在线课程的内容设计

在线课程的内容设计，其宗旨是在保障核心的学习内容质量的基础上，结合远程教学的特点，对在线课程内容呈现的要素进行分析，从而指导设计适合不同层级、各个类型内容要素内在联系的组织结构，对于特定的学习内容，设计其表现方式和呈现时机、效果。

内容设计在MOOCs课程设计中是一个重要的环节，本书中的内容设计主要是课程学习内容的选择、学习活动的设计、学习媒体的组合。本节主要从微课和增强现实这两个较为高效和创新的学习形态出发，探究如何更好地将微课和增强现实融入MOOCs课程中，有效地提升MOOCs课程质量，给学习者更好的学习体验。

3.3.1 微课

近年来，“微课”因其时间短、针对性强、高效、灵活等特点而成为新的一种学习形态并受到教育界的极大关注，微课的出现丰富了终身教育的学习形态。当然，微课也是MOOCs课程的重要组成部分，其往往有时间短、内容完整、教学目标明确、能够说明问题的特点。

1.微课概述

在很多关于“微课”的研究文献中，“微课”的提法不止一种，常见的有“微视频（micro video）”和“微课程（Micro-lecture）”。对于当下热议的“微课”，现在国内普遍认可的是在可汗学院（Khan Academy）兴起之后开始流行起来。2006年，萨尔曼·可汗推出了可汗学院（Khan Academy），他所录制的课程视频一时风靡美国基础教育领域，并向世界各国蔓延。可汗学院的成功使得“微课”的研究与发展得到了极大的推进。在可汗学院中，记录教师给学生讲授课程内容的一段10分钟以内的“微视频”被称为“微课”。黎加厚教授（2013）认为“微课”是来源于反转课堂下的一个概念，“微视频”需要与学习单元、学生的学习活动流程等结合起来，才是一个完整的“微课程”。因此他在《微课的含义与发展》一文中对微课的定义如下：“在教师培训翻转课堂的项目中，根据教学论的系统观，我们给‘微课’（或者称为‘微课程’）的定义是：‘微课程’是指时间在10分钟以内、有明确的教学目标、内容短小、集中说明一个问题的小课程。”而对于“微课程”提出，也有学者（梁乐明等，2013）认为，当下热议的“微课程”概念是2008年由美国新墨西哥州圣胡安学院的高级教学设计师、学院在线服务经理David Penrose提出的（Shieh，2009；关中客，2011）。因此从以上“微课”的概念可以看出，“微课程”可以视为在“微课发展中”对于“微视频”的补充与完善。

在微课发展的同时，微型学习基于新的媒介生态环境应运而生，适应了学习者呼唤更丰富的非正式学习体验的需求（祝智庭等，2008）。“微型学习”这一概念于2004年提出。通过近些年与此概念相关的理论和实践研究的广泛深入，这一提法已得到广泛的认可，对其内涵也有了较为一致的共识。奥地利学习研究专家林德纳（Lindner）将微型学习表述为一种指向存在于新媒介生态系统中、基于微型内容和微型媒体的新型学习。另一位欧洲学者布鲁克（Bruck）在认同微型学习是一种在数字网络新媒体环境中的学习的同时，更加关注微型学习所指向的一种新型的知识组织结构。实际上，林德纳也注意到了微型学习概念背后蕴含的新的知识观，他也认为微型学习现象背后存在着“松散的分布式知识”“速溶知识”和“联通性知识”这些概念的身影。

综合以上文献分析，结合MOOCs的教学环境，本书认为“微课”是指以视频为主要载体，在较短的教学时间内（单个视频片段以5～10分钟最具代表性），针对某一主题进行针对性、优势性、趣味性、综合性教学授课活动的教学课件，是MOOCs课程设计的重要组成部分。“微课”的核心组成内容是课程教学视频（课例片段），同时还包含与该教学主题相关的教学设计、素材课程、教学反思、练习测试及学生反馈、教师点评等辅助性教学资源，它们以一定的组织关系和呈现方式共同“营造”了一个半结构化、主题式的资源单元应用“小环境”。微课在内容上针对性强，每个微课程仅针对1～2个知识关键点进行详解，知识的组成基本单位由段变为点，实现了个性化按需受教，需求满足的吻合度更高，极大地优化了MOOCs课程的设计。

当前很多MOOCs课程的设计过程中融入了微课的设计，微课从课程教学性质上来分，可以分为“理论知识型微课”和“技能操作型微课”两类，如表3-4所示。

表3-4 微课资源类型

（续表）

2.MOOCs环境下微课设计的综合模型：地点、技术、文化和满意度（LTCS）

通过国内外微课的研究和发展情况，借鉴移动学习资源的研究，结合MOOCs的教学环境，本书设计了MOOCs环境下微课设计的综合模型。该模型可以用来构建微课，也可以让学习者用来设计或改编微课。模型的提出是基于Keller's（1983） ARCS model and Shih's（Shih & Mills，2007）移动学习模型。通过整合现有的教学模型和理论，并在一定程度上拓展该模型，使它支持微课学习。教学设计者可以使用这个方法，把多种学科的教育工作整合到启发式设计模型中，使微课学习的教学能力最优化。

