改進在線教育APP的設計方法研究獲獎科研報告

改進在線教育APP的設計方法研究獲獎科研報告

【摘

要】基于COI框架理論，探索在線學習效率的影響因素，提出改進在線教育APP中的“虛擬教師”的教學方法和優(yōu)化APP的交互方式，提高用戶在線學習效率。通過用戶調研等方法，運用COI框架理論模型（TheCommunityOfInquiryFramework），根據(jù)認知在場（CognitivePresence）、社會存在（SocialPresence）、教學在場（TeachingPresence）三個必不可少的教育要素確定影響在線教育APP的學習效率問題。經過研究，在線教育APP產品運用認知在場、社會存在和教學在場的原則，設計在線教育APP，建立線上虛擬社區(qū)，構建學習者知識共同體。能夠提高在線學習效率，提升學習質量，改進在線教育APP的設計方法。

【關鍵詞】COI理論;學習效率;認知在場;社會存在;教學在場

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引言

Lave和Wenger將“學習”定義為在某種形式上的社會共同參與，被認為是一種特殊的社會實踐[1]。Harasim等人將“在線學習”定義為以在線課堂學習的形式提供全部課程資源，允許學生不受地理位置、時間影響而參與的在線學習方式[2]。互聯(lián)網技術和電子產品的發(fā)展為在線教育APP提供了傳播媒介，支持更多形式多樣的線上課堂討論和活動，逐漸形成了“線上學習社區(qū)”文化。例如，中國大學MOOC（慕課）的國家級精品課程、騰訊課堂的職業(yè)技能直播互動課程、考蟲線上社群系統(tǒng)班等等。與傳統(tǒng)課堂教學相比，在線教育APP的教學場景大為改變，教師授課形式增加，教師角色變?yōu)閷W習的促進者而非單純講授;學生學習的主觀性增強，角色由被動變?yōu)橹鲃诱?，教師和學生個人的身份界限被打破，因此導致了新的問題，如學習效率比傳統(tǒng)的課堂學習低;缺乏面對面的互動，學生在學習環(huán)境中感到與他人脫離;缺乏傳統(tǒng)課堂教學常見特征等問題。通過記錄教學APP在線課程人數(shù)，發(fā)現(xiàn)隨著課程進度的深入，在線學生人數(shù)呈斷崖式下跌，學習效率也與課時呈現(xiàn)負相關。因此，需要創(chuàng)造一套基于情境的虛擬社區(qū)結構，一方面，促使教師重新認識作為“虛擬教師”的新角色，具備更強的隨機應變和組織協(xié)作能力;另一方面，鼓勵學生參與課程互動，使同學間認識到互動是有價值的學習資源，而不是僅專注于教師呈現(xiàn)的講座式材料。

一、COI框架理論研究

Garrison等人開發(fā)了探究COI框架理論（TheCommunityOfInquiryFramework），它是一個對在線和混合環(huán)境中學習過程的社會建構主義模型，是在線和混合環(huán)境中學習過程的評價指標[3]。如圖1所示。COI框架理論的最終目標是為社會存在和教學在場打下堅實的基礎，以激發(fā)在線課程中的認知在場[3]。它由教育情境中必不可少的三個要素組成—認知在場（CognitivePresence）、社會存在（SocialPresence）和教學在場（TeachingPresence）。第一要素即認知在場，是指學習者能夠通過持續(xù)的反思和討論來構建和確認意義的程度，包括引出觸發(fā)事件、探索、解決問題、整合信息的能力;第二要素即社會存在，被定義在網絡環(huán)境中把他人的表現(xiàn)視為“真實”的能力，以及自己作為一個真實的人進行互動，包括公開的交流、情感的表達和團體的凝聚力;第三要素即教學在場，被定義為教學設計、促進和指導學生認知的社會過程，實現(xiàn)有意義的學習，包括課程和活動的教學設計和組織、教學活動的促進、以及教師直接指導[4][5]。

