基于微型案例的微型移动学习材料设计与开发

摘要：提出基于微型案例设计开发微型移动学习材料，分析基于微型案例学习的理论基础，阐述微型案例的构建与呈现方式，结合计算机绘图微型移动实训课件的设计、开发和试用，对基于微型案例设计开发微型移动学习材料进行实证研究。

关键词：微型移动学习材料；微型案例；移动Web；认知灵活性理论；细化理论；思维导图

0、引言

微型移动学习指微型学习和移动学习二者相结合而形成的一种新的学习形式。微型学习聚焦小的学习单元，强调学习内容和学习活动微型化；移动学习强调学习者在移动状态下利用手持移动设备作为信息载体和认知工具、利用零散时间开展学习。微型移动学习的出现延伸、拓展了各类人群的学习时空，因此也对支持这种学习形式的学习资源产生了需求。微型移动学习研究从本质上说是“移动学习领域中针对资源的设计、开发与应用的研究”。学习材料是学习资源的重要组成部分。

梳理现有文献中具有代表性的微型移动学习资源设计研究项目，从学习材料的组织方式看，大多强调以知识点为中心，强调学习材料的微型化、片段式、小组块、自包含、松散衔接，根据移动学习“片段式”学习经验的特点，进行基于课程知识点的片段式学习资源设计，使学习材料呈现出“松散的、分布式的”特点。这些学习资源设计原则符合微型移动学习对学习内容微型化和便于手持移动设备呈现的要求，但却容易导致对学习内容处理过分简单化和缺乏整体性的倾向。例如，孤立地呈现复杂事物的各个部分，将连续性的事物或过程分解成断续的步骤，孤立地处理实际上极其相倚的概念要素，忽视了它们相互作用的一面等。这样的学习材料或可帮助学习者学习良构领域的单个知识点，如有关某一主题的事实、概念、规则和原理，但对于丰富而灵活的理解概念的意义以及概念间的联系并应用概念和原理解决问题却不适当，而后者才是学习的根本目的。

基于案例学习可以把概念具体到一定的实例中，在真实背景中揭示概念的意义以及知识的相互关联性，使学习者能够建构依据背景的、多维度的、非分割的整体知识并促进知识迁移。微型案例（或称“袖珍案例”）既保有复杂事物的基本特点（如多元化、内在联系、前后依存等），又可以避免过度复杂的内容让学习者产生迷茫、困惑和沮丧，对学习者更具吸引力，适合作为微型移动学习材料的基本组织单元。

1、基于微型案例学习的理论基础

美国学者斯皮罗（R，J，Spiro）等人提出的认知灵活性理论（Cognitive Flexible Theory）是一种以案例为基础的学习理论，目的是促进复杂或非良构领域的高级知识的获取。主要观点如下：

（1）关于知识和学习目标的分类。斯皮罗等人根据知识的复杂性，将知识划分为良构领域（well，structured domain）的知识和非良构领域（ill-structured domain）的知识。良构领域的知识是指有关某一主题的事实、概念、规则和原理，它们是以一定的层次结构组织在一起的。非良构领域的知识则是将良构领域的知识应用于具体问题情境中时产生的知识，即有关概念应用的知识。概念的复杂性和实例的不规则性是非良构领域知识的两大特性。进而，学习可以分为两种：初级学习与高级学习。初级学习只要求学习者知道基本的概念和事实，涉及的内容主要是良构领域的知识。高级学习则要求学习者能够把握概念的复杂性与跨越案例的变化性，能够在新情境中活用知识。高级学习涉及大量的非良构问题。

（2）关于学习的方法。针对高级学习，斯皮罗等人提出“十字交叉形”学习方法。概念与案例构成多维与非线性的“十字交叉形”，这表明，在不同背景下建构的对知识的理解存在差异，这种理解从各自的角度看都是正确的，但不充分，要通过多个角度对知识进行建构，才能最终形成对知识的全面理解。因此，学习者要从多于一个观点的角度检查某一概念，或从同一观点检查不同的概念。也就是说，对同一内容，学习者要在不同时间、在重新安排的情景中、带着不同目的以及从不同的角度进行多次交叉反复的学习，以此把握概念的复杂性并促进迁移。

