高中信息技術中數字化與編碼教學的微課設計與實現

高中信息技術中數字化與編碼教學的微課設計與實現——以貴陽市某中學為例施麗平摘要：隨著互聯網技術的快速發(fā)展以及新媒體的興起，促使微課的需求越來越大。微課以短小精悍的特點，深受眾多教育研究者與學習者的喜愛。微課在被大量教育研究者開發(fā)的同時，隨之也出現了微課的碎片化問題，缺乏結構化設計的觀念，忽視了學生系統(tǒng)化知識的建構。于是，微課在設計的過程中，不但要考慮微課之間的聯系，而且還要考慮學生碎片化學習的需求。因而，該研究利用了結構化思維指導微課的設計，解決了微課的碎片化問題。通過知識點串聯，給學生提供了清晰的學習路徑，同時也幫助了學生的自主學習；應用微課進行教學，通過對比實驗班與普通班的數據分析得出，微課教學取得了一定的教學效果，使學生的學習效果有所提高。所以，該研究是行之有效的。關鍵字：結構化思維；微課；設計；實現；教學緒論在當今信息化時代，信息科技快速發(fā)展。隨著科技的飛速發(fā)展，學者的學習方式變得更加多元。微課具有短小精悍等特征，符合了學者碎片化學習的需求，但是，目前學者對于微課的需求趨向結構化，所以，需要實現碎片化學習與結構化學習兩者的相互結合。研究背景和意義近年來，隨著教育信息化的迅速發(fā)展，促使了學者對微課的需求越來越大，也使得微課的碎片化問題越來越明顯，并且目前學者對于微課的需求趨向結構化，所以，本研究引用了結構化的思維指導微課的設計。研究背景目前，學習者的學習方式越來越多，由單一的傳統(tǒng)課堂學習轉變?yōu)楝F在的多樣化學習，例如微課就是多樣化學習之一，微課以短小精悍等特征獲得了廣大教育研究者的青睞。微課具有短小精悍等特征，符合了學者碎片化學習的需求；微課使知識點聚集，滿足學者精準的學習需求，以快速掌握知識的重難點；微課還可以被反復觀看，滿足學者個性化學習的需求。所以，微課對當代學者有很重要的意義。雖然，微課以其自身優(yōu)點，滿足了學習者的需求，且對教育者的教學方式也有所豐富，但微課也存在許多問題，通過查閱文獻，總結出如下幾點：1.微課太過于滿足學習者碎片化需求，進而忽視了知識的系統(tǒng)建構；2.微課的組織結構太過于零散，進而形成知識點孤立。通過以上的分析得出，微課設計缺乏結構化思維的指導，從而才導致了知識點的孤立和碎片化。1.1.2.研究意義1.1.2.1.理論意義隨著網絡與智能終端等工具的飛速發(fā)展，微課的發(fā)展也逐漸成熟，應用較廣泛。將微課應用在教學中，它以短小精悍等特征解決了學者碎片化學習需求。所以，作為一名信息技術教師，根據不同的學習需求，設計精美的微課是有必要的。1.1.2.2.實際意義本文開展《高中信息技術中數字化與編碼教學的微課設計與實現》的研究，針對數字化與編碼中碎片化知識進行微課設計與實現，為了解決微課的碎片化問題以及知識點碎片化問題，本研究引入了結構化思維，指導數據化與編碼的微課設計與實現，使學生結構清晰，提高了流暢的思路。運用微課進行教學，分析出教學效果有怎樣的影響，是否有效的提升了學習者的學習興趣以及學習效果。1.2.國內外研究現狀1.2.1.國外研究現狀在國外，微課最早被研究，可以追溯到1960年。以下是筆者在相關研究的基礎上進行整理得出的國外“微課”的發(fā)展歷程，如表1-1所示。

表1-1國外“微課”研究的發(fā)展歷程根據上表得知，隨著時間的飛逝，微課的發(fā)展逐漸成熟。1.2.2.國內研究現狀在國內，胡鐵生老師于2010年首先定義了微課概念，并總結了微課理論發(fā)展的幾個階段。一、強調微課是課堂教學的視頻片段和輔助教材的集合。二、微課被引入“翻轉課堂”，它作為教學的一個環(huán)節(jié)。三、微課以微視頻為載體，以網課為主要形式。筆者以“微課”為主題關鍵詞在中國知網上進行搜索（搜索時間為：2021年12月12日），發(fā)表文章共81674篇。微課的發(fā)表年度趨勢如下圖1-1所示：圖1-1微課的發(fā)表年度趨勢圖圖1-1中，從2010年到2021年，一直有學者發(fā)表相關文章，2010年1篇，2021年3篇，2019年15628篇，從2010年到2019年，一直呈上升趨勢，2020年相比上一年有所下降，但是2021年16042篇（預測值），是目前的峰值，說明我國關于微課的發(fā)表量仍再上升，也說明我國的微課仍深受我國學者的高度關注。