多媒体认知理论指导下的数字资源建设应用

1、多媒体认知(rn zh)理论指导下的教学资源建设与应用张剑平浙江大学现代教育技术(jsh)中心教育技术研究所共三十五页数字化教学资源形态(xngti)层出不穷如何设计优质资源？如何利用已有资源？问题(wnt)的提出以创新的教学模式为核心以信息化教学资源为基础以信息化教学环境为支撑以现代教育理念为指导e-Learning的基本特征：多媒体认知视角的思考共三十五页多媒体认知理论指导(zhdo)下的 教学资源建设与应用多媒体认知及其设计原则虚实融合环境下的学与教数字化资源的应用(yngyng)创新共三十五页学习理论(lln)及典型应用：行为主义 观点：学习(xux)是刺激反应的联结，是尝试错误的过程

2、。 应用：操练与练习型软件（小学加法练习、英语单词练习等）理论情境面向问题应用模式行为主义事实性内容的学习What操练与练习、认知主义过程性和原理性内容的学习How智能教学系统、建构主义促进个人意义建构等高级思维的教学Why在线课程、虚拟实验、连通主义促进学习者对新知识的获取Where网络探究、共三十五页学习(xux)理论及典型应用：认知主义观点：学习是外部(wib)刺激和认知主体心理过程作用的过程应用：智能教学系统、适应性学习软件ADELE：临床医学诊断ICAI系统“茄子种植”ICAI中的教师代理理论情境面向问题应用模式行为主义事实性内容的学习What操练与练习、认知主义过程性和原理性内容的

3、学习How智能教学系统、建构主义促进个人意义建构等高级思维的教学Why在线课程、虚拟实验、连通主义促进学习者对新知识的获取Where网络探究、共三十五页学习理论及典型(dinxng)应用：建构主义观点：学习要素(yo s)：情境、协作、会话、意义建构应用：网络课程、仿真实验环境投影仪操作虚拟实验现代教育技术网络课程理论情境面向问题应用模式行为主义事实性内容的学习What操练与练习、认知主义过程性和原理性内容的学习How智能教学系统、建构主义促进个人意义建构等高级思维的教学Why在线课程、虚拟实验、连通主义促进学习者对新知识的获取Where网络探究、共三十五页学习理论及典型(dinxng)应用：

4、连通主义（Connectivsim）观点：学习就是形成网络：增加新的节点(ji din)，创造新的神经路径。 http:/ltc.umanitoba.ca/wikis/KnowingKnowledge/index.php/Main_Page启示：知道知识在哪儿，具有获得知识的能力比学习知识本身更为关键；“指尖知识”时代的学习者能力： 搜索、阅读、鉴别 乔治.西门思(George Siemens)理论情境面向问题应用模式行为主义事实性内容的学习What操练与练习、认知主义过程性和原理性内容的学习How智能教学系统、建构主义促进个人意义建构等高级思维的教学Why在线课程、虚拟实验、连通主义促进学习

5、者对新知识的获取Where网络探究、共三十五页基本假设 双通道、容量有限、主动加工模型(mxng)特点适用于多媒体教学环境经过了教学实验的检验梅耶的 多媒体学习认知(rn zh)模型R.E.Mayer共三十五页梅耶的多媒体教学原则(yunz)原 则描 述多通道原则通过“动画+语音解说”进行学习的深度好于“动画+屏幕文字”形式。分段原则将多媒体信息按学习步调分段呈现时效果更好。个体差异原则多媒体效果对于知识水平低的学习者要强于高的学习者，对空间能力高的学习者要好于空间能力低的学习者。标准发音原则言语信息使用标准口音的发声比使用机器发声或外语，其效果会更好。形象出镜原则讲解者的图像出现在屏幕上不一

6、定优于不出现在屏幕上的效果。对话风格原则使用会话风格进行学习，效果好于使用一般的说明风格。互动性原则当学习者能够控制呈现进度时，学习效果会更好。参见：张剑平主编， 现代教育(jioy)技术（第3版）, 高等教育出版社，2013:第60页共三十五页特点：教学整合策略7大学科、问题中心信息呈现策略主题方式、3-6分钟动漫媒体组织策略动画+语音解说对话教学策略机器人Moby、男孩Tom 、女孩Annie深度互动策略速度可控、各短片配有小测验个性差异(chy)策略提供扩展，能调动图表、故事例：对话(duhu)风格与BrainPOPwww.BrainPOP.com例:摄影微课程共三十五页注意力保持(bo

