楊 旸， 羅屹潔， 崔 麗

(解放軍陸軍工程大學(xué) 通信工程學(xué)院 國家短波通信技術(shù)工程中心， 江蘇 南京 210007)

0 引言

“移動IP技術(shù)”課程是我校通信大類各專業(yè)的一門重要的專業(yè)課程，已開設(shè)二十多年，主要講解和探討移動IP技術(shù)的基礎(chǔ)知識、運行機(jī)制、安全策略和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等核心內(nèi)容。該課程涉及互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字移動通信相結(jié)合的熱點信息技術(shù)，其特點是內(nèi)容駁雜、涉及面廣、技術(shù)更新快[1]。

近來，我校本科層次人才培養(yǎng)方案實施調(diào)整。該課程的總課時由原先的40學(xué)時壓縮為20學(xué)時，授課時間也由傳統(tǒng)的每堂課50分鐘縮短為40分鐘。雖然為適應(yīng)這一變化，我們通過內(nèi)容精簡、重難點提煉、知識重組等方式對該課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了多次篩選，但仍發(fā)現(xiàn)在十分有限的面授時間內(nèi)很難將“移動IP技術(shù)”的精華部分講解透徹，由于與學(xué)員的互動交流時間明顯減少，對教學(xué)效果造成了一定的影響。為此，我們針對“移動IP技術(shù)”全課程提出了基于“知識元”的微課設(shè)計思路并建設(shè)了系列微課資源。同時依托我校自主開發(fā)的SPOC教學(xué)平臺，將系列微課整合到常規(guī)課堂教學(xué)，貫穿預(yù)學(xué)、面授、復(fù)習(xí)、拓展、反饋的學(xué)習(xí)全過程，實現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下混合學(xué)習(xí)、碎片化學(xué)習(xí)等新型學(xué)習(xí)方式。最終不僅能夠以較少的課時完成內(nèi)容豐富的專業(yè)課教學(xué)，而且明顯提高了課堂效率，增加了師生互動時間，有效培養(yǎng)了學(xué)員自主學(xué)習(xí)的興趣和能力?！耙苿覫P技術(shù)”SPOC教學(xué)平臺主界面如圖1所示。

圖1 “移動IP技術(shù)”課程SPOC教學(xué)平臺主界面

1 知識元微課的創(chuàng)新嘗試

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)逐漸深入學(xué)校教育，微課作為一種新興的教學(xué)資源表現(xiàn)形式，被越來越多的高校納入教學(xué)改革的探索中。微課是以微型教學(xué)視頻為核心，包含配套的教案、課件、練習(xí)等支持性和擴(kuò)展性資源，以短小精悍的內(nèi)容實現(xiàn)較強(qiáng)的知識表現(xiàn)力和靈活的教學(xué)運用效果，具備教育性、目的性、趣味性和共享性的特點[2]。不同于少數(shù)幾節(jié)精品微課的設(shè)計與制作，針對“移動IP技術(shù)”整門課程的系列微課資源建設(shè)面臨著以下三個新問題[3]：

(1)課程教學(xué)內(nèi)容駁雜，如何有效切割以構(gòu)成合理的微課體系？

(2)多個微課之間是有關(guān)聯(lián)、成系統(tǒng)的，如何有效展示以使學(xué)員把握知識的整體結(jié)構(gòu)？

(3)微課資源是課堂教學(xué)的輔助資源，如何有效嵌入以使其與線下面授教學(xué)互為補(bǔ)充、相輔相成[4]？

為了解決這些問題，我們提出了“知識元”微課的建設(shè)思路，主要包括以下兩個方面的創(chuàng)新嘗試：

(1)提出“知識元”和“知識構(gòu)件”兩個全新的概念。“知識元”指的是能夠完整表述某一概念的最小組成部分，“知識構(gòu)件”指的是教學(xué)內(nèi)容中相對獨立的知識集合。如同原子構(gòu)成分子并進(jìn)一步形成化學(xué)物質(zhì)的過程一樣，多個知識元組合鏈接形成知識構(gòu)件，同一知識元可以形成不同的知識構(gòu)件，多個知識構(gòu)件可以組合形成更高層的知識構(gòu)件或最終的知識目標(biāo)。引入了“知識元”和“知識構(gòu)件”的概念，我們對課程海量的教學(xué)內(nèi)容實現(xiàn)了基于“知識元”的分解、分類、關(guān)聯(lián)和組合，有效展示了知識的有機(jī)結(jié)構(gòu)。

