基于认知设计的成人高校课程在线教育的研究与设计——以“计算机应用基础”课程教学为例

(上海开放大学宝山分校，上海 200940)

随着互联网和信息技术的发展，线上教学逐渐走入成人教育领域。在线教育丰富了教学手段，为师生拓展了教与学的时间和空间。但是由于诸多因素的限制，目前线上教学依然存在很多问题。本文针对在线教育过程存在的问题，通过基于认知设计理念对成人学生学习特征的分析以及混合式教学法的研究，在现有技术背景下提出了成人高校“计算机应用基础”课程的线上教学实施方案，以优化教学效果，提高学生的学习主动性、学习深度、探索创新能力，为满足学生个性化的学习需求提供可操作的教学实践。

一、在线教育存在的问题

在我国，在线教育发展时间较短，同时受到资金、技术、师资等诸多方面的影响，在线教学模式并没有触及传统教学模式的根本性改变。因此，国内很多成人高校构建的在线教学模式，仍然只能作为课堂教学的点缀。

目前国内在线教育普遍存在的问题主要集中在以下几点：1.在线教学过程老师和学生、学生和学生之间缺乏双向互动，不便于开展沟通、释疑、探讨研究等系列教学活动，教学灵活性不够。2.学生在线学习过程中缺乏老师的学习指导，情感疏远。3.在线学习资源形式单一，很多是大纲和教学进度表等文本、幻灯片课件、三分屏的录像资源，缺乏高水平的课件。4.在线资源设计难度一刀切，统一的教学内容、统一的教学进度和学习任务等阻碍了学生的个性化发展，没有考虑不同背景的学生的学习需求。5.功能完善的在线平台的建设需要对应的网络设备、软件及技术的支持，需要大量的资金投入，一些学校无法承建。

这次新冠肺炎疫情的来袭，让全国两亿多学生被迫参与了“停课不停学”的在线教育模式的学习。疫情期间，涌现了一大批在线教育平台，包括超星学习通、雨课堂、国家网络云课堂以及钉钉、腾讯会议系统等商业软件。这些平台为教师们开展在线教学实践提供了有效支持。但从疫情期间的在线教学实践来看，在线教育确实有很大的优化空间。据澎湃新闻调查统计，绝大部分学生接受课程的方式是参与在线直播课程，教师们将线下课堂讲授的内容原封不动的搬到线上，教学过程单向静止、师生交互不足、在线资源缺乏多样性以及学生的认知参与度不足等问题仍然突出[1]。特别是对成人学生来说，标准化的教学设计无法满足不同层级的学习者。为此，如何优化在线教学过程设计，仍然是亟待解决的任务。

二、成人学生认知设计相关原则

在研究如何优化在线教学模式时，我们首先需要了解认知设计的理念以及对成人学生进行认知设计的注意事项。

(一)认知设计理论

认知设计是指从认知学的角度出发进行教学设计，以求为学生提供良好的教学体验的教学设计方法。朱莉·德克森(Julie Dirksen)在《认知设计——提升学习体验的艺术》一书中总结了一套行之有效的教学设计方法。她认为教学设计者在进行认知设计时，需要掌握解决以下问题的方法，包括：1.了解学生在知识水平、学习环境等方面的差距，为开始教学做好准备。2.了解学生的学习方法和习惯。3.了解学生的内在学习需求，为学生制定学习目标和教师的授课目标。4.避免无变化的重复，设计多样化的练习让学生便于记住知识点和更好的保持记忆。5.优化授课时长、授课内容、多媒体展现方式等因素，考虑如何设计在线课程以吸引学生的注意力。6.设计相关的评价学习效果的方法，从而完善学习设计。

这套方法源于对学生的学习动机、能力、知识水平、学习方法、大脑记忆规律等的深入了解和研究，并提供科学的、具备可操作性的设计方案[2]16。例如：在确定学生应该达到何种学习程度时，朱莉·德克森提倡使用“布鲁姆教育目标分类法”的测量维度，即：1.回忆。2.理解。3.应用。4.分析。5.评估。6.创造。