圖1-2是關于微課的研究領域分布圖如下：圖1-2微課的研究領域分布圖圖1-2中，關于微課的研究領域，最受歡迎的是學科教育教學。微課的定義自從被提出之后，微課不僅變得人盡皆知，還為微課的設計提供理論基礎。筆者以“微課設計與實現”為主題關鍵詞在中國知網上進行搜索（2021年12月12日），發(fā)表文章40篇，微課設計與實現的發(fā)表年度趨勢如下圖1-3所示：圖1-3微課設計與實現的發(fā)表年度趨勢圖圖1-3中，從2013年到2021年，關于微課的設計與實現的發(fā)文量較少，2017年的發(fā)文量最多，但是也僅有11篇，我國微課的概念在2010年就被提出，但是在2013才研究微課設計與實現，所以，我認為對微課的設計與實現的研究是很有必要的，特別是在各個學科領域。圖1-4是關于微課設計與實現的各學科的分布圖如下：圖1-4微課設計與實現的各學科的分布圖圖1-4中，最受歡迎的是教育理論與教育管理。微課的設計與實現在信息技術教學領域的研究情況，筆者以“信息技術微課設計與實現”為主題關鍵詞在中國知網上進行搜索（搜索時間為：2021年12月12日），發(fā)表文章7篇，發(fā)表年度趨勢如下圖1-5所示：圖1-5信息技術微課設計與實現發(fā)表年度趨勢圖在圖1-5中，從2015年到2021年，除了2014年沒有學者研究，其余每年都有人研究，發(fā)文量在1至2篇之間。說明微課是設計與實現在信息技術教學方面研究很少，所以筆者覺得還有待研究。綜上所述，我國關于微課的關注度仍在上升，在微課的研究領域，最受歡迎的是學科教育教學。自從微課的定義被提出后，不僅使微課眾所周知，還為微課的設計與實現提供了堅實的基礎。但是，我國關于微課的設計與實現的研究較少，尤其是在信息技術學科領域方面。所以，筆者認為對《高中信息技術中數字化與編碼教學的微課設計與實現》的研究是很有必要的。1.3.研究內容和目標1.3.1.研究內容研究內容如下：微課概念界定與相關研究理論筆者在“中國知網”上進行相關的文獻研究，在借鑒的基礎上，對微課的內涵和微課設計要素進行整理，明確微課的內涵，了解結構化思維，研究依托的理論基礎，為后續(xù)的相關研究奠定扎實的基礎。高中信息技術數字化與編碼的微課設計與實現引用結構化思維，設計基于結構化思維的高中信息技術數字化與編碼的微課，數據化與編碼內容依托于《信息技術》教材必修一的內容，制做出基于結構化思維的高中信息技術數字化與編碼的微課。微課的應用為了驗證微課設計的效果，應將其應用到實踐中，也就是將微課應用于教學。然后再進行分析。1.3.2.研究目標研究目的是利用微課進行教學，針對數字化與編碼中碎片化知識進行微課設計與實現，分析出利用微課在高中信息技術中數字化與編碼教學效果有怎樣的影響。1.4.研究方法和思路1.4.1.研究方法該研究的研究方法主要有以下兩種：文獻研究法文獻研究法主要是指對文獻進行研究。筆者通過文獻研究，對微課的研究現狀有所了解，還整理出微課的界定及相關研究的基礎。（2）問卷調查法問卷調查法主要是指通過設計相關問題，檢測調查對象的真實想法。在該研究中，筆者先是通過問卷星設置了相關問題，然后讓學生回答問題，最后統(tǒng)計出相關數據。1.4.2.研究思路本研究的研究思路，首先，通過文獻研究，發(fā)現問題，發(fā)現問題之后，對問題進行分析，其次，進行問題解決。最后落腳到高中信息技術中，以數據化與編碼中的圖像編碼為例，最后進行微課設計與實現，再檢測效果，得出結論。具體的研究路線如下圖1-6所示：圖1-6研究路線圖2.概念界定與相關研究理論2.1.微課2.1.1微課的內涵在國外，美國DavidPenrose首次提出了微課的定義，微課是以建構主義學習理論為基礎，以線上學習和移動學習為主要形式，從而制作的視頻有明確的教學內容，錄制時長在60s左右[1]。國內研究者們也對微課的定義進行了界定，筆者通過文獻研究，整理了一些有代表性的定義，具體如下表2-1所示：表2-1國內學者關于“微課”的定義通過整理，筆者發(fā)現國內研究者們對于微課的定義側重點不同。筆者在參考其他學者研究成果的基礎上，對微課的概念進行了界定，筆者認為，微課是指是以媒體為載體，闡述單一的知識點，用于教學，把內容通過精心的設計，使目標明確，以及短小精悍的具有結構化思維的資源。2.1.2.