基于認(rèn)知負(fù)荷理論的“食品原料學(xué)”系列微課設(shè)計(jì)
——以“鮮肉的顏色”為例

陳美花，林學(xué)藝，藍(lán)尉冰

（1. 北部灣大學(xué)食品工程學(xué)院，廣西欽州 535011；2. 北部灣大學(xué)國(guó)際教育與外國(guó)語(yǔ)學(xué)院，廣西欽州 535011）

微課短小精悍，是在線教學(xué)和混合式教學(xué)不可缺少的資源，在現(xiàn)代教育教學(xué)改革中扮演著重要角色。國(guó)內(nèi)外混合式教學(xué)（Blended Learning） 經(jīng)過(guò)近30 年的發(fā)展，不論是研究者、教學(xué)實(shí)踐者，還是政府和教育機(jī)構(gòu)，已基本達(dá)成了共識(shí)：混合式教學(xué)正在成為未來(lái)教育的“新常態(tài)”[1]。為了順應(yīng)這一新常態(tài)，有必要設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)微課，提高混合式教學(xué)的效果。

然而，現(xiàn)有的相關(guān)微課大多數(shù)是基于教師的直覺(jué)制作的，往往是教材的簡(jiǎn)單搬家，較少應(yīng)用相關(guān)理論從學(xué)習(xí)科學(xué)的視角進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣的微課學(xué)生往往不能堅(jiān)持看完，有效學(xué)習(xí)通常很難發(fā)生[2]。因此，迫切需要加強(qiáng)相關(guān)理論在微課設(shè)計(jì)上的應(yīng)用研究，使微課真正促進(jìn)有效學(xué)習(xí)的發(fā)生。

1 認(rèn)知負(fù)荷理論及其發(fā)展簡(jiǎn)介

認(rèn)知負(fù)荷理論（Cognitive Load Theory，CLT） 由教育心理學(xué)家John Sweller 于20 世紀(jì)80 年代首先提出，現(xiàn)已成為學(xué)習(xí)與教學(xué)領(lǐng)域最有影響力的理論框架之一[3]。它以信息處理模型為基本參考依據(jù)，主張人類(lèi)的記憶系統(tǒng)包括感官記憶、工作記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶3 種模式，3 種模式結(jié)合以處理各種信息[4-5]。工作記憶對(duì)新信息的保存時(shí)間1~2 min，故又稱為短時(shí)記憶；外界信息在工作記憶中才能被認(rèn)識(shí)和加工；但工作記憶的容量有限，只能存儲(chǔ)7±2 條信息或信息組塊或同時(shí)加工2~3 條信息組塊[3]。新信息經(jīng)過(guò)加工后以圖式的形式存儲(chǔ)于長(zhǎng)時(shí)記憶中，長(zhǎng)時(shí)記憶的容量無(wú)限，且儲(chǔ)存的信息永遠(yuǎn)不會(huì)遺忘；長(zhǎng)時(shí)記憶中內(nèi)容的變化是學(xué)習(xí)發(fā)生的標(biāo)志[3]。

認(rèn)知負(fù)荷理論認(rèn)為學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中的認(rèn)知負(fù)荷有內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷、外在認(rèn)知負(fù)荷和相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷3 種類(lèi)型，內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷是由知識(shí)內(nèi)容本身帶來(lái)的，外在認(rèn)知負(fù)荷是不當(dāng)?shù)男畔⒔M織方式和呈現(xiàn)方式帶來(lái)的，相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷是指與促進(jìn)圖式構(gòu)建和自動(dòng)化相關(guān)的負(fù)荷[3]；只有將認(rèn)知負(fù)荷控制在工作記憶所能承載的范圍內(nèi)，有效學(xué)習(xí)才能發(fā)生[6]。內(nèi)在和外在認(rèn)知負(fù)荷會(huì)阻礙學(xué)習(xí)，而相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷則會(huì)促進(jìn)學(xué)習(xí)[2]。

