“大学计算机基础”微课设计研究

张春玲++万华

摘要：以微课设计的思想和原则为指导，结合“大学计算机基础”课程，对微课设计中教学内容的精炼、微视频的制作以及配套资源的设计进行探讨，最后给出“图灵与计算机”和“补码的定义”两个具体实例。

关键词：微课；大学计算机基础；计算思维

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2017）04-0046-03

一、引言

随着计算机与信息技术的发展，以培养计算思维为主要的教学目标是目前“大学计算机基础”课程的方向。面向全校非计算机专业开设的“大学计算机基础”课程，不仅课程内容较多，而且课程中有许多知识点比較抽象难懂。由于学生的基础不尽相同，传统课堂45分钟的教学往往使有的学生吃不饱，有的学生消化不了，影响了学生的学习积极性，更是无法培养学生的计算思维。信息技术的发展，使人们对学习形式、学习内容的多样化、灵活性的需求越来越高。以微视频为主要学习载体的微课以其“短小精悍”的特点，满足了学习者在线学习的微需求，这种“微小”不仅可以让学习者集中在某个单一的主题上，通过零碎的短时间学习，实现微学习，还可以让学习者获得轻松的学习体验从而达到良好的学习效果。为了改善“大学计算机基础”课教学现状，贯彻计算思维的理念于教学中，我们以微课设计原则为指导，对“大学计算机基础”课程进行了微课设计开发，将微课与传统课堂教学有机结合，发挥微课资源的作用，实现学生自主、个性化学习。

二、微课设计原则

微课这一概念最早是由美国墨西哥州圣胡安学院的David penrose于2008年明确提出，David penrose认为微课是一种“知识脉冲”，Knowledge Burst，它是以微视频为主要学习载体，以在线学习或移动学习的形式提供给学生进行自主学习的一种教学活动[1]。David

penrose提出了建设微课的五个步骤：提炼教学核心概念；撰写15—30秒的简介和总结，提供核心概念背景素材；录制1—3分钟的视频；设计课后作业和思考、探讨的问题；将教学视频和课程任务上传到课程管理系统[2]。由此看出，微课的实质是微型化的网络课程，微型化的特点决定了在设计开发微课视频时无论是在内容上还是在制作上都要特别注重一个“精”字，而作为网络课程应该整合与微视频这一资源相关的课件、练习、教案等教学资源，并且提供反思、反馈、评价，以形成整体的课程体系。

（一）精炼微课教学内容

认知负荷理论认为人的工作记忆容量是有限的，呈现给学习者的内容如果超过了学习者的工作记忆容量，会引起认知资源分配不足，导致认知超载学习无效。认知负荷分为内在认知负荷、外在认知负荷和相关认知负荷[3]。在进行教学内容提炼时，应该针对学生当前阶段的学习能力选择适度的内容，以降低内在认知负荷，优化、合理组织教学内容，减少外在负荷。

对“大学计算机基础”课程内容进行选题时，以主题式知识点为单元进行。首先选择课程中的关键性知识点，其次选择课程中抽象的、容易混淆的、较难理解的知识点，对于无关紧要、主题不明显、不适合做成微课的知识点予以舍弃。对于比较复杂的关键性知识点和难点进行再次细分，力求降低内容的复杂度，从而降低内在认知负荷。例如：补码是一个难点，要完完全全地讲清楚补码这一概念，10分钟是不够的，学生的注意力最多不超过10分钟，一个知识点的讲解应控制在10分钟以内，5分钟以内最好[4]。因此对补码这一知识点再细分为补码的定义、补码的运算、补码与原码的关系三个知识点。微课的使用不仅仅体现在学科学习上，同时还运用在技能培训和娱乐休闲中等，因此在进行知识点提炼时，除了课程中的重、难点外，还要挖掘课程中的趣味知识点，融合学科的技能点。例如在计算机发展历史这一教学中，由于“苹果”产品的影响以及乔布斯的传奇色彩，提炼以“乔布斯与苹果”为趣味点，可以促进学生了解计算机的发展历史，引起学生的兴趣，达到共鸣。在讲解局域网接入Internet这一知识点时，提供接入方式的实操演示，让学生能够学习后自己动手，培养操作技能。注重学生的认知水平，针对不同基础学生的情况，对知识点可以设计成阶梯形递进式不同的深度，以满足学生不同的需求。例如选择排序算法这一知识点，基础部分以动画形式直观展示，选择排序的过程不涉及具体的实现；递进部分设计为选择排序算法的循环和分支语句实现过程；提高部分设计为解决一个具体问题的思路和过程。

