建模軟件等，實物類包括教育機器人、開源硬件、PVC等。因此，結合微課快速開發理念，推薦使用PPT錄屏法。錄屏式微課制作簡捷、成本低，可讓制作者在很短的時間內做出成品，對于實物類的載體，除了PPT錄屏法，還可結合手機拍攝法來制作演示過程，教師可騰出更多的時間和精力放到教學設計上。

微課的快速制作過程主要包括解說稿的撰寫、微課素材的收集和處理、課件的制作、聲音的制作以及視頻的合成等過程。

（一）解說稿的撰寫

解說詞的撰寫是微課設計與制作的關鍵步驟。首先，根據教學目標、教學內容搭建知識點框架，以結構化、通俗化、口語化為原則逐步豐富稿本內容。解說詞的文字語言表達要簡練，內容邏輯和結構要清晰。經過不斷提煉、修改，確定解說詞的最終版本。

（二）素材的收集和處理

良好的微課作品離不開內容可視化，一張恰當的圖片可以很好地為文字“傳情達意”，反之，一張不適當的圖片會與文字“貌合神離”，使學習者對知識的理解造成干擾[9]，所以，微課素材的選取對保障微課作品的質量很重要。

通常，制作微課需要的素材有圖片、視頻、音頻等。素材的準備可通過拍攝、截圖、錄制等方式，也可通過網絡搜索。在收集素材的過程中，網站找到的素材圖片往往存在著水印、大小不合適、像素不高等問題。因此圖片收集完之后，還需要對圖片進行調整。例如，可以利用PS、PPT等軟件對圖片進行后期處理，使圖片看起來更加整潔、美觀。

素材收集是一個耗時的過程，因此基于課程快速開發的理念，制作者應養成日常收集素材的習慣。圖片的收集可以在一些設計網站、壁紙應用中收集，并進行有效歸類整理。

（三）課件的制作

課件制作涉及畫面布局、配色方案和動畫設置等三個重要內容。

1. 畫面的布局

課件的畫面主要由文字、圖形、圖像、表格、色塊等元素組成，畫面布局就是組織安排畫面的構成元素。如果畫面布局不當，則會造成畫面冗雜、視點不明確、重點信息不突出、信息負荷等系列問題，其結果不僅導致畫面呈現失去的藝術美感，還直接影響教學內容呈現的有效性[10]，所以需要合理地進行布局。在本系列微課制作中，主要以多媒體學習理論為指導進行畫面布局，并要遵循以下幾個原則。

空間接近原則：為保證畫面信息的排列科學合理、整潔大方，本系列微課主要采用的居中排版、左右排版和上下排版，如圖1所示，并且依據文本和圖片在空間上是臨近的，幫助學習者更有效地記憶和理解教學內容。

整體性原則：在進行畫面布局時應首先確定母版來保證界面的風格整體一致。例如在本系列微課中，僅選用一種顏色為背景色，并且起著導向作用的標題欄形狀、位置、顏色前后保持一致，避免由于前后風格不同產生視覺跳躍感。

一致性原則：依據多媒體學習理論，無關的材料會爭奪學習者工作記憶中的認知資源[5]，所以為保證視點明確，教學重難點突出，本系列微課在圖文混排的時候，要減少與教學無關的信息，選用重點內容、關鍵性詞語和能傳達語意的圖片。

2. 配色方案

色彩設計是微課制作中必不可少的一步。合理的使用色彩，不僅能凸顯教學重難點，而且界面更具藝術美感。如果顏色搭配不合理，則會造成視覺跳躍感等不利因素，影響學習者學習。在本系列微課制作中，主要從以下三個方面考慮色彩的使用。

配色的選擇：為了使課件保持整體協調統一，課件制作首先進行的就是母版設計。母版設計時應根據教學內容合理的選擇配色，若用于中小學課堂可選用較為明艷的色系，將網站的配色方案應用至課件，且盡量做到一個頁面原則上不超過三種顏色。