諸多研究人員對(duì)認(rèn)知負(fù)荷理論進(jìn)行了豐富和拓展，2016 年P(guān)lass F 等人提出了多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知-情感整合理論（Integrated Cognitive-Affective Theory of Learning with Media，ICATLM），認(rèn)為學(xué)習(xí)時(shí)認(rèn)知過(guò)程和情感過(guò)程是相互伴隨且不可分割的，學(xué)習(xí)時(shí)感知到的情緒可以形成情緒圖式并存在長(zhǎng)時(shí)記憶里，激發(fā)情緒能提高內(nèi)在動(dòng)機(jī)和促進(jìn)學(xué)習(xí)[7]。

“食品原料學(xué)”是食品加工、貯藏和質(zhì)量控制的基礎(chǔ)，是食品類(lèi)專業(yè)的基礎(chǔ)課，地位重要。肉類(lèi)受到絕大多數(shù)消費(fèi)者的青睞。肉的顏色是肉的生理、生化和微生物學(xué)變化的外部表現(xiàn)，雖然肉的顏色本身對(duì)肉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和風(fēng)味并無(wú)多大影響，但卻是評(píng)價(jià)肉品質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，是消費(fèi)者用以判斷鮮肉貨架期和可接受性的最常用標(biāo)準(zhǔn)，也是決定消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)欲的最主要的外觀因素。因此，學(xué)習(xí)“肉的顏色”這一內(nèi)容具有重要意義，是“食品原料學(xué)”課程的教學(xué)重點(diǎn)。但現(xiàn)有的微課無(wú)法促進(jìn)有效學(xué)習(xí)的發(fā)生。

根據(jù)認(rèn)知負(fù)荷理論，“肉的顏色”這一內(nèi)容的教學(xué)效果之所以差，一是由于相關(guān)知識(shí)點(diǎn)之間關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷水平高；二是由于相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的組織方式和呈現(xiàn)方式不當(dāng)，增加了外在認(rèn)知負(fù)荷；三是由于缺乏促進(jìn)圖式構(gòu)建和自動(dòng)化的相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷；四是由于忽略了情緒因素對(duì)認(rèn)知加工的影響。因此，系列化微課在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)需要四管齊下，在降低內(nèi)在與外在認(rèn)知負(fù)荷、增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷、激發(fā)學(xué)生情緒上下功夫。

2 基于認(rèn)知負(fù)荷理論的系列微課設(shè)計(jì)

2.1 降低內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷

模塊學(xué)習(xí)是指將知識(shí)內(nèi)容作為一個(gè)整體（即模塊） 來(lái)學(xué)習(xí)；模塊化學(xué)習(xí)是指將知識(shí)內(nèi)容分解為幾個(gè)模塊分別進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后再將這些模塊整合在一起進(jìn)行學(xué)習(xí)；認(rèn)知負(fù)荷理論認(rèn)為模塊化學(xué)習(xí)能降低內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷，有效促進(jìn)復(fù)雜性整體知識(shí)的學(xué)習(xí)[8]，其學(xué)習(xí)效果比模塊學(xué)習(xí)的效果好。上述情形稱為模塊與模塊化效應(yīng)。

肉的顏色的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)之間關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，屬于復(fù)雜性知識(shí)，傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)下，學(xué)生進(jìn)行的是模塊學(xué)習(xí)，內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷太高，學(xué)習(xí)效果差。根據(jù)模塊與模塊化效應(yīng)，在設(shè)計(jì)鮮肉的顏色系列微課時(shí)，首先在深入研究國(guó)際經(jīng)典教材（Lawrie's Meat Science(Eighth Edition)， Chapter 11-The Eating Quality of Meat：I-Color）、學(xué)術(shù)前沿、科技動(dòng)態(tài)及行業(yè)進(jìn)展的基礎(chǔ)上，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了補(bǔ)充、更新和重構(gòu)，并把教材中“肉的顏色”這一主題改成了“鮮肉的顏色：現(xiàn)象 本質(zhì) 控制”。

“鮮肉的顏色”教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 “鮮肉的顏色”教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)

由圖1 可知，重構(gòu)使教材中羅列式的、碎片化的、高交互的內(nèi)容聚焦“如何控制肉的顏色”這一核心問(wèn)題，將肉色的現(xiàn)象、本質(zhì)和控制三者之間關(guān)聯(lián)起來(lái)，由3 節(jié)（即3 個(gè)模塊） 組成，層層遞進(jìn)。在這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)下，學(xué)生進(jìn)行的是模塊化的學(xué)習(xí)，大大降低了內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷。