图3-4显示了面向终身学习的微课设计的综合模型。为了确保学习者的高满意度，微课设计的综合模型需要考虑地点、技术（学习平台、设备和设计方法等）以及文化。其中技术部分包括三个方面：教学设计、技术设计和可用性设计。

图3-4 微课设计的综合模型：地点、技术、文化和满意度

1）学习场所

学习场所是指终身学习下学生学习的特定地点。终身学习者的学习场所可能包括正式的场合，如学习中心；或非正式的场合，包括低噪音场所（家、办公室、星巴克）和高噪音场所（街上、机场、地铁、公交）。学习者所在的学习环境决定着学习内容的设计。相对公共场合而言，正式环境里的学习内容可以时间较长。而在有显著噪声的地方进行学习，微课学习材料需要控制在5分钟内（包括说明），并考虑音频功能的不可用性以及考虑色彩方案和在不同的灯光下的显示情况。

2）技术

在LTCS模型中，技术有一个广泛的定义，不仅包括常规技术（如电脑、设备、网络和学习平台），还包括教学技术（如教学方法和学习方法）。学习者的学习内容可以从正式环境（学习中心、教室等）或非正式环境（网站或在线资源）中获取。同时鼓励他们把学习资料上传到学习管理系统中或者社会网络站点中，在那可以收到来自老师、指导者以及同伴的反馈，进而确保整个微课系统能够适应不断变化的学生的需要或改正基本设计的不足之处。

3）文化

文化在我们的模型中是指全球化的电子学习和移动学习的跨文化的维度。文化对学习影响的研究（e.g.，Marinetti&Dunn，2002；Selinger，2004；Triandis，1995；Tylee，n.d.，Wang，2007）来源于Hofstede的《文化维度》中提到的五个文化变量，包括：权力距离指数（PDI）、个人主义（IDV）、男性气概（MAS）、不确定性回避（UA）和长期的定位（LTO）。我们发现，其中有三个属性最影响我们的学习，如表3-5所示。

表3-5 改编自Hofstede的文化结构和权力距离指数高低情况对比

3.综合模型下的微课设计原则及结构规范

1）微课设计原则

以LTCS模型为依据，从学习场所、文化、技术、用户满意度四个角度出发，对如何设计微课提出了如下具体设计原则，包括：①学习内容设计原则；②不同学习场所下的设计原则；③微课辅助支持设计原则；④学科定向原则。在提出这些设计原则的同时，我们希望LTCS模型可以帮助教学设计人员为学习者的学习需求选择教学媒体和技术的最佳组合。

（1）微课学习内容设计原则：体现学习内容的微型化。微课的学习内容是以知识点或者一个学习活动为主，每个微课程都是（比如一段视频）针对一个至两个知识点或一个活动。

➢采取微型片段式设计（每段在2～5分钟之间）。

➢最简组合原则：学习主题→话题→适合微型学习的课程片断（又称“学习对象”）。

➢ 媒体设计：多媒体的呈现形式最适合目前的选题：

· 背景：纯净、简单（最好纯色，背景色与字体颜色对比强烈）。

· 图片：主题性、统一性、整洁性。

· 色彩：与内容风格相符。

·文字：一个页面上不超过3种字体；一个页面上最多不超过30个字，要少而精，突出关键字；推荐使用字体：方正综艺体、黑体、方正粗宋简体等。

· 音乐：有趣的故事用轻盈欢快的音乐，感人的故事用节奏缓慢的音乐，引发思考的故事用清新淡雅的音乐。

表3-6 微课设计中常用的媒体及应用特点

（2）不同学习场所下的微课设计原则。学习者是在移动环境下进行学习。音量设计等要考虑不同的学习环境，比如嘈杂的街头、拥挤的地铁等。练习要简单快捷，不需要学习者长时间集中精力。

因此针对微学习的发生场所，我们通过考虑环境的吵闹与安静等来对于微学习环境进行分类并对各类场所提出了微课的设计原则。如表3-7，给出了学习者微型学习下的四种典型场所及其设计原则。

表3-7 学习场所及其微课设计

不同的设计类型是基于学习风格理论的，例如视觉、听觉、触觉和动觉等（Dunn， Dunn，& Price，1978）。Reinert则将学习风格分为视觉、书面文字、声音以及感觉。教学设计者不仅要考虑环境因素，还应该考虑学习者的学习偏好，使用不同的设计元素以满足不同情况下不同学习者的学习偏好。

（3）微课辅助服务支持设计原则：注重交互性设计。微课设计者应该鼓励团队协作和互动学习。使用移动技术，教师可以提供有效的协作便携式设备，以支持微课学习中的创意。在这些微课设计中注重与学习者的互动，学习者可以将这些微课资源下载到自己的手机，然后外出时进行学习。与此同时，学习者也可以创建可共享的资源。