微課的特征雖然研究者對微課的界定側重點不同，但是微課的特征卻十分相似。主要有以下4個特征：短小精悍微課的教學時間短，符合高中生的認知特點。微課內容單一、精悍，具有針對性，有利于提高學生興趣。微課要經過精心的設計，提高學生學習效果。目的性微課的教學目的明確，教學內容是碎片化的，主題明確，問題聚焦，針對性較強，可以在短時間內高效地解決教學目標。相對于傳統(tǒng)教學來說，微課更簡潔明了，更能有效的突破重難點。便捷性微課時長短、內容精，所以微課的內存也較小，這使得微課既方便攜帶又方便共享?？梢酝ㄟ^移動終端，實現自由地學習，十分方便，鍛煉學生的主動學習能力。多樣性微課的應用方式是多樣的，可以用于課前、課中、課后。課前用于預習資料和導入的知識科普，課中可以做重難點講解，課后還可以用于復習、知識點的延伸拓展。教師根據需求在課程中任何一個部分靈活地應用微課，學生也可以任意地選擇學習內容，隨意觀看。2.1.3微課的設計要素通過上述對微課的概念進行整理，看出微課的界定側重點有所不同，所以微課的設計要素也有所不同，謝云[2]認為是“問題、情境、資源、評價、互動”五個要素；劉爽[3]認為是“目標、界面、內容”三個要素；尹合棟[4]認為是“評價、資源、內容、目標”四個要素。筆者在參考其他學者研究成果的基礎上，筆者認為是“內容、目標、界面”三個要素；目標是導向，內容是重點，界面是關鍵。2.2結構化思維2.2.1結構化思維內涵在了解結構化思維的含義之前，首先得知道“結構”的含義，“結構”是各個組成部分的搭配和排列。搭配是有安排的分配，也就是說是有思想的分配，而排列就是從a個不同元素里，每次取出b個元素，按照某種順序排列。“結構化”是通過歸納和整理零散的知識，最終得出知識與知識間聯系，有組織、有系統(tǒng)的知識點按層次排列的關聯結構。莫雷在《教育心理學》一書里說到，結構化對學習有重要作用，當知識以一種層次結構進行存儲時，可以提高知識應用時的檢索效率?！八季S”是人腦對客觀現實的概括的、間接的反映?！敖Y構化思維”指人腦對不同事物之間的聯系作探究，需要經歷拆分，歸納，厘清結構，明晰規(guī)律，以組塊的形式納入認知的思維過程，從系統(tǒng)和整體的角度認識事物的聯系，以尋求最佳的思維方式[5]。學習者在學習知識的時候，遵循了兩個認知規(guī)律：一是學生對于已經具備結構化的知識記憶更好，二是學生在短時間內學習精力有限。這可由認知負荷理論得以解釋。因此，依據以上兩個規(guī)律，筆者引用結構化思維設計微課，將碎片化的知識進行組織，使學習者更容易掌握知識具體結構，從而提高學習效率。2.2.2結構化思維原則結構化思維的三個原則[6-8]，1.以始為終，目標先行；2.分類原則；3.目標分解原則；。以上原則為后文的微課設計提供參照。具體如下圖所示2-1所示：圖2-1結構化思維的三原則2.3研究依托的理論基礎孟祥增等人認為，學習理論和微課研究理論是有聯系的，有些學習理論是微課理論的基礎[9]。2.3.1認知主義學習理論布魯納等人認為，學習是面對問題的時候，在內心經過組織，形成認知的過程[10]。具體而言，自己主動地學習，將知識進行內化，內化后形成自己的認知結構的過程。學生根據自己的需要，自主選擇學習資料，然后通過內化形成自己需要的認知結構。因此，把微課進行結構化設計，有利于學習者認知結構的形成。2.3.2認知負荷理論約翰·斯威勒教授，他在1988年首次提出認知負荷理論，該理論是指同時施加在大腦中的智力活動的總量[11-13]。該理論有三種類型，具體如下圖2-2所示：圖2-2認知負荷理論的類型零散的微課，增加了外部認知負荷，換言之，學習者需要耗費很長時間查找微課，耗費一定的精力，影響學習效率，那么相關認知負荷也隨之降低。因此，運用結構化思維指導設計的微課，解決微課碎片化的問題，降低學習者內部認知負荷。2.3.3聯通主義理論聯通主義理論指的是一種學習模式，該理論能適應當前社會的結構變化[14-15]。喬治·西蒙斯指出，“學習是創(chuàng)建知識聯系與學習路徑的過程，而學習的結果是構建一個完善的知識結構?！币虼?，基于聯通主義理念，微課的設計需要相關聯的節(jié)點，有利于學習者根據學習路徑，整理知識之間的聯系，自主建構知識結構，再激發(fā)學習者對相關知識的思考。該理論為微課設計提供了結構化的指導，也為結構化思維指導微課的設計提供了理論支撐。