在線教學資源開發模型的構建與應用

孫 艷 顧維彬 王 冠

《中國教育現代化2035》于2019年2月由中共中央、國務院印發，該政策明確提出要在信息化時代加快教育變革。[1]2020年1月新冠疫情大規模暴發，因受疫情影響，全國各級各類院校均啟動了在線教學，信息技術手段為其提供了基礎保障，使得在線教學飛速發展。優秀的在線教學資源整合了文字、聲像等要素，可以刺激學習者的多種感官，使繁雜的知識更為形象、直觀，從而提高學習者對學習的熱情，[2]良好的在線教學資源是在線教學質量的重要保障。隨著時代發展，人們的社會需求由單純實用的功能性需求轉變為精神文化層面的情感性需求，學生對教育的需求也由傳道授業解惑向思想情感溝通轉變，當今教學實踐呼喚情感層面的關注。[3]因此，將情感因素納入在線教學資源設計就變得尤為重要。

通過對各平臺在線教學資源進行分析比較發現，在線教學資源質量參差不齊，總結現有資源存在以下缺點：(1)缺少先進的教育理論指導；[4](2)重開發技術，輕學習者學習體驗；[5](3)教學資源類型以演示為主，忽略互動性資源建設。[6]產生以上問題的根本原因在于：資源開發過程中，缺少科學、合理的在線教學資源開發模型作為參考依據。本文依據Moreno提出的“多媒體學習的認知-情緒理論”(Cognitive Affective Theory of Learning with Media，CATLM)，構建在線教學資源開發模型，從資源開發角度解決在線教學資源現存的若干問題。

一、文獻綜述

情緒是指個體對世界的評價，是與具體刺激相互影響的反應。情緒設計是指對學習環境和學習材料中可能影響學習者情緒的因素進行控制和設計。[7]人類工程學家致力于將情緒設計融入日常生活的產品設計之中，而教育產品作為其特殊部分，更值得進一步優化。

隨著對學習資源情緒設計的深入研究，沃爾夫森等人發現黃色、橘色等暖色調[8-9]和多里斯蒙德等人發現圓形娃娃笑臉[10-11]一類的視覺元素可以使學習者產生積極的內在情緒。[12]楊紅云等人利用元分析方法，對近20年國內外發表的有關情緒設計對學習影響的31項實驗與準實驗研究進行梳理和量化分析。該實驗表明，積極的情緒設計對學生學習和情感-意志動力水平均產生了促進作用。情緒設計能激發學習者的積極情緒，增強其學習的內在驅動力，提升其保持、接受和遷移能力，促進其更加主動地投入學習。[13]龔少英等人指出，在多媒體教學平臺中，對學習材料進行內部層積極情緒設計可以提升學習者的學習興趣、激發其學習動機、降低其認知難度、促進其對知識的理解與整合，進行行為層積極情緒設計更能激發學習者的主動情感。[14]也有研究表明，將情緒設計的內部層面與行為層面相結合，有助于改善學習者的心理遷移成績。[15]

綜上所述，積極情緒對學習效果有正向作用，教學設計者可以對在線教學資源進行情緒性設計，調動學習者的積極情緒，從而激發其學習動機、心理努力程度及學習成績。[16-17]據此，本研究基于CATLM理論所提出的在線教學資源開發模型，將會為學習者提供更優質的教學資源，實現學習效果最優化。

二、多媒體學習的認知-情緒理論

在線教學可以利用多種媒體組合的形式，優化學習者的認知過程。有些理論對多媒體學習的研究產生了重要影響，如認知負荷理論(Cognitive Load Theory，CLT)、多媒體學習認知理論(Cognitive Theory of Multimedia Learning，CTML)。但這些傳統的多媒體學習理論更多地注重學習者的認知能力，在多媒體學習和教學過程中，情緒往往被忽視。[18]而教學過程中的信息加工與處理步驟往往既是認知的又是情緒的，所以兩者具有相互聯系性。據此，Moreno在CTML基礎上，提出CATLM理論。CATLM理論認為，由學習活動自身引發的積極情緒可以促進學習者的情感動機狀態，從而觸發更深層次的認知加工過程并改善學習效果。即情緒對學習效果的影響取決于學習過程中情緒因素對學習者認知資源投入的作用方式。該理論強調多媒體學習過程中情緒等因素的重要作用不可忽視，整體過程如圖1所示。

圖1 多媒體學習的認知-情緒理論(Moreno，2006)

在該理論基礎上，Moreno認為，運用多媒體學習材料進行情緒設計具有兩方面的作用：一是認知作用，它能促進學習者對學習材料的認知加工；二是情感作用，它能影響學習者對學習材料的情感、態度和動機。[19]因此，在學習過程中，不僅要關注學習者的認知加工過程，還應對學習材料進行視覺處理以影響學習者的情感和內在驅動力，從而綜合考察對學習效果的作用。