· 微型化课程设计的学习适合于短期活动，建议不要求精读学习内容和获得个性化的反馈。

· 考虑到学习活动中大量的讨论是关于课程后期和其他与内容无关的主题，教师应该考虑通过练习测试开展课程质量保证。微课的设计可以考虑讨论学生热衷的主题。

· 在微课学习当中，需要设计活动来促进学生之间以及课程与学生间的互动。

（4）专业定向设计原则。终身学习的课程专业定位中，需要具体考虑课程核心素材的性质，因此我们从终身学习的微课性质类别，即知识理论性质课程和技能操作性质课程的角度进行具体原则制定。

对于知识理论性质的微课，我们认为应采用以下几个原则，即适度分解原则、宽基础活模块原则和积极创新原则。其中“宽基础”指专业课程知识的传递载体要广泛提取专业课程的知识、当代社会生活经验、学习者的经验三个方面精华，将具有内在逻辑或价值关联的原有分类课程内容以及其他形式的课程内容整合在一起的；所谓的“活模块”指微课既可以作为常规课程又可以作为课程组件，辅助教学或精选基本知识供学生自主学习使用。

对于技能操作性质的微课，我们建议设计者应从实用性原则、学习者为中心原则以及多媒体认知原则等开展设计。

2）微课结构规范

微课的组成要素包括核心资源和辅助资源两部分，核心资源主要是指微视频，辅助资源包括教学设计、素材课程、教学反思、练习测试及学生反馈、教师点评等。基于此，我们提出了一种可操作的开放学习微课的结构，可供单独各学科课程中的微课研制所用，同时该结构也可用于开放学习在线课程各模块微课研制，见表3-8。

表3-8 微课结构

（续表）

3）微课可用性评估

微课是一种新型的学习课程形式，在终身学习领域，学习者以在线自主学习为主，课程学习时间短，更需要较为集中的注意力，因此，在这样的背景下，对于微课的设计要求较高，而微课设计效果的一个重要方面是基于微课的可用性评估来判断的。

可用性是体现微课质量的重要因素，可用性评估可以考察微课的效率、有效性和用户满意度。由于传统的可用性评估在实际应用中存在很多局限性，如很多测试方法都是建立在主试与被试的交互上，主试的言语、行为、表情甚至期望都会对被试及其活动产生影响。当存在多位主试时，就更难排除主试的影响。测试结果的客观性不高。因此在进行可用性评估时，眼动仪是常用的辅助工具之一。

当前的眼动仪多是运用红外线捕捉角膜和视网膜的反射原理，来记录用户的眼动轨迹、注视次数、注视时间等数据。因此我们建议可以利用眼动仪，采用视线追踪法对微课的可用性进行评估。视线追踪能够记录被试者视线在整个屏幕上的移动轨迹、注视时间和兴趣区等信息。

4）微课设计和评估案例

基于以上设计模型、原则和结构规范，我们实施了“3分钟认识MOOCs”微课设计案例。

本课程是为了开放学习下的那些希望了解MOOCs却又苦于没有时间了解MOOCs课程的教师们（在职学习者）而设计的普及性课程，时间长度仅为3分钟。本课程内容主要包括三部分，即MOOCs的概念和相关特点、MOOCs讲课技巧和录制方法以及MOOCs的课程构成。采用录屏软件录制PPT的方式，加上语音的讲解，运用简洁的画面及PPT技巧来表现教学内容。部分设计原则如下：

（1）内容设计。体现微型化，注重学习者多通道感官刺激，画面简洁，色彩搭配和谐一致，字体统一，在内容呈现上语言简短，且凸显关键字，音乐音效诙谐有趣，语速中等，能够使劳碌的教师们在轻松愉悦的状态下学习。课程在表现形式上采用大图+短片的组合形式，直观地表达课程内容，内容形象生动。见图3-5。

图3-5 “3分钟认识MOOCs”视频内容截图

（2）基于场所的设计。基于课程面向的学习者在非正式学习场所（地铁、公交）上使用智能手机、i Pad等手持设备进行碎片化学习的方式，该微课在存储格式上采用了图像清晰、质量较好、能适合大部分手机和多媒体工具的具有普遍性的MP4格式。

（3）基于技术的设计。学习者可以在无线网络状态下登录网络学习平台进行在线学习，或下载到手机、Pad中进行离线学习。

（4）基于专业课程定位的设计。本次课程属于理论知识性质类课程，遵循了专业课程定位原则，由于在本次微课中，涉及的知识较多（5个），因此需要对本微课的内容进行适度分解，在教学设计上使用了7个“你知道吗？”，将整个课程分解成七个知识点，加强学习对象的针对性，减轻教师学习负担，引导教师学习互动。见图3-6。

本节通过文献分析法总结了微课的相关概念及分类，整合了微课的研究及发展情况，借鉴移动学习资源的研究，结合MOOCs的教学环境，提出MOOCs环境下微课设计的综合模型——LTCS模型，并就该模型的场所、文化、技术以及满意度方面提出了微课的设计原则。在理论研究的基础上，实施了“3分钟认识MOOCs”微课设计案例的实践研究。微课作为终身教育的新的学习形式，具有良好的应用空间和发展潜力，将微课融入MOOCs的课程设计中，能更好地发挥微课的教学优势，提升MOOCs课程的质量，进而使终身学习者获得更好的学习体验。

