蒋寅军 周艳国 杨锐玲 曾又林

摘   要：优秀的教学微视频资源是慕课课堂及混合式教学课堂等现代化信息教学方式实施的关键。文章通过指出现有教学视频资源制作时存在的一些普遍问题，以认知负荷理论为基础，提出了构建优秀教学微视频资源的五个设计原则，即以学习者为中心原则、遵循认知规律原则、教学视觉风格与表达的美感艺术原则、问题导向及任务驱动教学设计原则、注重交互性原则，并探索了工科基础课《结构力学》课程微视频资源的构建与设计。

关键词：教学视频;结构力学;认知心理学;混合式教学;信息化教学;教学改革

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2020）07-0023-04

当前教育部正在大力推动在线开放课程的建设与应用共享，着力打造一批高校“金课”。由于教学视频资源的运用能有效激发学生的学习兴趣，便于学生采用各种移动式学习、碎片化式学习等方式，完成个性化学习等高效学习行为，提高学生自主学习能力，对提高教学质量产生很好的效果，因此，在各类在线课程建设过程中，教学视频资源作为一项核心的教学资源，已成为提升高等教育教学质量的重要基础和关键。借助微视频教学技术，教师还可方便地采用混合式教学、翻转课堂等形式，实现高效课堂及“金课”。本文通过调研已有各类在线课程教学视频，分析指出一些普遍存在的问题，提出制作优秀教学微视频的设计原则，并以工科基础课程《结构力学》为例进行教学视频设计与制作的探索和实践。

一、现有视频教学资源的主要问题及原因分析

1.现有教学视频存在的主要问题

从各类已公开发布的教学视频来看，现有教学视频质量参差不齐，不少教学视频还存在质量问题，甚至某些已被评为优秀慕课课程或国家精品的在线开放课程，其教学视频质量也有待于进一步优化。总结起来，问题主要体现在教学视频的显现形式和视频教学内容组织两方面。

教学视频的显现形式上存在的主要问题有：①讲解视频照搬传统课堂。这一类视频主要是传统课堂简单录制后就搬到网上，单个视频时间过长，其已完全不被当代大学生所接受，可称之为不可接受的“坏”的教学视频，这类视频主要是较早期的在线课堂视频教学方式，且部分视频仍然在使用，当前随着各种教学改革和实践的推进正逐步减少。②视频制作粗糙。教学视频画面形式上，教学视频画面制作设计显得粗糙，观感不佳，主要是反映教学内容的PPT课件制作不佳（如背景、画面、文字及色彩等）以及后期编辑制作不精等，这类问题解决需要以精良制作的PPT课件为视频录制基础。③视频讲解忽视学习者。视频录制时以教师为中心，教师为录制方便，根据自己的经验，将实体课堂中的教学内容和教学形式录入视频中，讲解风格与在教室內讲课基本一样，且在实际录制时没有学生在现场，教师只顾自己讲而不关注学习者感受，使学习者在观看视频时缺乏存在感，无法产生学习兴趣，学习效果不好。④课程视频制作形式单一。仅采用同一种录制形式，从头至尾均为教师讲解;实际上多数学习者反映，一门课的视频一般会比较多，在整个课程视频学习到一半后将不同程度地出现审美疲劳与枯燥感，还需要增加不同的视频制作形式来减少疲劳感。⑤教师形象占幅过大。在课程录制讲解形式上，教师讲解和屏幕教学内容分布在同一个视频屏幕的两个独立画面上，但教师画面占幅过大，经常遮挡背后的教学内容，干扰学习者的观看，影响学习效果。

视频教学内容组织方面存在的主要问题有：①注重形式大于内容。有些视频制作过于注重形式，关注视频动画效果等，而忽视了教学内容间的联系才是根本问题，表面看起来很是光鲜热闹，但其实在教学内容上存在诸多不足。这要求教师一定要保持清醒，时刻注意把握教学视频资源的核心是教学内容而不是教学形式。②教学内容逻辑性不够。各个教学视频的知识点之间逻辑性不够，知识点比较零散，逻辑结构不突出，整体性体现不强，因此不易使学生建立完整的知识体系。③教学重难点不突出。在同一门课程或同一个知识点视频中，重难点不够突出，讲解方式平铺直叙，针对比较关键的重点难点知识，没有录制单独的视频进行展现。④教学方法欠缺。不少视频内容仅仅是知识点的堆砌讲解，启发式、案例式、循序渐进式等有效教学方法运用不足，无法引起学习者的兴趣，更不能引发学习者的深入思考。

存在上述问题的教学视频若长期运用于教学过程中，将直接影响学习者的学习体验，形成一定的视觉污染，反而会增加学习负担，影响学习效果。同时也使教师为了应付教学信息化改革，而粗制滥造各种教学视频，造成教学改革过程中一种新的“形式主义”。

