改进在线教育APP的设计方法研究

刘萍　黄智宇　胡榕　徐迪雅

【摘  要】基于COI框架理论，探索在线学习效率的影响因素，提出改进在线教育APP中的“虚拟教师”的教学方法和优化APP的交互方式，提高用户在线学习效率。通过用户调研等方法，运用COI框架理论模型（The Community Of Inquiry Framework），根据认知在场（Cognitive Presence）、社会存在（Social Presence）、教学在场（Teaching Presence）三个必不可少的教育要素确定影响在线教育APP的学习效率问题。经过研究，在线教育APP产品运用认知在场、社会存在和教学在场的原则，设计在线教育APP，建立线上虚拟社区，构建学习者知识共同体。能够提高在线学习效率，提升学习质量，改进在线教育APP的设计方法。

【关键词】COI理论;学习效率;认知在场;社会存在;教学在场

【中图分类号】G43   【文献标识码】A

引言

Lave和Wenger将“学习”定义为在某种形式上的社会共同参与，被认为是一种特殊的社会实践[1]。Harasim等人将“在线学习”定义为以在线课堂学习的形式提供全部课程资源，允许学生不受地理位置、时间影响而参与的在线学习方式[2]。互联网技术和电子产品的发展为在线教育APP提供了传播媒介，支持更多形式多样的线上课堂讨论和活动，逐渐形成了“线上学习社区”文化。例如，中国大学MOOC（慕课）的国家级精品课程、腾讯课堂的职业技能直播互动课程、考虫线上社群系统班等等。与传统课堂教学相比，在线教育APP的教学场景大为改变，教师授课形式增加，教师角色变为学习的促进者而非单纯讲授;学生学习的主观性增强，角色由被动变为主动者，教师和学生个人的身份界限被打破，因此导致了新的问题，如学习效率比传统的课堂学习低;缺乏面对面的互动，学生在学习环境中感到与他人脱离;缺乏传统课堂教学常见特征等问题。通过记录教学APP在线课程人数，发现随着课程进度的深入，在线学生人数呈断崖式下跌，学习效率也与课时呈现负相关。因此，需要创造一套基于情境的虚拟社区结构，一方面，促使教师重新认识作为“虚拟教师”的新角色，具备更强的随机应变和组织协作能力;另一方面，鼓励学生参与课程互动，使同学间认识到互动是有价值的学习资源，而不是仅专注于教师呈现的讲座式材料。

一、COI框架理论研究

Garrison等人开发了探究COI框架理论（The Community Of Inquiry Framework），它是一个对在线和混合环境中学习过程的社会建构主义模型，是在线和混合环境中学习过程的评价指标[3]。如图1所示。COI框架理论的最终目标是为社会存在和教学在场打下坚实的基础，以激发在线课程中的认知在场[3]。它由教育情境中必不可少的三个要素组成—认知在场（Cognitive Presence）、社会存在（Social Presence）和教学在场（Teaching Presence）。第一要素即认知在场，是指学习者能够通过持续的反思和讨论来构建和确认意义的程度，包括引出触发事件、探索、解决问题、整合信息的能力;第二要素即社会存在，被定义在网络环境中把他人的表现视为“真实”的能力，以及自己作为一个真实的人进行互动，包括公开的交流、情感的表达和团体的凝聚力;第三要素即教学在场，被定义为教学设计、促进和指导学生认知的社会过程，实现有意义的学习，包括课程和活动的教学设计和组织、教学活动的促进、以及教师直接指导[4][5]。

（一）认知在场

COI框架理论中所代表的第一类是认知在场，如表1所示。即认知存在、探索、整合信息能力、是否解决问题。认知存在指标的例子有：触发事件—教师或学生提出一个新问题或以往的遗留的问题，引发对事件的思考或探究，界定问题，认识问题，产生疑惑感;探索—是一个关键的、耗时的过程，学生之间合作、分享相关的资料和想法，进行信息交流，讨论歧义;整合—是一个整合与辨证的过程，师生与生生之间建立联系启发思想和确定潜在的解决方案;解决—经验性地应用新思想批判性的评估解决方案[5]。认知在场它反映了高阶知识的获取和应用，而不是具体个体的学习成果[1]。学生之间相互质疑、辩论，拥有共同的理想信念毫无保留地达达观点。当社会认知水平和教师的充分存在意识在同一水平上时，就会形成一个价值判断的共同体。在线教学中，教师的语言是一种方法，而不是目的本身，口頭信息的价值不是因为表达式式的正确性，而是因为它被用作实现某些更大目的手段。所以，在线课程中教师需要在课堂中充分寻找触发事件，引发学生思考，解答学生对知识的疑惑，及时预估与发现知识难点，迅速沟通，交流心得，与学生拧成一股绳，理性决议课程中的判断，更新教学理念。