3.高中信息技術數字化與編碼的微課設計與實現3.1基于機構化思維的微課設計3.1.1設計原則本研究在借鑒結構化思維原則的基礎上，提出了微課設計主要有三個原則：1、以學生需求和教學目標為起點。需求和目標兩者都缺一不可，若只考慮其中一者，都會使微課設計不完整。結構化思維強調解決問題需要從整體的角度出發(fā)，首先我們應該了解目標是什么，然后我們可以根據目標不斷的尋找解決問題的辦法。因此，從需求和目標出發(fā)，為微課設計指引方向。2、以微課資源的結構化實現為樣式。首先要有總體的結構，然后再進行分支，從而把微課形成一個結構樣式。于是，以微課資源的結構化的方式，讓學生沿著結構以及設計的思路去理解內容。3、以學生系統(tǒng)化學習為目的。學習過程是先掌握知識點的內涵，然后逐漸形成自己的認知結構，然后在需要時能夠有效進行提取的過程，那么學生學習知識點時，就需要把知識進行解構以及掌握知識點之間的聯系，目的是為了使學生主動思考，構建自己的知識體系。3.1.2設計模型通過理論研究和已有經驗，構建了微課設計模型。具體如下圖3-1所示：圖3-1基于結構化思維設計微課的模型詳細描述如下：3.1.2.1.結構化分析1.前期分析。它是結構化分析的基礎。它包括學習者分析、需求分析和環(huán)境分析。學習者分析是了解學生的情況，就是學生學習微課之前已具備的有關知識和對微課的認知程度。需求分析是了解學生對微課的實際需求。環(huán)境分析為微課應用提供技術支持。2.目標分析。課程目標和學習目標。當然，目標的制定要根據課程目標。制定好目標后，就要對目標進行分解，分解成為學習目標。3.內容分析。內容分析包括內容選擇、內容分解和知識點篩選。內容的選擇要基于課程目標，然后進行內容分解，具體3-2如下圖所示：圖3-2微課內容分解內容分解涉及知識分類，知識分類有兩種，陳述性知識和程序性知識。陳述性型的微課可以幫助學生對概念等有直觀的認知，而程序性型的微課可以將實踐流程或操作進行記錄，學生可以反復觀看，減輕認知成本。內容分解好后，形成一個個孤立的知識點。因此，要從零散的知識點中篩選出微課知識點，具體如圖3-3所示：圖3-3微課知識點的篩選篩選時要滿足以下三個原則，一是抓住中重點，難度適中，內容在10分鐘內講解清楚，二是選擇適合可視化、圖形化特征的知識點，三是考慮微課與微課之間的聯系。3.1.2.2.結構化設計依據認知結構學習理論，提出微課設計策略，如下圖3-4所示：圖3-4微課設計策略根據微課設計策略，進行結構化設計分析。微課組織結構設計明確微課組織結構要素要素主要有兩種，一種是節(jié)點要素，組成知識架構。另一種是知識關聯要素，就是各節(jié)點之間的聯系。知識點間的關聯明確要素之后，需要對要素進行關聯。換句話說，就是學生在學習該微課內容之前，首先要學會哪些內容，或者是在學習完當前微課之后，接下來學習哪些內容。結構設計策略以聯通主義理論為指導，進行組織結構的設計，將零散的知識點進行整合。微課組織結構的策略如圖3-5所示:圖3-5微課結構設計策略微課要素設計。目標設計目標設計就是細化目標，把目標問題化，通過問題來描述目標。把目標問題化的優(yōu)勢有兩點，1.對于一系列微課，問題化促進了微課與微課之間的邏輯結構，為學生提供學習路徑。2.對于單個微課，問題化吸引了學生的注意力，激發(fā)了學生的學習興趣。內容設計內容設計就是讓內容圖文并茂，一個畫面?zhèn)鬟_一個知識點，合理布局，突出重點，可以標記重點，讓學生快速抓住重點。界面設計界面設計，要保證界面的美觀性和實用性，使學生快速掌握重點內容。微課資源包構成設計。微課資源包就是對節(jié)點的內容。具體構成如下圖3-4所示，把微視頻當作核心，其余是輔助材料。圖3-6微課資源包構成3.1.2.3.結構化實現結構化實現是將結構化設計進行具體化。主要就是微課的制作。3.2基于機構化思維的數據化與編碼的微課實現微課設計完成之后，落腳到高中信息技術數據化與編碼中，微課設計與實現之前需要進行前期分析，以前期分析為基礎，再引用了結構化思維指導微課的設計，最終進行微課的實現。3.2.1前期分析一、高中信息技術微課需求調查分析調查目的是了解具體情況，為微課的設計提供依據。