單暢，戴心來，崔春陽（遼寧師范大學(xué)計算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，遼寧大連116081）

基于認(rèn)知負(fù)荷理論的初中地理微課設(shè)計

單暢，戴心來，崔春陽
（遼寧師范大學(xué)計算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，遼寧大連116081）

微課作為現(xiàn)代教育技術(shù)與現(xiàn)代教育思想相互促進(jìn)的產(chǎn)物，以其短小精悍、可利用碎片化時間學(xué)習(xí)的特點成為教育領(lǐng)域關(guān)注的焦點。然而，微課設(shè)計中對學(xué)習(xí)者心理活動的探究仍顯不足，影響了課程的設(shè)計質(zhì)量。文章在分析微課存在問題的基礎(chǔ)上，以認(rèn)知負(fù)荷理論為指導(dǎo)，提出了基于認(rèn)知負(fù)荷的微課教學(xué)模式，并以初中地理課程為例開展教學(xué)設(shè)計，以期為微課更好地促進(jìn)教與學(xué)提供借鑒。

微課；認(rèn)知負(fù)荷理論；初中地理

現(xiàn)代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展推動了教育教學(xué)思想和模式的不斷革新，微課的提出是數(shù)字教育資源建設(shè)理念的創(chuàng)新，同時也成為推動教學(xué)信息化的重要載體，因此受到很多學(xué)校及教師的追捧，微課教學(xué)實踐及各級大賽在我國正全面開展。然而，目前在微課設(shè)計中多關(guān)注于教師如何“教得有效”，而對學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的心理活動的探究還不足。

從心理學(xué)視角來看，以認(rèn)知負(fù)荷理論整合教學(xué)資源可以使學(xué)習(xí)者的認(rèn)知資源得到更合理的分配，將有助于提升學(xué)習(xí)者學(xué)的效果。本文以認(rèn)知負(fù)荷理論為指導(dǎo)，同時在微課設(shè)計中充分考慮學(xué)習(xí)者的情感，提出了微課教學(xué)模式，并以初中地理東北地區(qū)部分為例進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計。

一、微課的含義及在我國的發(fā)展現(xiàn)狀

微課作為教育信息化新的教學(xué)資源形式，可以作為正式學(xué)習(xí)的輔助教學(xué)資源和非正式學(xué)習(xí)的自主學(xué)習(xí)資源，具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。

微課以其短小精悍、授課形式豐富多樣等特點受到廣大教育者熱捧。“微課是指按照新課程標(biāo)準(zhǔn)及教學(xué)實踐要求，以教學(xué)視頻為主要載體，反映教師在課堂教學(xué)過程中針對某個知識點或教學(xué)環(huán)節(jié)而開展教與學(xué)活動的各種教學(xué)資源的有機(jī)組合?！?/p>

在我國，各個級別各種類型的微課作品征集、競賽評選、教學(xué)大賽、應(yīng)用推廣等活動如火如荼地開展著。2010年11月，佛山市教育局啟動了首屆中小學(xué)新課程優(yōu)秀微課征集評審活動，全市共征集到1700多節(jié)優(yōu)質(zhì)規(guī)范的教師微課參賽作品，內(nèi)容覆蓋了小學(xué)到高中各學(xué)科的教學(xué)重難點和特色內(nèi)容。微課平臺展播兩個月，訪問量就超過15萬人次，成為了第三屆 “佛山教育博覽會”上的一個亮點。

2012年10月至11月，中國教師報主辦了“全國首屆微課程大賽”。2012年9月至2013年6月，由教育部教育管理信息中心主辦了“第四屆全國中小學(xué)優(yōu)秀教學(xué)案例評選活動”暨中國微課大賽。2012年12月至2013 年8月，由華南師范大學(xué)與鳳凰衛(wèi)視主辦了“面向全球推鳳凰微課”的盛大發(fā)布會和啟動儀式，首期便推出了6300多門面向社會的免費實用課程。

筆者探究了國內(nèi)具有代表性的微課平臺，并結(jié)合胡鐵生和鄭小軍對微課大賽參賽教師和作品的分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)目前微課主要存在以下兩大問題：

第一，微課教學(xué)設(shè)計缺乏指導(dǎo)模型。調(diào)查表明有34%的教師認(rèn)為，自己在微課制作過程中，遇到的主要問題或困難是“沒有掌握微課的設(shè)計方法”。