2.2 降低外在認(rèn)知負(fù)荷

2.2.1 情境創(chuàng)設(shè)

在微課的諸多環(huán)節(jié)，尤其是導(dǎo)入環(huán)節(jié)，注重通過(guò)精選圖片、巧設(shè)問(wèn)題來(lái)創(chuàng)設(shè)情境，使教學(xué)從具體到抽象，降低學(xué)生的外在認(rèn)知負(fù)荷，具有易懂性。

在“鮮肉的顏色：現(xiàn)象本質(zhì)控制”系列微課之一的“肌紅蛋白（Mb） 的濃度、結(jié)構(gòu)與氧化還原形式”的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，以圖2 所示的圖片、文字結(jié)合“擺在你面前的是3 種不同顏色的肉，你愿意買(mǎi)哪種顏色的？”這一問(wèn)題創(chuàng)設(shè)了情境。

圖2 “鮮肉的顏色：現(xiàn)象本質(zhì)控制”系列微課之一導(dǎo)入畫(huà)面

“鮮肉的顏色：現(xiàn)象 本質(zhì) 控制”系列微課之一導(dǎo)入畫(huà)面見(jiàn)圖2。

在“鮮肉的顏色：現(xiàn)象本質(zhì)控制”系列微課之二的“影響肌紅蛋白（Mb） 氧化還原穩(wěn)定性的內(nèi)因”的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，展示了一張改編自英文文獻(xiàn)的圖片，這張圖在系列微課之一中展示過(guò)，那時(shí)學(xué)習(xí)的側(cè)重點(diǎn)是Mb 的氧化還原形式與肉色的表層關(guān)系，系列微課之二關(guān)注的是表層關(guān)系背后的深層原因，這與系列微課之二的重難點(diǎn)密切相關(guān)；展示圖片的同時(shí)，提出“通過(guò)上一節(jié)的學(xué)習(xí)，我們知道了鮮切肉塊垂直切面在貯藏期間的顏色及Mb 形式的變化動(dòng)態(tài)，但其背后的原因是什么呢？”這一問(wèn)題，創(chuàng)設(shè)情境，承上啟下，將系列微課之一和之二聯(lián)系起來(lái)，讓學(xué)生更加明晰知識(shí)體系之間的關(guān)系。

“鮮肉的顏色：現(xiàn)象 本質(zhì) 控制”系列微課之二導(dǎo)入畫(huà)面見(jiàn)圖3。

圖3 “鮮肉的顏色：現(xiàn)象本質(zhì)控制”系列微課之二導(dǎo)入畫(huà)面

在“鮮肉的顏色：現(xiàn)象 本質(zhì) 控制”系列微課之三的“影響肌紅蛋白（Mb） 氧化還原穩(wěn)定性的外因”的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，以“有一位新開(kāi)業(yè)的生鮮肉品超市負(fù)責(zé)人最近十分苦惱，所售生鮮肉顏色經(jīng)常偏離消費(fèi)者喜歡的鮮紅色，銷(xiāo)售業(yè)績(jī)岌岌可危，怎樣才能扭轉(zhuǎn)這一局面呢？”這一問(wèn)題，配合精選的圖片，創(chuàng)設(shè)了情境。

“鮮肉的顏色：現(xiàn)象 本質(zhì) 控制”系列微課之三導(dǎo)入畫(huà)面見(jiàn)圖4。

圖4 “鮮肉的顏色：現(xiàn)象本質(zhì)控制”系列微課之三導(dǎo)入畫(huà)面

2.2.2 多媒體設(shè)計(jì)

Mayer 等人在認(rèn)知負(fù)荷理論和雙重編碼理論的基礎(chǔ)上提出了多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論[3]，基于該理論，Mayer 提出了多條多媒體教學(xué)設(shè)計(jì)原則[9]。