2.原因与对策分析

产生上述问题的主要原因在于，教师在进行教学视频设计与制作时，仅仅是依据其以往的课堂教学经验，没有采用先进的教育教学理念与技术。而现代教育学理论研究表明，各项教学活动设计均需要考虑教育心理学知识，运用教育认知理论成果，根据课程教学内容，针对学科知识点（重点、难点、疑点等）或者技能点及其特点，由认知理论指导视频教学设计，避免粗糙制作;[1][2]且优秀的教学视频应该使学习者有兴趣学习，认知负荷低且容易理解，它不仅仅是课堂教学的简单录制与搬家，还在形式和内容上都要比以往的教学视频有较大的改进，因此需要运用教育心理学中提出的认知心理理论进行教学视频设计与制作。

另外，早期网络在线课程主要采用长大篇幅形式的教学视频，学习者观看体验很不好，在当下信息化教学时代不能再采用，必须采用先进的短小精悍的微视频形式。微视频由于存在视频短小和教学时间短等特点，与当代大学生的持续性注意力时长相符合;微视频的教学内容主要针对某一个知识点进行讲解，内容精练，重点突出，且包含视频文字讲解、音频、动画等多种媒体形式，方便学生自由选择时间和地点进行学习。优秀的教学微视频教学设计与制作，必须符合教育设计心理学原则，只有精良制作的教学微视频才能适应当代大学生移动互联的学习需求，满足其个性化学习和碎片化学习需求。

针对上述问题与分析，如何找到合理的解决方案，尤其是当前高校中各类专业基础课程，其使用存在着量大、面广等特点，特别是针对工科或理工科的课程等，如何建立优秀的微视频教学资源，这将是本文着力探讨和论述解决的问题。

二、构建优秀教学微视频资源的五个设计原则

根据已有的教育认知理论成果、[3][4]对已有教学视频的分析研究，[5][6]基于笔者长期教学实践与思考，本文提出以下5个设计原则，可用来指导构建优秀教学微视频资源的设计与制作。

1.以学习者为中心原则

“以学生为中心”、“以学为中心”是当前教育界最新的教育理念，应当积极运用于视频教学设计中。以学习者为中心，首先需要考虑学生的自主学习需求，兼顾学生的共性和个性，在视频设计时以最有利于知识识别与记忆的形式来呈现;将课程内容拆成短小而连续的知识点，逐个展开讲解与学习，使学习者一直处于积极主动的学习状态，并考虑适时引导与调整学习者的情绪，使学习者乐于主动探索和接受内容。在实际视频设计制作时，要根据教学大纲和教学目标将知识点重新规划整合，将教学重点和难点分解，充分了解学习者的心理特点，设计制作出的短视频能使学生反复琢磨与学习，也使学生更加自主地调整课程学习的路径和进度。同时也要考虑学习者的感受，以学生学习的实际效果，如从观看视频后获得的知识、技能、情感态度或价值观上的变化等方面，作为评价检验标准。

2.遵循认知规律原则

各项教学设计都必须符合学习者认知规律特点。根据认知负荷理论，人的工作记忆在转化为长时间记忆的过程中，各种认知加工活动均要消耗认知资源，认知资源的消耗即“认知负荷”。[2]认知负荷分为内在认知负荷（与学习材料的难度和先验知识有关）、外在认知负荷（与学习材料的组织和呈现方式有关）和相关认知负荷（可用于学习者知识加工的深度）三类。认知负荷理论认为，在认知资源总量相同的情况下，可以通过降低内在认知负荷和外在认知负荷，使获得的相关认知负荷增高，从而提升学习效果。因此，在实际视频设计时，可以通过教学知识点的分解与重组设计，来降低学习材料内容的逻辑难度，通过教师的良好教学组织与教学呈现来降低学习者的理解难度，从而使学习者能分配到更多的相关认知负荷来提高学习效果。

遵循认知规律原则在实际运用时还需注意，要降低外在认知负荷、丰富视听表现、帮助学习者建立潜在知识关联、提供记忆环境促进记忆等等。具体设计时要考虑：①视频开始部分要建立学习者知识背景，授课者要明确知识的重点和难点，在重难点上投入更多的设计精力，多做一些知识铺垫，并多采用学习者已熟悉的知识内容、元素或形象。②建立多样化学习内容及情境，以丰富视听，比如多采用不同形式的文字、图片、动画、录音、电影电视材料，以及现场实验画面等。③去除视频画面中的冗余信息，如减少教师与PPT画面干扰的情况，文字较多时通过调整颜色与字体等方式来凸显重点，多通过排版、色彩、运动等突出重点，以避免无关元素分散学习者注意力。④提供记忆环境，用图片为文字内容提供相应的记忆环境，避免将学习者长时间置于单调不变的文字学习环境中。