第二，微課教學(xué)設(shè)計的藝術(shù)性不足。微課設(shè)計普遍存在選題不當(dāng)、知識結(jié)構(gòu)劃分不合理，且過分追求課程的表現(xiàn)形式等問題。微課內(nèi)容有的過于簡單，有的過于繁雜，造成學(xué)習(xí)者認(rèn)知負(fù)荷過低或過高，影響了學(xué)習(xí)者的知識建構(gòu)活動。

二、認(rèn)知負(fù)荷理論及其對微課設(shè)計的啟示

認(rèn)知負(fù)荷理論以圖式理論和認(rèn)知資源有限理論為基礎(chǔ)。認(rèn)知資源有限理論認(rèn)為，人的工作記憶有限，人腦的認(rèn)知資源可以被多項任務(wù)同時占用，當(dāng)占用的資源超過人的認(rèn)知資源總量時就會影響人的記憶效果。圖式理論認(rèn)為人在獲取信息后以一種獨特的知識結(jié)構(gòu)有規(guī)律地儲存在大腦中。

人的認(rèn)知負(fù)荷由內(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)荷三部分組成，三者之和等于總認(rèn)知負(fù)荷。內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷由學(xué)習(xí)內(nèi)容特征和學(xué)習(xí)者已有知識水平以及這兩者的交互作用決定，通常是學(xué)習(xí)的主體與客體本身所具有的，相對固定。由外部因素如學(xué)習(xí)內(nèi)容的復(fù)雜性引起的內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷無法改變，而由內(nèi)部因素如學(xué)習(xí)者頭腦中的圖式與學(xué)習(xí)材料相關(guān)聯(lián)的程度、方式引起的內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷可以降低。

外在認(rèn)知負(fù)荷是無關(guān)性的認(rèn)知負(fù)荷，由學(xué)習(xí)材料組織和呈現(xiàn)方式?jīng)Q定。一般是由于不當(dāng)?shù)慕虒W(xué)設(shè)計造成的額外的認(rèn)知加工所引起。外在認(rèn)知負(fù)荷干擾學(xué)習(xí)，要通過合理的教學(xué)設(shè)計減少或消除。

相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷是有效性的認(rèn)知負(fù)荷。一般由學(xué)習(xí)者主觀領(lǐng)域的心理努力引發(fā)，指學(xué)習(xí)者在圖式建構(gòu)和自動化過程中意欲投入的認(rèn)知資源的數(shù)量。通過合理的教學(xué)設(shè)計使學(xué)生構(gòu)建圖式，激勵學(xué)生把更多的注意力用到學(xué)習(xí)上，不斷地對知識進(jìn)行加工。

因此在微課的各設(shè)計環(huán)節(jié)中，要降低內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷和外在認(rèn)知負(fù)荷并增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。

三、基于認(rèn)知負(fù)荷的微課設(shè)計模式

教學(xué)的理想模式是使學(xué)習(xí)者可以在短時間內(nèi)靈活自主地針對某些具有較大學(xué)習(xí)價值的知識點進(jìn)行滿負(fù)荷學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)的基于單元或課時的教學(xué)設(shè)計方法和策略不適合于微課設(shè)計，而情感化設(shè)計理念成為指導(dǎo)微課設(shè)計的一種新思路。

情感化設(shè)計理念源自產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域，是一種“以人為本”的產(chǎn)品設(shè)計哲學(xué)。在微課的設(shè)計中充分考慮學(xué)習(xí)者的情感，設(shè)計學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)微課過程中的情感歷程，使學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中獲得積極的情感體驗。

因此，以認(rèn)知負(fù)荷理論設(shè)計教學(xué)流程主線，借鑒“情感化設(shè)計”思想設(shè)計學(xué)習(xí)者的預(yù)期情感主線，兩者有機(jī)結(jié)合，使學(xué)習(xí)者在最短的時間內(nèi)獲得最佳的學(xué)習(xí)效果。筆者嘗試建立基于認(rèn)知負(fù)荷理論的微課設(shè)計模型，如圖1所示。

