基于微课的混合式学习在实验教学中的应用研究*

王 厂 ，管恩京 ，齐晓妹

（1.山东理工大学 教育技术中心，山东 淄博255000；2.山东理工大学 电气与电子工程学院，山东 淄博255000）

一、引言

信息技术的发展促进了教育教学方式的不断变革，混合式学习、MOOC、翻转课堂及微课等多种教学方式在理论研究、模式设计以及实践应用上都取得了一系列成果，充分说明了信息技术与课程的有机融合可以很好地调动学生的学习积极性，提高学生的自主学习和协作学习能力，有利于实现学生的个性化学习。教育部在2012年印发的《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》中为推进信息技术与教育教学深度融合、创新教学模式等方面提供了明确的实施导向和政策支持[1]。

实验教学是高校课程教学的重要组成部分，是培养学生实践动手能力、知识应用能力和创新思维能力的有效方式，也是应用和检验理论知识的重要环节。当前实验课程授课方式主要是先讲授后练习和边讲授边练习两种。这两种方式授课的问题主要表现在以下两个方面：

（1）实验课堂效率低，教师投入高，学生练习效果不佳。先讲授后练习会导致部分学生练习时遗忘实验细节，教师指导中重复性问题多、效率低。边讲边练的方式中由于学生计算机基本能力水平不同，为兼顾所有学生实验操作，导致课程进度缓慢。部分学生课上注意力不集中，导致知识传递脱节，跟不上课程进度。

（2）课堂教学活动与评价方式单一。传统实验教学的课堂活动主要是知识讲授与学生练习，用实验报告作为评价知识掌握情况的方式，这都不足以提高学生创新应用能力和学习积极性。而将实验课程知识碎片化，构建成微课单元，应用在学生线上线下、课上课下的混合式学习的过程中，通过网络化学习平台的有效支撑，教学过程的合理设计和评价指标的制定，为解决实验课程中的问题提供了一种新的思路。

二、相关概念

1.混合式学习

混合式学习又称为混合学习或融合式学习，是2001年国外网络学习进入低潮后，人们对纯技术环境进行反思后出现在教育领域的，表明了教育技术学界理性的恢复，回归到教育这个主体，开始重新认识教育技术的技术观[2]。在美国新媒体联盟《地平线报告》（2016高等教育版）中将混合式学习设计的广泛应用定为高校工作的短期趋势[3]。

我国对混合式学习的研究开始于2003年祝智庭[4]发表的《远程教育中的混合学习》，随后在混合式学习的基本概念、原理、应用模式、有效性及学习应用实践研究等方面都有了快速发展。混合式学习是一个不断发展的概念，何克抗认为“所谓混合式学习就是要把传统学习方式的优势和网络化学习的优势结合起来，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性”[5]。李克农认为“混合学习可以看作面对面的课堂学习和在线学习两种方式的有机整合”[6]，教师要根据不同的要求，采用相应的整合方式去解决问题，目的是付出的代价最小，取得的收益最大。Graham[7]认为混合式学习是“一种将面授教学与基于技术媒介的教学相互结合而构成的学习环境”，通过面授和技术媒介各自的优势重组课堂活动，达到提高教学效率的目的。赵国栋[7]认为“混合式教学就是不同学习方式和教学要素的相互结合，它借助面授与网络这两种学习模式的优势来重新组织教学资源、实施学习活动，以达到提高教学效率的目的”，并特别指出混合式学习不是信息技术的简单应用和教学形式的简单改名，而是强调教学理念、教学模式和教学组织方式的综合性变化。

混合式学习的内涵在不断发展和更新，混合式学习应该是在适当的时间，应用适当的媒体技术，以线上与线下学习的混合、课上与课下学习的混合、自定步调学习和协作学习的混合、结构化和非结构化学习的混合等模式，取得最佳教学效果的教学方式[8]。

2.微课

微课的出现及其广泛应用，是信息技术发展与教育教学方式改革相融合的结果，具有体积小、时间短和选题微三个主要特点[9]。

关于微课程、微课和微视频的概念，国内外的学者从不同角度给出了不同的解释。在国外，微课程的概念最早由美国新墨西哥州圣胡安学院的高级教学设计师David Penrose提出，他提出了建设微课程的五步：罗列课程教学的核心概念；写15-30秒的介绍和总结，为核心概念提供上下文背景；录制时长为1-3分钟的视频内容，包括核心概念及介绍和总结；设计指导学生阅读或探索课程知识的课后任务；将教学视频与课程任务上传到课程管理系统，供课堂教学使用[10]。在国内，微课的概念最早由广东省佛山市教育局胡铁生提出。他认为“微课”是指按照新课程标准及教学实践要求，以教学视频为主要载体，反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源有机组合[11]。

