数字徽章在翻转课堂中的应用研究*

项道东

（温州职业技术学院 信息技术系，浙江 温州325035）

一、引言

随着教育信息化进程的不断推进，线上线下相结合的混合教学模式已成为未来高校教育发展的一大趋势。有研究表明这些线上学习平台对学习者的学习评价方式主要有：课后作业、周测试、单元测试、期中测试、期末考试、嵌入式提问、课程浏览情况和讨论参与情况等[1]。可以看出这些评价方式关注点主要集中在学习者的学习结果上，忽视了学习者学习兴趣和个性化发展的需求，难以形成以学习者为中心的学习环境，学习效果堪忧。

以中国大学MOOC在线学习平台为例，MOOC课程的平均完成率低于7%[2]。如何创新网络环境下的评价模式，提高学生在线学习的效果，是当前在线教育亟待解决的问题。数字徽章是传统徽章的数字化，是信息技术发展的产物，每枚数字徽章类似于一个小型的电子档案袋，通常由图形标识和各类元数据组成，用于记录、识别、鉴定学习者的某项才能或成就[3]。作为一种新颖的评价方式，数字徽章的应用将有助于推进在线教育的发展。

二、数字徽章的研究

国外对数字徽章的研究相对较早，2012年起，Coursera、Udacity和edX等大规模在线开放课程的兴起将数字徽章的应用推向了高潮。美国的Standford University、Purdue University等传统教育机构也开展了数字徽章认证学习活动的教育试点。Mozilla则最早开发了自己的徽章系统，并将其运用到网络学校中[4]。同时数字徽章已经作为一项重要的“学习技术”，从2014年美国新媒体联盟发布的《地平线报告》中的投票候选技术正式列入2015年《地平线报告》中[5]。

国内目前对数字徽章的研究还偏少。从中国知网、万方数据中可以看到，国内有关数字徽章的研究论文始于2014年，至2017年共发表了12篇。可见数字徽章在国内还没有引起足够的重视，且大部分文章仅是对其概念、功能的介绍，数字徽章作为新型评价方式在教育中的实际应用研究还很少。

本研究基于Moodle3.2平台构建《程序设计基础》在线课程，在温州职业技术学院2017级软件专业学生中实施基于该课程的翻转课堂教学，设计课程数字徽章体系对学生的线上学习部分进行及时反馈，并通过调查问卷及个案访谈的方法探讨数字徽章对学习者行为的影响，进而探讨数字徽章对在线教学的应用价值。

三、Moodle中的数字徽章

Moodle平台从2.5版本开始新增了徽章功能模块，其徽章系统共分为站点和课程两个层次。站点层次的徽章作用域为Moodle平台内的所有用户和活动。而课程层次的徽章只对该门课程的用户及课程内部的活动有效，例如当学生积极参加某项讨论活动或完成课程中对某项技能的测试便可获得该课程相应的徽章[6]。本研究主要是从课程层面研究数字徽章体系。

四、翻转课堂实施

《程序设计基础》是学院软件技术专业学生入校的第一门专业基础课，课程以C/C++语言为工具，通过编写程序解决问题，培养学生的计算思维，掌握程序设计的基本概念与算法思路，是学习后续专业课程的基础。由于课时所限，传统教学模式下课堂内所授知识主要靠课后的练习巩固。由于高职学校学生的学习自主性、自我管理能力相对本科生要弱一些，课后知识内化阶段如果处于无监管、无反馈的状态，其学习效果必然大打折扣[7]。

为解决上述问题，本研究在Moodle3.2平台上构建了《程序设计基础》在线课程，开展线上、线下相结合的翻转课堂教学，课堂内主要用于知识的深化和巩固。

翻转课堂实施过程中的主要环节如图1所示（由美国富兰克林学院数学与计算科学专业Robert Talbert教授经过多年教学积累总结得出）[6]。

图1 翻转课堂教学模型

1.课前学习

本课程的在线课程资源包括视频、PPT、案例演示、课前测验、讨论等。其中视频内容借鉴了浙江大学翁恺老师的《程序设计入门——C语言》MOOC，同时考虑到学生的层次及授课进度上的差异，录制了部分补充视频。教师提前1-2天发给学生下一堂课的学习任务单，任务单的设计如表1所示。

表1 学习任务单

2.课中活动

教师根据平台自测和讨论情况的反馈，分析学生对基础知识的掌握情况，并在课堂中通过设置相对有难度的问题对知识进行深化。程序设计课程的主要目标是在掌握知识点的基础上进行灵活应用，训练学生的知识应用和迁移能力。在课堂内，教师根据重点、难点设计出一些跟实际生活联系紧密的应用问题，由学生根据自己的理解与兴趣进行选题、分组，在PTA（浙大程序设计类实验辅助教学平台）中进行练习，从而得到及时反馈并在课堂中进行成果汇报、经验交流，促进学生更好地实现知识的内化，课后再通过PTA练习巩固所学知识。