（二）社会存在

第二类是社会存在，如表1所示。即情感表达、开放性交流的支持情境、是否建立群体凝聚力。社会存在指标的例子有：情感表达—教师幽默的表达和自我披露，减少社交距离，传递善意;开放性沟通—坦诚表达，承认与鼓励他人，师生间相互认同并同时承认对方的价值，从而建立起群体的凝聚力;群体凝聚力—建立和维持群体承诺感的活动，学生把自己看作是群体的一部分而不是单个人时，批判性探究和话语质量就会得到促进和优化，如明确表示赞赏和同意，以及赞美和鼓励他人[3]。建立凝聚力和归属感是构建共同体的核心标准。教师需要准确放大并传达自己的情感变化，让更多的学生收获到学习的乐趣，鼓励学生表达，使学生的表达没有任何后顾之忧，增强学生间的合作，从而增进线上“虚拟”群体间的凝聚力。在生活中，受物理距离的影响，许多常用的描述情感表达的形容词都与身体存在相关，如拥抱、喜怒哀乐等。在线学习中，通过使用非常规的语言情感符号表达情绪，来补偿这种物理距离的损失，如表情符号以促进他们在媒介中的表达能力。在探究共同体中，情感表达表示的是与教育经验有关的感受能力和信心[3]。

（三）教学在场

第三类是教学在场，如表1所示。即教学管理、建立理解、直接指导。教学在场指标的例子包括：教学设计与组织—教师设置教学管理，构建內容、设置讨论主题、建立讨论小组，如以数字化的形式构建课程，教师对课程的过程、结构、评价和互动进行设定，教师的任务是通过媒介教学和活动集创建一条叙事路径，使学生意识到他们所参与的是明确学习目标的教育活动，教师的教案需要考虑组织课程、设计教学方法、建立时间参数、如何有效利用媒体、建立网络社交等五大问题[6];促进话语—建立理解，分享个人意义或者价值、表达协议、寻求共识，以“构建知识共同体”为导向，教师通过示范适当的行为、评论和鼓励学生，吸引不积极的参与者，减少那些因习惯于形式主义的同学来鼓励参与。每个学生与教师共同承担责任实现商定的学习目标。教师的言语需要做到言简意赅、寻求谅解与达成共识、鼓励与肯定学生的能力、营造良好的学习氛围、引发学生兴趣促进讨论、总结课程效力等六大问题[4][5]。直接指导—教师关注讨论节奏、回答问题、诊断误解、总结学习成果或问题，如教员运用教学特长进行直接领导，为学生提供智力和学术上的指导，并与学生分享学科知识，从而传达课程或研讨会的知识氛围，是“教学”责任的最终体现。这对教师的知识储备提出了要求，需要做到提出问题、主动引导和总结讨论、评估与解释反馈确认理解、诊断误解、以不同的方式丰富课程、同时回应相关的专业性的问题[5]。以达致学习成果的个人及教育价值。在与传统线下教育价值观相一致的事务性教育方式中，教师要承担一定的责任，履行重要的角色。无论交流的媒介性质如何，教师的责任是促进有目的和有意义的学习，并专注于基本概念和有价值的目标[5]。

二、对在线教育APP进行评估

构建该评估模型的两个轴心是行动—思考和感知—观念。第一个轴心“行动—思考”是对线上教学实践的反思，第二个轴心“感知—观念”是信息的同化和意义的建构。如图2所示。它们共同构成了共享世界和个人世界，它提供了一种评估思维随着时间推移的系统性进展的方法，通过实践探究过程表现出来。反映了实践探究的逻辑或理想化的序列，并与提出的COI框架理论指标类别相对应[3]。综上，在教育教学综合考量三个必不可少的因素修正了一套评判性思维评估模型后，引用COI框架理论评价指标，请10名上过该课的同学对考虫APP中的某个系统班课程进行评估打分。本次评估计数采用去掉两个最高分与最低分后得到平均数，满分为5分制，其中最低1分代表非常不满意，最高5分代表非常满意。评估打分结果如表1所示。同学对认知在场和社会存在打分较低，教学在场打分较高。