（一）認知在場

COI框架理論中所代表的第一類是認知在場，如表1所示。即認知存在、探索、整合信息能力、是否解決問題。認知存在指標的例子有：觸發(fā)事件—教師或學生提出一個新問題或以往的遺留的問題，引發(fā)對事件的思考或探究，界定問題，認識問題，產生疑惑感;探索—是一個關鍵的、耗時的過程，學生之間合作、分享相關的資料和想法，進行信息交流，討論歧義;整合—是一個整合與辨證的過程，師生與生生之間建立聯(lián)系啟發(fā)思想和確定潛在的解決方案;解決—經驗性地應用新思想批判性的評估解決方案[5]。認知在場它反映了高階知識的獲取和應用，而不是具體個體的學習成果[1]。學生之間相互質疑、辯論，擁有共同的理想信念毫無保留地達達觀點。當社會認知水平和教師的充分存在意識在同一水平上時，就會形成一個價值判斷的共同體。在線教學中，教師的語言是一種方法，而不是目的本身，口頭信息的價值不是因為表達式式的正確性，而是因為它被用作實現(xiàn)某些更大目的手段。所以，在線課程中教師需要在課堂中充分尋找觸發(fā)事件，引發(fā)學生思考，解答學生對知識的疑惑，及時預估與發(fā)現(xiàn)知識難點，迅速溝通，交流心得，與學生擰成一股繩，理性決議課程中的判斷，更新教學理念。

（二）社會存在

第二類是社會存在，如表1所示。即情感表達、開放性交流的支持情境、是否建立群體凝聚力。社會存在指標的例子有：情感表達—教師幽默的表達和自我披露，減少社交距離，傳遞善意;開放性溝通—坦誠表達，承認與鼓勵他人，師生間相互認同并同時承認對方的價值，從而建立起群體的凝聚力;群體凝聚力—建立和維持群體承諾感的活動，學生把自己看作是群體的一部分而不是單個人時，批判性探究和話語質量就會得到促進和優(yōu)化，如明確表示贊賞和同意，以及贊美和鼓勵他人[3]。建立凝聚力和歸屬感是構建共同體的核心標準。教師需要準確放大并傳達自己的情感變化，讓更多的學生收獲到學習的樂趣，鼓勵學生表達，使學生的表達沒有任何后顧之憂，增強學生間的合作，從而增進線上“虛擬”群體間的凝聚力。在生活中，受物理距離的影響，許多常用的描述情感表達的形容詞都與身體存在相關，如擁抱、喜怒哀樂等。在線學習中，通過使用非常規(guī)的語言情感符號表達情緒，來補償這種物理距離的損失，如表情符號以促進他們在媒介中的表達能力。在探究共同體中，情感表達表示的是與教育經驗有關的感受能力和信心[3]。

（三）教學在場

第三類是教學在場，如表1所示。即教學管理、建立理解、直接指導。教學在場指標的例子包括：教學設計與組織—教師設置教學管理，構建內容、設置討論主題、建立討論小組，如以數(shù)字化的形式構建課程，教師對課程的過程、結構、評價和互動進行設定，教師的任務是通過媒介教學和活動集創(chuàng)建一條敘事路徑，使學生意識到他們所參與的是明確學習目標的教育活動，教師的教案需要考慮組織課程、設計教學方法、建立時間參數(shù)、如何有效利用媒體、建立網絡社交等五大問題[6];促進話語—建立理解，分享個人意義或者價值、表達協(xié)議、尋求共識，以“構建知識共同體”為導向，教師通過示范適當?shù)男袨?、評論和鼓勵學生，吸引不積極的參與者，減少那些因習慣于形式主義的同學來鼓勵參與。每個學生與教師共同承擔責任實現(xiàn)商定的學習目標。教師的言語需要做到言簡意賅、尋求諒解與達成共識、鼓勵與肯定學生的能力、營造良好的學習氛圍、引發(fā)學生興趣促進討論、總結課程效力等六大問題[4][5]。直接指導—教師關注討論節(jié)奏、回答問題、診斷誤解、總結學習成果或問題，如教員運用教學特長進行直接領導，為學生提供智力和學術上的指導，并與學生分享學科知識，從而傳達課程或研討會的知識氛圍，是“教學”責任的最終體現(xiàn)。這對教師的知識儲備提出了要求，需要做到提出問題、主動引導和總結討論、評估與解釋反饋確認理解、診斷誤解、以不同的方式豐富課程、同時回應相關的專業(yè)性的問題[5]。以達致學習成果的個人及教育價值。在與傳統(tǒng)線下教育價值觀相一致的事務性教育方式中，教師要承擔一定的責任，履行重要的角色。無論交流的媒介性質如何，教師的責任是促進有目的和有意義的學習，并專注于基本概念和有價值的目標[5]。