（3）关于教学的方法。随机通达教学（Ran-dom Access Instructionl能够有效支持“十字交叉形”学习。这一方法按以下原则组织教学：在教学活动中使用多种方法表征知识，如多种模式、多种方案或多种角度等；构建由概念与案例交织组成的“十字交叉形”；强调在多种背景中揭示知识的相互关联性和网络性；学习材料的内容应该是高度联系的知识整体，而不是孤立的、分割的；尽可能保持知识的真实性与复杂性，避免内容的过于简单化；学习环境中应广泛地采用案例或微型案例（复杂事物的“一小块”）。

（4）关于认知工具。认知灵活性理论以超文本系统作为学习和认知工具。超文本学习环境的特点符合随机通达教学要求，不仅为非良构领域知识的学习提供了一种非线性的、多方案的教学材料组合方式，而且为学习者提供了一个可视化的学习环境，从而为“十字交叉形”学习提供了技术上的可行性。

2、微型案例的构建与可视化呈现

依据认知灵活性理论，基于微型案例和移动Web系统构建微型移动学习环境。在这一环境中，微型案例是核心，是学习的基础，知识、技能和信息资源都由案例驱动。

1）微型案例的构建。

瑞戈鲁斯为指导学习内容的选择和排序提出了细化理论。该理论的核心内容是对具有复杂认知任务（关注技能）和/或复杂认知结构（关注理解）的教学内容的确定和排序进行细化处理，其特点是采用整体化思想进行教学，每次的教学都是对同一内容的，只是细节和复杂程度不同。该理论采用简化条件法（sCM：SimplifyingConditions Method）作为细化处理方法，即找出一个最简单版本的完整任务，由此开始学习，然后逐渐增加条件使情况复杂，随着具有不同复杂度的任务的逐一完成，达到教学目标。

细化理论对学习内容的处理原则既符合微型案例的综合性、真实性要求，也符合微型移动学习材料“小的信息单元、狭窄的主题、相对简单的问题及呈现”的要求。笔者以细化理论为指导构建微型案例，步骤如下：endprint

（1）根据学习任务要求和学习者的一般特点以及教学传递过程的限制，确定最简单版本的微型案例，以此作为学习和训练的起点。该版本在保证任务完整性的基础上越有代表性越好。

（2）确定最简单版本案例所涵盖的教学内容（执行该任务所需要的关键知识和技能）。

（3）通过增加或删除简化条件调整最简单版本微型案例的大小使之符合目标尺寸。确定目标尺寸时要考虑学习者能够保持专心的时间和程度以及内容难度等因素。

（4）从不同角度列出多个同级案例，促进学习者对学习内容进行多次交叉反复的学习以达成较为全面的理解。

（5）将简化条件一个个去掉，得到后继完整的、真实的、与前面版本等价但更复杂的微型案例。为此，要列出最简单版本的所有简化条件并排序。每个简化条件对应一些执行该任务所需要的知识和技能，不同的条件集对应不同复杂度的知识和技能集，可以根据复杂度对简化条件进行排序并依序删除简化条件得到更复杂的微型案例。如此循环，构建出全部微型案例。

2）微型案例的可视化呈现。

尽管每个微型案例都相对独立完整，而且只包含小容量的学习内容，但仍需提供清晰的线索来突出微型案例的组织结构，使微型案例所承载的教学信息以明朗的布局呈现出来，向学习者传达一个关联着的知识体系而不是孤立的知识点。

以图解的方式组织和表征知识，能够有效呈现思维的过程及知识的关联，方便学习者对学习内容进行分类、归纳、关联、识记、重构和应用。“思维导图”是一种有效的知识可视化工具，它采用标有序号的层级图的形式呈现思维过程或呈现各个主题之间的隶属关系和顺序关系。“思维导图”还被认为是一种出色的e-Learning工具，可以有效地组织和导航网页内容。将“思维导图”以超媒体形式放在移动Web上，既可以构造可视化的知识图解界面，也可以用作导航工具，而且非常适合呈现在移动终端的二维屏幕上：