随着微课研究和应用的不断深入，人们对微课的认识也在发生着变化。胡铁生等[12]认为微课概念的认识经历了从“微资源构成”到“微教学过程”再到“微网络课程”三个不断完善的发展阶段。“微课程”的概念是微课发展的高级阶段和表现形式，可以更好地服务和提升教师的教，更能促进和发展学生的学。苏小兵等[13]在整理和比较了国内部分学者关于微课的定义后提出：微视频是属于技术概念范畴，是微课教学内容的主要载体；微课是学习者与教师之间直接或者间接交互的有意义的教学活动，属于教学论范畴；微课与其匹配的微目标、微教案、微讲义、微练习等课程要素组成微课程，属于课程论范畴。

通过对微课概念的认识和理解，可以看出微课不管是作为微课发展的高级阶段，还是从课程论范畴解读，都具备以下三个基本的特征：①以短小精悍的微视频作为主要的载体，视频经过精心设计，指向性强；②包含与课程相关的微目标、微讲义、微课件、练习、测试等课程元素，课程资源多样化；③教师与学生之间有互动讨论、线上答疑等教学活动，交流方式便捷。

三、混合式学习模式设计

混合式学习需要结合不同的学习资源、学习内容以及实际的网络硬件环境、教学环境等进行设计。在混合式学习模式设计中，合理有效地利用现有的软硬件资源，构建适合学生学习、总结、反思与评价的支撑系统是进行混合式学习实践的基础条件，保证学习者在线上真正深入学习，提高学习效果是教学设计和实施的关键。

微课的出现和发展为混合式学习的线上线下融合、学习方式融合、评价方式多元化提供了新思路。微课将碎片化的知识点以微视频的方式提供给学习者，同时将其他课程元素如学习目标、讲义、课件、练习、测试、学生反馈及教师点评等运用到线上学习中，更好地支持学生线上自主学习、协作学习、课堂活动及评价方式的开展。

1.混合式学习支撑系统

便捷的教学支撑系统可以方便学生线上的学习和反馈、师生的交流和互动、教师的评价与教学方式的改进。结合本次实施过程中资源建设、平台支撑及教学应用等方面，将混合式教学支撑系统基本架构分为数据层、网络层和应用层，如图1所示。

数据层主要是微课相关资源，包括微目标、微讲义、微视频、微课件、操作练习及试题库等课程元素，还包含与课程相关的音视频资源、网站链接及行业最新文献资料等。丰富的数字资源和多样的资源形式可以满足不同学生的学习特点，提高学习者的学习兴趣，有利于个性化学习的实现。

网络层主要使用学校网络教学综合平台及视频教学资源网，用于布置学习任务、学生自主学习、教师学生在线答疑讨论、自我检测、课程作业及学生学习数据统计分析等活动。

应用层为教师与学生交互部分，教师从传统的面授方式改为引导学生进行自主学习、协作学习和探究学习，突出学生的主体地位，让学生的学习更积极主动。同时将学生自评、互评、教师评价等多种方式混合可以使评价方式更加客观，通过过程性评价掌握学生实时的学习情况，及时提供相应的指导和鼓励。

2.混合式学习模式设计

通过对微课与混合式学习方式的研究，结合课程性质、学生特点及网络化学习支撑平台现状，从微课知识点组织、教与学的方式和考核评价三个方面阐述基于微课的混合式学习模式，如图2所示。

图2 基于微课的混合式学习模式设计

（1）整理知识点，构建微课资源

分析课程教学内容，将实验课程内容拆分为相对较独立的小知识点。根据布鲁姆教育目标分类学，从认知过程维度和知识维度，分析微课知识点的教学目标。使用Camtasia Studio录制知识点的教学微视频，根据知识点知识性或技能性不同设计测试或练习，完善课程试题试卷库及技能性知识点的作业形式。制作自学任务单，明确每个单元学习中学生应该进行的学习内容、学习步骤、观看的微视频、进行的练习及需要完成的在线测试。