3.教学视觉风格与表达的美感艺术原则

教学内容的视频展现与表达是影响视频学习效果的重要因素。教学视频的视觉风格由画面中各个视觉要素呈現出来，由内容构图、色彩与字体、画面艺术风格与质感等多种要素共同体现。在教学视频画面设计中要符合上述要素，可采用1960年形成的极简艺术风格（如近似于纯白色背景），去除非必要的冗余信息，追求极致简约的呈现效果，为学习者创造简约、舒适的视觉环境;或采用2008年诞生于谷歌的扁平化设计风格，其核心特点在于去除冗余厚重和繁杂的装饰效果，在设计元素上强调抽象、简单和符号化，将所要表达的本质内容作为核心呈现出来，设计画面“简约而不简单”。而在教学内容的构图方面，应根据课程特点，注意画面均衡、主题明确、重点突出、易接受等特性，根据教学视频类型与教学内容选择合适的色彩、质感和字体运用到整个视频的画面中。

具体到教学视频实际设计：①PPT画面要多采用风格简单型或重点突出型，且采用淡色作为背景色，艺术画面清晰明亮，使学习者精神持续保持兴奋。②适当适时加入教师出镜形象画面，并置于右侧或右下侧位置，达到画面构图均衡，但是注意教师出镜形象不要在整个视频中一直呈现，以避免分散学习者的注意力，要引导学习者将更多精力投入到教学内容的学习与思考中。③画面中避免出现大段文字，若文字较多时，则可分批分块显示，用不同颜色和字体表达，以及配上底色与亮度等线索进行清晰标注，以此丰富与展现文字美感等，并多配以插图对文字进行解释。④教学视频画面的注视点上，可通过使用触屏笔或手写笔，以在视频画面中留下的笔迹作为引导，来吸引学习者的视线，引导学习者的思维，笔者的实践已证明，这是一种引导学习者思路非常有效的方式。

4.问题导向及任务驱动教学设计原则

对一个优秀教学视频而言，视频中教学知识点的具体展现过程是非常重要的，而且对每个教学内容的组织与设计，实际上就是教师教学法的展现，是教师教学思想、教学设计、教学水平的体现，是教学视频设计者需要关注的重要问题。应符合以问题为导引或以任务为驱动的教学设计原则，将单个教学视频设计成相对独立且完整的一个讲解小视频，且该视频内容与本课程的其它视频相关，比如可以包括引入、展开、解决、总结等一系列讲解过程，并采用启发式教学、任务式教学、案例式教学等最有效的教学方法。

对问题导向类，每个视频内容开始时都提出一个小问题，启发学生思考并引发好奇心，然后通过解决问题的逐步展开进行引导，引出知识点，聚焦知识点，逐步解决问题并总结问题，引出下一个新问题，不断引导学生的思维过程。对任务驱动方式类，在视频开始时布置一个任务或分解任务，使学生明确学习任务，之后针对完成任务时所需的各个知识点和技能点逐步展开讲解，使学生在教师指引下，逐项完成任务，直至最后圆满完成全部任务，并获得一种满满的成就感。上述两种方式均可有效调动学生的积极性，形成连贯的知识整体，并培养与提高其思维能力。

5.注重交互性原则

现代教学理论强调教与学的交互性，而教学视频制作中的交互性也可有多方面体现。比如教师在视频讲解时应注意控制其语速与神态，要展现出一种与学生进行情感形式的交互，尽管不是直接与学生面对面地进行讲解，也要给学生一种近距离交流的感觉，比如平易近人和亲切之感，在讲解时面带微笑、语速适中，加入一些教师姿势或手势，适当地发问并暂时停顿一下等。在教学视频后期制作时设置1～2个视频暂停的断点，根据教学内容的知识类型，嵌入相应的交互问题，等待学生作答或提供相应的反馈内容后再继续观看，使学生能有效参与到视频的学习思考过程中，提高学习效率。同时，也可在视频设计制作中加入时间导航点，用以指示某些关键知识点的播放位置，使学生可快速切换到相应知识点处观看，这在后期反复学习知识点的过程中非常实用;并且若能在视频播放平台上，提供各种倍速和慢速播放功能，将极大满足学生在初次学习、巩固学习等不同学习阶段的各种需要，使学生体会到与教师和视频制作者的隔空互动，也能体现出视频制作者的人性化设计，极大提高学生的效率和主动性。

三、工科基础课程教学微视频资源构建设计——以《结构力学》为例

《结构力学》是研究工程结构强度、刚度和稳定性的学科，是土木、水利、桥梁隧道工程等专业所遵循的“数学-力学-结构”教学主线中的基础课程，该课程具有典型的理工科专业基础课特点，如理论性和方法性强、知识点间逻辑性强、公式推导较多、听课容易做题难、解题方法灵活多样、计算模型与工程实际紧密联系、长时间学习后容易产生枯燥感、挂科率较高等。笔者课程组针对结构力学课程，按照前述5个教学视频设计原则，制作出精良的教学视频以辅助课堂教学，并开展混合式教学以提高课程教学质量。