图3-6 “3分钟认识MOOCs”视频“你知道吗？”截图

3.3.2 增强现实

近年来，随着智能手机、可穿戴设备的发展，让增强现实（Augmented Reality，简称AR）技术再次升温。大批基于增强现实的新应用如雨后春笋般涌现出来。增强现实在E-learning中的应用也逐渐丰富起来。增强现实技术因其强烈的沉浸感、交互性以及趣味性，可以弥补目前主流MOOCs教学模式所呈现的不足，是未来一个重要的研究方向。

增强现实技术是在虚拟现实技术的基础上发展起来的一项人机交互新技术，是虚拟技术（Virtual Reality，简称VR）的延伸，也被称作混合现实，它以真实的环境为基础，将虚拟三维模型动画、视频、文字、图片等数字信息实时地叠加显示到真实的场景中，以补充和扩展真实场景，在增强现实场景中，用户既可以感知真实的环境信息，也可以感知技术构造的虚拟信息，通过真实信息和虚拟信息的叠加，为用户提供超越现实的感官体验。与虚拟现实技术相比，增强现实技术对于硬件的要求更低，却能带给用户更好的感官体验，真实感更强，在各个应用领域受到广泛欢迎。

增强现实技术是融合了显示技术、人机交互技术、跟踪注册技术等多种技术的综合运用，为了实现虚拟对象和真实世界的无缝融合，增强现实系统需要获取位置及场景信息，经过大量的运算，从而实现虚拟对象在真实世界中的精准呈现，一个简单的增强现实系统的实现过程一般可以分为四个基本的步骤，如图3-7所示，即获取真实环境的场景图像，分析场景及相对位置信息，生成虚拟的对象，输出虚实融合的场景。增强现实技术应用的核心价值在于通过技术手段实现使用者在增强现实环境中的沉浸式体验。

图3-7 增强现实系统的基本流程

增强现实技术在虚拟现实技术的基础上发展而来。相较于虚拟现实技术能够创设沉浸性和可高度扩展的虚拟环境，增强现实技术在此基础上更进一步，能够带给用户更好的用户体验。增强现实具有虚实结合、实时交互和三维注册的特点。目前，增强现实技术在教育领域的应用模式主要有增强现实电子书、基于增强现实的移动学习、增强现实教育游戏等。

1.增强现实支持下的体验式学习活动

造成MOOCs教学中学习者参与度不高、课程完成率低，学习过程缺乏沉浸感、交互性以及趣味性等现象的重要原因之一就是学习者学习体验的缺失。增强现实技术因其强烈的沉浸感、交互性以及趣味性，可以弥补目前主流MOOCs教学模式的不足。增强现实技术支持下的学习活动与传统在线学习活动在活动场景、交互对象、活动形式、学习情境、学习方式、学习通道、学习评价方面都有所不同，具体分析如下：

1）活动场景

在传统的学习活动中，学习者在真实的空间环境中开展学习活动，比如在教室、图书馆、阅览室上课或者自习；又如到博物馆实地参观，近距离了解人文历史；去工厂实习，掌握机械的操作；等等，为学习者提供的是真实的学习空间。

而基于增强现实的学习活动中，增强现实技术能够进一步扩展物理学习环境，为学习者创设虚拟对象和真实世界融合的无缝学习空间，学习者能够在感知真实世界的同时，感知叠加在真实世界中的虚拟信息，这些虚拟信息通常以文字、图片、音频、视频等多种形式出现。在增强现实技术支持下的学习活动中，学习者实际是在这种虚拟对象和真实环境无缝融合的活动场景中开展学习的。

2）学习对象

在增强现实技术的支持下，学习者通过手势、语音等方式与虚拟的学习对象进行互动，获得即时的信息反馈或者虚拟对象的实时变化；而在传统的学习活动中，学习者学习的场所是在真实的物理环境中，他们和真实的学习对象发生交互，这里的学习对象通常是书本、实物模型、文字、图片等，是有形的实物。这是基于增强现实的学习活动与传统的学习活动一个较大的差别。

3）学习通道

增强现实技术的应用能够进一步拓宽学习通道，学习者可以通过视觉、听觉、触觉、运动觉等多通道来主动获取信息，支持了不同学习风格的学习者的高效学习。在目前常见的基于增强现实的学习活动中，视觉、听觉、触觉是常用的感官通道，通过虚拟对象的颜色、大小、三维立体的空间形态等给予学习者视觉刺激，通过声音反馈给予学习者听觉刺激或支持学习者的语音控制，通过手势对虚拟对象进行触觉控制等；而在传统的学习活动中，学习者学习时参与的感官通道相对单一，通常以视听为主。在增强现实技术的支持下，能够充分调动学习者各种感官通道参与学习，提供多样化的交互方式，促进学习者的主动学习。

4）学习方式

在学习方式上，增强现实技术支持下的学习是一种学习者自主探究的学习，在技术创设的多样化的学习情景中，学习者以主动探究方式去发现知识，解决问题，这实际上是一种基于过程的学习方式；而传统的学习活动中，在教师讲授或者图片、文字、课件、微视频等资源的支持下，学习者以接受的方式学习知识，是一种基于结果的学习方式。

