基于注意相关理论的翻转课堂设计研究

2019-01-29

中小学电教 2019年3期

（河北师范大学信息技术学院，河北石家庄050024）

在教育信息化时代，翻转课堂是当前最热，应用最广泛的一种教育创新与教育改革模式。自2000年美国学者MaureenLage，Glenn Platt and Michael Treglia等人发表了题为“Inverting the Classroom：A Gateway to Creating an Inclusive Learning Environment”的学术论文到2007年在美国科罗拉多州林地公园高中在课堂上采用“翻转课堂”的教学模式再到2012年可汗学院中引入微课进行翻转课堂的教学。如今，翻转课堂已成为世界范围内的研究热点。翻转课堂是以教学流程的逆序创新重构了学生的学习流程，优化了知识的呈现方式。

一、翻转课堂中存在的问题

翻转课堂作为我国基础教育改革的一大热点，近年来广为我国众多教育工作者追捧，但是其引入国内后，在课堂实践的过程中，也出现了“水土不服”的现象。

（一）教学微视频制作粗糙

我国现行的翻转课堂模式主要是学生在课前提前观看教师提供的教学微视频并完成一定的问题，课堂上通过合作交流，师生答疑互动等环节进一步达到知识的内化。在这个过程中，教学微视频的质量起着至关重要的作用。虽然我国现有一些已经成型的课程网站，例如中国大学MOOC等。但这些视频大多只是对课堂实况的简单录制，没有对教学信息进行二次深层加工，内容杂乱，问题针对性不强，并且无关信息较多，容易分散学生的注意力，不利于学生自学。

（二）学生自主学习能力的不足

翻转课堂不同于传统课堂的地方在于其把学生的学习过程放到了课堂以外，由学生自己自学完成。但是大多数学生，尤其是中小学生，由于过往的学习经历以及自身的年龄特点，导致他们对教师的指导有着较强的依赖性。同时以教学微视频的形式呈现的相关学习资料以及网络化的学习环境可能会造成学习者在学习过程中注意力分散，不能很好地集中注意力，最终导致学习效果不理想。

（三）课堂学习效率低下

翻转课堂在课堂上主要进行的活动是学生间的合作交流和教师的答疑解惑。学生课前自主学习效果不理想，对知识的理解和掌握不够深入，必将会导致课上合作和答疑的效率低下。同时，可能对于一些资优生和学困生来说，课程难度过于简单或过难，也会导致他们学习的兴趣不高，上课时注意力分散，从而造成课堂学习效率低下。

（四）班级规模偏大

目前，在我国各个教育阶段，都普遍存在的一个问题就是班级人口数偏多。这主要是由我国的人口众多但教育资源相对不足的基本国情造成的。在这种班级环境下，授课教师很难照顾到每一个学生，因此就会出现部分学生在课堂上产生注意力不集中，注意力分散等现象。教师因为无法顾及到每一名学生，所以这一小部分注意力分散的学生可能就会因此而形成不良的学习习惯，致使最终学习成绩的下降。

二、注意相关理论

从反映论的角度来看，注意不是一种独立的心理过程，它是心理活动对一定的对象的指向和集中。在注意的过程中，伴随着感知、记忆等一系列心理过程。通常我们所说的“上课注意听讲”，则是指将注意有选择的放在听课这个活动上，并加以维持和调控，已达到整节课都认真听讲的目的。本文中主要用到在认知心理学领域关于注意的三个理论。

（一）过滤器理论

注意和编码（把外部刺激转化为内部表征的过程）是人脑信息加工的第一步，没有这两步，外部信息无法进入人脑，信息加工过程也因此不能进行。因此，过滤器理论的基本思想是，人们的注意是受到信息加工系统的限制的，人脑接收到的部分信息可以通过过滤器从而得到进一步加工，而其他类型的信息则无法通过，因而也无法得到加工。

1.早期选择模型

1958年，布罗德本特基于其自己设计的一个双耳分听实验，提出了注意的过滤器理论。该理论的基本假设是信息加工受通道容量的限制。我们每时每刻都在接受来自外部世界的大量信息，这些信息要想转化为内部认知结构，第一步就是要通过大量平行的人的感觉通道进行加工。布罗德本特认为由于人的加工功能是有限的，所以为了避免在进行加工时出现系统超载的现象，就需要一个过滤器来加以调节。能够通过过滤器的信息将会被进一步加工或存储。此时的过滤器是按照“全或无”的方式工作，即一条通道内的信息或者全部通过，或者全部被过滤出去，因此该模型也成为单通道理论。

但是由于该理论无法解释人对于有意义材料的信息加工和注意分配等现象，例如在双耳分听实验中，对非追随耳输入一些具有特定意义的信息（被试者的名字等）时，非追随耳却可以识别，这与该理论的部分思路并不相符，因此也说明了这种早期选择模型存在的思维局限和不足之处。