在設(shè)計(jì)鮮肉的顏色系列微課的多媒體時(shí)，避免大段文字，提煉關(guān)鍵詞，精選關(guān)系圖和相關(guān)圖片，遵循聚焦要義、提示結(jié)構(gòu)、空間臨近、時(shí)間臨近、多種媒體、雙重通道等原則，降低外在認(rèn)知負(fù)荷。

“鮮肉的顏色：現(xiàn)象 本質(zhì) 控制”系列微課多媒體的設(shè)計(jì)見(jiàn)圖5。

圖5 “鮮肉的顏色：現(xiàn)象本質(zhì)控制”系列微課多媒體的設(shè)計(jì)

2.3 增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷

2.3.1 信息打包

為了增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，提高教學(xué)的有效性，在“鮮肉的顏色：現(xiàn)象 本質(zhì) 控制”系列微課的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中，適時(shí)采用圖表打包信息（學(xué)習(xí)內(nèi)容），使信息化零為整。

“鮮肉的顏色：現(xiàn)象 本質(zhì) 控制”系列微課采用的部分圖形見(jiàn)圖6。

圖6 “鮮肉的顏色：現(xiàn)象本質(zhì)控制”系列微課采用的部分圖形

此外，還適時(shí)采用順口溜等方式打包信息，使信息化零為整。如“鮮肉的顏色：現(xiàn)象 本質(zhì) 控制”系列微課之三“影響肌紅蛋白（Mb） 氧化還原穩(wěn)定性的外因”在介紹第5 個(gè)外因“包裝環(huán)境中的氣體”時(shí)，為了幫助學(xué)生應(yīng)用這一知識(shí)點(diǎn)選擇合適的包裝方式控制肉的顏色，編了幾句順口溜“短期要紅選富O2，不怕紫時(shí)可真空，長(zhǎng)期要紅選新型，CO 有風(fēng)險(xiǎn)，禁止使用有道理”，這幾句順口溜將常見(jiàn)包裝方式對(duì)于肉色保持的優(yōu)缺點(diǎn)及其原因進(jìn)行了高度概括，易于記憶。

2.3.2 知識(shí)可視化

在“鮮肉的顏色：現(xiàn)象本質(zhì)控制”系列微課的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中，特別注重知識(shí)的可視化，尤其是知識(shí)之間關(guān)系的可視化，引導(dǎo)學(xué)生注意關(guān)鍵和實(shí)質(zhì)的信息。

“鮮肉的顏色：現(xiàn)象 本質(zhì) 控制”系列微課采用的部分知識(shí)可視化見(jiàn)圖7。

圖7 “鮮肉的顏色：現(xiàn)象本質(zhì)控制”系列微課采用的部分知識(shí)可視化

2.3.3 樣例學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)

樣例學(xué)習(xí)是指從具有詳細(xì)解答步驟的樣例中歸納出隱含的抽象知識(shí)（解決問(wèn)題的策略、方法） 來(lái)解決問(wèn)題[10]。對(duì)于交互性強(qiáng)的復(fù)雜知識(shí)而言，樣例學(xué)習(xí)化抽象為具體，能有效促進(jìn)圖式建構(gòu)和自動(dòng)化，通過(guò)增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷來(lái)減輕總的認(rèn)知負(fù)荷，達(dá)到比直接通過(guò)解決問(wèn)題來(lái)學(xué)習(xí)更好的學(xué)習(xí)效果。

“鮮肉的顏色：現(xiàn)象 本質(zhì) 控制”系列微課包含的3 節(jié)微課，每節(jié)微課都是一個(gè)大的樣例，每個(gè)大的樣例中又嵌套小的樣例，從肉的顏色現(xiàn)象出發(fā)，將肉的顏色現(xiàn)象與本質(zhì)之間聯(lián)系起來(lái)，詳細(xì)地介紹了從3 個(gè)層面上如何控制肉的顏色，學(xué)生通過(guò)樣例的學(xué)習(xí)，能歸納出解決“如何控制肉色”這個(gè)問(wèn)題的步驟，即步驟1 了解肉色的動(dòng)態(tài)變化現(xiàn)象，步驟2弄清現(xiàn)象背后的本質(zhì)，步驟3 找出控制肉色的思路，步驟4 針對(duì)肉色的實(shí)際問(wèn)題，設(shè)計(jì)解決方案。解決這個(gè)問(wèn)題的步驟非常具有代表性，可遷移應(yīng)用于其他原料學(xué)問(wèn)題的解決。