背景色的設置：根據教學內容選擇合適的背景色。在本系列微課的教學內容是“3D ONE AI”和“圖形化編程”，兩者均是以現代信息技術作為支撐實施教學，所以微課背景色選用淺灰色，較能體現出現代感。并且是選用純色而非漸變色，因為純色背景一般與字體顏色對比強烈，更易突出教學內容，減少學習者的視覺負擔。

字體顏色設置：設計字體顏色時要注意搭配字體的顏色和背景色相區分。為了使文字醒目、協調，減少學習者的學習疲勞感，色彩反差越大越好，例如在本系列微課中，由于背景色為淺灰色，所以字體顏色大多都選用的黑色。此外，在文字信息較多地方，利用不同的色彩進行區分，如橙黃色、紅色等這類顏色突出關鍵字，幫助學習者厘清主次，突出教學重難點。

不同的色彩帶來不同的觀感，設計者應憑照教學對象和內容，充分運用色彩的特征來選擇不同的顏色，使微課呈現更加美觀形象。

3. 動畫的設置

動畫包括頁面元素動畫設置和切換動畫設計，巧妙的使用動畫能夠將許多難以理解、抽象、復雜的知識點變得生動活潑、簡單易懂。但是使用不當又會造成圖片多余、動畫進入時間過長、 動畫出現的次序混亂等問題，不僅淹沒了主題，而且分散了學生的注意力[11]。因此，建議在使用動畫時側重考慮遵循以下原則。

科學性原則：在設計動畫時，頁面內容的出現以及切換動畫盡量選用基本型和溫和型。例如本系列微課中，標題、正文內容呈現的動畫多采用淡出、擦除、浮入等，切換動畫一般采用的推進和淡出，這樣的呈現方式既自然可觀，又不會使人眼花繚亂;而需要重點突出的內容則可使用諸如閃爍、脈沖等強調效果。

有序性原則：教學內容的出現順序應盡量符合學習者的視覺習慣，一般是從左到右或從上到下依次呈現。但不要選擇多個元素同時出現，避免造成學習者視覺負擔，并且使用的動畫也是具有方向性的，例如自頂部、自底部或自左側等，一般同一頁面內容從同一方向逐條依次進入，切不可從多個方向進入，否則容易造成學習者視覺混亂。

動畫是微課制作中必不可少且十分重要的元素，呈現對象的秩序、怎樣出現、呈現后需要達到怎樣的效果，都需要設計者認真去設計，耐心去修改，做到心中有數、有理有據。

（四）聲音的制作

聲音是微課的重要組成部分，合理運用聲音，能提高信息傳遞的效率，促進學習者學習。 聲音的制作主要包括解說詞的錄制和背景音樂的使用。

1. 解說詞的錄制

依據多媒體學習理論，在“3D ONE AI—建造城市”“圖形化編程—按鈕燈”這兩個微課作品中，都對教學內容進行了配音。配音質量是微課作品的重要影響因素之一，基于此，解說詞錄制時應有兩個方面需要注意。

一是微課所使用的配音最好采用真人配音。配音者應盡量口齒清晰、語音標準、語速流暢、語氣溫和自然富有感情，容易將學習者帶入學習情境。然而，新手往往容易陷入使用軟件配音的誤區，使用配音軟件語音合成的音頻會比較僵硬，易造成機械枯燥感，不利于學習者學習。

二是進行解說詞錄制時應選擇安靜環境但不空曠的環境，以免錄制的音頻帶有雜音或回音影響音質，有條件的還可以使用錄音室或錄音棚進行聲音的錄制。錄制完畢后，可使用Adobe Audition軟件進行簡單的降噪、剪輯、優化，輸出mp3格式音頻文件，如圖2所示。

2. 背景音樂的選擇

背景音樂是不同于解說音的另一種聲音語言，用以烘托渲染畫面內容;也可以用來傳達文本內容的意境;或者營造出無法用語言或是文字表達的氣氛[12]， 所以選擇合適的背景音樂很重要。在選用背景音樂時注意其節奏要與微課內容相匹配，或舒緩或輕快，但不能過分激昂或低沉， 否則會造成喧賓奪主，難以使學習者進入學習情境。另外，在合成之前，應防止背景音樂的音量過大而掩蓋解說詞配音。

