线上教学沉浸式交互模式优化设计

冯丽萍 桑惠云 张立东

[摘           要]  针对线上教学中学生参与程度不高、持续学习意愿不强、教学内容内化不足等问题，以实现线上教学沉浸式体验为目标进行线上教学交互模式优化。通过辨析线上教学沉浸式体验的影响因素，探究线上教学沉浸式体验的激发路径与作用机理，构建线上教学“刺激—机体—反应—结果”激励模型，并提出线上教学交互模式优化策略。以线上教学全周期数据监测为方法实现线上教学全景数据驱动，保证了线上教学交互模式优化策略的持续有效性、过程量化可行性。

[关    键   词]  线上教学;沉浸式交互模式;激励

[中图分类号]  G434                    [文献标志码]  A                  [文章编号]  2096-0603（2022）06-0049-03

一、引言

近几年，在技术、市场与政策的共同推进下，在线学习在国内外迅速兴起并蓬勃发展。2015年，教育部发布了《关于加强高等学校在线开放课程建设应用与管理的意见》，明确提出要着重建设大规模在线课程，注重在线课程的质量，计划到2020年，认定3000多门国家精品在线开放课程。2018年完成第二批801门国家精品在线开放课程的认定工作。2018年4月，教育部印发《教育信息化2.0行动计划》，明确提出到2022年基本实现“三全两高一大”的发展目标，即教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体适龄学生、数字校园覆盖全体学校，着力提高信息化应用水平，提高师生信息素养，建设“互联网+教育”大平台。2019年3月，教育部办公厅印发《2019年教育信息化和网络安全工作要点》，要求要进一步探索高等继续教育资源建设的新模式、新机制，积极发挥高等学校继续教育数字化学习资源开放与在线教育联盟作用，创新高校继续教育的培训模式，扩大高校优质教育资源覆盖面，积极服务学习型社会建设。继续推动国家开放大学网络学习课程、通识课程、五分钟课程、全媒体数字教材建设，使上线的网络课程总量超过350门，完成1万个5分钟课程规划和建设，推进110门通识课程建设，启动100门大规模在线开放课程建设。

根据中国互联网络信息中心第44次《中国互联网络发展状况统计报告》数据显示，截至2019年6月，我国在线教育用户规模达2.32亿，较2018年底增长3122万，占网民整体27.2%，全年在线教育用户规模预计将达2.59亿人。但同时，以MOOC为代表的在线学习新样态往往由于在线学习者自觉性和自学能力不足、倦怠孤独、在线资源质量参差不齐、缺乏教师激励和引导等原因，学生完成率低，“高注册率—低完成率”现象屡见不鲜。根据iiMedia Research（艾媒咨询）2018年的调研报告，中国在线教育用户认为直播课程形式存在的问题中，直播画面不流畅占比57.1%，学习氛围差占比40.6，反馈及时性差占比29.8%，上课形式单一占比17.3%，课堂延迟或取消占比13.5%，其他占比0.8%。

综上所述，在技术、市场与政策的共同推进下，我国教育系统在线上学习平台建设、开放课程建设等方面均已具备一定的基础，但同时在线学习痛点对在线学习模式提出了新的要求。本文针对线上教学中学生参与程度不高、持续学习意愿不強、教学内容内化不足等问题，以线上教学交互模式优化为切入点，以在线沉浸式学习体验为目标，展开线上教学优化研究。

二、相关研究动态

（一）沉浸理论

沉浸是指个体将精力全部投注在某种活动当中以至于无视外物的存在，甚至忘我时的状态。它带来的内在满足感能使人们从事任务时满怀兴趣，忘记疲劳，不停探索，不断达到新的目标。此时个体的创造性和潜能将被极大地激发[1]。交互式教学由自然教学法和实际教学法发展而来，在教与学的过程中，参与者在与老师、同学的交流，尤其是与同学的讨论交流中表达自己的想法、理解他人的想法，来完成教学目的。交互式教学是一种以“医学生为中心，以教科书为基础，以能力为目标”的培养模型。该方法为教师提供的指导原则是，在组织课堂活动的同时，为学生提供足够的“可理解性输入”[2]。沉浸式交互模式是以交互模式设计优化为方法，以沉浸式在线学习体验为目标的新型教学模式设计。