圖1　基于認(rèn)知負(fù)荷的微課設(shè)計模式

1.前端分析

前端分析階段，包括確定主題、獲取資源和資源整合部分。首先，選擇適合用微課進(jìn)行設(shè)計的教材重難點，形成與學(xué)科知識體系相匹配的課程模塊，并以此建構(gòu)一種源自教材又超越教材的新型知識體系。其次，搜集與主題相關(guān)的各種媒體資源及關(guān)于該主題的已有微課設(shè)計案例。借鑒已有案例取長補短，可避免相同資源重復(fù)建設(shè)給學(xué)習(xí)者造成選擇干擾。最后，根據(jù)認(rèn)知資源有限原理將每個知識組塊限制在9個以內(nèi)，降低學(xué)習(xí)者外在認(rèn)知負(fù)荷。

2.微課要素與設(shè)計

微課要素與設(shè)計階段，包括情境創(chuàng)設(shè)、知識概述、內(nèi)容講解和總結(jié)歸納部分。教育是科學(xué)也是藝術(shù)，其藝術(shù)性甚至超過科學(xué)性。教學(xué)不僅關(guān)注學(xué)習(xí)者對知識的掌握，更要考慮學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程的心理感受。

在微課設(shè)計上，首先，根據(jù)課程內(nèi)容設(shè)置若干教學(xué)環(huán)節(jié)，設(shè)計教學(xué)流程主線；然后考慮各環(huán)節(jié)使學(xué)習(xí)者處于何種感情狀態(tài)才能達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果，設(shè)計預(yù)期情感主線；最后，在教學(xué)主線的各個環(huán)節(jié)中，選擇合適的時間點設(shè)計各個教學(xué)事件完成預(yù)期情感狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

記憶的信息加工理論指出只有受到注意的信息才能得到人腦的進(jìn)一步加工。因此，吸引并保持學(xué)生的注意是微課設(shè)計成功的關(guān)鍵。在創(chuàng)設(shè)情境部分，可選取學(xué)習(xí)者熟悉的與生活相關(guān)的現(xiàn)象或很感興趣的案例引入主題，吸引學(xué)習(xí)者注意，激發(fā)學(xué)習(xí)者的求知欲。

內(nèi)容講解前，提供學(xué)習(xí)者主要知識概念圖和相關(guān)概述。概述是對學(xué)習(xí)材料主要內(nèi)容的抽取、提煉和回憶，增加學(xué)習(xí)者的前知識，降低內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷，節(jié)約部分認(rèn)知資源以增加相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷。概念圖使學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)與圖示的建構(gòu)直接相關(guān)，可提升相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷，提升學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)準(zhǔn)備、提供資源導(dǎo)航以及合理組織資源，降低學(xué)習(xí)者的外在認(rèn)知負(fù)荷。

內(nèi)容講解部分，視頻拍攝多用固定畫面，給學(xué)習(xí)者帶來穩(wěn)定的視覺感受。視頻拍攝突出主體，去除無關(guān)內(nèi)容以降低學(xué)習(xí)者外在認(rèn)知負(fù)荷。表述相關(guān)內(nèi)容要盡可能整合到一個界面，同一界面要動靜結(jié)合、字體顏色小于三種，防止內(nèi)容繁雜產(chǎn)生冗余效應(yīng)，以及界面的頻繁切換增加學(xué)習(xí)者的外在認(rèn)知負(fù)荷。

講解結(jié)束提供給學(xué)習(xí)者完整的知識概念圖并提取學(xué)習(xí)材料的重點或要點，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主歸納。教育者歸納可降低學(xué)習(xí)者的內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷，而學(xué)習(xí)者自我歸納提高了其相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷。

3.教學(xué)支持

微課程不是完成一段學(xué)習(xí)的終點，而是觸發(fā)更深層次學(xué)習(xí)的起點。有些優(yōu)秀的微課激發(fā)了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)熱情，若缺少配套學(xué)習(xí)材料則會令學(xué)習(xí)者感到遺憾。

因此，筆者認(rèn)為微課程不僅要包括微視頻，還要有相關(guān)的練習(xí)測評、學(xué)習(xí)輔助工具、討論協(xié)作平臺以及相關(guān)學(xué)習(xí)資源來支撐學(xué)生的完整學(xué)習(xí)過程。