（二）精心制作微课视频

微课是以微视频为核心学习资源进行的教学活动，微视频的质量对于微课的实施起到关键的作用，在进行微课视频制作时应该撰写视频制作脚本，明确微课的教学目标、教学内容、知识点归属，对视频内容的呈现方式进行设计，确定视频的表现形式和制作工具，做到心中有数。

微课视频中对教学内容呈现时，应按照邻近原则，即教学内容的呈现尽可能在时空上保持邻近，对多来源的信息先进行整合，从而降低工作记忆压力，减少注意力分散。内容的呈现要条理化，减少学生的认知搜索，对抽象信息内容进行呈现时要形象化，降低学生的认知难度，控制教学内容的呈现速度，留给学生足够的认知加工时间。微课视频的主题引入应该做到快速、准确、新颖、有趣，能够吸引学习者。主题的展开应该清晰，突出重点，去繁从简，深入浅出。微课的收尾要简洁，与主题呼应[5]。

微课视频的制作形式可以多种多样，既可以利用录屏软件录制教师在计算机屏幕上的操作，用PPT制作精美教学幻灯片，也可以借用摄像机或DV对教学学习过程拍摄录像，或者制作脚本像拍电影一样用情景剧来展现，以及采用动画游戏等软件方式实现，这些多样化的形式更容易引起学生的学习兴趣。李秉德教授把中国常用的教学方法分为五类：以语言传递信息为主的方法，以直接感知为主的方法，以实际训练为主的方法，以欣赏活动为主的方法，以引导探究为主的方法[6]。其应用在微课上主要体现为讲授型、演示型、练习实验型和探究型，针对不同类型的教学内容和教学方法，采用不同的微课制作形式。

对于讲授型的教学，主要采用摄像机或录播系统拍摄教师的讲课过程。由于是以语言为主传递信息，因此要求主讲教师事先应有周密的教学过程设计，对课堂有较强的把控，语言感染力和组织能力比较强。在进行拍摄录制时，多机位的设置、远近镜头的设置应该既能展现主讲教师的风采，也能反映课堂整体的学习情境。

对于演示型的教学，主要通过实际的参观或具体的演示实现，体现在需要感知的教学内容上，因此微课视频制作过程中要注重环境的真实体验，能够使学生产生身临其境的感受。例如通过组装一台计算机认识计算机的硬件，可以拍摄电脑城选购配件，安装硬件的整个过程，也可以设计一个具有交互性的虚拟装机系统，让学生自行操作，增强其理解。

对于练习实验型的教学，主要以解决练习题目、实验题目为目的，比较多地体现在难点习题内容上。此类微课视频注重解题思路的引导，解题过程的演算，解题完成的思考几方面，可以录制学生做题、做实验过程以供观摩，或者以近镜头录制在纸上演算的过程，还可以设计趣味解题游戏等。

对于探究型的教学，采用任务或问题驱动的方式，学生在完成任务和解决问题过程中逐步构建自己的知识体系和思考的方法。在微课视频制作时要充分创设问题情境，提供必要的先验知识，设置解决问题的交互操作，可以以情景剧或游戏等形式展现。

（三）完善微课配套资源

胡铁生等把微课资源称为“6+1”，其中1是核心资源微视频，3个配套的静态资源：教学设计、课件、练习，而反思、评价、反馈这3个资源是动态的后续生成，可进行扩充修改的[7]。教学设计是一个系统化规划教学系统的过程，将教学中各要素有序安排，确定适合教学方案的设想和计划。微课的“微”特点，更需要我们精心的教学设计才能在短时间内达到教学目标，让学习者更好地了解并参与到教学过程中。教学课件在微课系统中，是围绕微视频主题的一些素材课件，可以是word、ppt、pdf等形式，也可以是一些词条，网络链接资源等，它们可以帮助学生对教学知识进行更好地理解和思考。练习作为微课资源的重要组成部分，起到对所学知识进行检验、发现自身不足之处，继续巩固的作用。在进行微练习的设计时应充分发挥在线学习的优势，根据需要提供给学习者练习所需的先验知识，这样保证学生练习时，可以根据提示的先验知识，唤醒认知记忆，从而顺利完成练习增强自信心；对练习结果除了判断对错之外应该给出对错分析，让学习者知其然知其所以然，举一反三；给出练习的相关资源链接，让学习者能够根据需要扩展；与学习者适当交互，让学习者不会感到太枯燥。微课资源的反思、评价和反馈这3个动态资源，为微课的实时调整完善提供了依据。教学反思是教师在实施微课教学后探讨与解决教学目的是否实现，教学工具是否得当，教学内容和深度是否适度，教学活动设计是否有效等问题，据此对教学过程进行调整从而达到更好的效果。教学评价是用户大众的评论与留言，通过旁观者的评论与留言，能够更客观地反映教学的优缺点，让教师无则加勉，有则改之。教学反馈是学习者学习后的反馈意见，并参与对原有教案课件甚至视频等资源的替换、完善。我们在微课系统中可以利用论坛、留言、邮件、即时通信等手段进行评价和反馈动态资源。