二、對在線教育APP進行評估

構建該評估模型的兩個軸心是行動—思考和感知—觀念。第一個軸心“行動—思考”是對線上教學實踐的反思，第二個軸心“感知—觀念”是信息的同化和意義的建構。如圖2所示。它們共同構成了共享世界和個人世界，它提供了一種評估思維隨著時間推移的系統(tǒng)性進展的方法，通過實踐探究過程表現(xiàn)出來。反映了實踐探究的邏輯或理想化的序列，并與提出的COI框架理論指標類別相對應[3]。綜上，在教育教學綜合考量三個必不可少的因素修正了一套評判性思維評估模型后，引用COI框架理論評價指標，請10名上過該課的同學對考蟲APP中的某個系統(tǒng)班課程進行評估打分。本次評估計數(shù)采用去掉兩個最高分與最低分后得到平均數(shù)，滿分為5分制，其中最低1分代表非常不滿意，最高5分代表非常滿意。評估打分結果如表1所示。同學對認知在場和社會存在打分較低，教學在場打分較高。

根據(jù)打分情況，基于COI框架理論中的評價指標，對在線教學APP中的20位教師和40多位學生進行了2次深度訪談。首先，就教學認知問題對考蟲APP中的教師進行初步訪談，內容涵蓋了課程準備、課程呈現(xiàn)效果、教學動機、線上教育軟件平臺操作難度、教師對在線教學的態(tài)度，學生和教師的互動感知效果，以及在線教育教學方法。初步訪談結果表明，在線教育中學生回答問題思考的時間更加充分，回答質量高于傳統(tǒng)教學;教師專注于自己的教學節(jié)奏，不易被打斷;教師可以更有效地存儲和檢索信息。但也存在一些問題，如教師的教學方法固定、教學內容可移植，教師的教學情緒較不穩(wěn)定，對軟件的使用操作不流暢，教師和學生的互動有一定的滯后性。因此在第二次用戶調研中，使用COI框架理論中的評價指標制定一套訪談問卷，對問卷信息的內容進行編碼，從而尋找導致學習者的學習效率與課時呈現(xiàn)負相關影響因素。以考蟲APP為案例，對參與教學的教師和學生進行深度訪談，訪談的核心集中在線上教學方法，學生和教師互動模式的變化、教學風格的變化、學習動力的感知變化、課程/課堂設計的變化、教師/學生角色的變化、教學滿意度等問題。表2為此次訪談指南具體內容。

三、在線學習效率的影響因素

根據(jù)訪談結果，影響在線學習效率的因素具體有五個，如表3所示。以下影響因素導致用戶學習效率與學習時長呈現(xiàn)負相關。

（一）個體因素：學生受學習動機影響顯著，隨著課時的增加，學習動機逐漸減弱;在課程后學生因與同伴較少的交流，產生的孤獨感;學習過程中與同伴交流有限獲得的成就感較少;“單獨”學習使拖延癥增加;向老師或者同學尋求幫助的意愿較弱;自我控制力，自制能力過于隨意;持續(xù)學習的意愿不強和時間管理能力不夠。

（二）生活因素：課下學生對學習時間的利用效率較低;學習地方隨意，甚至有時是室外商場;可用的學習資源有限，有什么問題經常是百度一下;學生計劃用于課程作業(yè)的時間因為各種各樣的原因被輕易打斷。

（三）學習風格因素：學生的聽覺神經對線上教授的課程并不感興趣;線上教育進程較快，因認知差異，導致思考邏輯不同;學習社交有可能對學生的專注度產生影響;應對孤獨能力;社交影響學習機制;APP的視覺呈現(xiàn)影響學生的學習意愿。

