基于微课的学习平台设计

杜舟++王晓春

摘要：近年来，随着在线学习的迅猛发展，视频类的学习素材受到了学生们的欢迎与喜爱，基于微课的学习成为一种更符合学生学习需求的学习形式，而学生的自主学习能力将直接影响他们的学习效果。本文以提高学生自主学习能力为目的，从学习的资源设计、流程设计、相关机制的引用和系统的架构几个层面进行了详细阐述，最后进行软件原型的开发与实践。实践证明，本平台在一定程度上为学生基于微课的自主学习提供了支持。

关键词：微课；在线学习；平台设计

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2015）17-0086-04

● 引言

学生的自主学习能力影响其在课堂外的学习结果。在当前的学习环境下，很少有研究依据不同自主学习能力的学生设计平台，更不能满足学生的个性化需要。基于此，本文分析了学生的自主学习过程，学生可以根据自己学习的程度选择不同难度的微课，并设计了游戏化的学习流程和机制，进行了平台的设计和开发，以期为国内的基于微课的学习的有效开展提供一些有益的思路和启示。

● 基于微课的学习环境特征分析

基于微课的学习是学生完全遵从自己的学习兴趣，选择学习材料，从实际的问题出发并带着强烈的目的进行的一种学习。由此可见，学习过程将以学生的自主学习为主要的学习方式。自主学习是指学生在学习活动之前确定目标、制定学习计划，做好具体的学习准备；在学习活动中能够对学习进展、学习方法做出自我监控、自我反馈和自我调节；在学习后能对学习结果进行自我检查、自我总结、自我评价和自我补救。[1]从更高的角度去审视基于微课的学习和自主学习，就是学生带着强烈的解决实际问题的目的，随时随地地自我主动坚持学习并对自我的学习做出评价，以模拟的实践题为终止的过程。互联网、云计算技术的发展，社交网络的盛行，联通主义的影响以及学生在网络环境下学习适应不良现象等因素的影响[2]，促使学生学习呈现出新的形态和特征，即学生不再是孤单的个性，而是活跃在网络上的各种学习共同体。由于海量共享的资源，学生的选择权得到了真正落实，学生更倾向于那些互动性强，个性化、情境式的资源的学习。根据上述基于微课的学习和自主学习特征的分析，从海量微课资源的特性出发，笔者总结出非正式学习平台具有5个特征。

1.资源的大规模

云学习时代的到来，使得学习资源可以存储于不同地区的服务器上，在数量上形成海量微课。这些微课为非正式学习平台提供了资源保障，能够满足不同学生的学习需求。

2.个性化

在新技术的支持下，学习过程中每位学生不再被动接受知识的传递，而是依据自身的学习情况主动查找资源，在与他人的互动中主动创建资源、发布信息。通过学习分析技术，平台可以将学生在网上的一切行为活动记录下来，形成学生的学习过程档案袋，方便为每位学生建立个体的学习路径和知识库，以便为学生的个性化学习提供支持。

3.互动性

随着互联网的高速发展、移动终端的普及，学生之间以及学生和资源之间的交互更加频繁。在学习的过程中，实时聊天、同步视频、随时记笔记等交互功能的支持方便学生随时都能联系到其他学生传播和共享知识，实现学生随时随地的互动。

4.资源多样性

为满足不同学习风格和特征的学生，资源的多样性是必备的。微课的设计风格、制作者的授课风格、教学活动的不同以及基于微课的不同形式的评价都为学生提供了多样化的选择。

5.学习情境

学生所处的地点、时间和周围的环境都是情境中的相关元素，本平台支持移动终端，并根据学生所处的环境和状态等具体情境给予最方便的学习支持。例如，假设学生所处的地方网络状态不够好，就给学生提供离线观看的功能。这样能够缩短学生对资源的渴求时间，持续激发学生的学习动机。

● 微课学习平台设计

通过上述对于基于微课学习环境特征的分析，我们明确微课学习平台主要涉及学习资源、学习过程设计、游戏机制三个层面的设计。

1.学习资源设计

一般意义上的学习资源包括学习材料、支持系统与环境等。[3]本文也将微课划分为学习材料、支持系统和环境三个层面进行设计，力图让学生以最小的代价获取到知识，增强其自我效能感。