7、ch)与微课程设计注意力的保持时间通常在10分钟左右注意力保持的大致比例（图）微课程及其时长依据时长通常在10分钟以内(y ni)，有明确教学目标、集中说明一个问题。微课程教学设计的启示教学活动符合注意力保持规律运用梅耶多媒体教学原则标准发音原则形象出镜原则互动性原则共三十五页2022/7/1612主要观点人的认知资源是有限的（主要表现在工作记忆容量上）认知超负荷将影响学习效果和效率图式和自动化可弥补认知超负荷对界面设计的启示提高对于学习内容(nirng)的关注度 运用一致的、单一的表征 消除冗余 提供样例 认知负荷(fh)与学习设计基于认知负荷理论的网络课程设计内在认知负荷按顺序和分块呈现课

8、程内容用渐减的方式呈现样例外在认知负荷适时呈现信息提供多样的学习方式课程内容应遵循临近呈现原则内容呈现应遵循多重表征原则课程界面应避免信息冗余关联认知负荷要注重提供样例的变式要求学习者适时归纳学习内容 开放教育研究,2009（2） 共三十五页2022/7/1613“学习(xux)金字塔”与教学方式在不同学习方式下学习，24小时后回忆(huy)信息的百分比 美国Bethel国家培训实验室对教学策略选择的启示共三十五页眼动仪实验目的： “三分屏”课件中教师形象的呈现方式对学生注意力分配、认知(rn zh)负荷和学习效果的影响。学习内容：“行为主义理论”自变量：教师形象（视频;动画;照片）+音频因变

9、量：注意力的分配、测验成绩、认知负荷实验结论学习者的注意力资源是有限的教师形象与学习效果没有明显相关内容动态比静态更容易受到关注对课件设计的启示案例(n l)： 三分屏课件的教师形象导论计算机发展与应用计算机辅助教育概述教育软件开发(张剑平等,2011)共三十五页多媒体认知理论指导下的 教学(jio xu)资源建设与应用多媒体认知及其设计原则虚实融合(rngh)环境下的学与教数字化资源的应用创新共三十五页学习环境的两重性 1.基于课堂内/外的 现实世界 2.基于网络/多媒体的 虚拟世界虚实融合环境的意义信息技术已经实现了真实情境的复制和虚拟化；在真实感和临场体验方面，真实情境与活动不可替代(t

10、di)；物联网支持下的虚实融合学习环境日益受到关注。学习环境(hunjng)的虚实融合共三十五页 历程(lchng)：实 - 虚 - 虚实结合单导线切割磁力线感生电流(n shn din li)实验例： 虚实融合的数字化探究实验共三十五页例:虚实(xsh)融合的数字化探究实验参见(cnjin)：共三十五页例:虚实融合(rngh)的机器人教育虚拟机器人迷宫(mgng)比赛 Microsoft Robotics Studio可视化编程界面图 虚拟的机器人足球赛 and 实体机器人共三十五页浙江省公益技术应用项目： 面向社区/校园的在线环境观测系统(xtng) 及其教育应用，浙江大学现代教育技术中心

11、，20112012例： 物联网在教育(jioy)中的应用共三十五页环境数据库环境数据库/科普资料库/数据分析模块/数据挖掘模块 研究性学习模块 协作学习模块/在线实验模块/在线演讲厅/在线竞技场借助该平台，可在科学(kxu)、社会、信息技术等课程中，利用实时的环境数据开展一系列环境教育相关主题的探究性、协作性的学习活动。CEIS系统 研究性学习(xux)平台CEISCampus Environment Information System共三十五页基于资源的学习环境（RBLE）构成要素资源（静态、动态）情境（外部指导式、学习者生成式、协商式)工具(搜索、处理、操作(cozu)、交流工具）支持机