虽然微课资源“短小精悍”，很好地解决了及时主题式的学习，但是由于微课的“零碎”，学习时很容易产生混乱，因此在完善微课资源的同时，还需要对零碎的微课资源进行系统集成，可以使用思维导图的形式展示微课资源。这样，学习者既可以宏观了解整体的学习内容结构，知晓学习内容之间的关系，也可以快速在思维导图中搜索所需要的知识，记录自身的学习效果，形成系统性学习。

三、“大学计算机基础”微课设计实例

这里选取“图灵与计算机”和“补码的定义”为例子介绍“大学计算机基础”微课的开发设计。图灵机模型就体现了计算思维中“抽象”的特性，“补码的定义”这一教学内容体现了基于机器编码解决运算问题的构造方法，蕴含了计算机思维中的“构造原理”。这两处教学内容的微课制作过程如下：首先，给出微课的基本信息，用于描述微课课程的名称、教学目标以及教学内容，划分好知识点，为后续进行微课资源整合做好准备。其次，明确微课视频的表现手法，制作视频脚本。在进行“图灵与计算机”微课微视频制作时，采用“数字故事”的方式，主要使用的制作工具包括：电脑，视频编辑软件，PowerPoint软件，录音设备。在制作“补码的运算”微课视频时，主要采用演示文稿与纸张演算录屏方式，主要使用的制作工具为：PowerPoint软件、笔、纸和摄像机。微课视频脚本主要罗列出微课制作的思路过程和要点。最后，完善微课的配套资源，这里主要给出练习和素材课件这两个静态资源，而其他的反思、评价和反馈等动态资源则由微课平台使用过程产生。“图灵与计算机”和“补码的定义”的微课信息分别如表1和表2所示。

微课资源应该与传统教学有机结合才能二者相辅相成，更好地实现教学目标。上述两个例子，“图灵与计算机”可以作为课前学生预习时自主观看，在课堂教学时可以适当进行讨论实现翻转课堂，也可以作为课后复习时使用。“补码的定义”是一难点，完全让学生自主观看微视频学习所达到的教学效果不佳，因此教师应先在课堂教学中详细地讲解，微课资源可以作为课后复习巩固知识使用，保证学生掌握难点。

四、结语

微课作为一种在线学习方式，很好地弥补了传统教学中的一些缺陷。为保证微课学习的质量，我们在进行微课制作时一定要结合学科特点，遵循微课制作的原则和方法，实现精品制作，对精品微课资源实施开放共享。在实际教学中要向学生普及微课这一学习方式，让微课真正与传统教学结合起来，发挥其作用，使得教学相长。

参考文献：

[1]Shieh，D.These Lectures Are Gone in 60 Seconds

[J].Chronicle of Higher Education，2009，（26）.

[2]梁乐明，曹俏俏，张宝辉.微课程设计模式研究——基于

国内外微课程的对比分析[J].开放教育研究，2013，（1）.

[3]Paul Ayres.Using subjective measures to detect

variations of intrinsic cognitive load within

problems[J].Learning and Instruction，2006，（16）.

[4]钟绍春，张琢，唐烨伟.微课设计和应用的关键问题思考

[J].中国电化教育，2014，（12）.

[5]孟祥增，刘瑞海，王广新.微课设计与制作的理论与实践

[J].遠程教育杂志，2014，（6）.

[6]李秉德，教学论[M].北京：人民教育出版社，2001：9.

[7]胡铁生，黄明燕，李民.我国微课发展的三个阶段及其启

示[J].远程教育杂志，2013，（4）.