（1）学习材料

微课是本平台的主要学习材料。每个微课对应一个知识点并以教学活动组织起来，再加上相关的测试构成一个完整的微课材料。通过设计有效的学习活动，学生对学习内容会有深度的认知。[4]微课资源的设计模型将学习材料标准化，利用关系数据库进行管理，包括ID序列、微课时长、微课的关键词、知识点所属的科目、知识点所属的年级、微课制作者、微课描述，与此微课相关的知识、难易度以及相关活动。相比于以前的资源设计，这种将学习活动纳入到学习资源的聚合模型已是一种必然趋势。[5]

（2）支持系统

本平台为学生构建了学习社区、在线帮助、同步笔记、同步视频、在线测试、微课讨论区、个性化的检索服务等功能。帮助学生在学习的过程中全程参与学习活动，体验学习的快乐。

（3）环境

网络环境下的自主学习全靠学生自己完成，因此教师需要为学生搭建一个友好、易用、互动性强的学习环境，应包括公告信息、可视化个人分析报告、学习管理系统、在线学习笔记、交流平台、个性化信息服务等。

2.学习过程设计

学生在进入网络学习之前一定会有自己想要学习的内容或主题，由于每位学生的知识建构不一样，其个性化的学习需求更加突出。本平台设计的目的意在帮助学生找到基于其个性化特质的相关微课，减少学生学习步骤的冗余，方便学生获取资源。图1为引入游戏机制的学习过程设计图。

本平台的解决方案是在学生正式进入微课学习之前，通过选课和依据理论方面的测试结果两种途径形成学生个人的课程库。学生根据自己的学习兴趣选择微课进行学习，学习完成后可以进行实践测试。实践测试以现实中的真实问题为出发点，在模拟真实环境的情境下对学生进行测试，而后针对测试结果修改学生的课程库，为学生推荐其感兴趣的相关课程。学生是绝对自主的，可以在推荐的课程中选择微课进行学习或者自己重新选择新的课程进行学习。随着学生的不断学习、测试，课程库也在不断变化，学生可以自行查看自己的课程库，根据这些记录决定下一步的学习。

在基于微课的学习环境里，由于缺少相关的制约和监督，常常导致学生的学习热情难以维持。为了激发学生的学习热情，本文引入游戏的过关机制，学习完成后进行奖励性训练，成功通过后学生获得相应奖励，可以继续学习有关此主题或知识点的下一个微课，未通过则需要继续学习。未通过时，需要消耗一定数量的积分和奖励才能进行实践测试，通过测试后才能进入下一主题或知识点微课的学习。学生完成微课学习后，每完成一个测试后就会获得相应的积分，测试的分数越高，获得的积分越多。积分积累到一定量又可以换取相应的奖励，如勋章、钻石或宝箱。勋章可以佩戴在每个学生的头像上，获得钻石的学生可以获得更优质的资源和服务，如某个专家的1小时的一对一辅导、独家的优质学习资料等。获得宝箱的学生在测试的时候可以有一次提示等帮助信息。

3.平台功能设计

微课学习平台由四大模块组成，包括微课资源、答疑系统、管理与维护、学习空间四大模块。具体功能结构如图2所示。

学习资源是本平台的核心，以微课资源为主要的资源，为学生提供热度排序、相关测评、评价和同步笔记的功能。

答疑系统中的在线帮助为学生在使用平台遇到困难时提供专业指导。在线讨论为学生提供了一个与其他学生对某个问题进行讨论的社区，学生在讨论的过程中可以上传相关资料，下载他人的资料进行学习。在学习社区中学生可以找到和自己兴趣相投的人结成小组互助学习。

管理与维护主要是对学生的权限和角色进行管理，答疑数据库的维护以及学生信息资源的管理。学生在线上和线下都可进行学习，系统在后台自动将学习记录同步到云端服务器。学生信息的管理涉及学生注册时的信息管理。

学习空间包括了学生的可视化分析、学习管理系统以及学生个人的课程库。学习跟踪系统运用xAPI技术规范，将学习内容与平台解耦，能够记录并提供与学生相关的元数据，包括了学习时间、学习进度、交互以及学习时间流程等，形成学生的学习过程档案袋。方便学生自己从多角度分析学习过程，并给出多种可视化的图表，如知识点掌握情况一览表、学生在线学习时长统计表等。

4.系统结构设计

基于云服务构建的本平台为学生提供了丰富的平台资源进行学习，能够满足学生的自主学习需求。学生不仅可以在平台上获取资源，还可以充分利用平台上传、共享资源，形成一个良性的循环。如图3所示的系统结构图包括了学习终端、校园云服务和资源共享分配。

