有效教学视角下数字资源开发的相关理论及应用研究*

◆肖海鹏 谢铭瑶

0 前言

随着互联网技术的飞速发展，融合了“互联网+”“智能+”技术的在线教学已经成为我国高等教育和世界高等教育的重要发展方向[1]，在线教育将成为未来教育新常态。数字化的教学资源是支持开展在线教学或线上线下混合式教学的基础，如何科学开发具有教学有效性的数字资源，支持各种教学活动开展，已经成为高校应对未来教育新常态变革的重要课题。

教学有效性资源是指能促进有效教学且能促进学习者自主学习的教学资源，其理念来源于有效教学理论。有效教学是指教师在不违背教学活动客观规律的前提下，以少量的时间、精力和物力投入，完成教学目标，实现学习者全面发展的预期目的，取得尽可能多的教学效益[2]。有效教学包含有效备课、有效课堂、有效评价、有效反思等方面[3]，本文探讨的数字资源开发属于有效备课的内容。

从有效教学的定义可以看出，开展有效教学必须把握三个关键要素，即学习时间、学习体验、学习效果。“少量的时间、精力和物力投入”就是学习时间和学习体验的体现，“遵循教学规律，取得尽可能多的教学效益”则是学习效果的体现。在有效教学理论视角下，开发教学有效性资源也必须依据三个关键要素来做好规划设计，以促进教与学的改善，增强教与学的有效性。

1 降低认知负荷，开发数字资源

认知负荷是处理具体任务时加在学习者认知系统上的负荷的多维结构[4]。认知负荷越大，学习者要加工的信息就越多，学习难度就越大。因此，降低认知负荷，能有效减少学习时间，使学习者轻松有效地学习。

认知负荷理论概述 认知负荷理论假设人类的认知结构由工作记忆和长时记忆组成。其中工作记忆也可称为短时记忆，其记忆容量是有限的。乔治·米勒对它做了定量研究，研究表明，人类工作记忆一次只能存储5～9条基本信息或信息块，这就是著名的“7±2法则”。但长时记忆的容量几乎是无限的，可以存储复杂的、序列化的信息。因此，认知负荷理论认为学习的目标就是将新知从工作记忆转化为长时记忆，这个转化的过程可以用著名的记忆三存储模型来表示，见图1。

图1 记忆的三存储模型

工作记忆是接受并加工信息，通过复述或检索方式存入长时记忆。这里必须再引入另外一个概念——图式。所谓图式，是人脑中已有的知识经验的网络。人们学到的知识以图式的形式存储于长时记忆中。皮亚杰认为，个体认知的过程经历“图式—同化—顺应—平衡”四个过程。图式决定着人们做信息选择时相应的内容和倾向偏好，可引起新信息的加工，即在原来图式的基础上形成新的认识。因此，记忆过程中新知识检索长时记忆中的相关图式，能有效将新知识和已有的经验知识融合发展，产生新的认知（类似于迁移性学习）并存于长时记忆，这种记忆也就是图式记忆，是一种高效的学习方法。

认知负荷理论在数字资源开发中的应用

1）根据“7±2法则”，为降低认知负荷，数字教学资源设计必须尽可能简约，例如：一个微课尽量只选取一个知识点，视频画面中不能出现太多干扰信息，PPT课件不能满屏的文字，视频长度不能超过六分钟，等等。简洁的资源设计能有效降低认知负荷，提高记忆效率。

2）根据记忆的三存储模型可知，记忆的过程其实就是编码和提取的过程。工作记忆接收、加工信息是编码，从长时记忆中检索和复述是提取。提取能够帮助工作记忆转化为长时记忆。因此，在教学资源设计过程中要适当设计诸如测验、反馈和互动等环节，引导学习者提取知识，帮助巩固所学知识。

3）根据图式记忆的原理，教学资源设计应充分做好学情分析，了解学习者的专业基础、学习经历等，根据学习者已有知识经验，在资源设计过程中做到情境化、形象化，帮助学习者实践图式记忆，完成新知识的同化、顺应、平衡过程，从而减轻学习新知识的负荷。

2 激发学习兴趣，开发数字资源

在线学习环境中，良好的学习体验是提高学习者自主学习积极性和主动性的关键因素。良好的学习体验要求数字化的教学资源必须能激发学习者学习兴趣。学习动机理论为开发具有良好学习体验的课程资源提供了理论基础。

ARCS学习动机理论概述 ARCS理论是1983年美国佛罗里达州立大学的凯勒教授提出的著名的学习动机设计模式，ARCS即注意（Attention）、关联（Revelence）、自信（Confidence）、满足（Satisfaction）[5]。它的主要思路是通过四个步骤来激发学习者的持续学习动机：

