基于認知學徒制的微課設計與開發

馬榮爽， 陳然， 張羽鸝

(1. 東北師范大學，信息科學與技術學院， 吉林，長春 130000；2. 東北石油大學，圖書館，黑龍江，大慶 163318； 3. 東北石油大學，現代教育技術中心， 黑龍江，大慶 163318)

0 引言

微課自2011年提出后，因其短小精悍、主題突出等多種優勢走進大眾視野，一直發展如火如荼。目前，微課被普遍應用在學校教育中，但大多數拘泥于理論知識傳授，少有創新，真正培養學生高階思維能力的教學環節并不多，很多時候學習停留在淺層次,不能使學習者靈活應用知識[1-2]。

20世紀80年代，柯林斯和布朗等人提出了認知學徒制，以培養學生高階思維能力為主要目標，將知識學習融入到學校教育的真實情境中，利用情境幫助學習者增強認知。學習者在情境中解決問題，同時完成知識建構和應用。隨著信息技術的不斷進步，還有學者將認知學徒制應用到在線課程建設上，這對提升網絡教學效率也有一定的幫助[3]。

1 認知學徒制理論

1.1 認知學徒制內涵

認知學徒制是柯林斯和布朗等人于1989年提出的教學理論與情境設計思想。他們將傳統學徒制的核心技術應用在學校教育中，以培養學生的認知技能，即專家實踐所需的思維、問題求解和處理復雜任務的能力[4]，旨在改造傳統學校教育知識與實踐脫節的弊端。

1.2 認知學徒制特征

(1) 認知學徒制是傳統學徒制的核心技術與學校教育的結合。傳統學徒制的核心技術包括觀察、模仿、訓練、實踐、指導等，通過這些核心技術可以有效彌補學校教育的短板。

(2) 認知學徒制的典型特征之一是情境學習。情境學習強調將知識的學習融于真實應用中，重點在于讓學習者在情境中建構和理解知識, 解決問題[5]。認知學徒制利用真實有意義的情境幫助學習者認知，強調學習的真實性、社會性以及情境中的參與性。在學習過程中，學習者能夠將學習與現實生活聯系在一起，增強真實感、趣味性，易于激發學習者興趣。

(3) 認知學徒制將原本隱蔽的內在認知過程顯性化,即將專家思考與解決問題的過程完全展示給學生[6]。學生通過對專家的觀察、模仿學會解決其他類似問題。

(4) 認知學徒制關注的是領域性知識與策略性知識的獲得，即重視專家在獲取知識或將知識應用于解決復雜現實生活任務時所關涉的推理過程、認知和元認知策略[7]。

1.3 認知學徒制的一般實施步驟

① 提供示范。教師提出明確的真實性任務，并親自示范如何解決問題。在完成任務過程中，教師必須將如何思考、推理問題等內在認知過程展示給學生，以供學生觀察、模仿。② 情境創設。教師根據學生的學習需要，創設真實環境、設置情境化學習活動、提出明確任務。在情境中，學生通過實踐，能夠像專家那樣處理、解決問題。③ 提供腳手架，即提供支架、及時的指導。在完成任務前，教師提出學生解決問題的注意事項或建議，并在解決問題過程中及時給予學生幫助。同時，隨著學生任務的逐漸完成，及時撤出腳手架，使學生擁有學習的主動權和控制權。④ 及時反思。要鼓勵學生反思自己的優缺點，學會思考，學會質疑，這有助于培養學生的批判性思維等高階思維。反思時，學生可以與教師、同學對比、交流、探討，一起評價自己的學習結果。⑤ 自主探究。通過之前的學習，教師將學習的掌控權完全交給學生，放手讓學生獨立自主地嘗試、解決問題。