学习终端是基于现有的PC端和各种移动终端设备设计的，学生通过有线网、无限网、GPRS、3G等访问校园的教育云服务平台获得相应的学习资源及各种学习服务。

校园云服务是教师借助校园云硬件与海量微课资源，将学生需要的微课发布并存储在云上，同时记录学生的相关数据。通过校园云平台的服务器及网络解析服务，实现了对资源的共建共享，降低了教学成本。

本平台强调各种资源的共享和随需分配，通常分为三个层次：最底层是动态云基础设施服务（IaaS），由硬件或虚拟机资源构成，包括了资源池构建、资源调度、服务封装、数据管理、资源部署以及安全管理等。通过虚拟资源池为学校按需分配的网络、服务器、存储、应用软件等，是整个服务体系的基础。第二层为在线开发平台层（PaaS），通过分布式计算和存贮环境提供包括海量文件管理、海量存储管理、用户数据管理以及大规模消息等服务，非正式学习环境下学习平台的建设提供接口与环境，在线云通过在线开发平台将操作系统、应用开发环境等平台产品以Web浏览器的方式提供给学生，方便对相关学习资源的开发和使用。第三层为资源应用服务层（SaaS），是用户与云服务体系的接口，直接为用户提供学习平台的服务。学生可以在任何时间、任何地点使用PC电脑、3G手机或其他移动终端设备访问“云”端，享受学习平台的服务。

● 基于微课的学习平台实现

本平台基于云技术，为学生提供了一个随时随地通过不同的终端与他人进行互动、共享的开放的学习平台。为了避免丢失用户注册信息，给用户造成不便，学生在平台中的注册信息采用增量式的数据备份。对于微课、微课描述要采用冗余存储，一方面避免了数据丢失，另一方面也为数据的频繁访问提供负载平衡。hadoop系统可以对整个分布式存储系统存储容量的变化进行检测和监视，也包括了硬盘的损害情况。非正式学习环境下的学习平台主要涉及的资源库有：一些教学资源（包括文本、视频、音频等）的非结构化数据、结构化的数据、学生的数据以及元数据。部署相关的结构化和非结构化数据库作为存储提供访问的支撑。结构化的数据采用SQL Sever 2008 R2关系数据库进行存储和管理，大量的视频、音频、相关材料的索引和实际物理路径等非结构化数据库使用非关系数据库（Mongo DB）进行存储和管理。通过分布式文件、管理系统将具体的资源保存在其服务器的节点上。

图4是学生在学习微课时所呈现的界面，该图由两部分组成：左侧为微课播放的界面，显示的是学生正在学习的课程；右侧为与微课相配套的资源，包括教学设计单、学习指导单、学习测试、课程制作相关资源、教师推荐资源、系统推荐资源等相关资源。实现了课堂集在线答疑、课程简介、指导单和视频播放等多功能于一体。

本平台已经在北京市顺义区使用，学生能够随时随地在本平台中快速、高效地找到自己所需的学习资源，游戏机制的设计能够持续激发学生的学习热情，为学生提供了一个支持多样资源、多交互、全程记录的非正式学习环境，提高了学生的自主学习能力，也改善了学习效果。

● 结论

基于微课的学习还是以学生的自主学习为主要的学习形式，是学生在个性化学习和终身化学习的大背景下个人长期发展应具备的技能。微课作为一种新型的学习资源形式，为学生提供了更符合泛在学习的一种资源形式，为每位学生提供了更多的选择空间。本文从微课这一新型的学习资源的特性出发，针对学生特点进行更加客观的分析，对学生的学习流程、平台资源、相关机制进行了设计和研究。

参考文献：

[1]庞维国.自主学习：学与教的原理和策略[M].上海：华东师范大学出版社，2003：5.

[2]赵宏，陈丽.远程学生自主学习能力培养方法研究[J].电化教育研究，2012（10）：56-63.

[3]巴巴拉·西尔斯，丽塔·里奇，著.教育技术：领域的定义和范畴[M].乌美娜，刘雍潜，等，译.北京：中央广播电视大学出版社，1994.

[4]余胜泉，陈敏.基于学习元平台的微课设计[J].开放教育研究，2014（01）：100-110.

[5]余胜泉，万海鹏.支持课程大规模开放的学习技术[J].中国电化教育，2014（07）：7-18.