五、课程数字徽章建设

Moodle平台中添加课程徽章，需要设置其徽章详情、授勋机构详情、有效期以及授勋规则，并上传徽章图片[6]，如图 2所示。

图2 创建徽章

1.建立徽章体系

本课程按照分层策略共设计了5个课程徽章，分别是“预习徽章”“预习达人”“进步之星”“刷题达人”“互动之星”，如图3所示。制定授勋规划如下：完成每堂课的课前预习任务，自动获得“预习徽章”一枚；每次都能按时完成预习任务则自动获得“预习达人”徽章；PTA上的刷题准确率比上次提高了20%以上，则由教师授予“进步之星”徽章；完成了PTA上的所有练习，且成绩在80分以上者，获得“刷题达人”徽章；积极参与论坛活动，能提出或解决高质量问题，可获得“互动之星”徽章。这些徽章可以由角色手工授予或完成活动、完成课程后系统自动授予。

图3 课程徽章体系

2.徽章在评价中的具体应用

数字徽章可用于跟踪学生在线学习的具体表现。将学生参与预习活动的时间、课前测验的准确性、讨论区中的活跃度等转换为数据，作为数字徽章颁发的依据。教师通过学生获得的徽章种类和数量可以了解学生在学习过程中具有哪些积极行为和表现。实践过程中可将不同的徽章对应不同的积分，如表2所示。

表2 徽章对应积分表

除获得相应的权限外，期末这些积分将折算成一定的分数列入学生的形成性成绩评价中，当总积分超过400分时，则在最终成绩基础上再加10分，激发学生的学习动机。

六、实施成效

本研究选取温州职业技术学院软件技术专业17级的两个班级作为对照组和实验组，都采取翻转课堂的教学模式，对照组按照原有方式进行学习评价，实验组在评价环节加入了数学徽章，两个班级同一教师、同一教材。课程结束后通过问卷及个案访谈的方式了解数字徽章对学习者学习兴趣及学习效果的影响。共发放问卷45份，收回有效问卷40份。调查问卷的主要指标有：对学生学习兴趣与态度、学习效果等的影响。

1.数字徽章对学习者学习效果的影响

实验前对对照组和实验组作了前测，发现两个班的编程基础存在较大差异。对照组有编程基础的学生占了60%，而实验组只有15%。课程结束后两个班用同一份试卷进行考试，期末成绩分布如表3如示。

从表3中可以看出，虽然实验班的基础差一点，但是经过一个学期的学习，实验班学生的成绩比对照班的成绩提高较快。

表3 实验班、对照班期末成绩分布

实验组40份有效问卷中认为数字徽章对课程学习有帮助的占55%，持否定态度的占25%，也有20%的学生表示不清楚。进一步访谈发现持肯定态度的学生认为完成活动后能得到及时的反馈，获得徽章的过程能给他们带来小小的兴奋和荣誉感，同时徽章作为形成性评价的一部分能激励他们获得更多的徽章。持否定态度的学生则认为同游戏中的徽章相比，这些数字徽章的设计缺乏特色没有吸引力。

2.数字徽章对学习者学习兴趣的影响

学习兴趣是取得学习成效的重要因素，而学习动机是维持学习兴趣的关键。网络作为高度自主的学习环境，需要内、外部学习动机来支撑学习活动。问卷中“你喜欢上程序设计课程吗”，有70%学生选了“是”，在其后的主要原因中设置了多选题，最后结果如表4如示。

表4 喜欢《程序设计基础》课程是因为（多选题）

对选“否”的学生进行访谈，主要认为课程内容太难，翻转课堂课前任务需要投入太多时间，现有数字徽章对学习兴趣的维持作用不大。

3.学习者对数字徽章作为学习评价方式的认可度

40份有效问卷中，赞同数字徽章作为形成性评价方式的占65%，持否定态度的占25%，也有10%的学生表示无所谓。访谈发现，持肯定态度的学生认为徽章作为形成性评价的一部分能激发他们的外部学习动机，更专注于学习过程中的积极行为，持否定态度的学生主要认为数字徽章的体系设计过于简单，有些徽章的获得只需要完成简单的活动就可以，徽章的价值与积分不符，区分度不高。

七、讨论与分析

从问卷及访谈结果可以看出，在翻转课堂中数字徽章可激发学生的外在学习动机，对学生学习兴趣的提高有一定的促进作用，作为形成性评价的一部分也得到多数学生的认可，但是在具体实施过程中还要注意以下问题：

（1）学习者在网络环境下往往缺乏控制性和自主性，如何维持学习兴趣是要考虑的第一个问题。徽章的体系设计可以参考游戏的设计，要具有目标性，清晰的目标设置为学习者指明了努力的方向，同时目标要有层次性、情境性和挑战性，吸引学生持续努力，逐渐将外部学习动机转化为学生的内部学习动机。

（2）数字徽章作为在线学习评价的一种新手段，如何更好地融入到对学生的评价中是要考虑的第二个问题。数字徽章的评价粒度具有很大弹性化，既可以评价学习过程也可以评价学习结果。设置合理的评价粒度可以了解到学生都掌握了哪些知识、技能，达到了哪些成就，也可以跟踪和分析学生的学习进度，为学生提供个性化指导。

八、小结

数字徽章作为一项新技术，可以很好地解决现有评价方式的粒度过粗、认证描述不到位等一些弊端。经研究发现，数字徽章可以激发学生的学习兴趣，提高在线学习的效率，还可进一步跟踪学习者的学习，打造个性化的学习环境。当然数字徽章的实践过程中也存在一些问题，如怎样设置合理、科学的徽章体系以及评价激励的运用得当与否，都是下一步要研究的问题。