在线教学资源开发模型的构建与应用

孙 艳 顾维彬 王 冠

《中国教育现代化2035》于2019年2月由中共中央、国务院印发，该政策明确提出要在信息化时代加快教育变革。[1]2020年1月新冠疫情大规模暴发，因受疫情影响，全国各级各类院校均启动了在线教学，信息技术手段为其提供了基础保障，使得在线教学飞速发展。优秀的在线教学资源整合了文字、声像等要素，可以刺激学习者的多种感官，使繁杂的知识更为形象、直观，从而提高学习者对学习的热情，[2]良好的在线教学资源是在线教学质量的重要保障。随着时代发展，人们的社会需求由单纯实用的功能性需求转变为精神文化层面的情感性需求，学生对教育的需求也由传道授业解惑向思想情感沟通转变，当今教学实践呼唤情感层面的关注。[3]因此，将情感因素纳入在线教学资源设计就变得尤为重要。

通过对各平台在线教学资源进行分析比较发现，在线教学资源质量参差不齐，总结现有资源存在以下缺点：(1)缺少先进的教育理论指导；[4](2)重开发技术，轻学习者学习体验；[5](3)教学资源类型以演示为主，忽略互动性资源建设。[6]产生以上问题的根本原因在于：资源开发过程中，缺少科学、合理的在线教学资源开发模型作为参考依据。本文依据Moreno提出的“多媒体学习的认知-情绪理论”(Cognitive Affective Theory of Learning with Media，CATLM)，构建在线教学资源开发模型，从资源开发角度解决在线教学资源现存的若干问题。

一、文献综述

情绪是指个体对世界的评价，是与具体刺激相互影响的反应。情绪设计是指对学习环境和学习材料中可能影响学习者情绪的因素进行控制和设计。[7]人类工程学家致力于将情绪设计融入日常生活的产品设计之中，而教育产品作为其特殊部分，更值得进一步优化。

随着对学习资源情绪设计的深入研究，沃尔夫森等人发现黄色、橘色等暖色调[8-9]和多里斯蒙德等人发现圆形娃娃笑脸[10-11]一类的视觉元素可以使学习者产生积极的内在情绪。[12]杨红云等人利用元分析方法，对近20年国内外发表的有关情绪设计对学习影响的31项实验与准实验研究进行梳理和量化分析。该实验表明，积极的情绪设计对学生学习和情感-意志动力水平均产生了促进作用。情绪设计能激发学习者的积极情绪，增强其学习的内在驱动力，提升其保持、接受和迁移能力，促进其更加主动地投入学习。[13]龚少英等人指出，在多媒体教学平台中，对学习材料进行内部层积极情绪设计可以提升学习者的学习兴趣、激发其学习动机、降低其认知难度、促进其对知识的理解与整合，进行行为层积极情绪设计更能激发学习者的主动情感。[14]也有研究表明，将情绪设计的内部层面与行为层面相结合，有助于改善学习者的心理迁移成绩。[15]

综上所述，积极情绪对学习效果有正向作用，教学设计者可以对在线教学资源进行情绪性设计，调动学习者的积极情绪，从而激发其学习动机、心理努力程度及学习成绩。[16-17]据此，本研究基于CATLM理论所提出的在线教学资源开发模型，将会为学习者提供更优质的教学资源，实现学习效果最优化。

二、多媒体学习的认知-情绪理论

在线教学可以利用多种媒体组合的形式，优化学习者的认知过程。有些理论对多媒体学习的研究产生了重要影响，如认知负荷理论(Cognitive Load Theory，CLT)、多媒体学习认知理论(Cognitive Theory of Multimedia Learning，CTML)。但这些传统的多媒体学习理论更多地注重学习者的认知能力，在多媒体学习和教学过程中，情绪往往被忽视。[18]而教学过程中的信息加工与处理步骤往往既是认知的又是情绪的，所以两者具有相互联系性。据此，Moreno在CTML基础上，提出CATLM理论。CATLM理论认为，由学习活动自身引发的积极情绪可以促进学习者的情感动机状态，从而触发更深层次的认知加工过程并改善学习效果。即情绪对学习效果的影响取决于学习过程中情绪因素对学习者认知资源投入的作用方式。该理论强调多媒体学习过程中情绪等因素的重要作用不可忽视，整体过程如图1所示。

图1 多媒体学习的认知-情绪理论(Moreno，2006)

在该理论基础上，Moreno认为，运用多媒体学习材料进行情绪设计具有两方面的作用：一是认知作用，它能促进学习者对学习材料的认知加工；二是情感作用，它能影响学习者对学习材料的情感、态度和动机。[19]因此，在学习过程中，不仅要关注学习者的认知加工过程，还应对学习材料进行视觉处理以影响学习者的情感和内在驱动力，从而综合考察对学习效果的作用。