教学设计者可以对照这个列表，对不同的知识点及不同的教学对象确定不同层次的教学目标，即提出不同程度的学习任务，提供系统化的资源。她认为教学不能仅仅局限于基础认知的问题，高阶认知问题能提升学生的学习目标，引导他们找准知识和技能差距，并为之努力达到更高的能力层级[2]51-53。例如，在解决如何了解学生的想法的问题上，她指出应该将信息的单向流通转为双向互动，即不论在何种学习场所(面授、在线学习)，最好能够与学生进行互动，包括教师与学生的互动及学生之间的互动(小组学习)。[2]39

(二)对成人学生进行认知设计的注意事项

成人高校的学生具有和普通高校大学生不同的学习特征。具体来说，主要有以下几点：

学习目标明确：成人学生期望通过学习来实现自身的价值，或者提升他们在某一领域的知识储备，学习的针对性较强。学习自主能力强：成人学生的独立性强，能自主安排学习计划。学习与生活经验相关：成人的生活、工作经验丰富，在学习活动中他们会不可避免地以他们自身的经验来理解知识。任务驱动的学习：成人学生更容易接受任务驱动或问题驱动的教学方法。他们更希望通过学习解决生活或工作中遇到的实际问题。需要相对灵活的学习时间：成人学生更希望能根据自己的需求，选择学习的时间和进度。

根据上述特征，在设计面向成人学生的基于认知设计的在线教学课程中，我们需要注意：

1.在学习中加入案例

当开发教学课程时，里面的内容不应只有纯粹的理论。对于成人学生来说即使是很有价值的理论信息，在里面加入一些工作或生活中可能碰到的案例，这样的学习体验才能更有影响力。所以，教师在为课程准备学习材料时，需要找找生活或工作中的案例。

2.提供练习机会

重复运用目标知识有助于把操作技能或知识留存在长期记忆中。如果信息已经连接了背景知识，并认真进行了演练，就会成功地被编码，存储在长期记忆中。但是重复练习不能是机械性的，要让知识能有效转移到新问题和新情景上，就需要让练习多样化、具有挑战性。所以在设计学习时，需要教师考虑两个问题：课程是否鼓励了学员运用所学知识解决挑战性问题？课程是否提供了足够的练习机会？

3.考虑学员背景

成人学生生活经验丰富，教师需要多了解他们的背景、经验水平和个人目标，这样才能够开发出更适合他们需求的课程设计，而不是为所有人提供一刀切的内容。如果教师是在跟某领域专业人员打交道，在课程中添加一些真实案例会很有好处。如果教师是在跟入门者打交道，就加些例子说明这门课程能够怎样助力他们未来的工作。

4.提供多样化的在线资源

如果学生是教育背景和专业背景完全不同的学员，教师需要提供多样化的、不同深度的在线课程材料。教师可以从基础课程开始，对于想要进一步了解主题内容的人提供额外的在线资源，并提供知识引导。作为课堂教学的补充，不同层次的数字资源的提供可以让不同基础的学生根据需要选择适合自己的数字资源，完成不同级别的学习任务挑战。

5.明确课程中的障碍

成人学生每天都要面对各种各样的挑战和压力，工作的需要、家里的紧急事务等都会影响到学生的正常学习。教师需要明确课程中的障碍，这对于成人学生来说可能意义重大。教师可以为不能参加实时授课的学生提供支持资源，例如直播回放、在线学习微课课程库和在线讨论等，明确在某些关键时间节点必须完成的任务，让学生能够赶上进度。

以上设计原则体现了认知设计的理念：面对学习背景不同、基础水平不一、职业各异的学生，如何为他们设计良好的学习体验，将学生而不是学习内容作为课程学习的核心。因此，在进行教学设计时，我们需要对学生当前的技能水平、学习动机、学习目标、学习方法等进行详细了解，并依据认知设计的课程设计理念来完成课程的设计和资源的组织。

三、可借鉴的混合式教学理论

混合式教学是在互联网背景下，将面授教学和在线学习(E-Learning)融合起来的一种新型教学模式。根据百度百科定义，混合式教学，是将在线教学和传统教学的优势结合起来的一种“线上”+“线下”的教学。通过两种教学组织形式的有机结合，可以把学习者的学习由浅到深地引向深度学习[3]。混合式教学包含了“教”和 “学”两个层面，其中“教”的层面突出了教师如何依据学生的认知规律和对应的教学手段来最优化线上和线下教学设计，从而提升学生的学习深度；“学”的层面就是学生在教师的引导下，如何完成面授学习和信息技术支持下的线上学习的混合。