如對(duì)系列微課之一中的“肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)”之珠蛋白這一知識(shí)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，首先借助圖片展示熟肉的顏色不同于生肉這一現(xiàn)象，然后介紹這一現(xiàn)象背后的本質(zhì)——珠蛋白的變性，再引導(dǎo)學(xué)生由珠蛋白與肉色之間的關(guān)系提出控制肉色的思路。

2.3.4 學(xué)生想象設(shè)計(jì)

與認(rèn)知負(fù)荷有關(guān)的“想象”有2 種情形，一是對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)的樣例內(nèi)容（包括問(wèn)題、解題步驟和答案）進(jìn)行想象，即對(duì)樣例內(nèi)容的回憶和再現(xiàn)；二是對(duì)當(dāng)前所面臨的新問(wèn)題（尤其是近遷移問(wèn)題） 的解題方案或解題步驟進(jìn)行想象，即回憶出或再現(xiàn)出樣例中的解題方案或步驟，并運(yùn)用到新問(wèn)題的解決上[8]。“想象”可以通過(guò)增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷促進(jìn)學(xué)習(xí)[8]。

以上2 種“想象”的情形在“鮮肉的顏色：現(xiàn)象本質(zhì)控制”系列微課的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中均有涉及。構(gòu)成系列微課的每一個(gè)微課均在“新知小結(jié)”環(huán)節(jié)要求學(xué)生暫停視頻，對(duì)照學(xué)習(xí)目標(biāo)，對(duì)微課內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)回顧，手繪思維導(dǎo)圖，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)第一種情形的“想象”空間；在“新知展開(kāi)”環(huán)節(jié)適時(shí)提出諸如“由珠蛋白與肉色之間的關(guān)系，你能提出控制肉色的思路嗎”的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)第二種情形的“想象”。

2.4 激發(fā)積極情緒

在“鮮肉的顏色：現(xiàn)象本質(zhì)控制”系列微課的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中，除了注意語(yǔ)速、語(yǔ)氣、語(yǔ)調(diào)等的控制外，特別注重從與學(xué)生有關(guān)聯(lián)的事物出發(fā)，通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)問(wèn)題來(lái)設(shè)置懸念、制造認(rèn)知沖突等手段激發(fā)學(xué)生的積極情緒，下面舉幾個(gè)例子加以說(shuō)明。

2.4.1 懸念設(shè)計(jì)

在“鮮肉的顏色：現(xiàn)象本質(zhì)控制”系列微課的第1 個(gè)微課中，以圖片結(jié)合“雞肉、豬肉、牛肉的顏色為什么不一樣”“熟肉的顏色為什么不同于生肉”等問(wèn)題設(shè)置懸念，激活學(xué)生的舊知與已有經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并做好學(xué)習(xí)的心理準(zhǔn)備，快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

2.4.2 認(rèn)知沖突設(shè)計(jì)

在“鮮肉的顏色：現(xiàn)象本質(zhì)控制”系列微課的第2 個(gè)微課中，根據(jù)影響肌紅蛋白氧化還原穩(wěn)定性的內(nèi)因1 和內(nèi)因3 與肉色的關(guān)系，分別介紹了肉色的控制思路1（抑制線粒體的活性） 和思路3（提高線粒體的活性），這時(shí)，教師通過(guò)語(yǔ)言“講到這，細(xì)心的你一定發(fā)現(xiàn)了控制肉色的思路1 和思路3 存在矛盾”引導(dǎo)學(xué)生注意到這個(gè)認(rèn)知沖突，產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇感；教師再通過(guò)問(wèn)題“那這2 條思路之間有沒(méi)有共同點(diǎn)呢？”引導(dǎo)學(xué)生思考并找到2 條思路的共同點(diǎn)：2 條思路本質(zhì)上都降低了高鐵肌紅蛋白的含量，進(jìn)而控制了肉色的惡化。不同的是，思路1 是通過(guò)抑制線粒體的活性從而減少高鐵肌紅蛋白的產(chǎn)生，思路3 是通過(guò)將已產(chǎn)生的高鐵肌紅蛋白還原從而減少高鐵肌紅蛋白的含量。不僅如此，還設(shè)問(wèn)“這該如何是好？回避矛盾嗎？”，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考應(yīng)該如何對(duì)待矛盾。