（五）視頻合成

視頻是微課最終的呈現形式。當課件制作工作完成后，便進入視頻合成環節。在本系列微課中，首先進行的是視頻的錄制，在播放已后期處理的解說音的同時，使用Camtasia Studio或EV3等軟件進行錄屏，盡量使音畫節奏保持一致。接著音畫同步精細處理，由于第一步的音畫同步會出現操作不當導致部分地方未能同步，所以，就需要把錄制好的視頻文件導入Adobe Premiere（簡稱Pr）軟件，然后剪輯多余的片段使整個視頻音畫同步，如圖3所示。至此，初步完成了整個微課的設計與制作。

三、小結

如何設計開發出一個好的微課，文章通過以上探討，小結幾點經驗如下。

（一）應用案例化的教學策略

依據梅瑞爾首要教學原理和基于微課單向傳播教學內容短視頻的特殊性構建了教學設計模式，在教學策略的選擇時要充分考慮激發學習興趣和保持學習者的注意力，盡量偏向故事化、情景化、案例化的策略;在解說稿的撰寫上盡量口語化、趣味化。

（二）注重教學內容的可視化設計

可視化要求運用恰當的圖片、表格、圖標、流程圖等元素來傳遞文字的意思，使學習者更易理解，因此在制作微課時的圖片應與文本文字內容息息相關。同時，制作微課時對于抽象的文本文字更應該借助表格、圖片和圖標進行解讀，把抽象的化成具體的，使其通俗易懂。

（三）先聲后畫可提高制作效率

通常情況下，制作微課的順序是先制作課件再配音，致使音畫同步制作時會消耗過多時間。經本次系列微課制作，筆者發現，先錄制好聲音，再配畫面，將動畫時長和配音相對應，這樣可以避免在后期添加配音和動畫時導致事倍功半的問題，從而提高了制作微課的整體效率。

[參考文獻]

[1]教育部.教育部關于印發《教育信息化2.0行動計劃》的通知[Z].教技[2018]6號，2018-04-13.

[2]李冀紅，萬青青，陸曉靜，等.面向現代化的教育信息化發展方向與建議——《中國教育現代化2035》引發的政策思考[J].中國遠程教育，2021（4）：21-30.

[3]鐘柏昌，張祿，王艷霞.創客教育的現在與未來[J].人民教育，2018（5）：63-66.

[4]M.DavidMerrill，盛群力，馬蘭.首要教學原理[J].遠程教育雜志，2003（4）：20-27+60.

[5]Ric.hard E. Mayer.多媒體學習.[M].牛勇，等，譯.北京：商務印書館，2006.

[6]林雯.微課教學設計的原則與三個關鍵問題探討[J].中國教育信息化，2016（6）：26-30.

[7]何克抗，林君芬，張文蘭.教學系統設計.[M].北京：高等教育出版社，2006.

[8]韓徽，鄭小軍.微課制作中的視頻摳像技術探析[J].中國教育信息化，2017（8）：34-36.

[9]張霞.微課程的設計、開發與應用研究[D].南寧：廣西師范學院，2014.

[10]楊波，王建書.PowerPoint課件設計制作中的問題分析及改進對策[J].中國電化教育，2009（5）：76-79.

[11]張紅卓，楊曉宏，張繼軍.優質PowerPoint教學演示文稿的設計與制作策略研究[J].中國教育信息化，2011（4）：58-62.

[12]游澤清，龐大勇.聲音媒體在多媒體教材中的運用[J].中國電化教育，2003（10）：51-54.

[作者簡介]張宇婷，陜西師范大學教育學部碩士研究生，研究方向：STEM教育、機器人與創客教育;秦健，陜西師范大學教育學部副教授，碩士研究生導師，碩士，通信作者，研究方向：人工智能與機器人、通用技術、創客教育。

[責任編輯 鄭 鴻]