2.衰减模型

特雷斯曼在早期选择模型的影响下，提出了注意的衰减模型。与早期选择模型不同，特雷斯曼认为过滤器是按照衰减的方式工作，而不是“全或无”的方式，即许多通道都可以对信息进行不同程度的加工。以双耳分听实验为例，对于输入到追随耳中的信息，可以完全通过过滤器而不受到衰减，因此长时间记忆中相关的内容可以被顺利激活从而进行识别；而输入到非追随耳的信息，在经过过滤器时发生了衰减，导致强度减弱，无法激活长时间记忆中的相关内容。但对于一些有特定意义的信息，激活他们的阈值相对较低，从而很小的刺激就可以将他们激活。衰减模型也被人们称为中期选择模型。

无论是衰减模型或是早期选择模型，他们的共同点是：认为信息在人脑中均是先进行选择，然后再进行加工的。

3.晚期选择模型

该模型由多依奇提出，后由诺曼加以修订。与前两种模型不同，晚期选择模型认为，信息是先经过加工，再进行选择的。该理论假定所有理论都已经达到了长时间记忆，当受到外部刺激时，激活长时间记忆中的项目，然后再通过过滤器进行选择。

但无论是这三种模型中的哪一种，他们的理论依据都在于认为注意是一个容量有限的通道。

（二）资源限制理论

最早提出资源限制理论的是卡曼尼，他把注意看作是一种心理资源。人们在完成每一件事情时都需要利用一定的心理资源，但在同时完成几项工作时可以共用心理资源。但是人的心理资源的总量是有限的，这就要求同时进行的几项工作所占用的心理资源的总和不能超过人心理资源的总量，这种情况下才可以同时进行几项任务。该理论很好地解释了为什么人有的时候可以做到一心两用，而有的时候确只能一心一意地完成一项工作。

（三）多重选择信息加工理论

该模型中提到的多重选择主要是两个方面，一是注意刺激的物理属性或意义；二是工作记忆的空间容量。奈瑟将该理论解读为，人脑在接受到一定的注意刺激时，信息加工系统根据其物理属性或特定含义，对其进行选择，经过筛选，少部分输入留了下来，进入工作记忆加工空间，而这样，工作记忆空间的加工容量也就相对变大了。中央控制器和刚进来的刺激一起控制着长时记忆中那些项目将被激活。因此，有意义的项目更容易被激活，被注意到。

（四）理论共同点

1.容量有限

无论是注意的通道或是工作记忆空间，他们的容量都是有限的。在某种程度上说明了人的心理机能是有限的。人脑接受的输入刺激不能全部被加工处理，心理机能能够处理的信息量是有限的。

2.注意的物理特性和特定含义影响输入信息的选择加工

在注意选择信息时，如果该信息具有特定的含义（如自己的姓名），则长时间记忆中的相关内容更容易被激活，更容易被注意到。而物理特性主要表现在输入的注意信息是否是具有熟悉性的或是被要求去注意到的。例如学生在课堂上会对新知识更加注意，因为这是本节课的课程要求，要想更好地掌握知识就要投入更多的心理资源。熟悉性的信息就像有特定含义的信息一样，他们的激活阈值更低，更容易被激活。

三、从学生注意视角看翻转课堂

在翻转课堂环境下，学生的注意主要分为有意注意和无意注意两种。无意注意是一种没有特定目标的，不需要做出意志努力的注意。例如安静的教室里突然发出一阵铃声，此时大家都会不由自主地注意到这个声音，这就是无意注意。而有意注意与之相反，是有既定目标的，需要做出一定的意志努力的注意。

引发无意注意往往有两方面因素，刺激物的特点和人的内部状态。刺激物的特点主要包含刺激物的强度和新异性两点。强度通常表现在刺激物的颜色，声音，气味等特性。但需要注意的是，这里的强度主要是相对强度，即刺激物的强度与周围环境事物的强度的对比关系。一个强烈的刺激出现在存在着强烈刺激的背景中，可能不会引起注意，而一个弱的刺激出现在一个几乎没有刺激的背景中，反而会引起人们的注意。刺激的新异性是相对于个人的经验而言的。对个体而言，在以往经验中从未接受过的刺激成为绝对新异性刺激，而有一定经验但又不熟悉的成为相对新异性刺激。绝对新异性刺激就像是课堂学习中完全崭新的内容，学生们对此毫无理解，虽然能够一时激发学生的学习兴趣，引发注意，但由于缺乏基本的理解，这种注意很难持久。而就相对新异性刺激来讲，因为存在着一定的理解，但又不完全理解，这就存在了一定的目的，为了进一步理解，就会引发注意，甚至可以转化为有意注意。人的内部状态则主要指人的兴趣需求和情绪经验。学生往往更容易对自己感兴趣的或是需要学习的内容引发注意，过去的经验和当下的情绪也会成为一种指引，指引着人们的注意所向。