从某种程度来讲，混合式教学属于教育学领域的理论前沿，目前对应的研究还不是很丰富。混合式教学没有统一的模型，例如波尼姆·魏利森 (Purnim Valiathan)从教学目标出发提出了技能驱动模式、态度驱动模式、能力驱动模式[4]；克雷格·巴勒和姆威廉·帕尔曼(Craig Barnum&William Paarmann)从教学过程出发提出了“四阶段混合教学模式”[5]等等。

国外关于混合式教学模式构建过程的研究中，比较有代表性的有乔希·伯尔辛 (Josh Bersin)提出的混合式教学的四个基本环节[6],包括：1.分析学生当前的技能水平和学习需求。2.设计线上线下相结合的教学过程和对应的评价标准。3.配置多样化的教学资源，引导学生使用。4.开展教学并跟踪教学效果，对学生进行及时、有效的反馈和评价。

在互联网+背景下，新时代的混合式教学致力于提高互联网技术与教学模式的深度融合，其目的是赋予学生自主化学习、个性化学习和探究化学习的空间，使教师的教学形式更灵活，资源的呈现形式更多样化，从而促进教育的开放性。因此，可以认为理想的混合式教学设计是实现认知设计的有效途径。

四、成人高校“计算机应用基础”课程的线上教学设计

(一)“计算机应用基础”的课程性质和教学目标

“计算机应用基础”是成人高校的通识课，课程内容包含计算机、网络基础知识以及多种Microsoft Office软件的实践操作。该课程内容的掌握与否对学生以后的学习效率、办公效率等有很大的影响，大部分的学生都有学习该课程的愿望和需求。但不同教育背景的学生的计算机应用水平不尽相同，对该课程的学习需求必然存在一定的差异。因此，学生需要更多的学习途径、多样化的资源来实现延伸学习，提升自己的学习目标，掌握相关技能。

“计算机应用基础”课程有三层教学目标：了解、掌握和应用知识点。第一层：了解，需要学生了解计算机的历史、发展现状、计算机的基本组成等相关基础知识。第二层：掌握，要求学生掌握计算机操作系统Windows 7 中资源管理器和控制面板的常用操作，以及中文字处理软件Word、幻灯片制作软件Powerpoint和数据库管理软件Access的常用操作。第三层：应用，要求学生能灵活运用相关软件来解决现实工作中遇到的问题，并通过进一步的自我钻研， 提升操作技能，制作专业化的作品。三层目标之间是相互支撑和相互促进的关系，最终达到培养学生的学习能力、解决问题的能力和探索创新等综合能力。

(二)“计算机应用基础”课程在线教学设计

借鉴乔希·伯尔辛提出的混合式教学的过程设计，“计算机应用基础”课程的线上教学实施过程设计如下：

1.教学分析与设计

教师首先了解学生的学习基础、学习特点和内在需求，明确教学目标，对教学内容进行设计，形成每次教学的教学设计方案并整合相应的教学资源。

(1)学生特征分析：教师在授课前进行学生分析是基于认知设计的教学工作的前提之一。学生特征分析的目的是把握学生的认知特点、内在认知需求、已有的知识水平等情况，做到因材施教。教师可以通过课前测试和在线问卷调查等方式来了解学生的学习态度、起点能力和教学交互方式的喜好。

(2)教学目标设计：教师根据学生的计算机操作技能基础和学习的内在需求，明确每次教学的教学目标，选定相应的教学资源和教学模式。

(3)线上学习资源的配置：教师紧扣本次课程的教学目标，整合课堂教学内容。在此基础上，关注知识拓展，提供系统性的知识体系，为学生提供适度拓展的途径。例如：教师可以为学生提供本课程、本章节的知识图谱，提供知识引导，使不同基础、不同学习目标的学生可以在掌握必要的课程知识点之余选择不同层次的延展性学习资源。课程资源可以是PPT、微视频、在线测试题目、网址链接等多种形式，教师可以自建或收集资源并上传至在线学习平台。