沉浸理论（Flow Theory）于1975年由创造力研究者、美国著名心理学家米哈里·契克森米哈赖正式提出，他认为，沉浸可以促进自我的整合，在人们极其专注的状态下，意识处于一个高度集中的状态。沉浸的产生伴随着高度的兴奋和较强的自我获得感、满足感[3]。随着人—机互动情境和虚拟交互环境的大量出现，沉浸理论研究得到了进一步的丰富和完善。1985年，米兰大学的马西米尼和卡里对“挑战”与“技能”之间的关系进行了全面梳理，得到8种沉浸组合关系，分别是焦虑（高难度低能力）、激励（高难度中等能力）、心流（高难度高能力）、担忧（中等难度低能力）、控制（中等难度高能力）、冷漠（低难度低能力）、无趣（低难度中等能力）、轻松（低难度高能力）[4]。通过文献调研可以发现，国内外学者对“沉浸”体验的本质认同是一致的，所不同的是不同环境下的表达形式。目前，沉浸理论研究多集中在学科教学、游戏、军事等领域。

（二）线上教学与在线学习

随着信息化时代的到来，互联网技术的飞速发展促进了教育信息化的时代变革。将信息技术深度融合于现代教育课程中，不仅是教学手段与教学方法的改进，而且是教育理念与教学结构的时代性变革[5]。目前，国内对线上教学与在线学习的研究多面向混合式教学模式改革。其中面向具体课程的混合式教学模式设计及在线自主学习行为模式为研究的热点问题。文献[6]基于大数据分析从数据与环境（What）、关益者（Who）、方法（How）和目标（Why）四个维度构建个性化自适应在线学习分析模型;文献[7]研究了基于在线学习的个性化教学模式的可行性，并设计了一款面向在线学习的个性化教学系统;文献[8]基于探究社区理论，探讨影响在线学习认知形成的各种临场感因素，并构建结构关系模型，对各临场感的结构关系进行相关、过冲中介、调节分析。文献[9]采用元分析法对国内外在线学习用户使用行为研究的样本数据进行了综合分析，发现25个因素与在线学习用户使用行为显著相关。文献[10]着眼于在线课程论坛的师生互动文本，以费尔克拉夫批判话语分析为理论基础对在线课程教学中的互动文本进行了分析。

综上所述，目前国内在沉浸理论应用、线上教学优化、在线学习者行为模式方面已经有了一定的研究基础与成果，但多面向具体课程，缺乏一般性的经验总结。

三、在线学习投入影响因素分析

目前线上教学中学生参与程度不高、持续学习意愿不强、教学内容内化不足等实际问题，其本质是在线学习投入不足的问题。而激发人的正确行为动机，调动人的积极性和创造性，以充分发挥人的治理效应并做出最大成绩的最终目的，与激励理论不谋而合。本文以沉浸式在线学习体验为目标，应用波特和劳勒的综合激励模式，从学情、学习环境、角色感知三个维度分别分析与在线学习投入之间的影响关系如下。

（一）学情

学情涉及参与在线学习的学生现有知识经验和心理认知特点。有效的学情分析是界定在线教学内容重点、难点和关键点的依据，也是教学策略选择和活动设计的落脚点。只有在有效学情分析的基础上，才可能搭建具有一定挑战度的“技能—挑战”平衡的教学任务环节，营造沉浸式的在线学习氛围，强化在线学习参与者的角色感知。

（二）学习环境

在线学习环境搭建是在线学习创造必要的条件，配备必要的资源的过程。在线学习主要包括硬件设备和在线学习氛围营造两个方面。其中，硬件设备主要是指在线学习过程中网络是否通畅、操作是否简单快捷、学习平台功能是否强大等;在线学习氛围营造主要是指在线教学活动设计是否能够抓住学生的持续注意力，加强在线学习动机与投入。

（三）角色感知

角色感知是指在线学习过程中学生能够对学习任务目标有明确的认知，且通过交互式教学设计对在线学习行为与结果进行及时持续的反馈，达到沉浸式在线学习投入，甚至角色翻转，主动参与在线教学活动设计的体验效果。

四、线上教学沉浸式交互模型构建

基于波特和劳勒的综合激励模式，构建线上教学“刺激—机体—反应—结果”沉浸式交互模型（模型如图1所示）。刺激环节中，硬件设备对应影响在线学习投入的学习环境要素，为在线学习参与者提供轻松体验环境;闯关式任务设计以学情分析为基础，通过“技能—挑战”平衡的教学任务设计，让在线学习参与者明确在线学习动机目标，持续注意力集中，并加强在线学习动机，实现在线学习参与者的角色感知;以学习效率与反馈响应时间的反比关系为理论基础的及时反馈与闯关式任务设计对机体的刺激相同;角色翻转是在闯关式任务设计、及时反馈带来的角色感知的基础上，通过赋予在线学习参与者选取教学资源、指导并评价教学活动中的话语权，让在线学习参与者主动参与在线教学活动的设计过程，变被动接收为主动参与，实现角色翻转。在“刺激”“机体”两个环节的基础上，在线学习参与者的“反应”是内化在线教学内容、参与教学任务设计、交互度提升，实现教学任务的目标，最终达到知识递进、体验提升、能力递进的“结果”。