（2）明确学生线上线下学习任务

综合考虑课程知识点难度、学生学习情况及要解决的实验课程中存在的问题，将微课知识点分成低阶、中阶和高阶三类，作为线上和线下的学习任务。

低阶知识是指学习者可以通过微课资源自学掌握的知识。学习者可利用线上自学资料与测试进行自我检测和提高，教师在线上或课上仅对出现问题较多的知识点进行讲解，解决学习者的疑惑，加深对低阶知识的理解。

对于中阶知识，学习者通过微课掌握其基本内容，课上教师可利用翻转课堂的形式让学生上台讲解，引导学生对讲解的内容进行讨论，发现问题，并进一步补充，加深学习者对知识的内化程度。

对于高阶知识，需要学习者通过微课初步了解知识点内容，课上通过教师的讲解达到对知识的掌握和应用。不同类型的学习任务都对应不同的学习任务单、微课资源，并通过相应的课上活动、互评和测验等方式进行检验和评价。

（3）改革细化考核评价方式

将传统终结性考核方式转变为形成性评价方式，把学生的成绩细化到学习过程中，并将学习结果及时反馈给学生，从而起到督促学生学习的作用。

考核内容主要分为线上和线下考核。线上考核内容主要包括线上的学习行为、练习作业及自测成绩。线下考核内容是线上学习的延伸，主要考察学生课上表现、翻转课堂、实验报告和综合性课程设计，其中翻转课堂考核学生课前任务学习、课上知识讲解与操作、小组成员协作学习贡献，教师与其他学生对翻转内容进行补充、评价和讨论，成绩由师生共评组成（见表1）。教师通过形成性评价可以及时掌握学生的学习情况，进而能够迅速地给予学生指导和帮助。学生与教师协同评价，可以使评价结果更加客观，同时也能使学生加深对知识点的理解。

四、实践探索与应用效果

1.实践探索

本文以广告学专业《数字音视频技术》课程的实验课程部分作为研究内容，将课程内容分为10个微课单元和1个综合设计任务，每个单元包括多个知识点的详细操作和案例讲解的微视频、自学任务单、自测题、课件、拓展视频链接、单元作业等内容，在网络教学综合平台上发布。所涉及的资源整合到单元知识框架中，架构清晰，便于学生查找、学习、测试、提交作业与复习，如图3所示。

表1 实验课程翻转课堂团队演讲展示评分表

图3 基于微课的混合式学习单元资源组织架构

（1）课前阶段

教师根据学习者的特点及进度安排制订自主学习任务单，学习者根据自学任务单中相关内容，通过微视频等微课资源进行线上自学，通过每个视频自测题对学习内容进行自测检验，同时可以在线上提出问题，由教师或同学回答。对需要进行翻转课堂内容讲解的知识点，由小组合作完成内容学习、问题解答及课件制作，教师对其讲解课件进行查看批改后，才可以进行课上展示。

（2）课中阶段

课中阶段主要进行三部分内容：第一部分由教师对学习者在线上学习和自测中产生的问题进行统一讲解和演示，然后由小组完成翻转课堂内容展示，回答学生和教师的问题，最后由教师对高阶难点知识进行讲解；第二部分通过实验报告的批阅结果，选择不熟练的学生对上节课所学内容进行操作演示，并对操作中需要注意的问题进行再次说明；第三部分由学生对本节课内容进行上机练习，完成实验报告规定内容，撰写实验报告并提交。

（3）课后阶段

及时回顾课上所讲知识，对综合设计作业进行素材搜集和设计，将每单元内容不断添加到综合设计作业中，形成不断改进完善的设计脚本。综合设计由小组合作完成，设计过程中要体现每个成员的工作分工与贡献，同时可以与教师沟通交流，课程结束时展示综合设计作品、设计脚本及作品的剪辑工作，综合设计作业详细评价标准（见表2）。

表2 实验课程综合设计作品评分指标

2.应用效果

实践过程以广告学专业的学生为研究对象，开课前通过与部分学生的座谈和对全体学生的问卷调查，了解到学生在实验课程学习中主要存在操作不熟练、实验内容不熟悉、练习时间少和先讲后练导致内容遗忘等问题。此外，从76份有效调查问卷可以看出，65位学生认为边看视频边操作可以有效地解决操作不熟练和内容遗忘的问题；62位学生认为提前预习课程内容能够解决实验内容不熟悉的问题。因此，利用微课进行混合式学习可以解决此类问题，同时将课上讲解内容聚焦到重难点知识，能够增加学生课上的练习时间。