三、在线教学资源开发模型的构建

开发模型的构建以提升在线教学资源的应用价值为核心，在“激发积极情绪”和“优化学习效果”的价值取向及多媒体学习的认知-情绪理论指导下，本研究依据文献综述与调查研究构建出基于CATLM理论的在线教学资源开发模型，并对其特点进行分析。

(一) 模型构建

在线教育致力于为师生提供恰当的教学资源服务，以保证教学活动顺利展开。该模型以选题、设计、制作、评价四阶段为开发流程，从内部层、行为层和反思层三个维度进行情绪设计，构成“四阶段、三维度”的在线教学资源开发模型，如图2所示。

图2 在线教学资源开发模型

(1) 选题：选题对在线教学资源的开发具有重要导向作用。选用教学活动中需要帮助理解与创造环境的教学内容，按学习对象特征进行可行性与需求分析，从而确定选题内容。

(2) 设计：教学设计是关键环节，也是教学思想最直接、具体的表现。情绪设计与教学设计为类属关系，它既具备教学设计的本质特征，又纳入情感因素，使基于情绪设计的教学资源也具有其特殊性。[20]通过对在线教学资源进行内部层、行为层及反思层三个维度的情绪设计，作用于学习者视觉通道(Visual Channel)、工作记忆(Working Memory)和长时记忆(Long-term Memory)，促使其产生积极情绪，提升学习效果。

内部层：该模型视觉通道即情绪设计的内部层，通过对在线教学资源进行视觉积极因素设计，采用彩色和拟人化的画面设计元素，引发直接、强大的无意识和潜意识的反应，给学习者以赏心悦目的感官刺激，从而使其产生即刻情绪反应以作用于学习效果。

行为层：在学习行为发生时，工作记忆用于整合、组织、提取新信息，但工作记忆容量有限且存储时间较短。可通过合理的行为层情绪设计，降低其外在认知负荷(Extraneous Cognitive Load)，维持学习兴趣从而达到提高工作记忆效率、优化学习效果的目的。

反思层：学习者反思层的情感体验主要源于其思考活动，需要对反思活动进行合理设计。CATLM理论指出，情绪上的科学设计在激发学习者积极情绪的同时，可以促进其对知识的长时记忆。长时记忆的信息主要来自工作记忆阶段信息加工的内容，即经过学习者反思活动而存储的信息。教学目标是学习者在长时记忆中知识积累，通过增加合理的习题测试，使学习者产生积极反思活动从而增加其相关认知负荷(Germane Cognitive Load)，以提高学习者的长时记忆和学习效率。反思层的活动与内部层、行为层情绪设计有着密切关系。

(3) 制作：在完成选题及设计基础上，将纸质版教学资源转变为在线教学资源。由于在线教学资源类型的多样化，首先需进行教学资源的素材准备，对不同类型的素材做收集与处理，然后运用各类软件进行开发与制作。

(4) 评价：将开发的在线教学资源运用到实践教学中并进行评价。运用认知负荷量表、积极情感量表及学科测试卷对学习者认知负荷、情绪状态水平及学习效果进行评价。评价结论作用于选题、设计、制作各步骤的优化，以期开发出学习效果更为优良的在线学习资源，且该评价可作为验证模型有效性的参考依据。

(二) 模型特点分析

依据情绪设计因素及在线教学资源开发流程，本研究从学习者、教育者与开发者、资源设计三方面总结该模型具有一个中心、两种参考、三重刺激的特点。

1． 一个中心

在线学习资源开发常以教师为中心，而非以学习者为中心，资源开发目的更偏向于满足开发者的动机需求，而非学习者的学习需求。一个中心即以学习者为中心，采用先进教育理论CATLM指导模型构建，使其更客观、合理的指导资源开发。该模型指导下的在线学习资源，从学习者角度出发，围绕学习者情绪进行教学设计，更多考虑对学习者情绪及兴趣的激发，使学习者成为自己的管理者，积极投入到课堂活动中。

2． 两种参考

从教育者角度出发，该模型将为教育者提供教学评价的新参考依据。评价是日常教学中不可缺少的重要环节，是教育者了解教学过程、提高教学质量的重要手段。依据在线教学资源开发模型，将情绪设计融入资源开发过程中，教育者可以将能否激发学习者积极情绪作为新的评价因素，从而为教学评价提供新的参考依据。

从开发者角度出发，可为其提供资源开发的参考依据。在线教学资源的来源途径与呈现方式日趋多样化，体现了现代教学理念下对教学资源及其结构的重新理解。[21]资源开发者可针对不同资源类型，使用不同的开发软件进行制作，在画面元素、交互行为等的设计上均可将该模型作为开发的参考依据。

3． 三重刺激

依据人脑的信息加工特点，学习者能够感受到的情绪可以分成三个维度：内部层、行为层及反思层情感。这三个维度往往是互相影响、互相作用的。从在线教学资源开发角度出发，该模型依据学习内容的特点，对能够引发积极情绪的元素进行内部层、行为层及反思层三个维度的科学、合理的编排，使其产生三重刺激以作用于学习者的情绪体验并进一步影响学习效果。