5）学习反馈

在学习反馈方面，基于技术的优势，增强现实支持的活动场景能够为学习者提供实时的学习交互，交互信息通常以文字、图片或者声音等形式反馈给学习者，这种反馈是即时即刻的，学习者在真实的环境中和虚拟的对象进行实时的互动；而在传统的学习活动中，学习反馈会有一定的延时，比如面对面的课堂学习活动中教师回答学习者的提问，远程学习活动中教师解答学习者的问题，会因为实际情况出现或长或短的延时。所以在增强现实技术的支持下开展学习活动时，要充分利用增强现实技术实时交互的优势，为学习者提供即时有效的学习反馈。

我们将增强现实支持下的学习活动与传统学习活动进行了对比，结果如表3- 9所示。

表3-9 基于增强现实的学习活动与传统学习活动的对比

（续表）

如上所述，基于增强现实的技术优势，增强现实支持下的体验式学习活动有其自身的特点，为学习者提供虚实结合的活动场景，在真实世界中为学习者创设虚拟的学习对象，使感官通道参与学习，满足即时的互动反馈等，和传统的在线学习活动形式相比，能够激发学习者的学习热情，为学习者提供良好的学习体验。

2.基于增强现实的教学设计理论基础

1）情境学习理论

（1）情境学习理论核心内容。情境学习理论认为，学习不仅仅是一个个体性的意义建构的心理过程，更是一个社会性的、实践性的、以差异资源为中介的参与过程。知识的意义、学习者自身的意识与角色都是在学习者与学习情境的互动、学习者与学习者之间的互动过程生成的。

简而言之，情境学习理论认为学习在具体的情境中发生，强调使用环境跟学习环境的一致性。情境学习的两条学习原理：第一，在真实环境中呈现知识，把学与用结合起来，让学习者能够在实践中学习和思考；第二，通过互动和协作来进行学习。

（2）情境学习理论对增强现实在线活动设计的启示。在进行基于增强现实的体验式学习活动设计时，要发挥增强现实技术在创设学习情境方面的优势，模拟有意义的、真实的学习情境，这样的情境有利于学习者对新知识的意义建构，激发学习者的联想，唤醒学习者原有知识体系中与之相关的部分，从而完成知识的同化。

要合理地设计学习共同体，有效保证在学习过程中学习者与学习对象以及学习者之间的交互和协作。

2）活动理论

（1）活动理论核心内容。活动理论是交叉学科理论，其研究的基本内容是普遍存在于人类社会的各类活动。自20世纪20年代形成以来，经历三代发展已经形成了较完整的理论体系。第一代活动理论关注人的高级心理机能，产生了中介的观点，指出人类与客观环境的关系以制品（即社会文化意义、工具和符号等）为中介。第二代活动理论关注个体与群体之间的关系，将规则、共同体、分工三个社会要素加入到活动系统中，提出了活动的层次性。第三代活动理论针对活动系统中的各因素以及因素之间的层次结构进行了进一步的分析和完善。

图3-8 活动系统的结构

活动理论以活动系统为最基本的分析单元，它指出活动系统由主体、客体、共同体、工具、规则和劳动分工六个要素组成，其中前三者是活动系统的核心要素，后三者为次要要素，次要要素构成了核心成分间的联系，是核心成分间的桥梁。这六个要素并非独立的，而是持续地、动态地和系统中其他要素发生互动。这六个要素的关系如图3- 8所示。

主体是活动系统的主体，是活动的直接执行主体；客体是活动的直接导向，是主体意图改变或者影响的内容，在工具的支持下，客体会被主体转换成结果；共同体由若干客体的个体或者小组组成，是主体所在的群体；工具包括具体工具和抽象工具，是主体作用于客体的所有手段的集合；分工指共同体中任务的具体分配；规则是在活动中参与者需要遵守的统一约束。

（2）活动理论对增强现实在线学习活动设计的启示。活动理论为学习活动设计提供了框架的指导，基于本书的命题情境进行学习活动设计时，可结合增强现实的技术优势以及体验式学习活动的特点，参照学习活动理论对活动要素进行具体的分析设计，进而完成学习活动的设计。此外，活动理论强调工具的中介作用，这里的工具是宽泛的概念，也包括学习资源和环境，是指支持学习活动开展的一切条件，实质上，学习者基于中介工具来完成学习任务。活动理论还强调活动的层次结构，在进行学习活动设计时，从活动、行为、操作及其相互关系着手，对这些活动、行为及操作进行序列化的设计处理，从而保证学习流程的有序进行。

3）沉浸理论

（1）沉浸理论的核心内容。沉浸理论认为，挑战（challenge）与技巧（skill）是影响沉浸的主要因素。并且只有当挑战与技巧两者均达到一定的程度时，沉浸体验才有可能发生。沉浸体验的发生伴随着九个因素：每一步有明确的目标；对行动有迅速的反馈；挑战和技巧之间的平衡；行动和意识相融合；摒除杂念；不必担心失败；自我意识消失；时间感歪曲；行动具有自身的目的。