學(xué)習(xí)者通過練習(xí)測評來檢驗知識掌握程度；借助學(xué)習(xí)輔助工具和相關(guān)學(xué)習(xí)資源進(jìn)入更深層次的探究；在討論協(xié)作平臺上建立學(xué)習(xí)共同體，獲取知識的同時培養(yǎng)協(xié)作溝通能力，促進(jìn)學(xué)習(xí)者多元智能的發(fā)展。

4.評價反饋

評價與反饋階段通過教與學(xué)反思和資源協(xié)作再生促進(jìn)學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極情感和思考。對于任何知識點我們只需要一個最優(yōu)秀的微課就夠了。教學(xué)評價包括對運用教育技術(shù)實施智能教學(xué)以及對利用一系列策略教學(xué)的效果進(jìn)行有效的評價。

學(xué)習(xí)評價包括對學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主動性、自控性、學(xué)習(xí)的效果進(jìn)行評價。綜合評價要考慮媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)支撐系統(tǒng)、學(xué)習(xí)支持和服務(wù)系統(tǒng)。

利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)支撐系統(tǒng)的教學(xué)活動記錄功能及時搜集并反饋評價信息，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)策略的動態(tài)評價和動態(tài)調(diào)控。不同類型的微課資源以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合并形成有意義的關(guān)聯(lián)，促進(jìn)學(xué)習(xí)資源動態(tài)生成，師生相互建構(gòu)學(xué)習(xí)內(nèi)容實現(xiàn)資源的協(xié)作再生。

四、初中地理電子教學(xué)地圖微課設(shè)計

1.前期分析

地理課程是一門兼有自然學(xué)科和社會學(xué)科性質(zhì)的基礎(chǔ)課程，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)對人口、資源、環(huán)境與發(fā)展問題的初步能力，有利于為國家乃至全球的環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展培養(yǎng)活躍的、有責(zé)任感的公民。

隨著現(xiàn)代計算機(jī)信息技術(shù)的普及和素質(zhì)教育的開展，課程內(nèi)容、教師的教學(xué)手段和教學(xué)媒介不斷進(jìn)行改革創(chuàng)新。傳統(tǒng)教學(xué)模式教學(xué)形式單一且?guī)熧Y資源有限無法提供個性化教學(xué)，而利用微課進(jìn)行地理學(xué)科的教學(xué)有利于提升學(xué)習(xí)效果。

首先，微課可通過多媒體資源生動形象地向?qū)W生表達(dá)各地區(qū)自然地理特征和人文區(qū)域特征，提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。

其次，根據(jù)布魯姆的掌握學(xué)習(xí)理論，為達(dá)到學(xué)習(xí)效果提供給每個學(xué)習(xí)者個別化教學(xué)并給予足夠的學(xué)習(xí)時間，需要耗費太多的時間和師資。

而利用微課教學(xué)，可提供給不同層次的學(xué)習(xí)者個性化學(xué)習(xí)服務(wù)支持，進(jìn)行掌握學(xué)習(xí)，可促進(jìn)微課與課堂教學(xué)的深度融合，同時有效提升教學(xué)效果并大幅降低師資成本。因此，本文選取初中地理新課程標(biāo)準(zhǔn)《中國地理》中的中國東北地區(qū)自然環(huán)境部分進(jìn)行微課設(shè)計。

2.微課要素與設(shè)計

首先，根據(jù)授課內(nèi)容設(shè)置教學(xué)環(huán)節(jié)，設(shè)計教學(xué)流程主線。然后，考慮各環(huán)節(jié)需要學(xué)習(xí)者處于何種情感狀態(tài)才能達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果，完成預(yù)期情感主線的設(shè)計。最后，在教學(xué)主線的各個環(huán)節(jié)中，選擇合適的時間點設(shè)計使預(yù)期情感狀態(tài)轉(zhuǎn)換的各個教學(xué)事件。