采用“思维导图”排列微型案例的顺序和层次，如图1所示。顶层图中的顺序号反映了微型案例从最简单版本到复杂版本的排列顺序；每个节点对应一个复杂级别的案例模块，用标题提示该案例模块的内容；列出每个案例模块所包含的多个同级案例并呈现每个具体案例所涵盖的相关学习内容（完成该案例任务所需要的关键知识和技能）和案例的解决方案例示。用“思维导图”呈现微型案例的组织结构，可以清晰地表征学习任务的序列、层次和具体内容，使一个完整的主题以凝聚的整体的形式明朗地呈现出来。

3、微型移动学习材料设计开发示例

笔者以智能手机作为微型移动学习工具，将微型移动学习材料设计为基于智能手机的移动Web型课件，即可以用智能手机直接访问的、用移动Web组织和呈现多媒体学习材料和学习支持服务的微型课件。采用原型法，按照设计开发课件原型一在自然教学情境中试用和评价原型～反思与修正原型一产生样品的步骤设计开发了基于微型案例的计算机绘图微型移动实训课件。

1）微型案例的构建。

计算机绘图是一个非良构问题的原型例子。其微型案例的构建过程如下：依据细化理论模型，按照绘制一个完整工程图样的一般操作步骤划分案例模块，将绘制基本图形元素作为最简单版本的案例模块，以此作为学习和训练的起点；把同一类命令（如绘图命令或编辑命令）作为一个简化条件集，列出所有简化条件并排序，依序删除简化条件得到更复杂级别的案例模块；每个案例模块包含多个从不同角度列出的、反映问题不同侧面的同级案例；执行同级别案例任务或不同级别案例任务所用到的知识和技能会有交叠，体现了知识的关联性和案例的真实性与复杂性。案例的微型化体现在以下几个方面：图样能在智能手机的屏幕上清晰显示；教师的讲解和示范操作时间控制在5～10分钟之内；图样能反映其涵盖的知识和技能的典型应用环境并具有适度的综合性。

2）微型案例的呈现。

采用“思维导图”排列微型案例的顺序和层次。基于人的短时记忆容量仅为7±2个组块，计算机绘图微型移动实训课件设计了8个案例模块，如图2（a）所示。图中案例模块的排列顺序大致遵循计算机绘图的一般操作步骤。选择一个模块，系统会呈现出相应模块中的多个同级案例，如绘制简单图形模块包括绘制简单的直线图形、绘制简单的曲线图形、绘制简单的复合图形等同级案例。对每个具体案例，系统会给出案例说明、案例分析、相关知识讲解、操作示范以及拓展训练等选项，如图2（b）所示，点击某个选项，即可浏览相应内容，如图2（c）和2（d）所示。

3）移动Web设计与开发。

随着移动技术的发展，各种智能手机都内置了移动Web浏览器，从而支持Web开发方式。HTML5技术不仅能实现Web页面自适应手机屏幕的大小，而且具有良好的跨平台性，使用该技术编写的移动Web应用可以在各种移动操作系统平台下运行。笔者使用HTML5、CSS3和JavaScript技术实现课件的媒体整合、页面布局、内容呈现、人机交互和逻辑执行，关键技术如下：

（1）多媒体信息呈现。课件中综合使用文本、表格、图形图像、教师屏幕操作录像、教师讲课录音录像等多种媒体形式呈现微型案例及其相关学习、训练内容。媒体设计遵循梅耶提出的8项多媒体学习与教学原则。

（2）终端屏幕适配。移动终端存在多种尺寸屏幕需要适配。HTML5中的viewport样式模块供开发者自定义虚拟窗口，通过指定虚拟窗口的宽度把浏览器的可视区域宽度设置为与手机屏幕宽度相同，即可固定页面宽度。这时，用户浏览网页内容只需上下移动触屏。定义viewport的代码如下：[1] 2 存入我的阅览室