（2）沉浸理论对增强现实在线教学活动的设计启示。沉浸感是虚拟空间交互中常见的一种状态，基于增强现实的体验式学习活动中，我们可以为学习者创设虚实融合的混合学习空间，借鉴沉浸理论的指导，进行学习任务以及学习支持的设计，通过合理的任务设计、活动设计，提供交互支持，从而维持学习者的注意力，促进学习者的沉浸体验。

4）学习动机理论

学习动机包括外部动机和内部动机，其相关理论有很多，此处介绍ARSC模型和自我效能理论。

（1）ARSC动机模型。20世纪80年代，美国心理学教授John Keller提出了ARCS动机模型，他在总结前人相关研究的基础上，归纳出该学习动机模型。Keller认为学习者的学习动机是由四个部分组成的，分别是：注意力（Attention）、相关性（Relevance）、自信心（Confidence）和满足感（Satisfaction），简称为ARCS模型。

ARSC模型在激发学习者学习动机的过程中有其固定的顺序，在进行学习活动设计时，首先要基于学习内容设计能够吸引学习者注意力的学习情境，并保证学习内容和学习者的预期学习需求密切相关，然后通过学习活动的设计帮助学习者树立完成学习目标的自信心，提高其学习的满意度，从而激发学习者的学习兴趣，保持持续的内在学习动机。

（2）自我效能理论。自我效能感是指在特定的环境下，个体对于自己是否能够顺利完成某一行为以及能够在什么水平完成的一种自我判断和感受，它是一种主观的信念。

1977年，班杜拉提出了自我效能理论，它是社会学习理论的重要组成部分。班杜拉认为，在形成动机的过程中，发挥主要作用的并不是实际的个人能力，而是个体对于自我能力的一种主观判断，即自我效能感。自我效能理论从学习者自身感受的角度出发，论述内在学习动机的产生。影响自我效能的可能因素包括个人自身行为的成败经验、替代经验、情境条件等。

本书重点参考ARSC动机模型和自我效能理论，在进行体验式学习活动设计时，合理地运用增强现实技术设计学习情境和学习任务，过程中注重学习者的学习感受，帮助他们在学习过程中获得学习满足感和成就感，通过学习活动的有效设计，激发学习者主动学习的内在动机。

3.MOOCs中的增强现实设计模型

1）体验式学习模型

大卫·库伯（David Kolb）的体验式学习模型是体验式学习理论的代表。库伯认为学习不是内容的获得与传递，而是通过经验的转换从而创造知识的过程。他用学习循环模型来描述体验式学习，如图3- 9所示。该模型包括四个步骤：①实际经历和体验——完全投入到当时当地的实际体验活动中；②观察和反思——从多个角度观察和思考实际体验活动和经历；③抽象概念和归纳的形成——通过观察与思考，抽象出合乎逻辑的概念和理论；④在新环境中测试新概念的含义——运用这些理论去作出决策和解决问题，并在实际工作中验证自己新形成的概念和理论。

本书在活动理论的指导下，借鉴库伯的体验式学习圈理论，结合体验式学习的特点，提出体验式学习活动设计模型，见图3-10。

图3-9 大卫·库伯的体验学习模型

图3-10 体验式学习活动设计模型

下面对该模型进行具体解释和分析：

（1）学习主体。活动理论中定义的主体是活动系统中的行为主体，是活动的直接执行者，因此，学习主体即学习者也是体验式学习活动设计所需考虑的首要因素。在进行体验式学习活动设计时，要对学习者进行具体分析，对于学习者的分析包括一般特征分析和初始学习能力分析两个方面。

· 一般特征分析。一般特征分析包括年龄、性别、学习动机等，以此了解学习者心理、行为方面的群体特征。

· 初始学习能力分析。初始学习能力分析是为了了解学习者是否掌握了学习所需要的相关知识和技能基础，以此来决定学习活动的起点及过程设计。

（2）学习客体。哲学上，客体是指主体以外的客观事物，主体通过一定的行为可以改变或者影响的东西，它经过转变会成为整个活动系统的结果，所以学习客体即整个学习活动的目标导向，也就是学习目标。

学习目标描述了学习者在活动任务之后应该达到的认知、技能或者情感态度上的变化。在进行体验式学习活动设计之前需要分析具体的学习目标，从而指导活动任务的设计。体验式学习活动可以分为认知体验式学习活动、行为体验式学习活动以及情感体验式学习活动三种类型。在进行目标分析时，首先进行活动分类，根据活动的类别进行具体的目标分析。