基于微课的混合学习模式实践过程，从学习过程和学习结果两方面来评价课程改革的有效性[14]。学习过程主要关注是否有助于提高学习者的自主和协作学习能力、促进知识的理解和内化、提高练习效率、激发学生兴趣等方面。学习结果主要通过比较实验设计作品来完成，综合设计作品评价指标与传统授课一致。

（1）学习过程的效果分析主要通过问卷和座谈方式开展。在实验课程结束后，对参与实验改革的学生从微课对学习方式改变、知识固化、技能提高、问题解决等方面的影响进行了座谈了解，并对全体学生进行问卷调查。通过问卷调查可以看出，97.4%的学生认为基于微课的混合式学习方式对实验学习有用，94.8%的学生认为有助于知识内化。

基于微课的混合式学习模式，提供了大量的微视频资源、微课件资源，可以方便学生进行课前线上的学习，重点难点留在课上讲解，有效地控制了学生课上课下的时间分配。通过问卷调查可以看出，超过93%的学生认为微视频等资源对掌握实际操作有帮助，其中50.65%的学生认为微课资源对实验学习非常有帮助。在微课资源对掌握课程知识的帮助方面，44.16%的学生认为可以更牢固地掌握所学知识，50.65%的学生认为可以加深理解，37.66%的学生认为可以更有针对性地解决学习中遇到的问题（见图4）。另外，座谈中学生认为通过微课资源进行线上线下混合式学习，可以自定学习时间进行学习，课上有更多练习时间，微视频可以反复学习使知识掌握更牢固。

图4 基于微课资源对学习过程的帮助调查

（2）学习结果的效果分析以实验课程设计的作品为主要研究对象，通过改革前课程设计作品的评价指标对学生作业进行批阅。从学生作品的评价结果可以看出，参与改革的学生在软件使用项目的平均分值比往年有所提升，而且软件的熟练使用有效地帮助学生完成了作品的理想效果，提高了作品的欣赏性（见图5）。

图5 综合设计作品每项平均分值

五、结束语

本文将微课与混合式学习方式相融合，利用网络化学习支撑平台，重新架构微课资源，合理设计线上线下教学过程，细化形成性评价指标，有效地激发了学生的学习兴趣，满足了不同基础层次学生的学习需求，增加了课上实际操作的时间，提高了学生自主学习、协作学习的能力和实践动手能力。同时总结了实施过程中的几点注意事项：

1.微课单元分级设计

微课单元是本次实践应用的核心元素，完善的单元微视频、微课件、测试、练习是学生进行线上线下混合学习的基础。在单元构建过程中，对知识点进行低阶、中阶和高阶分类，不同知识级别对应不同学习目标和教学方式，可以有效提高学生线上学习成果，低阶和中阶知识可以汇总问题进行讲解，高阶知识详细讲解，极大地增加了课上练习时间。同时每个单元要有自学任务单和单元知识点组成的说明，每个知识点对应的微视频、课件及测试练习清晰地展示给学习者，使学习者了解整个单元的学习任务、学习进度及学习资源。教学微视频的录制要根据学习者的学习特点和学习进度，通过多种方式提高学习者的注意力。测试等其他资源要配合微课知识点进行重组，满足学习者通过不同资源形式进行学习的需求。

2.加强学习过程监督和指导

在实施过程中，除了微课单元提供丰富的教学资源、知识点自测和案例练习外，还需要教师做好引导、监督和指导工作。在实践中发现，有些需要在课前进行微视频学习的知识点，部分学生拖延到课堂上观看，占用了课上练习的时间，影响了知识内化与案例练习。对需要小组翻转讲解的知识点，需要监督小组各位成员实际的贡献程度，使每位学生都参与到其中，共同进步。

基于微课的混合式学习模式在《数字音视频技术》实验课程的教学过程中，从学生对知识的掌握程度、自学能力和实践能力等方面都有提升。在以后的教学中，将从更多方面引导学生的学习行为，完善形成性评价指标，体现学生的主体地位，满足学生个性化学习的需要。