学习动机激发视角下中学历史教学APP的设计与教学应用研究

于昕孜 辽宁师范大学计算机与信息技术学院

孙黎明 天津市渤海石油第一中学

刘德山 辽宁师范大学计算机与信息技术学院

●引言

学习动机是学生核心素养形成的前提，也是提高教学效率的关键因素，学习动机的激发需要科学的方法与策略，也需要教学媒体与认知工具的辅助与支撑。因此，教师应结合信息技术，尤其应以移动学习APP等新媒体为支撑，在学习动机激发视角下，研究如何使用数字化学习资源促进教学模式的改变，促进学生核心素养的培养。

鉴于历史学科的核心素养重在培养学生的思辨能力和创新能力，并且中学历史教学中也存在着历史学习动机不足、思辨能力培养缺失、史料教学不充分等问题，而ARCS动机模型理论是激发学习动机的比较完善的学说，因此，本研究选用高中历史课程作为中学历史教学APP的设计与应用研究科目，将学习动机设计模式与移动APP的设计有机结合，期望在激发学生学习动机、培养学生学习能力方面，探索信息技术与课堂教学深度融合的有益经验。

●相关研究

学习动机分为内部动机和外部动机。内部动机取决于学习者自身认知对所学知识的兴趣和由此产生的积极情感因素等。采用ARCS动机设计能够有效激发学习动机，ARCS的注意要素所激发的就是学习者的内部动机。外部动机来自学习活动的结果，通过学习活动实现自己期望的目标。另外，外部的反馈与激励也能激发学习者的外部动机，ARCS动机模型的相关性能够促使学习者产生外部动机，而ARCS的满足感通过外部动机也能转化为自身的自信心，从而产生内部动机，因此内部动机与外部动机既互相关联又可以相互转化。

1.ARCS动机模型的内涵

ARCS动机模型是由美国学者凯勒（Keller）在《动机与教学设计：理论视角》一文中首次提出的，后于1983年将动机设计模型归纳为四个要素——注意（Attention）、相关性(Relevance)、自信心（Confidence）和满足感（Satisfaction），这四个要素的英文首字母组合在一起，称之为ARCS动机模型。

ARCS动机模型系统阐述了动机的基本组成部分和激发动机的相关策略。ARCS动机模型的四个基本要素不是孤立的，而是紧密相连且可以相互转化的。“注意”是激发学习动机的首要因素，引起兴趣并唤起探究，从而产生情境，同时需要使学习者理解其学习任务的“相关性”，学习任务的完成对学习者具有重要意义，并通过自身认知和成功的机会产生“自信心”，外部激励和目标的达成使学习者体验到“满足感”。

2.面向学习动机激发的移动APP的设计与应用研究现状

虽然学习动机理论早已融入到教学设计中，并且也应用于多媒体课件设计、网络学习等领域，但基于动机激发的移动APP的设计与应用研究较少，学习动机激发主要侧重于ARCS模型的研究，从中国知网查询，目前只有5篇关于此方面的研究，而结合ARCS动机模型激发学习动机，从教学APP的功能设计和教学设计角度比较全面系统地进行阐述与研究的只有1篇。其他几篇文献主要侧重于APP的功能设计。

3.历史教学APP的设计及应用现状

目前，历史教学APP主要分为两种类型：一种是常规的历史学习APP，另一种是期刊或机构开设的适合高中历史课程学习的微信公众号和服务号或小程序。大多数历史APP的开发和应用侧重于通过提供学习资源辅助学习。本文探讨的“移动APP”是指不仅能够作为“工具”或者“素材”来辅助教师课堂教学，而且能够融入到整个教学设计过程中的APP，目前这种课堂教学的APP开发和应用不多，只有雨课堂等少数通用型工具，因此，开发出针对特定学科教学的，尤其是融合学习动机激发且满足师生混合式教学应用的历史APP很有必要。

●基于动机激发的历史教学APP的设计

1.学习动机模型与APP功能的关联设计

本研究按照ARCS动机模型的动机分类与激发学习动机的方法策略，主要围绕注意、相关性、自信和满足感这四类激发学习动机的要素进行功能设计，同时注重学习动机激发视角下的教学设计与功能设计的结合。如图1所示，APP重点设计了知识通关、历史场景与角色扮演、内容分层、史料点播和历史测试题库五大功能模块，五大模块围绕ARCS动机模型的四个主要因素进行功能整合设计，并运用于教学设计各个环节中。

图1 学习动机模型与APP功能关联设计

2.APP功能架构与描述

（1）功能架构

本研究的APP设计了用户管理、学习资源、业务应用和评价沟通四大类功能（如图2）。用户管理主要包括学生、教师和管理员三类用户角色的相关功能；学习资源主要包括历史知识、史料点播、内容分层管理等功能；业务应用主要包括历史场景与角色扮演模块、知识通关模块、历史测试题库、微课及视频模块等功能模块；评价沟通主要包括学习指南、自主学习任务单、评价反馈等功能模块。