在“刺激—机体—反应—结果”串联顺序逻辑关系的基础上，通过对“反应”“结果”的全周期数据监测，设计侧重过程考核的评价机制，刺激“机体”;设计基于多源数据分析的预警机制，及时调整“刺激”，实现线上教学激励模型的闭环持续反馈。

五、线上教学交互模式优化策略

（一）基于全周期数据监测实现线上教学全景数据驱动

全周期数据监测是指对线上教学活动全过程进行数据统计、分析。以雨课堂为例，通过课前预习、课中测试及不懂页反馈、课后测验及课堂学生学习报告反馈实现全周期的教学数据记录，实现线上教学全景数据驱动。全周期数据监测下，线上教学活动设计以课前学情分析为基础，线上教学内容内化过程清晰，且线上教学交互环节可灵活调整。

（二）通过侧重过程考核的评价机制刺激机体在线学习投入

及时反馈是线上教学沉浸式交互模型中“刺激”环节的重要组成部分，且学习效率与反馈响应时间成反比。因此，及时有效的学习反馈对线上教学沉浸式交互中在线学习参与者的角色感知尤为重要。在评价机制设计中除常规的认知浅层次终结性评价外，以过程性评价为主，重点对在线学习参与者的主动性、活跃性及高阶能力进行评价，以达到刺激机体、提高在线学习投入的目的。

（三）基于多源数据分析的刺激策略调整

在線上教学沉浸式交互模型中，刺激主要来源于硬件设备、闯关式任务设计、及时反馈和角色翻转四个方面。在线上教学全周期数据监测前提下，可基于全景数据反馈结果，动态调整刺激策略。例如，若根据数据反馈结果线上教学环节中测验成绩得分率偏高，则需考虑是否存在对学情分析定位偏低，导致“技能—挑战”失衡的问题，并进一步反馈回“刺激”中的闯关式任务设计优化中。

六、结语

线上教学是扩大高校优质教育资源覆盖面、积极服务学习型社会建设的重要举措，如何提升线上教学质量是关于线上教学政策落地的关键问题。自疫情暴发以来，线上教学成为疫情防控的常规手段，越来越多的学者开始思考线上教学问题出现的原因及改善措施。本文提出的以沉浸式在线学习体验为目标的线上教学交互模型正是其中的一种。该模型受波特和劳勒的综合激励模式启发，从“刺激—机体—反应—结果”四个层面设计了线上教学的顺序激发关系，并通过全周期数据检测实现模型的闭环持续反馈，可为线上教学沉浸式体验达成路径实现提供了可能。

参考文献：

[1]屠莉，吴懋刚，苏春芳.基于沉浸体验式教学的编程课程改革与实践[J].计算机教育，2019（5）：73-76.

[2]安伟伟.信息化时代背景下交互式教学在力学课程中的应用探索[J].当代教育实践与教学研究，2019（20）：12-13.

[3]王鑫.“沉浸式”交互体验在教育游戏设计中的应用[D].上海：上海师范大学，2019.

[4]陈颖，周渊圆，祝振华.混合慕课3.0时代的沉浸效果评价[J].黑龙江教师发展学院学报，2020，39（1）：47-49.

[5]张文才，何敏学.O2O教学模式应用于体育教学的本质与模式建构[J].教学与管理，2020（3）：86-88.

[6]姜强，赵蔚，王朋娇，等.基于大数据的个性化自适应在线学习分析模型及实现[J].中国电化教育，2015（1）：85-92.

[7]初倩.面向在线学习的个性化教学系统的设计与实现[D].济南：山东师范大学，2019.

[8]贾利锋，李海龙.临场感对在线学习者学习认知的影响：基于探究社区理论的条件过程分析[J].电化教育研究，2020，41（2）：45-52.

[9]王建亚，牛晓蓉，万莉.基于元分析的在线学习用户使用行为研究[J].现代情报，2020，40（1）：58-68.

[10]杨敏，叶志宏，韩艳辉.在线课程师生交互与生生交互的话语分析：以国家开放大学“媒体辅助英语教学”课程为例[J].中国远程教育，2019，40（12）：34-41.

◎编辑 栗国花