毛根海 毛欣煒 邵衛云 張燕
（浙江大學(xué)）
The Design and Optimum of Internet Course Based on Cognitive Flexibility Theory
[摘要]：本文以認知靈活性理論為指導，闡述了如何進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )課程的教學(xué)設計與優(yōu)化。同時(shí)結合《工程流體力學(xué)網(wǎng)絡(luò )課程》的開(kāi)發(fā)，從學(xué)習內容、教學(xué)安排、學(xué)習情境、學(xué)習資源等方面探討了網(wǎng)絡(luò )課程的設計與認知靈活性理論在課程中的實(shí)現。本文還提出了約束條件下網(wǎng)絡(luò )課程的系統優(yōu)化問(wèn)題。
[關(guān)鍵詞]：認知靈活性理論 網(wǎng)絡(luò )課程 教學(xué)設計 系統優(yōu)化
一、引言
從略。
二、認知靈活性理論的概述
從略。
三、基于認知靈活性理論（CFT）的網(wǎng)絡(luò )課程設計
網(wǎng)絡(luò )課程可分教案型（如基于PowerPoint程序）和自學(xué)型（如基于WEB超文本的ICAI程序），包括《工程流體力學(xué)網(wǎng)絡(luò )課程》在內的絕大部分網(wǎng)絡(luò )課程都屬于自學(xué)型一類(lèi)。自學(xué)型網(wǎng)絡(luò )課程的系統設計能否與學(xué)生的認知規律相符是其成敗的關(guān)鍵。
1、 學(xué)習內容設計
教學(xué)內容大多根據相應學(xué)科教學(xué)基本要求作規范設計，其設計策略，除注重常規要領(lǐng)，如合理的深度廣度、易學(xué)的邏輯體系、推陳出新的時(shí)代特征、完整與系統的知識結構等內容外，運用CFT的知識結構說(shuō)及學(xué)習層級說(shuō)理念于教學(xué)內容設計中，也是有一定指導意義的。
按照CFT學(xué)習理論，在教學(xué)內容設計中，對于以結構良好為主的教學(xué)內容，應當包括大量練習、反饋交互等內容。這樣可讓學(xué)生在處于缺少可以直接遷移的關(guān)于某領(lǐng)域知識的情況下、理解多靠簡(jiǎn)單的字面編碼（literal coding）的初級學(xué)習階段，獲得足夠資源，參與大量的通過(guò)練習和反饋而熟練掌握知識的活動(dòng)過(guò)程。同樣地，對于結構不良的教學(xué)內容，此時(shí)學(xué)習過(guò)程多處于高級知識的獲得階段，所涉及問(wèn)題也更加復雜和豐富。這個(gè)階段學(xué)習核心在于知識意義上與知識運用上的建構。因此，其教學(xué)內容設計應包含較多的工程實(shí)例、例題和大量的習題、思考題等，使學(xué)生在學(xué)習過(guò)程中對于信息的意義的建構，可以從不同情景、不同角度獲得不同方面的理解。
2、 教學(xué)設計
CFT強調學(xué)習方法靈活性及其與情境的適應性，它認為無(wú)論是自上而下還是自下而上，或是從知識網(wǎng)絡(luò )結構中的某一部分入手的教學(xué)設計，都必須適應一定的教學(xué)目的，根據具體的教學(xué)目的和條件而靈活確定。
3、 網(wǎng)絡(luò )課程情境設計
CFT提倡學(xué)生需在真實(shí)的情境下學(xué)習。網(wǎng)絡(luò )情境設計是為學(xué)生提供一個(gè)完整、真實(shí)的問(wèn)題情境，使學(xué)習者產(chǎn)生求知內化需求，驅動(dòng)學(xué)習者進(jìn)行自主學(xué)習，從而達到主動(dòng)建構知識意義的目的。情境設計應包括抽象知識的背景情境、社會(huì )與工程實(shí)際應用情境，還應包括專(zhuān)家解決問(wèn)題的探索情境。CFT主張，為發(fā)展學(xué)習者認知靈活性，形成對知識的多角度理解，應把知識學(xué)習與多種情境聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)多次進(jìn)入重新安排的情境，使學(xué)習者形成背景性經(jīng)驗，從而掌握知識的復雜性及相關(guān)性，在情境中形成知識意義的多方面建構。
在網(wǎng)絡(luò )課程情境設計時(shí)，一方面可以多運用多媒體動(dòng)畫(huà)等虛擬現實(shí)和錄像等真實(shí)情境，使"身臨其境"的學(xué)習成為可能；另一方面，要多運用超文本特點(diǎn)，注意設計知識的引導和銜接，幫助學(xué)生發(fā)現概念間的相互關(guān)系。
4、 評價(jià)反饋設計
從略。
5、 網(wǎng)絡(luò )課程設計優(yōu)化
提出網(wǎng)絡(luò )課程設計優(yōu)化，緣于網(wǎng)絡(luò )設計中易出現的以下幾種偏向：
（1）忽視網(wǎng)絡(luò )學(xué)習的認識規律，機械地把教材搬到網(wǎng)上；（2）網(wǎng)絡(luò )課程內容設計上廣而雜，缺乏針對性，置學(xué)習者時(shí)限而不顧，低效消耗學(xué)習者時(shí)間；（3）在教學(xué)資源收集上，忽視了"寧缺勿濫"的原則，陷入"多多益善"的誤區；(4)對多媒體各種特性的發(fā)揮，僅以花樣翻新或計算機技術(shù)難度來(lái)評定優(yōu)劣。