三、在線教學資源開發模型的構建

開發模型的構建以提升在線教學資源的應用價值為核心，在“激發積極情緒”和“優化學習效果”的價值取向及多媒體學習的認知-情緒理論指導下，本研究依據文獻綜述與調查研究構建出基于CATLM理論的在線教學資源開發模型，并對其特點進行分析。

(一) 模型構建

在線教育致力于為師生提供恰當的教學資源服務，以保證教學活動順利展開。該模型以選題、設計、制作、評價四階段為開發流程，從內部層、行為層和反思層三個維度進行情緒設計，構成“四階段、三維度”的在線教學資源開發模型，如圖2所示。

圖2 在線教學資源開發模型

(1) 選題：選題對在線教學資源的開發具有重要導向作用。選用教學活動中需要幫助理解與創造環境的教學內容，按學習對象特征進行可行性與需求分析，從而確定選題內容。

(2) 設計：教學設計是關鍵環節，也是教學思想最直接、具體的表現。情緒設計與教學設計為類屬關系，它既具備教學設計的本質特征，又納入情感因素，使基于情緒設計的教學資源也具有其特殊性。[20]通過對在線教學資源進行內部層、行為層及反思層三個維度的情緒設計，作用于學習者視覺通道(Visual Channel)、工作記憶(Working Memory)和長時記憶(Long-term Memory)，促使其產生積極情緒，提升學習效果。

內部層：該模型視覺通道即情緒設計的內部層，通過對在線教學資源進行視覺積極因素設計，采用彩色和擬人化的畫面設計元素，引發直接、強大的無意識和潛意識的反應，給學習者以賞心悅目的感官刺激，從而使其產生即刻情緒反應以作用于學習效果。

行為層：在學習行為發生時，工作記憶用于整合、組織、提取新信息，但工作記憶容量有限且存儲時間較短。可通過合理的行為層情緒設計，降低其外在認知負荷(Extraneous Cognitive Load)，維持學習興趣從而達到提高工作記憶效率、優化學習效果的目的。

反思層：學習者反思層的情感體驗主要源于其思考活動，需要對反思活動進行合理設計。CATLM理論指出，情緒上的科學設計在激發學習者積極情緒的同時，可以促進其對知識的長時記憶。長時記憶的信息主要來自工作記憶階段信息加工的內容，即經過學習者反思活動而存儲的信息。教學目標是學習者在長時記憶中知識積累，通過增加合理的習題測試，使學習者產生積極反思活動從而增加其相關認知負荷(Germane Cognitive Load)，以提高學習者的長時記憶和學習效率。反思層的活動與內部層、行為層情緒設計有著密切關系。

(3) 制作：在完成選題及設計基礎上，將紙質版教學資源轉變為在線教學資源。由于在線教學資源類型的多樣化，首先需進行教學資源的素材準備，對不同類型的素材做收集與處理，然后運用各類軟件進行開發與制作。

(4) 評價：將開發的在線教學資源運用到實踐教學中并進行評價。運用認知負荷量表、積極情感量表及學科測試卷對學習者認知負荷、情緒狀態水平及學習效果進行評價。評價結論作用于選題、設計、制作各步驟的優化，以期開發出學習效果更為優良的在線學習資源，且該評價可作為驗證模型有效性的參考依據。

(二) 模型特點分析

依據情緒設計因素及在線教學資源開發流程，本研究從學習者、教育者與開發者、資源設計三方面總結該模型具有一個中心、兩種參考、三重刺激的特點。

1． 一個中心

在線學習資源開發常以教師為中心，而非以學習者為中心，資源開發目的更偏向于滿足開發者的動機需求，而非學習者的學習需求。一個中心即以學習者為中心，采用先進教育理論CATLM指導模型構建，使其更客觀、合理的指導資源開發。該模型指導下的在線學習資源，從學習者角度出發，圍繞學習者情緒進行教學設計，更多考慮對學習者情緒及興趣的激發，使學習者成為自己的管理者，積極投入到課堂活動中。

2． 兩種參考

從教育者角度出發，該模型將為教育者提供教學評價的新參考依據。評價是日常教學中不可缺少的重要環節，是教育者了解教學過程、提高教學質量的重要手段。依據在線教學資源開發模型，將情緒設計融入資源開發過程中，教育者可以將能否激發學習者積極情緒作為新的評價因素，從而為教學評價提供新的參考依據。

從開發者角度出發，可為其提供資源開發的參考依據。在線教學資源的來源途徑與呈現方式日趨多樣化，體現了現代教學理念下對教學資源及其結構的重新理解。[21]資源開發者可針對不同資源類型，使用不同的開發軟件進行制作，在畫面元素、交互行為等的設計上均可將該模型作為開發的參考依據。

3． 三重刺激

依據人腦的信息加工特點，學習者能夠感受到的情緒可以分成三個維度：內部層、行為層及反思層情感。這三個維度往往是互相影響、互相作用的。從在線教學資源開發角度出發，該模型依據學習內容的特點，對能夠引發積極情緒的元素進行內部層、行為層及反思層三個維度的科學、合理的編排，使其產生三重刺激以作用于學習者的情緒體驗并進一步影響學習效果。