該調查，筆者用問卷星軟件，該軟件可以制作問卷和統(tǒng)計分析問卷，制作好問卷之后，利用該小程序生成二維碼，然后發(fā)送給學生端，讓學生回答問卷，學生回答完畢后，導出高中信息技術課程微課應用需求調查表，表3-1所示。本次調查的對象是貴陽某中學的高一學生，分別是高一年級的8、13、14三個班,總共是132人，問卷回收132份，問卷回收率100%。表3-1高中信息技術課程微課應用需求調查表第1題你對該課程感興趣嗎？[單選題]選項小計比例A、非常感興趣9571.97%B、感興趣3526.52%C、不感興趣21.52%D、非常不感興趣00%本題有效填寫人次132第2題該課堂教學方式你喜歡嗎？[單選題]選項小計比例A、非常喜歡8765.91%B、喜歡4433.33%C、不喜歡10.76%D、非常不喜歡00%本題有效填寫人次132第3題平時上課的時候，你是否會注意力分散？[單選題]選項小計比例A、經常75.3%B、一般129.09%C、偶爾6347.73%D、從不5037.88%本題有效填寫人次132第4題老師授課之后你還有疑問的情況？[單選題]選項小計比例A、經常43.03%B、一般6246.97%C、偶爾5541.67%D、從不118.33%本題有效填寫人次132第5題你了解微課嗎？[單選題]選項小計比例A、非常了解53.79%B、了解2921.97%C、一般5541.67%D、不了解4332.58%本題有效填寫人次132第6題你之前有使用過微課進行學習嗎？[單選題]選項小計比例A、經常使用53.79%B、偶爾使用6347.73%C、基本不使用3627.27%D、從不使用2821.21%本題有效填寫人次132第7題上課時你的思路：[單選題]選項小計比例A、非常清晰3022.73%B、清晰9370.45%C、混亂75.3%D、非?；靵y21.52%本題有效填寫人次132第8題你對于復雜的問題，能逐步拆解，梳理思路：[單選題]選項小計比例A、非常符合1813.64%B、符合9370.45%C、不符合1914.39%D、非常不符合21.52%本題有效填寫人次132第9題你對微課引入課堂感興趣嗎？[單選題]選項小計比例A、非常感興趣9068.18%B、感興趣3929.55%C、不感興趣21.52%D、非常不感興趣10.76%本題有效填寫人次132第10題你是否愿意嘗試利用微課進行學習？[單選題]選項小計比例A、非常愿意9068.18%B、愿意3929.55%C、不愿意32.27%D、非常不愿意00%本題有效填寫人次132對上表進行具體的分析如下：（1）從第1題到第4題得知，71.97%的學生對該課程感興趣，65.91%的學生喜歡傳統(tǒng)教學，但是62.12%的學生在課堂上注意力有所分散，以及課后仍會存有疑問的學生有91.67%的學生。綜上所述，根據高一學生目前情況，將微課引入信息技術課堂教學是有一定依據的，符合本研究開展需要。（2）從第5題和第6題得知，學生對微課的了解還不夠，而且對于微課的使用情況也很少。調查數據顯示，74.25%的學生對微課不是很了解，有32.58%的學生對微課一概不知；再進一步對微課的使用情況進行了，調查結果顯示，高一學生使用微課的次數也很低，有48.48%的學生沒有使用過微課，由此可見大部分學生對于微課的了解以及認知還不夠。（3）從第7題和第8題得知，93.18%的學生在課中思路清晰，但對于困難的問題，僅13.64%的學生保持非常清晰的思路。據數據分析，說明了只要問題難了，學生解決問題的思路就不是那么清晰了。所以，學生學習思路有待加強。（4）從第9題和第10題得知，利用微課來進行教學，有97.74%的學生感興趣，且有97.74%的學生想要用微課進行學習。綜上分析，高一學生對信息技術課很感興趣，但是在上課過程中注意力會分散，并且在課后還會有疑問，學習思路也不夠清晰，導致問題無法得到即及時又有效的解決。從高一學生的學習情況來看，由于學生注意力集中時間有限，所以需要引入微課，使用微課來解決學生注意力情況以及課后還存有疑問的情況。二、高中學生特征分析對學生的特征進行分析，可以了解學生的學習認知情況，為微課設計提供幫助。從一般特征來看，高中生具備了解決問題能力和自主學習的能力。選擇高一學生作調查對象，那是因為高一是新生，對信息技術有較強的學習興趣、熱情，從微課需求調查表中也可以得到證明，只要高一的學生奠定好基礎，之后的學習就更主動。