有意注意同无意注意一样，也会受到兴趣、情绪、经验等影响，但不同的是，无意注意是受兴趣等因素的直接影响，即兴趣情绪等直接作用于个人，引发无意注意。但这些因素对有意注意的影响则是以间接的方式表现出来，即无意注意是对某活动本身有兴趣从而引发，而有意注意则是对活动最终的结果或目标有兴趣从而引发。

短时间的无意注意无法持久易受干扰而转移，而长时间的有意注意又会使人感到疲倦。因此在翻转课堂中，应交替使用无意注意与有意注意，来达到课堂的高效化。

四、基于注意相关理论对翻转课堂的设计研究

基于注意的相关理论和学生在翻转课堂环境下的两种注意类型，结合翻转课堂所需的基本环节，本文对翻转课堂的课程设计提出以下建议。

（一）微课程设计避免无意义的无意注意干扰

课前的学习资料往往是短小精悍的教学微视频。短暂的时间让学生们能够更好地运用有意注意来学习视频中的内容。但是有时候视频中的一些因素也会导致学生注意力分散，吸引学生的无意义的无意注意。例如色彩鲜艳的配图，与教学无关的插画，没有处理好的视频背景音等。这些信息激发学生产生了与学习内容无关的无意注意，导致了学生学习能力下降，学习效果欠佳。

教师在录制教学微视频时应注意排除视频中所有可能会激发学生与学习无关的无意义的无意注意的因素。为了避免学生在观看视频的过程中失去学习的兴趣，教师可以通过抑扬顿挫的语调或与教学相关的图片解析等，吸引学生有效的无意注意，借助有效的无意注意，让学生能够很好地集中注意，完成微视频的学习。

（二）以重难点为中心，降低一堂课的知识容量

学生的注意通道容量是有限度的，这就说明在一段时间内，个体的加工系统不能无限度的加工新的信息。在一堂课内，如果教师一味向学生灌输大量的知识，学生无法完全接受并对此进行加工，反而会影响学习效率。所以教师应该做的是将知识的重难点进行重点讲授。将重点的内容制作成教学微视频，供学生们选择和学习。视频的内容应尽量突出重点，减少无意义的知识内容。同时，在注重知识容量的同时教师也要提高自己的授课质量。

在课堂讲授答疑的过程中也应以重点为主，过多的偏离主题知识拓展只会加重学生注意通道的容量负荷，导致学生注意分散，学习兴趣下降。

（三）注重新授课程与原有知识的衔接

从多重信息加工理论和过滤器理论中可知，不同的刺激有着不同的激活阈值。对于个体有一定特殊意义的刺激，阈值相对较低。例如学习者的姓名，或是曾经学过的知识。由引起无意注意的两方面可以得到，刺激物的相对新异性，不仅可以激发学习者的无意注意，相比起绝对新异性，这种有一定了解又不完全了解到相对新异可以维持更为长久的注意。

因此教师在讲授知识点时，要注意循序渐进的增加新的学习内容，使用学生所熟悉的相关知识进行导入，这样学生在现有的知识基础下，新知识呈现出相对新异性刺激，同时由于有一定的相关基础，对新知识的激活阈值就会降低，自然更容易吸引学生的注意。教师可以在教学微视频中对前序知识进行简单复习或用一些简单有趣的方式对新知识进行导入，例如图片举例，或是用当下发生的时事。这样更容易引起学生对新知识的注意，能够更好地提高学生的学习效果。

（四）注重教学目标的强调

有意注意区别于无意注意的所在就是有意注意有着明确的既定目标，需要做出相应的意志努力。所以在课前教师提供给学生的教学资源中，需要向学生明确本节课学要达到的学习目标是什么，让学生们有明确的努力方向，可以更好地激发学生的有意注意。为了达到学习目标，学生将努力长时间地维持注意力，促进了学习效率的提高。在课堂上，教师反复明确学习目标，避免学生在产生了无意义的无意注意后注意力分散，使学生们能够将注意力集中在课堂学习内容上，提高课堂学习效率。

（五）授课过程中有意注意与无意注意交替进行

翻转课堂不同于传统课堂教学，其将课后的知识内化过程放到了课上，把课上的知识学习过程放在了课前。课堂上，教师面对的是已经对本节课知识有了初步掌握但仍有疑问的学生。

在课堂教学中，有意注意和无意注意两者缺一不可。学生在一堂课上往往无法从始至终保持有意注意，而一味地强调让学生们保持有意注意，时间长了也会造成学生的疲劳、厌学等情绪。这时就需要无意注意来进行调节。教师需要通过自己的语音语调和肢体动作来吸引学生的无意注意，或当有学生已经发生了注意分散等现象时，通过暂停讲课等行为来引起学生的无意注意。但因为无意注意往往持续时间较短，且没有目标，很容易受到外界的干扰，所以无意注意的时间不宜过久，学生不能凭借无意注意完成一整节课的学习。此时就需要教师做到前面所说的明确教学目标等方法，来让学生产生有意注意。