2.自主学习任务单设置

教师根据本次教学的教学目标，上传自主学习任务清单，引导学生进行自主学习。

(1)教师提供在线资源给学生进行课前预习时，根据前期的学生特征分析及资源整合情况，设计自主学习任务清单供学生使用，学生通过查阅学习任务清单明确本次课程需要完成的学习任务。

(2)自主学习任务单的设定需兼顾教学重点、难点和一般知识点的覆盖面和权重。应基于学生的现有知识水平，包含必须掌握的课程知识点以及延展性课程知识点。

(3)自主学习任务单包括学习指南、学习任务、疑问与建议三部分。

(4)学习指南建议包含本节课的学习主题、达成目标、学习方法建议、学习资源列表。

(5)学习任务包括学习的内容、学习的规则与要求。布置学习任务最有效的方法是把知识点转化成问题，即将教学重点、难点等转化成问题或题目，学生通过上机实践解决问题，理解概念和掌握方法，培养举一反三的能力。

(6)疑问与建议：学生在自主学习之后填写反馈信息，帮助教师在教学时有针对性的进行释疑、引导和改进教学过程。

3.学生自主学习

学生查阅自主学习任务单中的任务，在学习平台上利用在线资源进行自主学习，完成各项任务后填写学习后的疑问与建议。

4.小组学习

教师可以根据前期调查分析的学生特征，帮助学生划分学习小组，由小组成员协作完成任务。教师根据本次课程的教学目标、学习内容等提供相应的研究项目，小组依据学习兴趣及技能基础等的不同选择不同的课题，完成课题任务，并在上课时完成展示和评价。教师提供的项目应包含一定的难度和知识拓展性，激发学生通过探究解决问题的热情。

在“计算机应用基础”课程的Word、Powerpoint、Access等模块的学习后，教师都可布置项目设计。例如，在Powerpoint章节的授课中，老师可以布置同一主题或由学生小组选择感兴趣的主题完成制作。不同团队制作的成果在内容、艺术性、技术复杂度等方面会有很大的差别，通过相互交流和评价，小组成员锻炼了探索研究能力、提高了互动合作能力，得到了知识的提升和扩展。

5.线上教学

教师采用直播课堂或视频会议等形式进行教学。基于前期的学生预习反馈，教师的授课将更具有针对性，线上授课可实现一些更高层次的教学目标，让学生有更多的机会在认知层面参与学习。包括：教师可以精心设计课堂教学活动，引导学生巩固前期自学的知识并加以灵活应用；教师授课可侧重于重点知识的提升讲解及解决学生自主学习后反馈的共性问题；课上，学生或学习小组也可汇报、交流学习成果或提出项目完成过程中遇到的问题，由教师进行评价、释疑或补充知识点。

6.考核和评价

考核和评价可以有效地反馈学生的学习效果和教师的教学效果。这些反馈让教学活动更加具有针对性，不但让学生学得明明白白，也让教师教得明明白白。考核和评价包括过程性考核评价和终结性考核评价 。

“计算机应用基础”课程的过程性考核评价可采用对每位学生每次作业的完成情况、每次在线学习的情况、在线小测试成绩、在线资源浏览、参与小组任务完成情况等的综合评价。在线教学的实施过程中，学生自主学习任务的完成情况直接影响到教师确定在线授课内容以及教学效果，因此应提高其在总成绩的占比，以吸引学生完成自主学习任务。

终结性考核评价可分成两部分：期末考试成绩及个人设计项目成绩。期末考试着重于考核学生对各章知识点和操作要求的基本掌握情况。个人设计项目主要考核学生综合应用所学知识探索解决问题的能力，鼓励学生在日常学习中注重提高实践操作的能力、融会贯通所学技能创作尽量专业化的作品。

以上是“计算机应用基础”课程在线教学的设计方案。要注意的是，上述方案设计的是疫情期间完全在线的教学过程。教师通过在线直播或会议讨论模式替代了混合式教学模式中线下教学的授课模式。疫情之后，成人高校可延续线上教学的模式，将线上教学不够便捷的环节移到线下，采用面授和在线教学相结合的混合式教学模式。毕竟对“计算机应用基础”课程来说，线下教学在上机实验辅导等环节有着线上教学无法取代的更灵活、更直观和易交流的优点。