第一步是教学设计要充分引起学习者注意；

第二步是让教学内容与学习者切身相关，学习实用性强；

第三步是分解学习任务，帮助学习者建立学习信心；

第四步是成果驱动，即让学习者在完成本阶段学习以后学有所获并期待持续学习。

ARCS学习动机理论在数字资源开发中的应用 ARCS学习动机理论对规范数字资源开发流程、科学设计数字资源内容有重要的实践意义，具体可以从ARCS理论自身的四个方面来看。

1）注意（A）。教学资源开发要注重感官刺激和吸引力设计，可以从两个方面入手：一方面是数字资源的技术处理上，可以充分运用视觉特效、三维、VR等技术手段进行包装美化，如可以将微课视频做得和电影一样具有视觉冲击力；另一方面是课程导入要注重情境化和趣味化，如微课视频一开始就将学习者带入真实情境中去亲身体验学习，或者采用故事导入、案例导入、项目导入等课程导入策略等。

2）关联（R）。在数字资源设计时可以从两个方面考虑学习目标与学习者的相关性：一是学习内容和学习者原有的认知经验与能力准备相关，也就是与学习者的学习背景相关，让学习者感到不陌生、不排斥；二是学习目标与学习者就业目标、职业目标相关，如对护理专业的学习者，在课程案例设计中可以选择老年护理等与就业岗位相关的案例来激发其学习动机。

3）自信（C）。激发学习动机的第三步是让学习者有学习的信心。在进行课程资源开发时可以从两个方面考虑：一是化繁为简，即将一个相对宏大的、系统的学习目标分解为若干个相对独立又相互关联的微小目标，让学习者有信心完成任务；二是化难为易，即将知识中的难点采取由浅入深、由简单到复杂的启发式讲解，做到浅显易懂。

4）满足（S）。让学习者对学习感到满足是激发学习者迁移性学习并维持学习动机的关键。数字资源开发过程中可以在学习完一个知识点后设计一些半开放式的结尾、有挑战性的问题或项目实训，让学习者通过深度思考探索，挑战完成项目后获得成就感和满足感，从而激发持续学习的斗志，形成持续学习的动机。

3 科学规划内容，实现有效教学目标

有效教学视角下，降低学习负荷，激发学习兴趣，营造良好学习体验，这是数字资源开发的基本要求，但从课程整体开发角度来看，科学规划设计教学内容是保证达成教学目标、确保教学质量的根本。布鲁姆的认知目标分类法对于如何科学规划、选取、拓展课程资源，打造一门高质量的在线课程，具有重要指导意义。

认知目标分类模型概述 布鲁姆认为认知包括知识和智慧技能的发展[6]，认知目标分类法认为在认知领域的教育目标可分成识记、理解、应用、分析、评价、创造等六个层次，如图2所示。其中，识记、理解、应用属于初级认知，分析、评价、创造属于高级认知；初级认知是知识积累、技能训练的浅层次目标，高级认知是培养学习者实践能力、创新能力的高层次目标。教学的理想目标是促使学习者的学习从初级认知向高级认知转化。

图2 认知目标分类模型

认知目标分类法在数字资源开发中的应用 在线课程实际是由一个个微课资源包组成的。根据认知目标分类法，在数字资源开发过程中，对每一个知识点的微课资源包设计既要涉及基础知识讲解、实训、应用等初级认知层面的资源，又要涉及案例分析、创造创新等高级认知层面的资源。由此可见，认知目标分类模型对在线课程资源和教学活动提出了更高、更全面的要求。教师应当充分把握课程的整体教学目标，以知识点为基本单位，参考认知目标分类模型，拓展和完善不同认知层次的课程资源，真正提高教学质量。

如表1所示，本课题设计了基于认知目标分类模型的教学资源设计表，引导教师做好课程资源设计。在教学资源设计部分将六个认知目标层次依次列举在表中，引导教师结合知识点教学目标，完善和拓展教学资源内容。在教学资源组织与应用部分，引导教师结合资源内容、资源呈现形式、教学活动策略，合理组织教学资源的呈现顺序，使其符合教学的最简活动编列原则，减少学习负荷，支撑教师开展有效教学。

表1 基于认知目标分类模型的教学资源设计表

4 结束语

数字教学资源的开发背后有着丰富的教育学、教育心理学和教育技术学理论作为支撑。本文研究的认知负荷理论、ARCS理论和认知目标分类模型理论是从资源呈现形式、内容设计角度来探索教学资源开发，以期以少量的时间和精力的投入完成教学目标，实现有效教学目的。在实际教学应用过程中，还有许多教育教学基本理论（如建构主义理论、移动学习理论等）在数字资源开发中也具有良好的指导意义，值得进一步深入研究。