（3）学习情境。学习情境是指在学习的过程中能够引起学习者的积极情绪反应、激发学习兴趣、促进学习者的学习行为、由特定要素构成的具有一定意义的临时环境。关于情境的设计，不同的研究有不同的角度，Marcus Specht提出标志、位置、时间、环境、关系等五个情境信息来进行学习情境的描述，为体验式活动中学习情境的设计提供了方向。一般来说，学习情境可以分为两种类型：一种是真实的情境，指学习行为发生时周围客观存在的真实环境；另外一种则是虚拟的情境，是指为了达到促进学习的目的，人为设计创设的环境。体验式学习强调情境性，是一种基于情境的学习方式。相关研究表明，学习情境与学习者在体验式学习的四个阶段的表现有很大的相关性，所以学习情境的设计是体验式学习活动设计中非常重要的内容。在进行学习情境的设计时，要结合具体的学习内容和特定的事实经验，设计有意义的学习情境。能够引发学习者的意义联想，在体验的过程中与原有的内在经验整合，引发学习者的观察思考，这样的学习情境设计才是有意义的。

（4）学习活动序列。一门课中会包含多个学习活动，学习活动序列即是指多个学习活动在组织过程中的先后次序。有研究表明，体验是否有助于学习取决于学习活动的设计是否遵循了体验式学习发生的过程。基于库伯提出的体验式学习的过程机制，体验式学习活动的设计应遵循具体体验、观察反思、抽象概括、行动应用（实验）的路径展开，遵循固定的活动序列设计相应的学习活动，比如在具体体验阶段，可以设计实地参观、场景模拟、案例分析、角色扮演等活动形式；在观察反思阶段可以设计小组讨论、集体观察等活动。需要注意的是，体验式学习中每一阶段的学习活动的形式不是固定不变的，设计者可根据实际情况选择具体的活动形式，只需要在整体的学习活动序列上符合体验式学习的心理机制即可。

（5）学习资源。学习资源指在学习过程中提供给学习者的、帮助学习者开展学习的一切资源，比如学习资料、信息、人员、环境等，也包括支持学习过程的所有软硬件工具及系统。学习资源是体验式学习活动中必不可少的一部分，学习者基于资源的支持开展体验的过程。在体验式学习活动设计时，需要为学习者提供体验过程中所需的资源及工具，并在恰当的时候提供给学习者，从而引导学习者的体验过程。设计过程中需要遵循如下原则：①学习资源对于学习者来说是可达的；②学习工具对于学习者来说是可用的；③提供必要的学习支持，比如工具的技术指导。

（6）学习规则。学习活动中的规则即学习群体的游戏规则，是学习活动中所有主体都必须遵守的一种约定，它能约束学习活动中学习者及其他参与者的行为，从而保证学习活动按照计划顺利进行以达成预期目标。在体验式学习活动中，学习活动的空间范围、互动渠道、评价途径等更多样化和复杂化，必须制定明确的活动规则，比如学习活动流程及组织规范，学习者之间及师生之间的交往规则，学习效果的评价标准，对学习者的奖惩措施，等等，保障学习活动的有序开展。

（7）学习评价。学习评价以学习目标为导向，能够帮助学习者判断对于学习内容的掌握情况，从而自我决定下一步的学习行为。体验式学习具有个体性和反思性的特点，这就决定了体验式学习活动以自我评价为主，活动中评价的设计要能够准确反映学习者在体验式学习过程的表现以及体验式学习的结果。由于个体知识结构、认知经验的差异性，对于同样的体验过程，体验的结果因人而异，所以体验式学习活动中的评价设计需要明确的参照标准。

2）增强现实在线学习空间概念模型构建及分析

本书在前面体验式学习活动的设计模型的基础上，结合增强现实、体感控制、HTML5等新技术在教育中的沉浸性、无缝性、个性化趋势，引入多终端移动应用，进一步提出了增强现实学习空间概念模型。

本书构建的基于增强现实的在线学习空间概念模型如图3-11所示。下面对该模型进行具体解释和分析：

（1）以学习者为中心。学习者是学习活动的主体，学习者所具有的认知的、情感的、社会的特征都将对学习的信息加工过程产生影响。要想促进学习者的学习，就必须使教学方法、媒体和技术与学习者的特征相匹配。因此，基于增强现实的在线学习活动设计必须考虑学习者的特征。通常情况下，学习者的特征主要从起点水平、认知结构、学习态度、学习策略和学习风格五个维度进行划分，综合了学习者从固有知识储备到心理、文化等多方面的因素。通过对学习者的特征分析，得出学习者之间稳定、相似的特征，构建具有适用性的无缝融合学习空间；分析学习者之间的变化、差异性，则更利于完善无缝融合学习空间的学习支持服务，为学习者提供个性化的学习环境。

（2）虚实结合的无缝学习空间。在线学习是当今学习者获取知识的重要途径，良好的在线学习环境为学习者形成终身学习习惯提供了客观条件。

图3-11 增强现实在线学习空间概念模型

（3）体验式学习活动。以形、声、物为主的物理环境给学习者带来的是一种身临其境的体验式学习感受，促进了学习者与学习资源之间的交互以及学习者之间的知识共享。通过学习活动的设计，依据体验式学习理论以及情境认知理论，为学习者创设相应的学习环境进行情境体验式学习。