（四）技術能力因素：網絡信號影響使用APP的流暢度：學生打字速度和準確性，教師給學生的反饋;在大量的資料會影響閱讀速度，從而影響學習體驗;各種型號學習工具的使用等。

（五）教師因素：教師對線下教育經驗移植困難;線上教育信息傳遞媒介方式單一;教師無法進入到學生的學習環(huán)境中，學生給予教師的反饋較弱，導致課程上積極性不高;教學資源導致教學能力沒有辦法保證均衡。基于個人、學習風格、教師、技術四個因素結合COI理論框架，提出以下解決方案。

四、設計方法研究

（一）改善認知在場

1.杜威認為，教育是閱歷的重建。在線教育中，在認知在場的基礎上，培養(yǎng)學生的探索學習，強調學習者的認知存在，讓學生通過持續(xù)性交流與思辨，從教師、學生那里得到反饋信息，整合成對自己有用的信息，獲得同學們的認同感，從而構建學習的意義、鞏固學習動機、消除孤獨感。教師在課程中成立學習小組帶動氣氛，鼓勵學生積極發(fā)表意見，教師用精簡的或詼諧有趣的言語，及時作出相應的回復，不斷探索預見學生有可能在學習中遇到的困難，“提前預知”他們的困難，增強教師的引導能力和影響力。

2.讓學生在學習過程中產生幸福感。教師有意識地讓學習者先產生一定程度的挫敗感，盡管會間歇性地感受到負面情緒，但這些負面情緒不會導致生氣、沮喪或悲傷。取而代之的是，學習者會以飽滿的熱情、興趣和態(tài)度回應負面情緒。有計劃的提升難度，適度的困難會讓學習者完全沉浸在學習的狀態(tài)中，對突破難點勇往直前，從而獲得幸福感作用于學習上。

3.經常設立有時效的考核標準，最大程度激發(fā)學生的好勝心。引導學生對成績養(yǎng)成探究的習慣，快速整合信息的思維習慣，并及時地反饋給學生，讓他們自己知道清楚是否已經獲得足夠的知識，能夠應對考核，考核后及時的補全知識體系。

（二）提升社會存在

1.構建社會情境體驗[6]。社會情境是良好學習的體驗核心，它能讓同樣的活動在當前的情境中展現(xiàn)出不一樣的亮點，在線教育中，模擬傳統(tǒng)課堂上的優(yōu)點，彌補線上課堂的缺陷，線上教育可以很大程度上還原傳統(tǒng)課堂的功能，使得在線課堂更多可能，情感評釋更加豐富，更容易被學習者認可，符合“虛擬”教師的教學習慣，讓使用者有一種似曾相識的感受。

2.加強沉浸感，沉浸感分為感官型沉浸、挑戰(zhàn)型沉浸和想象型沉浸。感官性沉浸是指在線教育APP可以加強UI界面表現(xiàn)能力，調動學習者的多感官協(xié)作，共同實現(xiàn)學習任務，促發(fā)學習者的學習意愿。挑戰(zhàn)性沉浸是指在線教育APP可以在認知方面增加學習難度，向學習者提出學習挑戰(zhàn)。想象力沉浸是指在線教育APP可以在課程中創(chuàng)造的營造想象世界，最大程度讓學生有獲得感。

3.超越實用性功能。在線教育APP的交互邏輯、學習規(guī)則使學習更加容易，學生學習路徑變得“單純”或可記憶性增強。交互邏輯“簡單化”“明確化”“目的化”。APP的交互功能符合學習者、教師的期望，使在線學習對學習者來說是有意義的事情，對老師來說能過獲得成就感，學習者與教師有一致的學習目標世界。

（三）改善教學在場

1.建立學習者虛擬社區(qū)。通過對主題的批判性分析、質疑和對假設的挑戰(zhàn)來構建經驗和知識。建立目標同一性社區(qū)，凝聚有相同目的、想法的學生進行目的導向性小班制的精英教學。在社區(qū)中，學生間相互交流探討，教師間彼此交流經驗，教師與學生交流心得。

2.“構建知識共同體”，促進話語，重視學生的話語權。強調在探究共同體中學