本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容設(shè)計，如圖2所示。

圖2　電子地圖課程微課要素與設(shè)計圖

在情景創(chuàng)設(shè)部分播放東北特色文化視頻；知識概述部分呈現(xiàn)簡要概念圖；地理位置部分講述東北地區(qū)是戰(zhàn)爭時期各國爭相搶奪的寶地以引出地理位置特征；地形部分講述一個擬人化的小礦泉水瓶《尋找滴滴純凈的水源》的故事；氣候特征部分播放擬人化的小礦泉水瓶感冒了，形象地引出東北氣候冷的特征并激發(fā)學(xué)習(xí)者了解其他氣候特征的興趣；植被部分播放擬人化的小礦泉水瓶，在森林里歡快地奔跑，引出植被特點；總結(jié)歸納部分提供學(xué)習(xí)者完整的知識概念圖。教學(xué)各環(huán)節(jié)的設(shè)計要注意藝術(shù)性，包括優(yōu)化呈現(xiàn)方式以及合理的界面設(shè)計。

（1）優(yōu)化呈現(xiàn)方式

優(yōu)化呈現(xiàn)方式，根據(jù)學(xué)習(xí)者認(rèn)知規(guī)律秉承先簡后繁原則，先提供簡要知識概念圖，在課程的結(jié)束再呈現(xiàn)完整的概念圖。微課界面設(shè)計要簡潔，呈現(xiàn)教學(xué)重點，降低學(xué)生的外在認(rèn)知負(fù)荷。在中國地圖上突出顯示東北位置，并將其作為整個教學(xué)界面標(biāo)志，深化學(xué)習(xí)者對東北地理位置的掌握，如圖3所示。

（2）合理界面設(shè)計

微課界面設(shè)計上要講求藝術(shù)性，畫面主體內(nèi)容采用黃金分割律來安排區(qū)間構(gòu)圖以產(chǎn)生形式上美感，給學(xué)習(xí)者賞心悅目的感官刺激，提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。

界面盡量減少文字使用，用直觀形象的圖片表述相關(guān)內(nèi)容，啟發(fā)學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)內(nèi)容的思考。通過改變區(qū)域和字體色來加深學(xué)生的記憶。在顏色字體選擇上要適當(dāng)協(xié)調(diào)，顯示效果上要動靜結(jié)合，如圖4所示。

圖3　優(yōu)化呈現(xiàn)方式

圖4　合理界面設(shè)計

3.教學(xué)支持

提供學(xué)習(xí)者關(guān)于本課的練習(xí)測評，測評形式可以以主觀題形式和客觀題形式相結(jié)合，使學(xué)習(xí)者能夠了解自己對東北地區(qū)的基本知識點的掌握情況。引導(dǎo)學(xué)習(xí)者使用iPad移動學(xué)習(xí)終端，觀看國家地理探索頻道，進(jìn)行課外探索，加深對東北地區(qū)人文地理環(huán)境的了解。利用微信和QQ為學(xué)習(xí)者建立討論協(xié)作平臺，建立學(xué)習(xí)共同體，使學(xué)習(xí)者能夠交流所學(xué)習(xí)的知識，提升學(xué)習(xí)效果。

4.評價反饋

對本課的教學(xué)效果、學(xué)習(xí)效果、媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)支撐系統(tǒng)、學(xué)習(xí)支持和服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行評價。利用“思源”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)支撐系統(tǒng)的教學(xué)活動記錄功能，及時搜集并反饋評價信息，對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)策略進(jìn)行動態(tài)評價和動態(tài)調(diào)控。

對學(xué)習(xí)者的練習(xí)測評結(jié)果以及學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的主動性進(jìn)行分析，評價學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。根據(jù)評價結(jié)果進(jìn)行教學(xué)反思，對教學(xué)策略與教學(xué)資源進(jìn)行重新構(gòu)建，完成初中地理東北地區(qū)微課資源的協(xié)作再生。

五、結(jié)束語

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，微課的出現(xiàn)順應(yīng)了時代發(fā)展的潮流，符合教育發(fā)展規(guī)律?；谡J(rèn)知負(fù)荷理論提出了基于認(rèn)知負(fù)荷的微課設(shè)計模式，為微課設(shè)計提供了有效指導(dǎo)模型。

目前微課是個新生事物，尚存在一些不足，但其本質(zhì)特點決定了它在教學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，我們要將微課應(yīng)用到具體的教學(xué)情境中，對教育學(xué)的條件和環(huán)境等多種因素開展實證研究，以期能夠更加科學(xué)客觀地設(shè)計和開發(fā)微課，使微課發(fā)揮最大的功效，提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。

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（編輯：李曉萍）

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1673-8454（2016）12-0059-04