设计10×10均匀分布的矩形LED阵列如图3所示。相邻2个LED之间的距离d相等且未知。根据各LED的坐标值，建立对应的评价函数，利用斯派罗法则可求得斯派罗极值d=3.40 cm，从而求得矩形LED阵列各个光源的坐标位置。为验证使用斯派罗法则计算后产生的光照强度是否均匀，可通过光学仿真软件Tracepro进行仿真，得到斯派罗法则仿真结果如图4所示。

图2 APP功能架构

（2）主要功能描述

①历史场景与角色扮演功能设计。本功能模块与动机模型的“注意”要素相关联，唤起学生对历史学科的感知，激发学生的学习动机，引起探究历史空间的求知欲望。同时，为学生设计了探究学习的主要功能，学生通过APP可以选择不同的历史场景和历史角色进行历史事件的体验。

②知识通关模块功能设计。本功能模块与动机模型的“自信”要素相关联，按照知识分级设计通关程序，闯关升级的每一级别代表不同的学科能力，通过知识通关，为学生带来成功的期望，能够培育学生的自信心，也让学生认识到自己的学科能力水平，既调动了学习兴趣，也增强了学习动机。

③内容分层设计。本功能模块与动机模型的“相关性和满意度”相关联。内容分层模块将学习内容分类分级，作为了解学习需求的评价依据，设置知识分级标签，将课程内容按照难易程度及学科要求分为A、B、C、D四个层级，教师在发布课前学习内容时要根据不同层级设置相关标签。内容分层设计主要考虑学科能力培养和教学反馈两个方面，通过内容分层的知识标签让教师掌握学生课前学习的学习效果反馈。

3.APP的功能实现

（1）实现目标

本项目APP的功能实现主要包括前端页面的开发和后端API的开发，具体实现以下开发目标：登录页面的开发、登录验证接口的开发；首页页面的开发、首页标题栏和底部导航栏的开发；用户的注册和登录、用户的个人信息管理开发、用户的权限管理开发；自主学习任务单和学习指南的开发；知识通关页面的开发；历史场景与角色扮演页面的开发；历史测试题库页面的开发；史料库的页面开发、与前端页面相对应的所有后台API的开发以及其他辅助功能的开发等。

（2）解决方案

本APP的开发采用前后端分离方式，前端和后端都是独立的项目，两者是分离开的，后端给前端提供API接口，前端调用后端提供的API接口，前端专注编写页面和渲染，后端专注编写逻辑代码，即后台提供数据，前端负责显示。

针对本项目的方案是：前端根据UI图写好HTML页面，后端规划设计不同的路由，执行不同的方法，在方法中从数据库中取出数据，然后通过模板引擎渲染出有数据的HTML页面，然后输出展示。具体就是通过AJAX发送HTTP请求到后端编写好的API接口，后端处理请求，封装好数据，将数据以JSON格式返回前端，前端再通过JS将数据渲染到页面上。

（3）APP页面原型图设计

①首页原型图。APP的首页设计需要体现版式简洁、功能集中、便捷导航的特点，起到快速进入的作用，因此首页是整个APP中最复杂的页面。首页设计分为三部分，即顶部导航栏公共组件、底部页签公共组件和中部功能展示部分。

②知识通关模块原型设计图。知识通关模块的页面分为三个部分，顶部和底部保留首页的公共组件，顶部为headerBar组件，底部为tabbar组件，中间部分展示知识通关模块的主要内容，点击首页知识通关按钮进入知识通关主页界面（如下页图3），然后选择内容和难度两个选项的下拉列表进行选择，接着点击开始闯关按钮，进入闯关答题页面（如下页图4）。

图3 知识通关主界面原型图

图4 知识通关“通关界面”原型图

③历史场景与角色扮演页面原型图。本模块页面首先进行历史场景选择、历史角色选择、设计下拉列表形式选择，然后进入场景描述和角色表演页面，所选角色根据设定的场景和角色信息进行应答（如下页图5、图6）。

图5 角色扮演主页面原型图

图6 角色表演原型图

●基于动机激发的APP应用的历史教学设计

1.设计思路

本研究的教学设计采用基于混合式教学设计思想的“学教并重”教学设计过程模式框架，选择“移动APP”作为主要教学媒体，采用发现式和探究式教学策略，创设历史教学情境，将激发学习动机的相关要素紧密整合到教学设计过程的各个环节中，和历史教学重点难点有机结合，力求设计出激发学习动机的有效方法，实现信息技术与学科教学深度融合。

2.教学过程设计

笔者采用学习动机激发视角下的历史教学APP的教学设计，以“学教并重”（主导-主体）教学系统过程设计理论为指导，发挥混合学习和移动学习的优势，整个教学过程设计包括教学目标分析、学习者特征分析、教学模式和策略的选择与设计、学习环境设计、教学系统设计结果的评价等基本要素。

本研究参照ADDIE教学设计模型，将教学设计分为分析、设计、开发、实施和评价等五个阶段步骤。分析阶段主要包括教学目标分析、学习者特征分析；设计阶段包括教学模式和策略的选择与设计、学习环境设计；开发阶段主要完成包括与教学单元内容适配的各种辅助教学资源的制作与开发，为学生课前自主学习提供配套自主学习资源；实施阶段包括课前预习、课堂教学以及课后巩固的所有教学环节的实施设计；评价阶段对教学系统设计结果进行综合性评价。