在《结构力学》课程各教学视频设计时，始终以“学生为中心”教育理念和学习者认知规律原则来制作短视频。包括：①梳理与编制符合微视频特点的结构力学知识点体系，各知识点短小、连续、独立而又有联系，在每个章节按由易到难的顺序排列，并使每个知识点的讲解以8～12分钟的短视频进行呈现。②对于内容较多且逻辑紧密、讲解时间过长的内容，可以进行细分，或在讲解时以先将知识点完整讲完为原则，对其中的重点和难点部分单独提取出来，设计成另一个视频进行讲解。在讲解典型例题，以及常见典型错误和困惑等时，均单独进行视频制作。③对不同类型的教学知识点，分别采用教师出镜摄像录制、手写板书录屏录制、操作录屏等形式，以丰富视频录制样式。例如对理论及概念部分、计算方法部分，采用教师出镜和PPT录屏联合讲解方式，通过教师的形象感染力来提高学生注意力，使其关注知识点的科学逻辑性及推导过程;对于习题训练的讲解，采用手写板书录屏方式，辅以小窗口内教师部分出镜形象方式，使学生主要关注理论运用及问题求解过程;对于程序上机实践部分，采用实际操作录屏，并配以讲解方式，演示具体操作过程及运用技巧。④视频制作设计时运用启发式、案例式等教学方法，引发问题思考、展现工程实际等，采用定性理解（感性的形象）、定量计算（理性的抽象）、定性对比分析（理性的形象）方式，先易后难，逐层展开，引导学生深层次理解各个知识点。

在《结构力学》课程微视频制作时提醒以下几点：①注意教学视觉风格展现的美感原则，包括讲解课件背景以素雅为主，色彩基本为白色或浅色，使PPT教案內容简洁清晰，教学重点突出、逻辑性强，文字与图片配合美观等，制作出高质量的精美教学PPT课件。②增强互动感。在教师出镜录制视频过程中，教师非常注意授课过程的语言、语气和神态表情，增加授课感染力，采用一对一的讲解形式，并注意手势的运用与身体移动姿势等动作，通过这些细节来传达与学生的交互信息。③在发布视频时设置1～2个小问题，以弹出题目的形式提出，引导学生用刚学过的知识点来思考，加深学生对知识点的掌握;通过设置弹题和测试的方式，可实现学习过程的交流互动。④视频编辑合成中的细节处理，包括片头片尾文字的添加、教师出镜形象仅部分呈现的处理、增加关键信息字幕以及注释的添加等等。

笔者及课程组教师已将上述精心制作的教学视频用于实际课堂教学，并运用了笔者提出的混合式教学三阶段模式[7]，经过近两年四个不同专业的教学实践，结果表明，这些教学微视频大大提升了学生的学习体验，极大地激发了学生的学习兴趣，提高了学习效率，增强了自主学习能力。

四、结束语

教学微视频辅助传统课堂教学的模式，是现代互联网及信息化技术与传统教学方式的结合，已成为教育信息化与教学过程深度融合的关键，极大推动了高等教育改革的进展。而构建优秀教学视频资源的设计需要有符合教育心理学的认知理论进行指导，本文提出的五个原则可有效地应用于实际教学视频的设计与制作。经过《结构力学》课程教学微视频制作与运用的教学实践，大大提高了学生学习的自主性，也满足了不同层次学生的学习需要，实现了优质教学资源的共享，教学效果得到显著提高。

参考文献：

[1]汪存友，王彦，常文静.从影响自主学习效果的因素看教学视频设计[J].中国教育信息化，2018（24）：5-9.

[2]石乔.基于认知理论的慕课视听设计[J].高教学刊，2019（12）：56-61.

[3]汪存友，王军，李玲静.工作记忆容量对软件操作技能教学视频自主学习效果和认知负荷的影响研究[J].现代教育技术，2019（1）：52-58.

[4]惠恭健，梁艳琳.设计心理学在教学视频画面中的应用研究[J].设计，2019（6）：136-138.

[5]谭羽非，张甜甜，王雪梅等.工程热力学MOOC视频资源构建策略与设计[J].黑龙江教育（理论与实践），2019（4）：48-50.

[6]杨瑞珍，匡希龙，何赟泽.基于慕课理念的结构力学创新教学模式研究与实践[J].科技创新导报，2016（2）：128-130.

[7]周艳国，蒋寅军等.基于自制微视频的《结构力学》混合式教学探索与实践[J].中国教育信息化，2019（20）：51-54.

（编辑：王天鹏）