“鮮肉的顏色：現(xiàn)象 本質(zhì) 控制”系列微課的第3 個(gè)微課在介紹影響肌紅蛋白氧化還原穩(wěn)定性的第2 個(gè)外因抗氧化劑時(shí)，提到維E 和維C 均有良好的抗氧化效果，在飼料中添加、宰前注射均有效，此時(shí)配合畫(huà)面（見(jiàn)圖8） 提問(wèn)學(xué)生“使用抗氧化劑能否助這位負(fù)責(zé)人一臂之力呢？”，然后說(shuō)“答案是肯定的！”“你可能會(huì)說(shuō)不行不行！一個(gè)賣(mài)肉的超市，還能管得著飼料和屠宰嗎？”，這時(shí)學(xué)生心中的認(rèn)知沖突就產(chǎn)生了。因?yàn)樵趯W(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)中，銷(xiāo)售和飼料生產(chǎn)、動(dòng)物養(yǎng)殖、屠宰等環(huán)節(jié)是脫節(jié)的，銷(xiāo)售過(guò)程已經(jīng)錯(cuò)過(guò)了使用抗氧化劑有效控制肉色的時(shí)機(jī)。在認(rèn)知沖突的基礎(chǔ)上，介紹農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的國(guó)家政策、全產(chǎn)業(yè)鏈理念及做法，學(xué)生自然就理解了新知。

圖8 抗氧化劑知識(shí)點(diǎn)認(rèn)知沖突的有關(guān)畫(huà)面

抗氧化劑知識(shí)點(diǎn)認(rèn)知沖突的有關(guān)畫(huà)面見(jiàn)圖8。

“鮮肉的顏色：現(xiàn)象 本質(zhì) 控制”系列微課的第3 個(gè)微課在介紹影響肌紅蛋白氧化還原穩(wěn)定性的第5 個(gè)外因包裝環(huán)境中的氣體時(shí)，配合畫(huà)面（見(jiàn)圖9）介紹了最近研發(fā)出的一種新型的真空包裝方式——亞硝酸鹽包埋包裝，這種包裝方式不僅具有傳統(tǒng)真空包裝的優(yōu)點(diǎn)，還可使肉呈現(xiàn)消費(fèi)者喜愛(ài)的鮮紅色，其呈色機(jī)理是：亞硝酸鈉被包埋在真空包裝膜的密封層，與肉品表面接觸時(shí)，亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為一氧化氮?dú)怏w，并與肉中的肌紅蛋白結(jié)合生成亞硝基肌紅蛋白，使肉呈鮮紅色。隨后提問(wèn)學(xué)生“眾所周知，亞硝酸鈉具有毒性，為什么這種新型的真空包裝還能申請(qǐng)到專利呢？”，這時(shí)認(rèn)知沖突就建立了。隨后引導(dǎo)學(xué)生從毒性與劑量的關(guān)系上思考這一問(wèn)題，并進(jìn)一步強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)，引導(dǎo)創(chuàng)新思維。

圖9 包裝環(huán)境中的氣體認(rèn)知沖突的有關(guān)畫(huà)面

包裝環(huán)境中的氣體認(rèn)知沖突的有關(guān)畫(huà)面見(jiàn)圖9。

制造的認(rèn)知沖突能激發(fā)學(xué)生的積極情緒，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣濃、動(dòng)機(jī)足，不但能達(dá)成知識(shí)目標(biāo)，引導(dǎo)高階思維訓(xùn)練，也能在不知不覺(jué)中達(dá)成課程思政目標(biāo)，如前面所舉的3 個(gè)認(rèn)知沖突的例子就分別涉及到了“矛盾辯證看”“全產(chǎn)業(yè)鏈理念”和“創(chuàng)新意識(shí)”。