3）基于增强现实的在线教学案例分析

本书案例均来自于上海远程教育工程技术研究中心基于微信的移动MOOCs平台，该平台名为“微课堂”。“人体奥秘——人体器官”和“星空探秘——太阳系的八大行星”是“信息技术应用能力提升通识”课程中配套的两个案例。该案例结合了“微”学习的理念设计和制作，学习者可通过移动设备中的微信在碎片化时间里完成课程的微学习、微测试、微点评、微讨论、微作业等活动，学习者在基于增强现实的体验环节中建构自己的认知。接下来主要从课程介绍、学习活动流程、学习资源、学习评价四个方面进行介绍。

案例：星空探秘——太阳系的八大行星

（1）课程介绍。课程案例全名是“星空探秘——太阳系的八大行星”，主要介绍太阳系八大行星的基本组成以及各行星的特征，熟悉八大行星的位置以及运行特点。该课程案例的学习目标如下：

· 知道太阳系八大行星的基本组成结构。

· 描述太阳系八大行星的位置及运行特点。

· 掌握八大行星的特征与它在太阳周围的排列顺序之间的关系。

（2）学习活动设计流程。本次教学采用基于新技术支持下的混合式教学模式，结合实验室的先进设备，分为观看太阳系概况（影片）、认识八大行星、观察八大行星、体验八大行星、互动讨论、制作概念图、互动游戏七个教学活动模块，完整课程时长为90分钟，见图3-12。其中，“观看太阳系概况（影片）”“认识八大行星”模块为学习者基于微视频的自主学习阶段，其他模块为课堂环境下重难点体验式学习和交流互动，“观察八大行星”模块为学习者提供了AR识别卡，学习者可以利用使用的移动终端通过扫描AR识别卡的形式观察八大行星的特点；“体验八大行星”模块则利用实验室中的全息影像系统，为学习者呈现虚拟化的太阳系行星位置及运行特点，供学生资助观察。同时，在上课过程中，数字化实验室的大屏幕与弧幕适时呈现太阳系氛围图，为学习者营造沉浸式的学习环境。在“互动游戏”教学模块，学习者以答题的形式对此次课程学习的学习成效进行检验。

图3-12 学习活动设计流程

（3）学习效果评估。

· 课件体验成效评估。在“互动游戏”教学模块，学习者以答题的形式对此次课程的学习成效进行了检验，游戏化学习答题的正确率，可以客观反映出学习者的学习成效，以满分100分为评分机制，7位学习者的平均分达96.5，学习效果好。

· 课堂整体注意力及情绪指标分析图。除了主观的用户体验调查数据之外，在现场教学的过程中，实验室的脑波分析系统全程记录了其中3位学习者的脑电数据，作为学习体验的辅助数据支持。脑波分析通过EEG脑波测量仪可实时测量及评量出每位被测者的意识状态，如情绪、专注度、适应能力、反应能力等，以多元的评量方式，在没有任何人为主观因素接入的条件下，完成对被测者某种意识状态的评量。实验室的学习分析系统着重采集被测者的脑电数据，对学习者的注意力和情绪指数进行分析，从客观数据角度呈现学习者的学习体验效果，3位学习者的平均注意力和情绪指数数据如图3-13所示。

图3-13 学生者在不同学习活动中的平均注意力指数和情绪指数变化趋势

通过分析3位学习者整体脑电数据变化趋势可以看出，在体验和观察八大行星阶段，学习者的注意力呈现上升趋势，情绪指数逐渐提高，说明学习过程引起了学习者的兴奋度。在随后的互动游戏、制作概念图等几个阶段，学习者各方面脑波数据都有波动，但注意力保持在较高的水平且达到了一定峰值，而情绪指数虽有波动，但整体处于相对稳定的水平，说明课程各个阶段的安排能较好地调动学生的积极性、主动性与参与性，注意力较集中而情绪稳定，学习状态较好。根据辅助的客观数据分析所呈现的结果可以看出，学习者兴趣最高点与问卷调查中所反映出的学习者学习偏好环节相一致。学习者对技术支持的教学环节表现出了普遍的兴趣和较高的注意力，说明增强现实等支持无缝学习的新技术有效地支持了学习者观察和体验八大行星。

综上所述，增强现实在MOOCs中具有巨大的应用潜力。在线教育中，教学模式单一，学生不能与教师面对面接触，学习过程缺乏沉浸感、交互性以及趣味性；同时，教师的督促弱，学生的归属感差等，都是在线教育薄弱的地方，这些因素都会让学生学习体验缺少，无法达到学习效果最大化。增强现实技术因其强烈的沉浸感、交互性以及趣味性，可以弥补目前主流MOOCs教学模式所呈现的不足。因此基于虚拟现实的MOOCs教学模式的研究具有很强的现实意义。

总之，将增强现实应用于在线学习是现在远程教育的一个新方向，随着新兴技术的发展与成熟，如何将先进科学技术应用到在线教育领域始终是一项任重而道远的工作，将增强现实应用到MOOCs教学活动中不仅是一个新的尝试，也为后续的在线教育研究开辟了一个新的思路，希望在以后的研究中能将增强现实技术与其他人工智能技术完美地结合起来，共同加入到MOOCs教学中，为学习者打造一个集沉浸感、交互性、构想感、智能化、趣味性于一体的新型智能网络教育平台。