(三)“计算机应用基础”课程在线教学的实践途径

以上“计算机应用基础”课程线上教学过程的各个步骤都可以通过选用适合的教学平台或软件来实现。例如，笔者使用的在线教学平台 “钉钉”的功能非常强大，包括了群讨论、课程直播、视频会议、作业收缴、资源存储展示、问卷调查、打卡考勤、圈子等各项功能，完全能够实现上述教学设计中的教学分析、线上直播、作业布置、资源存储、小组讨论、问卷调查等过程。

而课件资源的整合，除了收集整理网络上现有的资源、由专业公司制作资源等途径外，教师也可自建高质量的课件资源。笔者推荐使用网络课件制作软件Articulate Storyline， 它是Articulate公司提供的一款E-learning多媒体互动课件开发工具。它可以快速创建无限制的交互，方便教师们轻松制作动态课件展示教学内容；它支持众多题型的编辑，提供了题库集和评估页面，可以便捷的生成形式多样的题库并实现自动批改；它支持SCORM 1.2和SCORM 2004标准，同时可以发布为HTML 5，在iPad、iPhone中播放。尤其突出的是，它提供的屏幕录制功能，可以将“计算机应用基础”课程中上机操作的步骤录制后转化成操作模拟练习和测试，改善了在线教学过程中学生的计算机操作练习老师无法辅导、检查，学生无法自测的困难。

五、基于认知设计的线上教学的实施困难分析

基于认知设计的线上教学是互联网时代的新兴教育模式，可以提升成人学生的学习深度、满足其个性化的学习需求。但由于触及教学模式的结构性变革，在具体的推广实施过程中有一定的难度和阻力，主要原因在于：

理念和习惯问题。教育与技术的融合是大势所趋，在线教学的方式更新，需要教师和学生思维方式的转变。教师需要更新教学理念，学生的自主在线学习主要依靠教师的课程设计，因此教学前课程的设计绝不能应付了事。学生也需要更新学习方式和学习习惯，由于学生的学习过程得不到有效监控，因此更需要学生从被动学习转向自主、自觉学习。

资金问题。在线教学需要在线平台的支持，目前多数的在线学习平台是免费的，今后也可能出现收费的情况。而学校自己搭建平台则具有规模大、建设难度大、成本高、管理要求高、建设周期长等缺点。对教师们来说，专业化、高水平的课件、在线题库等资源的建设也需要技术和资金的支撑，从而制约了在线教学模式的推广发展。

技术问题。很多在线教学平台存在互动体验差、资源重复、题库建设题型单一、教学过程中的灵活性不足、平台稳定性不够等诸多问题，平台建设等方面尚存在不足。

信息素养问题。很多教师在技术的获取和使用方面，处理信息的手段、技能相对薄弱。有些教师受到自身专业限制以及传统教学形式的影响，对于新兴教学技术手段关注较少，需要进行新技术的学习。

六、结论与展望

此次疫情最大程度地检验了在线教育模式的可行性。参与其中的学生、教师以及其他教育从业人员，经历过在线教育初次洗礼后，在教育理念、知识获取方式发生转变的同时，也对未来教育提出更高要求。

随着大数据、人工智能等技术的发展，未来的教育将发生重大的变革。例如，通过大数据的分析，可以建立基于数据分析的自适应学生画像，从内容偏好分析推出个性化终身学习服务；利用新一代人工智能的语音语义识别、图像识别、知识图谱和深度学习等技术，在线教育能够提供个性化知识树、自动化批改、个别化答疑和智能化管理；实现智能化的学习内容推荐，在线虚拟教师答疑，实现作业、测评、课程的自动适配和评估进行学情管理等等[7]。可见，未来的教育将按照学生身心发展的基本规律，提供高度智能化、个性化、多样化的教学。

本文针对当前在线教育过程存在的问题，通过认知设计理念中成人学生学习特征的分析以及混合式教学法的研究，在现有技术背景下对成人高校“计算机应用基础”课程的线上教学实施方案进行了一些研究和设计。希望能为成人高校教师在实践中优化教学效果，为学生的个性化学习需求创建教学环境提供借鉴。未来，期待大数据和人工智能等技术在教育领域的发展和普及，促进成人高校在线教学过程的进一步变革，真正实现数字化、研究性和学习中心为特征的新型教学课堂。