從學習者的起點水來看，有些學校的學生在初中時候已經掌握了一定的基礎知識，但有些學校的學生，基礎還是較差的，所以，對于高一學生來說，他們的起點參差不齊。但是不管以前的基礎如何，老師在設計結構化微課時，只要有關聯的知識點，老師都會提供適當的引領和幫助。最后，學生需要通過高中信息技術學業(yè)水平測試，等級評定。所以，對學生有一定的硬性要求。三、學習環(huán)境分析分析學習環(huán)境是為了能保證在豐富的學習資源和優(yōu)良的硬件條件的基礎上來準備教學活動，根據學習環(huán)境設計教學活動。實習學校的硬件設施要齊全，網絡暢通，由于信息技術課是在機房進行教學，為微課的設計與實現提供保障。四、高中信息技術教學情況分析信息技術課是一門應用性的學科，與其他學科相輔相成。學好信息技術對每個人來說是很幫助的，但是，隨著信息化時代的快速發(fā)展，信息技術課需要進行不斷的更新換代，才能適應社會的需求。此外，課時安排少，只有高中一、二年級有信息技術課，一般就是每周一節(jié)，所以，由于時間間隔長，學生會忘記以前學習的內容，導致學習的知識不成體系。還有就是在課上進行理論講解和操作的教學需要花費大部分時間，明顯時間是不夠的，那么如何在課時較少的情況下，使學生更有效地掌握教學內容是關鍵?；诖朔治?，引用結構化思維設計微課，能促進學生對于零散化知識的把握。3.2.2微課實現3.2.2.1.高中信息技術微課案例目標和內容分析本研究依托于高中《信息技術》人教版必修一教材，針對其中數據化與編碼內容，筆者引用了結構化思維指導微課設計與實現，選擇高中《信息技術》必修一教材中數據化與編碼為案例設計微課的原因如下：1.教材方面。該教材是高中信息技術的基礎，而且還是高中信息技術的必修課程。2.內容方面。內容比較細碎而且也比較多，而且還是學業(yè)測試的必考內容。將該內容作為微課設計的來源，可以將碎片化和零散化的知識建立聯系，以結構化的形式呈現，使學生可以把握知識整體。高中《信息技術》必修一中數據化與編碼的具體內容結構如下圖3-7所示：圖3-7《數據化與編碼》內容結構圖在人教版高中信息技術必修一中，數據化與編碼的主要內容包括：1.數字化及其作用；2.二進制與數制的轉換；3.數據編碼；4、數據壓縮；從中選取重難點，并對其進行分類，如下表3-2所示：表3-2《數據化與編碼》內容分解與分類知識類型內容模塊陳述性知識程序性知識數據化及其應用模擬信號的概念，數字信號的概念，數字化的概念，數字化的作用。二進制與數制的轉換二進制的概念，常見的數制有哪些。二進制與十進制的轉換，其它數值轉換。數據編碼聲音編碼，圖像編碼，視頻編碼。數據壓縮有損壓縮、無損壓縮的概念。有損壓縮、無損壓縮的方法內容分解好后，需要經過篩選，篩選出適合微課設計的知識點，那么基于篩選三原則，一是抓住中重點，難度適中，內容在10分鐘內講解清楚，二是選擇適合可視化、圖形化特征的知識點，三是考慮微課與微課之間的聯系。篩選結果如下表3-3所示：表3-3“數據化與編碼”微課知識點篩選知識塊知識點知識類型目標數據化及其應用數字化的概念陳述性知識說明數字化的概念數字化的作用陳述性知識說明數字化的作用數字化的方法陳述性知識說明數字化的方法二進制與數制的轉換二進制的概念陳述性知識說明二進制的概念二進制與十進制的轉換程序性知識進行二進制與十進制轉換數據編碼聲音編碼程序性知識聲音編碼的過程圖像編碼程序性知識圖像編碼的過程數據壓縮有損壓縮陳述性知識說明有損壓縮的概念無損壓縮陳述性知識說明無損壓縮的概念知識點篩選之后，將目標進行問題化，引導學生主動思考。對于陳述性知識，目標化后就是“什么”是“什么”問題，而對于程序性知識，目標化后就是“什么”怎么做（如何做）的問題。例如知識點“數字化的概念”的目標是“說明數字化的概念”，問題化后為“數據化的概念是什么？”。那么各知識點問題化后如下表3-4所示：表3-4目標問題化表達知識塊知識點知識類型目標問題化數據化及其應用數字化的概念陳述性知識數字化的概念是什么？數字化的作用陳述性知識數字化的作用是什么？數字化的方法陳述性知識數字化的方法是什么？二進制與數制的轉換二進制的概念陳述性知識二進制的概念是什么？二進制與十進制的轉換程序性知識如何進行二進制與十進制的轉換？數據編碼聲音編碼程序性知識如何進行聲音編碼？圖像編碼程序性知識如何進行圖像編碼？數據壓縮有損壓縮陳述性知識有損壓縮是什么？無損壓縮陳述性知識無損壓縮是什么？3.2.2.2.