(2)設(shè)計了知識元微課主題圖作為微課資源建設(shè)的核心。微課主題圖直觀展示了“知識元—知識構(gòu)件—知識目標(biāo)”的知識脈絡(luò)，并以知識元為單位聚類分割教學(xué)內(nèi)容，以確定需制作的微課主題、類型、數(shù)量、輔助資源以及線上線下教學(xué)的配合方式等。微課主題圖在支撐微課資源建設(shè)的同時可以輔助學(xué)員進(jìn)行學(xué)習(xí)導(dǎo)航，明了自我學(xué)習(xí)的節(jié)奏與進(jìn)程，形成系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)過程。

基于以上兩點創(chuàng)新嘗試，我們理清了“移動IP技術(shù)”課程微課資源的建設(shè)思路，通過精心的教學(xué)設(shè)計和規(guī)范化視頻錄制，形成了系列微課教學(xué)視頻，配以豐富的輔助資源建設(shè)、論壇互動答疑、課堂教學(xué)模式改革等，保障學(xué)員在受限時間內(nèi)完成有效的學(xué)習(xí)過程。

2 知識元微課的設(shè)計模型

知識元微課資源的設(shè)計和制作流程如圖2所示，遵循一般網(wǎng)絡(luò)課程的開發(fā)過程，但微課主題圖的構(gòu)建是其中的關(guān)鍵步驟。

圖2 知識元微課資源的設(shè)計模型

2.1 教學(xué)目標(biāo)確定

教學(xué)目標(biāo)的確定是微課資源設(shè)計的起點和依據(jù)。我們在確定“移動IP技術(shù)”課程微課資源教學(xué)目標(biāo)時，特別注重了以下三點：

(1)理清線上微課資源和線下面授課堂在教學(xué)目標(biāo)上的區(qū)別和聯(lián)系，使兩者達(dá)到相輔相成的教學(xué)效果；

(2)在培養(yǎng)學(xué)員低層次認(rèn)知能力的基礎(chǔ)上，更要注意培養(yǎng)其高層次的認(rèn)知技能；

(3)教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計要量化，達(dá)到可檢驗可考核的目的，以方便學(xué)員線下自我對照檢驗。

2.2 學(xué)員特征分析

具體包括學(xué)員的背景知識、學(xué)習(xí)環(huán)境和信息素養(yǎng)等方面的調(diào)研和分析，使微課設(shè)計更具針對性。背景知識指的是學(xué)員已掌握的下位知識和技能；學(xué)習(xí)環(huán)境包括學(xué)員是否具有方便的校園網(wǎng)接入環(huán)境、學(xué)習(xí)終端、充足的學(xué)習(xí)時間等；信息素養(yǎng)指的是學(xué)員能夠在海量信息中辨別真?zhèn)魏托畔⒌挠行?，為自我所用的能力。對于不具備相關(guān)背景知識、學(xué)習(xí)環(huán)境和信息素養(yǎng)的學(xué)員，在微課資源設(shè)計時要特別注意背景知識的補(bǔ)充、發(fā)布平臺的選擇以及信息意識和能力的培養(yǎng)。

2.3 知識元微課主題圖構(gòu)建

碎片化學(xué)習(xí)是微課設(shè)計的初衷之一，使學(xué)員能夠利用碎片化的學(xué)習(xí)時間隨時隨地地獲取知識。但是如果一味地強(qiáng)調(diào)碎片化，而忽略了對其進(jìn)行系統(tǒng)性的構(gòu)建，學(xué)員獲取的便是零碎甚至無用的信息，所以系列微課資源建設(shè)應(yīng)該是一種“零存整取”的模式。為了達(dá)到這種效果，我們在微課內(nèi)容設(shè)計之前，加入了知識元微課主題圖構(gòu)建這一關(guān)鍵步驟，主要包括兩個部分：①對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行知識元分解、分類、關(guān)聯(lián)和組合，理清“知識元—知識構(gòu)件—知識目標(biāo)”之間的有機(jī)聯(lián)系；②以知識元為單位聚類切割教學(xué)內(nèi)容，確定需拍攝的微課主題、數(shù)量、類型和輔助資源。

我們將“移動IP技術(shù)”課程涉及到的知識和技能分解為127個“知識元”，通過基于“知識元”的聚類切割，擬定了56個需拍攝的微課主題。根據(jù)微課對面授內(nèi)容的支撐作用，將微課主題分為基礎(chǔ)類、預(yù)學(xué)類、面授類、答疑類、拓展類五大類。知識元微課主題圖的具體設(shè)計案例將在下一節(jié)詳細(xì)介紹。