2 基于認知學徒制的微課設計與開發

2.1 微課的設計

以“生活中的勾股定理”為例，按照認知學徒制的一般實施步驟，將微課分為4個教學環節。

(1) 創設情境，引出問題

設置“升國旗”情境，引出“旗桿的高度”問題。不同于傳統的知識傳授型微課，本微課將真實的問題情境作為微課的開始，幫助學習者建立學習內容與生活經驗的聯系,激發學習動機[8]。由于升旗儀式是生活中常見的情境，學習者比較容易將其與實際生活相聯系，增強學習者自我效能感。

(2) 示范問題解決的過程

呈現“旗桿的高度”問題的推理、求解等思考過程，并講解勾股定理的相關知識，作為解決問題的基礎。

(3) 提供腳手架

問題解決后，總結解決問題的思路，這些內容像是支架一樣幫助學習者認知，并應用于其他問題和任務處理中。

(4) 提出新任務，自主探究

展示經典的“魚缸進電梯”片段，提出新的問題讓學生解決。學習者在新的問題情境中建構、理解知識，并體驗知識應用和問題解決過程，這有助于培養學生的自學能力、知識的應用與遷移能力。

2.2 微課的制作步驟

(1) 教學設計分析

根據確定的教學主題，分析教材、學習者特征、學習目標、教學重難點，在此基礎上，確定微課的類型，撰寫微課的腳本。腳本是微課結構和內容的體現，包括解說詞、字幕、音樂等關鍵要素。腳本的撰寫可以使微課的制作過程更流暢，有助于及時發現問題、修改內容。

(2) 前期制作

準備好動畫所需素材后，進入動畫制作階段。利用After Effects 制作動畫的一般過程如下：新建項目，導入素材，創建合成，新建圖層，添加動畫效果，預覽，渲染輸出。動畫制作完成后，保存為.aep文件，渲染出視頻。視頻可以保存多種格式，如.mp4.mpeg.avi等。

(3) 后期剪輯

微課動畫的后期剪輯工作包括添加字幕，添加背景音樂、音效，拼接動畫片段，渲染輸出微課視頻等，這些工作在Adobe Premiere中完成。

合理地使用背景音樂和音效，可以增加微課的藝術性。在音頻編輯時，主聲道位置是教學講解的聲音，音效和背景音樂處于其它軌道，這里將它們調整到比主聲道音量小15 dB，最終音頻與視頻合成面板如圖1所示。

圖1 音頻與視頻合成面板

視頻渲染輸出時，注意勾選“與序列設置匹配”的選項，以保證視頻效果最佳。

(4) 評價與反饋

微課的內容面向初中學生，因此，請兩位經驗豐富的初中數學教師評價微課。經總結兩位教師的評價結果，微課存在以下問題：部分片段聲畫不同步；講解語速過快；講解語言缺少啟發性。針對微課存在的問題做出了相應的修改，如針對聲畫不同步問題，將配音的每句話分別拆開，與畫面相匹配，并分別調節視頻與音頻的速率使之相互適應，呈現更好的效果；針對語速過快的問題，將整體的速度調至原來的80%，更適合學生思考和反應。

3 微課的應用效果分析

基于認知學徒制設計的微課視頻時長均不超過10分鐘，根據教師的建議改進微課后，將微課應用在一個40人的班級中，80%的學生表示微課的內容很新穎，對微課有很大的興趣；60%的學生主動應用微課中的方法解決其他問題；75%的學生主動完成微課的學習及課下鞏固。由此可見，真實的問題情境能夠調動學生的學習積極性，對培養學習者的自學能力、問題解決能力有一定幫助。

4 總結

本文基于認知學徒制理論，選擇學科知識點，從教學設計、腳本設計、動畫設計、微課開發等方面分析探究，最終實現了微課的設計與開發。微課的實踐效果證明，學生對認知學徒制理論指導下的微課有極高的興趣。微課能幫助學生有效地學習，在一定程度上對學生高階思維能力的培養產生了積極影響。現階段微課只在小范圍內實踐應用，未來將增加研究對象，在更廣的范圍內應用微課，使微課發揮更大的效益。