微課案例設計與實現1、“數據化與編碼”微課的組織結構設計通過以上的目標和內容分析后，為微課的設計與實現奠定了基礎。首先進行微課組織結構的設計，而微課的組織結構是如何實現的呢？筆者使用了一個制作思維導圖的工具，該軟件是MindjetMindManager2018，選擇思維導圖來實現組織結構的設計主要原因有如下幾點，①基于思維導圖的自身優(yōu)勢，有節(jié)點功能，可以在幾點處插入超鏈接，鏈接你想附帶的內容；②通過思維導圖可以了解大致的內容框架；③通過思維導圖知曉下一節(jié)的學習內容，為當前的學習有一個更好的定位。實現組織結構的具體介紹，筆者使用的思維導圖的樣式是時間線圖，如圖3-8所示，沿著時間線設置目標問題，節(jié)點的命名是目標的問題形式，節(jié)點內容是微課資源包。節(jié)點是以插入超鏈接的方式實現，直接打開超鏈接就可以打開相關文件夾，查看相關文件的內容。節(jié)點鏈接設置如圖3-9所示。圖3-8“數據化與編碼”組織結構圖圖3-9節(jié)點鏈接內容2、節(jié)點資源包的制作與實現這里就以數據化與編碼中的“圖形編碼”為例，展示微課資源包全部內容。（1）制作準備：經濟實惠的微課，呈現良好的效果。主要從開發(fā)方式和開發(fā)工具兩方面考慮。微課的開發(fā)形式有動畫型、拍攝型、錄屏型。顯而易見，錄屏型最為方便和便捷，一般采用PPT課件，用錄屏軟件進行錄屏。當然，選用什么樣的開發(fā)方式都要考慮技術的支持。所以筆者選用了錄屏型的開發(fā)方式。筆者使用PPT課件，課件完成之后，利用EV錄屏軟件進行錄屏，錄好視頻之后，采用剪映工具后期剪輯?！皥D像編碼”的微課件如圖3-10所示,微教案如下表3-5所示，微總結如下圖3-11所示，微練習如下圖3-12所示。圖3-10微課件表3-5微教案教學目標通過了解圖像數字化的過程，理解圖像的采樣與量化；理解像素顏色深度的概念，能計算圖像的存儲容量；了解圖像編碼，認識圖像文件格式。二、教學重點1、圖像數字化的基本過程；2、圖像存儲容量的計算；3、圖像的文件格式。三、教學難點1、圖像數字化的基本過程；2、圖像編碼的多樣性。教學方法講授法五、教學思路通過問題引入課題，引發(fā)學生思考。讓學生觀看圖片，從模擬圖像轉換為數字圖像，需要經過圖像數字化，從而引發(fā)圖像數字化的過程。首先，圖像采樣，講述了如何采樣，從而引發(fā)了像素的概念，通過對比圖像，初步認識得出結論。其次，圖像量化，用采樣后的圖像，將其進行量化講解，從而引出顏色深度的概念，在通過對比圖像，加深結論，顏色的深度越多，可表達的色彩越豐富，存儲容量越大。最后，講解圖像編碼，不同的編碼方案得出的圖像文件格式不同，所以圖像的存儲容量也不同，引出圖像存儲容量的計算公式，最終進行總結，首尾復印，層層遞進，再預告下節(jié)內容。圖3-11微總結圖3-12微練習（2）錄制過程，編寫錄課稿，使微課錄制過程流暢以及語言表達準確。在做好制作準備之后，進行正式的視頻錄制，首先根據PPT，撰寫錄課搞，使微課錄制過程流暢以及語言表達準確，然后利用EV錄屏軟件，進行視頻錄制，制作過程如下圖3-13所示：圖3-13微課的錄制過程（3）錄制完成：根據錄課稿，添加視頻字幕。微課錄制完成之后，用剪映工具剪輯視頻，該工具可以自動識別語音字幕，然后再認真檢查一遍，有錯的地方再單獨修改，字幕添加好后，再把視頻多余的剪輯，最終呈現一個精美的微課。4.微課應用效果分析與微課設計評價分析微課設計與實現已完成，但要知道微課的教學效果，需要將微課應用于實踐，通過學生反饋來體現微課的效果。關于微課教學學生的學習效果是否有提升？微課結構化設計是否解決微課碎片化問題？還需要進一步驗證。本章將上述開發(fā)的微課應用于實踐教學中，分析微課的應用效果。4.1．微課應用效果分析4.1.1．實驗設計與實施（1）實驗目的本實驗的主要目的是微課教學是否有效的提升了學生的學習效果。（2）實驗對象本次的實驗對象是貴陽市某中學的高一學生，從中抽取二個平行班級進行研究，分別是高一（8）班和高一（13），總共是82人。選擇這兩個班的原因有兩點，一是這兩個班人數一樣，都是各41人，而且都是高一普通班。二是這兩個班都是筆者實習時候的代理班級，便于實驗研究。（3）實驗方法運用對照實驗的方法。