2.4 單個微課分類設(shè)計

在教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方法選擇、與面授內(nèi)容的配合上，不同類型的微課側(cè)重點不同，學(xué)員可以根據(jù)自身知識缺陷實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)，提升學(xué)習(xí)的自由度和滿意度[5]。

(1)基礎(chǔ)類微課精選面授課堂必需的基礎(chǔ)知識為內(nèi)容，教員課堂上不再進(jìn)行指導(dǎo)和討論，所以在內(nèi)容設(shè)計上要盡可能完整，特別注意點明所授內(nèi)容對新知識的支撐作用。教學(xué)方法上主要采用接受學(xué)習(xí)模式，主旨是讓學(xué)員以最直接的途徑獲取必要的背景知識，為課堂學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

(2)預(yù)學(xué)類微課選擇少量易理解的“知識元”作為預(yù)學(xué)內(nèi)容，教員在課堂上進(jìn)行要點提示而不作精講，所以在內(nèi)容設(shè)計上也要盡可能完整。預(yù)學(xué)類微課需要引導(dǎo)學(xué)員發(fā)現(xiàn)疑難，引出課堂討論問題，因此在教學(xué)方法上多采用問題驅(qū)動式、啟發(fā)式、探究式、發(fā)現(xiàn)式等，盡可能調(diào)動學(xué)員學(xué)習(xí)興趣和探索新知的熱情，為課堂學(xué)習(xí)做好鋪墊。

(3)面授類微課精選課堂面授的重難點內(nèi)容，但絕對不是面授過程的簡單重現(xiàn)，而是對重難點內(nèi)容的再梳理、再升華，對知識發(fā)現(xiàn)過程的高度提煉，以及對“知識元”關(guān)聯(lián)關(guān)系的系統(tǒng)總結(jié)。由于有了課堂上的指導(dǎo)和討論，面授類微課可以去除一些旁枝末節(jié)的教學(xué)活動，使教學(xué)目標(biāo)更加明確，但是仍然要遵循快速切入、循序漸進(jìn)、承前啟后的設(shè)計原則。在教學(xué)方法上盡可能使用簡潔而準(zhǔn)確的文字、語言、圖片、表格、關(guān)系圖等去闡述知識結(jié)構(gòu)，理清教學(xué)內(nèi)容的思路和線索，便于學(xué)員回顧復(fù)習(xí)。

(4)答疑類微課對課后練習(xí)、常見疑難問題、學(xué)員提問等進(jìn)行及時的梳理總結(jié)，前幾類微課是靜態(tài)的提前生成的，而答疑類微課是對學(xué)員學(xué)習(xí)效果的動態(tài)反饋。

(5)拓展類微課精選刪減掉的部分知識元或其他課程相關(guān)知識作為授課內(nèi)容，以拓展提高為目的。除了采取重新錄制的方式，我們還將其他已經(jīng)成熟的在線課程資源納入到微課體系中。譬如，將愛課程網(wǎng)站中的視頻公開課“數(shù)字移動通信”作為“移動IP技術(shù)”的拓展內(nèi)容，對視頻進(jìn)行了后期編輯，刪除了課程相關(guān)度較小的部分，同時加入了關(guān)于“移動IP如何應(yīng)用于數(shù)字移動通信系統(tǒng)？”等問題的探討，為翻轉(zhuǎn)課堂、分組研討等新型教學(xué)模式的實施奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.5 輔助資源建設(shè)

微課資源除了以微視頻為核心之外，還要配以全套的輔助教學(xué)資源，是半結(jié)構(gòu)化，真實情境化的“微型教學(xué)環(huán)境”[6]。我們在實際操作過程中，以文獻(xiàn)[7，8]提出的“非常6+1”為基礎(chǔ)，依托我校SPOC在線教學(xué)平臺全面的交互功能，設(shè)計了豐富的微課輔助教學(xué)資源。微課輔助教學(xué)資源構(gòu)成及其實現(xiàn)途徑如圖3所示，分為靜態(tài)資源和動態(tài)資源兩

圖3 微課輔助資源構(gòu)成及實現(xiàn)途徑

大類。靜態(tài)資源指的是開課前建設(shè)完畢且在實施過程中只做微調(diào)的資源，主要包括教學(xué)設(shè)計、素材課件、文檔資料、虛擬試驗、測評練習(xí)等；動態(tài)資源指的是教學(xué)實施過程中逐步積累建設(shè)的資源，主要包括學(xué)習(xí)反饋、教學(xué)反思、互動討論等。