網(wǎng)絡(luò )課程的優(yōu)化，目的是在特定約束條件下開(kāi)發(fā)出教學(xué)效果最優(yōu)的精品。每門(mén)網(wǎng)絡(luò )課程，都應當有特定的面向對象、特定的教學(xué)目標、有限的教學(xué)或自習學(xué)時(shí)，極端建構主義往往忽視這些特定條件，造成脫離實(shí)際，缺乏可行性。網(wǎng)絡(luò )課程的簡(jiǎn)單與復雜程度，應重在準確、簡(jiǎn)捷和恰到好處的教學(xué)實(shí)用性，以便讓學(xué)生在有限的網(wǎng)絡(luò )學(xué)時(shí)中能高效率的完成指定教學(xué)目標的學(xué)習。
四、基于CFT《工程流體力學(xué)網(wǎng)絡(luò )課程》的開(kāi)發(fā)實(shí)踐
1、《工程流體力學(xué)網(wǎng)絡(luò )課程》的學(xué)習內容與教學(xué)設計教學(xué)設計采取以自上而下統攬全局，以自下而上漸進(jìn)教學(xué)的靈活性策略。通過(guò)課程導論或緒論形式，預先提出本課程需解決的問(wèn)題以及概述解決這些問(wèn)題的各種方法，并將課程的教學(xué)目的、教學(xué)基本要求等文件內容附于網(wǎng)絡(luò )課程資源中，并使之在課程學(xué)習之初就完整地交付于學(xué)生，然后再引導學(xué)生按課程的知識體系從基層到高層，從簡(jiǎn)單到復雜地順序漸進(jìn)學(xué)習，這對學(xué)生的自學(xué)是十分有效的。筆者認為這是一種目前較好的網(wǎng)絡(luò )課程教學(xué)設計方案。
這樣的學(xué)習內容安排和教學(xué)設計，有利于學(xué)生自主學(xué)習，并有利于學(xué)生在一定學(xué)時(shí)限制下的建構能力的培養。
2、《工程流體力學(xué)網(wǎng)絡(luò )課程》的學(xué)習情境設計
本課程抽象的概念常令學(xué)習者生畏，這些基礎知識的情境設計，是本課程的一大難點(diǎn)，并在實(shí)現以后成為課程的一大特色。為此，我們設計并制作了原創(chuàng )動(dòng)畫(huà)23個(gè)。這些動(dòng)畫(huà)生動(dòng)形象，它包含抽象知識的背景情境、抽象過(guò)程的邏輯情境和面向應用對象的工程情境等。有的內容，如壓力體概念，還采取多角度情境動(dòng)畫(huà)，展示了多次進(jìn)入重新安排的情境。其學(xué)習效果表現之一是學(xué)習者在學(xué)習中由原先的望而生畏轉變?yōu)榕d趣盎然。
工程應用類(lèi)知識的情境化主要通過(guò)錄像來(lái)實(shí)現。在本課程中，我們加載了教學(xué)錄像片段達85項，其中自編自導、由校電教中心攝制的有40多項。錄像效果比虛擬現實(shí)更加實(shí)際。筆者認為，這是網(wǎng)絡(luò )課程應當首選的情境表現手段。
3、《工程流體力學(xué)網(wǎng)絡(luò )課程》所提供的學(xué)習資源與學(xué)習環(huán)境
考慮該網(wǎng)絡(luò )課程教學(xué)對象、學(xué)分、學(xué)時(shí)、工程面向等特定約束條件下的優(yōu)化效果，對網(wǎng)絡(luò )課程自帶的學(xué)習資源作了一定優(yōu)選限制?，F所附帶的學(xué)習資源有：素材庫、例題庫、作業(yè)與考試題庫、在線(xiàn)練習庫、教學(xué)指導文檔庫。為了提供拓展學(xué)習所需的更多資源，還特在筆者自建的網(wǎng)站（www.fluid.net.cn力學(xué)基地）上，建立了工程流體力學(xué)資源專(zhuān)欄，計有：在線(xiàn)計算ICAI練習庫、求解器庫、多媒體電子辭典（自開(kāi)發(fā)、將上載）、論文庫（將上載）。
4、《工程流體力學(xué)網(wǎng)絡(luò )課程》的在線(xiàn)測試評估系統
測試評估系統主要分概念型為主的認知測試和工程應用計算型為主的建構能力測試兩類(lèi)。
認知測試以強化訓練為手段，遵循學(xué)習--測試--發(fā)現問(wèn)題--深入學(xué)習的認知過(guò)程。測試題部分穿插在每章節之中，部分集中在"在線(xiàn)練習"資源庫中。建構能力測試針對工程計算問(wèn)題，測試學(xué)生解決工程問(wèn)題的力學(xué)建模能力。由于流體力學(xué)計算問(wèn)題十分復雜，且無(wú)統一的標準可資評判，一般只能通過(guò)教師批閱的方式對題解進(jìn)行分步評判或整體評判。為了能夠讓計算機系統替代教師對計算機建模做出評判，我們已組織人員進(jìn)行了攻關(guān)，并已在單機上獲得突破，在網(wǎng)絡(luò )上也已初步實(shí)現?，F作為本課程測試評估系統的一個(gè)特色內容，以《在線(xiàn)練習ICAI》資源庫的形式鏈接于"力學(xué)基地"網(wǎng)站上。但是，要真正做到智能化在線(xiàn)測試與評價(jià)學(xué)習者的建構能力，對于力學(xué)類(lèi)課程來(lái)說(shuō)還有許多問(wèn)題需要研究、解決。