●实验研究

为了验证本研究APP的功能设计的合理性和教学设计的应用效果，本研究选择了天津市滨海新区渤海石油第一中学高中一年级的两个班级（共90名学生，每个班级45名学生）作为实验研究对象，按照基于学习动机模型的历史教学APP的混合式课程的教学设计，应用APP进行高中历史课程教学实验，总结实验结果探究实验效果。

1.实验设计

（1）实验目的

本实验研究的总体目的是验证学习动机激发视角下的历史教学APP的设计与应用的实用性和有效性，主要包括两个方面：一是验证基于动机模型的APP支撑的混合式教学模式的效果优于未采用APP应用的混合教学模式的效果；二是通过实验研究进一步改良能够有效激发学习动机的APP的功能设计与教学设计。

（2）实验准备

①前期调查与培训。为了保障实验研究的顺利进行，在开展教学实验之前，有必要进行前期调查与培训。笔者分别对两个班级的学生进行访谈与问卷调查，了解学生对历史教学APP的使用情况，经过调查发现，大多数学生都没有历史教学APP的使用经历。鉴于上述调研情况，笔者先对学生培训了APP的功能使用，介绍了使用APP辅助课堂教学的流程和方法，为正式开始实验奠定基础。

②实验分组。在学校历史教师的配合下，笔者根据高中一年级五个班级的学生平时的课程成绩状况，选取了两个平时历史课程成绩比较接近的班级参与实验研究（两个班级的历史任课教师为同一个教师，并且两个班级的学习内容和进度保持一致），将其分为实验班和对照班。

为了确保实验研究更加严谨，笔者对拟参加实验研究的两个班级进行了历史知识及能力基础摸底测试，将测试成绩进行统计分析，采用独立样本T检验的方法统计分析实验班和对照班的测验结果。根据统计分析结果可以看出，在方差齐性检验中F=0.094，P=0.759，由于这里的F值较小，P值较大，因此从实用的角度出发，可以认为两总体方差齐，在方差齐的情况下，选择方差相等时的T检验结果，两班学生历史基础能力测试T检验结果是P为0.828，P值大于0.05，所以证明差异不显著，表明实验班和对照班学生在参与实验前基础能力水平比较接近，没有显著差异，不会因实验前个案的能力差异影响实验结果。

（3）实验步骤

在本研究中，两个班的实验对象采用不同的实验方案，实验班采用基于动机模型设计的APP作为支撑工具，按照“学教并重”混合式教学模式进行教学，对照班不使用APP工具，采用传统的混合式教学模式进行教学。两个班级所讲授的历史教学内容都是人教版高中历史必修中外历史纲要第6课《全球航路的开辟》，实验班和对照班的教学实验步骤分别按照课前、课中、课后的教学设计步骤安排进行实施。在实验最后，教师按照历史学科能力的指标分类（学习能力、实践能力、创新能力）出具一套历史测试题，实验班用APP测试，对照班用纸质试卷应试，按照分数结果进行统计分析教学效果。

2.教学实验结果分析

在实验结束后，统计分析实验班和对照班的课后历史测试题的分数，实验班的分数从APP中导出，对照班的分数按照纸质试卷的阅卷结果进行统计，然后将两个班级的测试分数录入SPSS 24.0统计分析软件，使用独立样本T检验来对两班学生的测试成绩进行比较分析。

结果显示，两个班级实验后的测试成绩独立样本T检验的P=0.018＜0.05，差异比较显著，实验班和对照班在实验后的测试中成绩差异明显，在实验前两个班差异较小的基础上，实验班试验后的平均值比对照班高出4.1112，由此说明采用基于ARCS动机模型的历史教学APP的混合式教学应用效果明显，学生成绩提升显著。

从以上比较分析可以得出结论，实验班采用基于动机模型的APP作为认知工具支撑的教学模式的学习效果明显好于采用传统方式进行混合教学的对照班。

●总结与展望

本研究从学生核心素养的培养提升出发，以学习动机激发为视角，以移动APP的教学辅助与支撑为切入点，选择高中历史学科作为研究科目，把激发学生的学习动机作为提升教学效率的抓手，致力于探究信息技术与课堂教学深度融合的教学模式与教学方法，依托ARCS动机模型理论和相关教育理论，采用先进的信息技术，规划设计了与学习动机模型相关要素紧密结合的历史教学APP，进行了基于动机模型的历史教学APP支撑的历史教学系统设计。经过历史教学的实验研究，验证了学习动机激发视角下的中学历史教学APP的设计与应用的有效性和实用性，能够提升历史教学的教学效率，对学生核心素养的形成具有一定的促进作用。

本研究还有一定的局限性，需要进一步改进，且APP的功能设计还需进一步细化，在动机设计过程的策略设计与产品功能设计的融合方面还存在一定欠缺。另外，由于笔者的开发能力有限，本研究的APP的开发只完成了主要功能的开发工作，APP功能设计的完整性和创新性的呈现还需要以后进一步加强，从而完善APP产品。