12、制（概念、元认知、过程、策略支持）情境认知理论（SC）知识应当在真实情境中呈现学习需要社会性的交互和协作虚实融合情景下的学习活动设计环境要素(hun jn yo s)与情景认知共三十五页多媒体认知理论指导下的 教学(jio xu)资源建设与应用多媒体认知及其设计原则虚实融合环境下的学与教数字化资源(zyun)的应用创新共三十五页网络(wnglu)教育形态的发展MOOC：规模(gum)开放网络课程OCR：开放式课程资源OCR（2001）可汗学院（2009）视频公开课（2010）资源共享课（2011）MOOC（2012）共三十五页MOOC及其特征Massive Open Online Course

13、s：基本特征：一种课程模式一种生成(shn chn)式课程一种学习环境MOOC的三大平台edX（在线课程） UdaCity Coursera（课程时代）MOOC及其平台(pngti) 基本功能：分段式观看教学视频、阶段性小测验、即时网上辅导反馈、网上提交和批改作业、网上社区讨论、虚拟实验室等共三十五页XMOOC及其学习(xux)模式理论(lln)基础：行为主义（Behaviorism）学习观例：Coursera、edX 平台上的课程共三十五页CMOOC及其学习(xux)模式理论基础：连通主义(zhy)（Connectivsim）学习观 例：首门cMOOC课程 G.Siemens & S.Dow

14、nes CCK08:Connectivism and Connective Knowledge 2008共三十五页专项课程（Specialization）2014.1，Coursera高调推出新的MOOC收费项目“专项课程”，它提供(tgng)一组系列课程，并通过“毕业设计”（Capstone Project）展现运用知识的能力。Specialization能否帮助MOOC撬动教育市场？SPOC课程(Small Private Online Course)Small：学生规模几十人到几百人；private：对学生设置限制性准入条件；与MOOC一样免费。2013年9月，哈佛大学等名校推出的SPO

15、C课程实验开始进入媒体和公众的视野并引发激烈反响。（例：“版权法”课程）SPOC是传统在线课程的回归？MOOC的发展(fzhn)共三十五页要从多角度理解教学创新教学模式的变革是核心(hxn)案例：翻转课堂（Flipped Classroom）知识传授过程放在教室外知识内化过程放在教室内可汗学院(Khan Academy)用电子黑板系统记录教或学的过程便捷、低成本，每段视频约十分钟面向个性化学习 实例：三角函数 基于开放资源(zyun)的教学创新教学观念创新教学目标创新教学内容创新教学形式创新教学方法创新教学技术创新教学模式创新教学管理创新教学评价创新共三十五页课程案例(n l)浙江大学的“信息

16、技术与教学”/mooc例:在线资源利用的混合(hnh)模式基于视频交互的实时教学 线下线上一体化的混合式教学方式（浙大、上海交大、华南理工、西北工大等5校同步教学）共三十五页重视教学资源的建设成功要素：定位清晰、优质内容、活力成长重视开放教育资源的应用混合教学模式的实施教学模式的多元并存(bn cn)重视大数据的利用MOOC是一个发展的概念充分利用学习分析技术基于开放(kifng)资源的教学创新 在线学习有三样东西至关重要：涵盖内容的材料质量，教师的投入度，以及与学生的互动程度。 伊利诺伊大学在线学习、研究和服务中心主任Ray Schroeder共三十五页推动信息技术与高等教育深度融合人人可享

17、有优质教育资源的信息化学习环境教学(jio xu)信息化金字塔优质数字教育资源建设与共享指导思想： 国家教育信息化十年(sh nin)发展规划（2011-2020）混合式教学模式线上/下、课内/外 共建共享教学资源MOOC、SPOC、微课程 有效运用教学环境智慧教室、电子白板、教学应答器 共三十五页谢 谢 关 注浙江大学(zh jin d xu)教育技术研究所 张剑平多媒体认知理论指导(zhdo)下的数字化资源建设与应用共三十五页基本(jbn)情况：博士/ 教授/ 博导浙江大学现代教育技术中心主任教育学院教育技术研究所所长享受国务院政府特殊津贴研究方向： 数字化学习、智能教学系统、信息技术教育学术兼职：全国教育科学规划领导小组学科专家教育部职业院校信息化教学指导委员会委员中国教育技术协会信息技术教育专委会常务副主任浙江省高校教育技术协会理事长 张剑平共三十五