四、開發案例

案例的開發由多媒體學習的認知-情緒理論指導，首先簡單介紹案例，確定設計流程；其次分析需求和可行性，確保順利開發；再次設計具體案例，完善案例實施；最后制作與評價，總結案例效果。

(一) 案例簡介

選取人教版新起點小學英語二年級下冊Unit2“weather”作為教學內容，利用情緒設計的在線學習資源開發模型對“weather”的目標、內容、界面、活動等進行開發設計，完成在線教學視頻的制作，最終應用于在線實踐教學中。其主要流程為：選題—設計—制作—評價，整體設計如圖3所示。

圖3 “weather”在線教學視頻整體設計

(二) 需求和可行性分析

首先，需求分析。小學階段學習者的主要活動是由游戲向學習過渡，在學習活動中經常會產生由成功或失敗而引發的強烈情緒體驗。其注意力是不穩定的，而且往往與興趣緊密相連。生動、具體、新穎的事物，更易引起其興趣和注意，而對于較為抽象的概念、定理，則無法吸引其注意，因而不易長時間地集中注意力。[22]針對該階段學習者的特征，開發基于情緒設計的在線教學視頻“weather”，因其趣味性與互動性更易滿足學習者的學習習慣與特征，吸引其注意力以更好地投入學習。

其次，可行性分析。小學階段的學習者在情緒認知能力方面的發展是平緩且漸進的。進入小學階段后，能夠準確識別各種基本表情，對基本情緒的認知已達到穩定及完善的水平，已擁有自我評價情緒狀態與認知負荷的能力。因此基于情緒設計的在線教學視頻，由于畫面層次更豐富、更人性化的交互設計能吸引其注意力，調動其積極情緒，從而推進學習效果正向化。

(三) “Weather”具體設計

首先，內部層設計。在學習內容分析、教學目標、教學重難點等設定基礎之上，針對教學視頻畫面進行視覺情緒設計。主要教學內容有單詞sun、wind、cloud、rain、snow，以及如何用英語回答天氣。經研究分析，確定進行彩色、擬人化的素材為以上5個單詞及字母Y。在此基礎上進行素材的收集與制作，并進行科學、合理的編排，使其有效地作用于教學之中，效果如圖4所示。

圖4 “weather”在線教學視頻整體效果

其次，行為層設計。在新課導入及講授過程中，學習者進行新信息的接收和處理，也就是學習行為的發生。通過在線交互設計可以時刻保持學習者的好奇心，激發其學習興趣，如圖4所示。將編輯完成的視頻“weather”分為9段，在播放完第一段視頻后會出現交互界面，A“不會這個知識點”，B“學會這個知識點了”，選擇A選項的學習者會重復播放上一段知識點視頻，選擇B選項的學習者則會進入下個知識點的學習。每個知識點講授完畢后均會出現該交互界面，以時刻保持學習者的學習興趣。

再次，反思層設計。復習鞏固及作業小結是指在學習行為完成之后所進行的反思活動，即進行反思層情緒設計，從而達到對信息的長期記憶。在“weather”中，通過增加合理的習題測試環節，例如，將太陽及風翻譯成英文，使得學習者能夠產生積極的反思活動，從而提高其學習效果。

(四) 制作與評價

對于錄制的旁白使用Audition軟件進行修音與剪輯，對于需要繪制與處理的圖片使用Photoshop軟件進行編輯，最后使用Premiere軟件對所有加工處理完成的素材進行整合編排，按知識點分布輸出9段視頻。借助Bilibili平臺，將生成視頻進行邏輯樹編輯，實現交互功能的制作，并將完整的在線教學視頻發布于該平臺。將該在線教學資源運用到教學實踐中，得到了學生們的廣泛認可。對學習者的學習情緒、認知負荷及學習效果進行評測，將得出的評價結論作用于各步驟的優化過程。

隨著在線教學的普及，在線教學資源情緒化設計具有廣泛應用空間。學習過程不僅僅是學習者吸取知識的過程，更是一個學習者享受學習樂趣的過程。因此，在線教學資源在設計與開發時，既要注重學習者對知識與技能、過程與方法的掌握，亦要重視其對情感的體驗。針對現有在線教學資源存在的諸多問題，本文基于CATLM理論，構建在線教學資源開發模型，運用先進、科學的教育理念，設計開發出更為優質的教學資源，使學習者在學習過程中擁有良好的情緒體驗，從而激發其學習動機，最終取得良好的學習效果。該模型的提出將為在線教學資源的設計與開發提供很好的參考和依據。但本研究尚有不足之處，對學習資源的內部層情緒設計局限于視覺情緒應用，未涉及聽覺、觸覺等其他感官刺激。這將是未來的工作中需要進一步完善及加強的研究重點。在今后的情緒設計研究中，仍需進一步完善基于情緒設計的在線教學資源開發模型，豐富拓展其開發與應用的實踐領域。