高一（8）班為對照班，高一（13）為實驗班，對照班高一（8）班還是用原來傳統(tǒng)的教學方式進行教學，而實驗班高一（13）班就用微課進行教學。實驗實施表4-1教學設計過程教師活動學生活動課堂記錄課前5分鐘教師用教師機控制學生機，向學生呈現組織結構圖，并加以講解，讓學生了解知識結構，并通過教師機向學生機分發(fā)微課資源包。學生接收文件，并打開文件，了解文件內容。有些學生沒有收到文件，教師利用u盤直接拷貝到學生機。觀看微視頻10分鐘教師明確課堂要求、紀律等問題，讓學生打開桌面文件，文件名叫微課資源包，里面有五個內容，請學生們觀看微視頻，微課時長9分19秒，所以給大家10分鐘的時間觀看微視頻。學生明確教師要求，開始觀看微視頻。有個別學生自覺性比較差，所以讓學生觀看微視頻時，應控制學生機，統(tǒng)一觀看。小組合作游戲（5組）20分鐘教師講解游戲規(guī)則，每個小組抽出一個學生進行解碼，組內其他成員負責編碼，請每組抽出的同學座到教師安排的指定位置，然后教師分發(fā)圖案，教師分發(fā)的圖案，被抽出來解碼的同學是不能看的，每個小組的圖案不同，小組得到圖案后，需要將圖案數字化，也就是將其進行編碼，用二進制的形式來表示該圖案，請各小組討論編碼方案，然后進行編碼，編碼完成后，舉手示意，由老師把圖案交給解碼的同學，而解碼的同學需要用到系統(tǒng)自帶的畫圖工具，把該圖案繪制出來。接下來編碼的同學開始編碼，解碼的同學請開始熟悉畫圖工具，同學們抓緊時間看哪一組最先完成游戲。編碼的同學紛紛開始討論編碼案，解碼的同學也開始熟悉畫圖工具，編碼完成后，給學生解碼繪圖。編碼的同學，有些學生又打開微課資源包，查閱資料，而解碼的同學，根據編碼方案，基本完成繪圖，有個別由于時間原因，未完成繪圖。作品展示8分鐘教師展示學生繪制的圖案，和原來的圖案進行對比，并加以點評。學生觀看圖案，相互欣賞作品。從作品完成度來看，學生的學習效果還是不錯的。微練習2分鐘教師打開收文件通道，接收微練習。學生完成微練習，并上傳文件。完成練習后，下課自行離開教師。4.1.2實驗結果與分析微課的應用效果主要從作品的完成度和微練習正確率進行分析，同一個教學內容，同一個老師授課，只是授課的方式不同，對照班高一（8）班采用傳統(tǒng)的教學方式，而實驗班高一（13）班采用微課教學方式，那么教學效果會如何呢？微課教學是否提升的學習效果呢？（1）數據處理方法該研究選用的數據處理方法是用Excel統(tǒng)計數據，把數據錄入到Excel表格中，進行數據整理。（2）實驗數據統(tǒng)計結果與分析其中作品完成度如圖4-1所示，微練習正確率如圖4-2所示。圖4-1作品完成度對照班完成作品組數有兩組，完成一半的有一組，由于時間原因，只完成一半，也就是說，時間到了，只完成編碼，沒有完成解碼。有錯誤的是一組，原因是編碼錯誤，導致解碼出來的圖案和原圖不相符，未完成的有一組。而對于實驗班，完整組數有三組，比對照班多一組，有錯誤和完成一半和對照班一樣，各有一組，但是對于未完成的，數據是零，也就是說，實驗班沒有未完成的情況。說明應用微課教學，有明顯提高教學效果。圖4-2微練習正確率對照班微練習正確率第一題是58.54%，第二題是64.41%，第三題的73.17%，實驗班微練習正確率第一題是73.17%，第二題是80.49%，第三題的87.80%，相對于對照班，實驗班的微練習的平均正確率高于對照班。說明應用微課教學，能有效提高學習效果。通過以上對數據的分析可以得出，應用微課來進行教學對高中信息技術教學有顯著的促進效果，也有效的提高了學生學習效果。通過這兩個表的數據進行分析，得出相比于對照組而言，實驗組數據表現更理想。總而言之，應用微課進行教學，能有效提高學生的學習效果。4.2.微課設計評價分析微課應用完成之后，需要對微課的設計進行評價，以驗證引用結構化思維指導微課的設計，是否解決了微課碎片化問題？4.2.1.調查設計與實施該調查的調查目的是微課結構化設計是否解決微課碎片化問題？調查對象是實驗班的41個學生。問卷的題目主要從以下方面進行設計，一是目標方面，二是內容方面，三是結構方面，四是效用方面。4.2.2調查結果與分析1．目標方面分析目標方面的調查結果如下圖4-3所示，從圖中可以看出，有90.24%的學生認為微課目標清晰，并以目標引領學習者微課學習。圖4-3目標分析圖內容方面分析內容方面主要包括了微課時長、內容的邏