基于认知学徒制的微课设计与开发

马荣爽， 陈然， 张羽鹂

(1. 东北师范大学，信息科学与技术学院， 吉林，长春 130000；2. 东北石油大学，图书馆，黑龙江，大庆 163318； 3. 东北石油大学，现代教育技术中心， 黑龙江，大庆 163318)

0 引言

微课自2011年提出后，因其短小精悍、主题突出等多种优势走进大众视野，一直发展如火如荼。目前，微课被普遍应用在学校教育中，但大多数拘泥于理论知识传授，少有创新，真正培养学生高阶思维能力的教学环节并不多，很多时候学习停留在浅层次,不能使学习者灵活应用知识[1-2]。

20世纪80年代，柯林斯和布朗等人提出了认知学徒制，以培养学生高阶思维能力为主要目标，将知识学习融入到学校教育的真实情境中，利用情境帮助学习者增强认知。学习者在情境中解决问题，同时完成知识建构和应用。随着信息技术的不断进步，还有学者将认知学徒制应用到在线课程建设上，这对提升网络教学效率也有一定的帮助[3]。

1 认知学徒制理论

1.1 认知学徒制内涵

认知学徒制是柯林斯和布朗等人于1989年提出的教学理论与情境设计思想。他们将传统学徒制的核心技术应用在学校教育中，以培养学生的认知技能，即专家实践所需的思维、问题求解和处理复杂任务的能力[4]，旨在改造传统学校教育知识与实践脱节的弊端。

1.2 认知学徒制特征

(1) 认知学徒制是传统学徒制的核心技术与学校教育的结合。传统学徒制的核心技术包括观察、模仿、训练、实践、指导等，通过这些核心技术可以有效弥补学校教育的短板。

(2) 认知学徒制的典型特征之一是情境学习。情境学习强调将知识的学习融于真实应用中，重点在于让学习者在情境中建构和理解知识, 解决问题[5]。认知学徒制利用真实有意义的情境帮助学习者认知，强调学习的真实性、社会性以及情境中的参与性。在学习过程中，学习者能够将学习与现实生活联系在一起，增强真实感、趣味性，易于激发学习者兴趣。

(3) 认知学徒制将原本隐蔽的内在认知过程显性化,即将专家思考与解决问题的过程完全展示给学生[6]。学生通过对专家的观察、模仿学会解决其他类似问题。

(4) 认知学徒制关注的是领域性知识与策略性知识的获得，即重视专家在获取知识或将知识应用于解决复杂现实生活任务时所关涉的推理过程、认知和元认知策略[7]。

1.3 认知学徒制的一般实施步骤

① 提供示范。教师提出明确的真实性任务，并亲自示范如何解决问题。在完成任务过程中，教师必须将如何思考、推理问题等内在认知过程展示给学生，以供学生观察、模仿。② 情境创设。教师根据学生的学习需要，创设真实环境、设置情境化学习活动、提出明确任务。在情境中，学生通过实践，能够像专家那样处理、解决问题。③ 提供脚手架，即提供支架、及时的指导。在完成任务前，教师提出学生解决问题的注意事项或建议，并在解决问题过程中及时给予学生帮助。同时，随着学生任务的逐渐完成，及时撤出脚手架，使学生拥有学习的主动权和控制权。④ 及时反思。要鼓励学生反思自己的优缺点，学会思考，学会质疑，这有助于培养学生的批判性思维等高阶思维。反思时，学生可以与教师、同学对比、交流、探讨，一起评价自己的学习结果。⑤ 自主探究。通过之前的学习，教师将学习的掌控权完全交给学生，放手让学生独立自主地尝试、解决问题。

2 基于认知学徒制的微课设计与开发

2.1 微课的设计

以“生活中的勾股定理”为例，按照认知学徒制的一般实施步骤，将微课分为4个教学环节。

(1) 创设情境，引出问题

设置“升国旗”情境，引出“旗杆的高度”问题。不同于传统的知识传授型微课，本微课将真实的问题情境作为微课的开始，帮助学习者建立学习内容与生活经验的联系,激发学习动机[8]。由于升旗仪式是生活中常见的情境，学习者比较容易将其与实际生活相联系，增强学习者自我效能感。

(2) 示范问题解决的过程

呈现“旗杆的高度”问题的推理、求解等思考过程，并讲解勾股定理的相关知识，作为解决问题的基础。

(3) 提供脚手架

问题解决后，总结解决问题的思路，这些内容像是支架一样帮助学习者认知，并应用于其他问题和任务处理中。

(4) 提出新任务，自主探究

展示经典的“鱼缸进电梯”片段，提出新的问题让学生解决。学习者在新的问题情境中建构、理解知识，并体验知识应用和问题解决过程，这有助于培养学生的自学能力、知识的应用与迁移能力。

2.2 微课的制作步骤

(1) 教学设计分析

根据确定的教学主题，分析教材、学习者特征、学习目标、教学重难点，在此基础上，确定微课的类型，撰写微课的脚本。脚本是微课结构和内容的体现，包括解说词、字幕、音乐等关键要素。脚本的撰写可以使微课的制作过程更流畅，有助于及时发现问题、修改内容。

(2) 前期制作

准备好动画所需素材后，进入动画制作阶段。利用After Effects 制作动画的一般过程如下：新建项目，导入素材，创建合成，新建图层，添加动画效果，预览，渲染输出。动画制作完成后，保存为.aep文件，渲染出视频。视频可以保存多种格式，如.mp4.mpeg.avi等。

(3) 后期剪辑

微课动画的后期剪辑工作包括添加字幕，添加背景音乐、音效，拼接动画片段，渲染输出微课视频等，这些工作在Adobe Premiere中完成。

合理地使用背景音乐和音效，可以增加微课的艺术性。在音频编辑时，主声道位置是教学讲解的声音，音效和背景音乐处于其它轨道，这里将它们调整到比主声道音量小15 dB，最终音频与视频合成面板如图1所示。

图1 音频与视频合成面板

视频渲染输出时，注意勾选“与序列设置匹配”的选项，以保证视频效果最佳。

(4) 评价与反馈

微课的内容面向初中学生，因此，请两位经验丰富的初中数学教师评价微课。经总结两位教师的评价结果，微课存在以下问题：部分片段声画不同步；讲解语速过快；讲解语言缺少启发性。针对微课存在的问题做出了相应的修改，如针对声画不同步问题，将配音的每句话分别拆开，与画面相匹配，并分别调节视频与音频的速率使之相互适应，呈现更好的效果；针对语速过快的问题，将整体的速度调至原来的80%，更适合学生思考和反应。

3 微课的应用效果分析

基于认知学徒制设计的微课视频时长均不超过10分钟，根据教师的建议改进微课后，将微课应用在一个40人的班级中，80%的学生表示微课的内容很新颖，对微课有很大的兴趣；60%的学生主动应用微课中的方法解决其他问题；75%的学生主动完成微课的学习及课下巩固。由此可见，真实的问题情境能够调动学生的学习积极性，对培养学习者的自学能力、问题解决能力有一定帮助。

4 总结

本文基于认知学徒制理论，选择学科知识点，从教学设计、脚本设计、动画设计、微课开发等方面分析探究，最终实现了微课的设计与开发。微课的实践效果证明，学生对认知学徒制理论指导下的微课有极高的兴趣。微课能帮助学生有效地学习，在一定程度上对学生高阶思维能力的培养产生了积极影响。现阶段微课只在小范围内实践应用，未来将增加研究对象，在更广的范围内应用微课，使微课发挥更大的效益。