2.6 教學(xué)評價體系設(shè)計

根據(jù)在教學(xué)活動中發(fā)揮作用的不同，教學(xué)評價的方式主要包括三個方面：

(1)前診性評價。在課程開始前對學(xué)員的知識儲備、學(xué)習(xí)環(huán)境、信息素養(yǎng)等進(jìn)行綜合評價，用于教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計和教學(xué)過程的管理。

(2)形成性評價。在教學(xué)過程中對學(xué)員的視頻學(xué)習(xí)時間、測試成績、課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、學(xué)習(xí)反思、問答交流等活動進(jìn)行實時評估，發(fā)現(xiàn)潛在的問題和預(yù)測未來表現(xiàn)，并及時進(jìn)行個性化干預(yù)、指導(dǎo)，形成教和學(xué)的動態(tài)環(huán)路。

(3)總結(jié)性評價，在課程結(jié)束后以課終考試成績、創(chuàng)新論文等形式對學(xué)員學(xué)習(xí)目標(biāo)完成情況進(jìn)行評價。

在“移動IP技術(shù)”課程總評成績中，形成性評價占40%，總結(jié)性評價占60%，充分提高了學(xué)員對于學(xué)習(xí)過程的重視程度。

3 知識元微課主題圖設(shè)計案例

圖4為根據(jù)“移動IP技術(shù)”第二章教學(xué)內(nèi)容“移動IP工作機(jī)制”設(shè)計的知識元微課主題圖。該圖由知識元(一般知識元和重難點知識元，自學(xué)知識元和面授知識元)、知識構(gòu)件、思考問題、微課主題、知識目標(biāo)五類模塊構(gòu)成。具體設(shè)計過程包括：

(1)對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行知識元分解，并區(qū)分課堂面授知識元、線下自學(xué)知識元以及重難點知識元；

(2)確定各知識元之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，組合鏈接形成相對獨立的知識構(gòu)件，多個知識構(gòu)件組合形成更高層次的知識構(gòu)件最終達(dá)成本章節(jié)的知識目標(biāo)；

(3)結(jié)合課堂面授內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，以“知識元”為單位聚類切割教學(xué)內(nèi)容，確定需拍攝的微課主題、數(shù)量和類型；

(4)確定并備注各微課需要建設(shè)的輔助支撐資源，以及和線下面授教學(xué)的配合方式等。

我們根據(jù)本章節(jié)教學(xué)內(nèi)容共拆分了18個知識元，經(jīng)過分類、關(guān)聯(lián)和組合擬定了7節(jié)微課的拍攝計劃。實際操作過程中，在課后獲取了學(xué)員的學(xué)習(xí)反饋、總結(jié)教學(xué)反思后，增加了1節(jié)答疑類微課。

可以看出，知識元微課主題圖無論是對課程微課體系建設(shè)，還是學(xué)員線上線下混合學(xué)習(xí)模式的實施都起到了核心的導(dǎo)航作用。一方面，教員利用知識元微課主題圖可以遵循知識脈絡(luò)合理切割教學(xué)內(nèi)容，聚類組合微課主題，各知識元、知識構(gòu)件、微課之間的有機(jī)聯(lián)系一目了然，有效避免了微課資源存在的散亂狀態(tài)。另一方面，知識元微課主題圖可以幫助學(xué)員有序存貯和積累知識，從系統(tǒng)的角度把握知識的整體結(jié)構(gòu)，明了各微課對面授課堂的支撐作用，掌握自主學(xué)習(xí)的節(jié)奏和進(jìn)程。

4 結(jié)語

本文以我校專業(yè)課程“移動IP技術(shù)”微課資源建設(shè)為例，探討了基于“知識元”的系列微課設(shè)計方法。其要點是：針對整門課程的系列微課資源建設(shè)更加注重微課之間整體性和關(guān)聯(lián)性，創(chuàng)新地提出了“知識元”和“知識構(gòu)件”的概念，為知識結(jié)構(gòu)和脈絡(luò)的展示提供了合理有效的途徑。同時，提出了知識元微課主題圖的概念和設(shè)計方法，對微課資源建設(shè)和學(xué)員系統(tǒng)化學(xué)習(xí)過程起到了核心的導(dǎo)航作用。

教學(xué)實踐表明，知識元系列微課和面授課堂的互相配合能夠幫助我們在“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的人才培養(yǎng)要求下，以較少的課時完成了內(nèi)容豐富的專業(yè)課教學(xué)，取得良好的教學(xué)成果。近年來的測評結(jié)果表明，學(xué)員對“移動IP技術(shù)”授課的滿意度達(dá)94%以上。

圖4 “移動IP技術(shù)”課程知識元微課主題圖設(shè)計案例