根据打分情况，基于COI框架理论中的评价指标，对在线教学APP中的20位教师和40多位学生进行了2次深度访谈。首先，就教学认知问题对考虫APP中的教师进行初步访谈，内容涵盖了课程准备、课程呈现效果、教学动机、线上教育软件平台操作难度、教师对在线教学的态度，学生和教师的互动感知效果，以及在线教育教学方法。初步访谈结果表明，在线教育中学生回答问题思考的时间更加充分，回答质量高于传统教学;教师专注于自己的教学节奏，不易被打断;教师可以更有效地存储和检索信息。但也存在一些问题，如教师的教学方法固定、教学内容可移植，教师的教学情绪较不稳定，对软件的使用操作不流畅，教师和学生的互动有一定的滞后性。因此在第二次用户调研中，使用COI框架理论中的评价指标制定一套访谈问卷，对问卷信息的内容进行编码，从而寻找导致学习者的学习效率与课时呈现负相关影响因素。以考虫APP为案例，对参与教学的教师和学生进行深度访谈，访谈的核心集中在线上教学方法，学生和教师互动模式的变化、教学风格的变化、学习动力的感知变化、课程/课堂设计的变化、教师/学生角色的变化、教学满意度等问题。表2为此次访谈指南具体内容。

三、在线学习效率的影响因素

根据访谈结果，影响在线学习效率的因素具体有五个，如表3所示。以下影响因素导致用户学习效率与学习时长呈现负相关。

（一）个体因素：学生受学习动机影响显著，随着课时的增加，学习动机逐渐减弱;在课程后学生因与同伴较少的交流，产生的孤独感;学习过程中与同伴交流有限获得的成就感较少;“单独”学习使拖延症增加;向老师或者同学寻求帮助的意愿较弱;自我控制力，自制能力过于随意;持续学习的意愿不强和时间管理能力不够。

（二）生活因素：课下学生对学习时间的利用效率较低;学习地方随意，甚至有时是室外商场;可用的学习资源有限，有什么问题经常是百度一下;学生计划用于课程作业的时间因为各种各样的原因被轻易打断。

（三）学习风格因素：学生的听觉神经对线上教授的课程并不感兴趣;线上教育进程较快，因认知差异，导致思考逻辑不同;学习社交有可能对学生的专注度产生影响;应对孤独能力;社交影响学习机制;APP的视觉呈现影响学生的学习意愿。

（四）技术能力因素：网络信号影响使用APP的流畅度：学生打字速度和准确性，教师给学生的反馈;在大量的资料会影响阅读速度，从而影响学习体验;各种型号学习工具的使用等。

（五）教师因素：教师对线下教育经验移植困难;线上教育信息传递媒介方式单一;教师无法进入到学生的学习环境中，学生给予教师的反馈较弱，导致课程上积极性不高;教学资源导致教学能力没有办法保证均衡。基于个人、学习风格、教师、技术四个因素结合COI理论框架，提出以下解决方案。

四、设计方法研究

（一）改善认知在场

1.杜威认为，教育是阅历的重建。在线教育中，在认知在场的基础上，培养学生的探索学习，强调学习者的认知存在，让学生通过持续性交流与思辨，从教师、学生那里得到反馈信息，整合成对自己有用的信息，获得同学们的认同感，从而构建学习的意义、巩固学习动机、消除孤独感。教师在课程中成立学习小组带动气氛，鼓励学生积极发表意见，教师用精简的或诙谐有趣的言语，及时作出相应的回复，不断探索预见学生有可能在学习中遇到的困难，“提前预知”他们的困难，增强教师的引导能力和影响力。

2.讓学生在学习过程中产生幸福感。教师有意识地让学习者先产生一定程度的挫败感，尽管会间歇性地感受到负面情绪，但这些负面情绪不会导致生气、沮丧或悲伤。取而代之的是，学习者会以饱满的热情、兴趣和态度回应负面情绪。有计划的提升难度，适度的困难会让学习者完全沉浸在学习的状态中，对突破难点勇往直前，从而获得幸福感作用于学习上。

3.经常设立有时效的考核标准，最大程度激发学生的好胜心。引导学生对成绩养成探究的习惯，快速整合信息的思维习惯，并及时地反馈给学生，让他们自己知道清楚是否已经获得足够的知识，能够应对考核，考核后及时的补全知识体系。

（二）提升社会存在

1.构建社会情境体验[6]。社会情境是良好学习的体验核心，它能让同样的活动在当前的情境中展现出不一样的亮点，在线教育中，模拟传统课堂上的优点，弥补线上课堂的缺陷，线上教育可以很大程度上还原传统课堂的功能，使得在线课堂更多可能，情感评释更加丰富，更容易被学习者认可，符合“虚拟”教师的教学习惯，让使用者有一种似曾相识的感受。

2.加强沉浸感，沉浸感分为感官型沉浸、挑战型沉浸和想象型沉浸。感官性沉浸是指在线教育APP可以加强UI界面表现能力，调动学习者的多感官协作，共同实现学习任务，促发学习者的学习意愿。挑战性沉浸是指在线教育APP可以在认知方面增加学习难度，向学习者提出学习挑战。想象力沉浸是指在线教育APP可以在课程中创造的营造想象世界，最大程度让学生有获得感。