3 系列微課應(yīng)用效果

基于認(rèn)知負(fù)荷理論，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的“鮮肉的顏色：現(xiàn)象本質(zhì)控制”系列微課教學(xué)。

系列微課之一教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)示意圖見(jiàn)圖10，系列微課之二教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)示意圖見(jiàn)圖11，系列微課之三教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)示意圖見(jiàn)圖12。

圖10 系列微課之一教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)示意圖

圖11 系列微課之二教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)示意圖

圖12 系列微課之三教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)示意圖

針對(duì)肉的顏色這一教學(xué)內(nèi)容，隨機(jī)選擇食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)習(xí)能力相當(dāng)?shù)? 個(gè)平行班，每個(gè)平行班36 人，其中平行班（1） 學(xué)習(xí)基于傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)的微課后完成滿分為100 分的測(cè)試題，答題的平均分僅為75.56 分；平行班（2） 學(xué)習(xí)基于認(rèn)知負(fù)荷理論設(shè)計(jì)的系列微課后完成同一套測(cè)試題，答題的平均分為91.65 分，比平行班（1） 高了約16 分。由此可見(jiàn)，基于認(rèn)知負(fù)荷理論設(shè)計(jì)的系列微課確實(shí)促進(jìn)了有效學(xué)習(xí)的發(fā)生。

通過(guò)網(wǎng)上匿名問(wèn)卷調(diào)查學(xué)生對(duì)基于認(rèn)知負(fù)荷理論設(shè)計(jì)的系列微課的看法，學(xué)生的意見(jiàn)整理如下。

（1） 滿腦子都是肉的顏色。

（2） 很吸引人、很有趣。

（3） 每當(dāng)打開(kāi)微課，我都不由自主地、認(rèn)認(rèn)真真地邊聽(tīng)邊做起筆記來(lái)。

（4） 微課讓我充分、直觀地了解每一個(gè)術(shù)語(yǔ)、每一個(gè)現(xiàn)象，讓我感覺(jué)好像教師就在教室里與我面對(duì)面地在交流……

（5） 很好地了解了學(xué)的知識(shí)怎樣運(yùn)用到實(shí)際中。

（6） 很善于舉例。

（7） 肉的顏色背后居然有那么大的學(xué)問(wèn)，但是那么多知識(shí)點(diǎn)，一點(diǎn)都沒(méi)有零散的感覺(jué)，幾個(gè)樣例就妥妥地厘清了。

學(xué)生的反饋表明基于認(rèn)知負(fù)荷理論設(shè)計(jì)的系列微課是成功的，學(xué)生觀看學(xué)習(xí)時(shí)的體驗(yàn)很好。基于認(rèn)知負(fù)荷理論設(shè)計(jì)的系列微課獲得了第二十屆廣西高校教育教學(xué)信息化大賽的二等獎(jiǎng)，這表明該設(shè)計(jì)也得到了專家、同行們的認(rèn)可。

4 結(jié)語(yǔ)

混合式教學(xué)設(shè)計(jì)是成功開(kāi)展混合式教學(xué)的關(guān)鍵，而系列微課是混合式教學(xué)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，基于認(rèn)知負(fù)荷理論的系列微課設(shè)計(jì)實(shí)際上是將設(shè)計(jì)視角由教學(xué)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變成了學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)理念由知識(shí)傳遞的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變成了“價(jià)值塑造、能力培養(yǎng)、知識(shí)傳授”三位一體的設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了“學(xué)生中心”的教育教學(xué)理念，能達(dá)成“促進(jìn)有效學(xué)習(xí)，促進(jìn)高效學(xué)習(xí)”這一根本目標(biāo)。

以鮮肉的顏色系列微課為例，從降低內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷、降低外在認(rèn)知負(fù)荷、增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷和激發(fā)積極情緒4 個(gè)方面介紹了認(rèn)知負(fù)荷理論在系列微課設(shè)計(jì)上的應(yīng)用，這些應(yīng)用方法可操作性強(qiáng)，適用范圍廣，可廣泛應(yīng)用于各類(lèi)課程系列微課的設(shè)計(jì)上，尤其適用于信息元素間交互性強(qiáng)的復(fù)雜性整體知識(shí)的系列微課設(shè)計(jì)。