四、开发案例

案例的开发由多媒体学习的认知-情绪理论指导，首先简单介绍案例，确定设计流程；其次分析需求和可行性，确保顺利开发；再次设计具体案例，完善案例实施；最后制作与评价，总结案例效果。

(一) 案例简介

选取人教版新起点小学英语二年级下册Unit2“weather”作为教学内容，利用情绪设计的在线学习资源开发模型对“weather”的目标、内容、界面、活动等进行开发设计，完成在线教学视频的制作，最终应用于在线实践教学中。其主要流程为：选题—设计—制作—评价，整体设计如图3所示。

图3 “weather”在线教学视频整体设计

(二) 需求和可行性分析

首先，需求分析。小学阶段学习者的主要活动是由游戏向学习过渡，在学习活动中经常会产生由成功或失败而引发的强烈情绪体验。其注意力是不稳定的，而且往往与兴趣紧密相连。生动、具体、新颖的事物，更易引起其兴趣和注意，而对于较为抽象的概念、定理，则无法吸引其注意，因而不易长时间地集中注意力。[22]针对该阶段学习者的特征，开发基于情绪设计的在线教学视频“weather”，因其趣味性与互动性更易满足学习者的学习习惯与特征，吸引其注意力以更好地投入学习。

其次，可行性分析。小学阶段的学习者在情绪认知能力方面的发展是平缓且渐进的。进入小学阶段后，能够准确识别各种基本表情，对基本情绪的认知已达到稳定及完善的水平，已拥有自我评价情绪状态与认知负荷的能力。因此基于情绪设计的在线教学视频，由于画面层次更丰富、更人性化的交互设计能吸引其注意力，调动其积极情绪，从而推进学习效果正向化。

(三) “Weather”具体设计

首先，内部层设计。在学习内容分析、教学目标、教学重难点等设定基础之上，针对教学视频画面进行视觉情绪设计。主要教学内容有单词sun、wind、cloud、rain、snow，以及如何用英语回答天气。经研究分析，确定进行彩色、拟人化的素材为以上5个单词及字母Y。在此基础上进行素材的收集与制作，并进行科学、合理的编排，使其有效地作用于教学之中，效果如图4所示。

图4 “weather”在线教学视频整体效果

其次，行为层设计。在新课导入及讲授过程中，学习者进行新信息的接收和处理，也就是学习行为的发生。通过在线交互设计可以时刻保持学习者的好奇心，激发其学习兴趣，如图4所示。将编辑完成的视频“weather”分为9段，在播放完第一段视频后会出现交互界面，A“不会这个知识点”，B“学会这个知识点了”，选择A选项的学习者会重复播放上一段知识点视频，选择B选项的学习者则会进入下个知识点的学习。每个知识点讲授完毕后均会出现该交互界面，以时刻保持学习者的学习兴趣。

再次，反思层设计。复习巩固及作业小结是指在学习行为完成之后所进行的反思活动，即进行反思层情绪设计，从而达到对信息的长期记忆。在“weather”中，通过增加合理的习题测试环节，例如，将太阳及风翻译成英文，使得学习者能够产生积极的反思活动，从而提高其学习效果。

(四) 制作与评价

对于录制的旁白使用Audition软件进行修音与剪辑，对于需要绘制与处理的图片使用Photoshop软件进行编辑，最后使用Premiere软件对所有加工处理完成的素材进行整合编排，按知识点分布输出9段视频。借助Bilibili平台，将生成视频进行逻辑树编辑，实现交互功能的制作，并将完整的在线教学视频发布于该平台。将该在线教学资源运用到教学实践中，得到了学生们的广泛认可。对学习者的学习情绪、认知负荷及学习效果进行评测，将得出的评价结论作用于各步骤的优化过程。

随着在线教学的普及，在线教学资源情绪化设计具有广泛应用空间。学习过程不仅仅是学习者吸取知识的过程，更是一个学习者享受学习乐趣的过程。因此，在线教学资源在设计与开发时，既要注重学习者对知识与技能、过程与方法的掌握，亦要重视其对情感的体验。针对现有在线教学资源存在的诸多问题，本文基于CATLM理论，构建在线教学资源开发模型，运用先进、科学的教育理念，设计开发出更为优质的教学资源，使学习者在学习过程中拥有良好的情绪体验，从而激发其学习动机，最终取得良好的学习效果。该模型的提出将为在线教学资源的设计与开发提供很好的参考和依据。但本研究尚有不足之处，对学习资源的内部层情绪设计局限于视觉情绪应用，未涉及听觉、触觉等其他感官刺激。这将是未来的工作中需要进一步完善及加强的研究重点。在今后的情绪设计研究中，仍需进一步完善基于情绪设计的在线教学资源开发模型，丰富拓展其开发与应用的实践领域。