3.超越实用性功能。在线教育APP的交互逻辑、学习规则使学习更加容易，学生学习路径变得“单纯”或可记忆性增强。交互逻辑“简单化”“明确化”“目的化”。APP的交互功能符合学习者、教师的期望，使在线学习对学习者来说是有意义的事情，对老师来说能过获得成就感，学习者与教师有一致的学习目标世界。

（三）改善教学在场

1.建立学习者虚拟社区。通过对主题的批判性分析、质疑和对假设的挑战来构建经验和知识。建立目标同一性社区，凝聚有相同目的、想法的学生进行目的导向性小班制的精英教学。在社区中，学生间相互交流探讨，教师间彼此交流经验，教师与学生交流心得。

2.“构建知识共同体”，促进话语，重视学生的话语权。强调在探究共同体中学习者学习的集中性和持续的过程，在虚拟的知识共同体中，需要动态地作出决定，要赞扬谁，警示谁以及如何最有效的领导共同体团队，打破传统教学社会中师生间“不平等”的地位。强调参与感，直接互动交流，教师营造课程或研讨会的知识氛围，奖励学生的课堂行为，营造良好的线上课堂，促进发言公平，一视同仁对待学习者。教师通过在线课堂教学和活动集创建一条叙事路径，使学生意识到他们所参与的是明确和隐含学习目标的活动，增强学生的内外部获得感。

五、结论

在线教育APP中学生的学习效率与学习时间呈负相关，主要受个人因素、生活因素、学习风格、技术能力和教师因素的影响，其中生活因素难以被设计掌握，较为客观，因此此次提出的解决方法围绕在其他四个因素上。基于COI理论框架理论，在线教育APP的设计中运用认知在场、社会存在和教学在场的原则提升学习效率，需要做到以下几点：教师与学生共同提升认知能力、获得学习幸福感、设立时效考核标准、APP辅助构建情境教学、教师与APP共同从感官到思维沉浸感受能力、提出超越实用性的功能、提升学习的获得感、建立在线学习的虚拟社区、构建学习者知识共同体，能够提高在线学习效率。但此次实验仅仅限于理论层面，在实践的操作过程中必然会存在一定的变动，需要不断去完善。下一步计划一，扩大研究样本数量，进一步区分细化影响因素，提出更具针对性的设计策略;计划二，探索认知在场与高阶段思维的关系，进一步探究认知程度对学习效率的影响;计划三，综合考虑学生、教师、平台三者在教育中的组成关系，提升在线学习的用户体验。

参考文献：

[1]GARRISON D R，1991. Critical Thinking and Adult Education：A Conceptual Model for Developing Critical Thinking in Adult Learners[J]. International Journal of Lifelong Education，10（4）：287–303. DOI：10.1080/0260137910100403.

[2]RICHARDSON J C，SWAN K，2019. EXAMINING SOCIAL PRESENCE IN ONLINE COURSES IN RELATION TO STUDENTS' PERCEIVED LEARNING AND SATISFACTION[J/OL]. Online Learning，7（1）[2021–01–15]. https：//olj.onlinelearningconsortium.org/index.php/olj/article/view/1864. DOI：10.24059/olj.v7i1.1864.

[3]GARRISON D R，ANDERSON T，ARCHER W，1999. Critical Inquiry in a Text-Based Environment：Computer Conferencing in Higher Education[J]. The Internet and Higher Education，2（2–3）：87–105. DOI：10.1016/S1096-7516（00）00016-6.

[4]GARRISON D R，2016.Thinking collaboratively：learning in a community of inquiry[M].New York：Routledge.

[5]GARRISON D R. & Archer，W. A transactional perspective on teaching and learning：A framework for adult and higher education. Oxford，UK：Pergamon，2000.

[6]ANDERSON T，ROURKE L，GARRISON R. ASSESSING TEACHING PRESENCE IN A COMPUTER CONFERENCING CONTEXT[J/OL]. Online Learning，2019，5（2）[2020–10–26]. https：//olj.onlinelearningconsortium.org/index.php/olj/article/view/1875. DOI：10.24059/olj.v5i2.1875.

[7]张婧鑫，姜强，赵蔚.在线学习社会临场感影响因素及学业预警研究——基于CoI理论视角[J].现代远距离教育，2019（04）：38-47.

作者简介：

刘萍;1995年11月20日;女;硕士研究生;硕士;学生;教育类APP的交互设计。

黄智宇，男，副教授。

胡榕，女，学生。

徐迪雅，女，学生。