大学视频公开课交互设计研究

摘要：精品视频公开课是“国家精品开放课程”重要组成部分，是在国际开放课程大发展的背景下应运而生的。然而，视频公开课的教学过程只是单向的信息传递，缺乏深层次的交互设计。本文在借鉴了我国远程教育及国外开放课程的交互设计方式，并在此基础上提出了大学视频公开课的交互模型，以期为我国大学视频公开课的后续建设提供借鉴和帮助。

关键词：大学视频公开课；交互设计；交互模型

    在教育全球化和信息化的背景下，基于“开放共享”理念的开放教育资源运动是全球高等教育发展中不可阻挡的趋势[1]。“精品视频公开课”作为“国家精品开放课程”的重要组成部分，于2011年11月9日，通过爱课程网、中国网络电视台和网易公开课平台向公众免费开放，自上线以来，大学视频公开课很快赢得了社会大众的好评与认可，网上“蹭课族”更是一片欢呼，很多网友评论“高校的厚实围墙悄悄拆了”，“中国迈向教育公平一大步”。一时间，国内掀起了一股“淘课”浪潮。根据爱课程网显示，截至2013年6月4日，教育部共推出266门课程，1908集视频，且课程在不断更新中。这些课程充分展示了中国高等教育风采，为进一步提高高等教育质量，实现全民教育和终身教育，服务学习型社会建设提供了很好的途径。

    视频公开课不同于传统师生面对面的课程教学，由于空间的分离导致学生与教师之间不能及时互动交流，而交互是学习的必要条件，著名心理学家赤瑞特拉通过“知识保持即记忆持久性”实验得出：人们一般能记住听到和看到内容的50%，交流过程中所说内容的70%[2],即通过交流互动能使得记忆内容增加20%。因此，交互在视频课程教学过程中至关重要。而就目前上线的精品视频公开课来看，教学过程只是单向的信息传递，课程平台为用户提供的交互途径仅限于“用户评论模块”，且大多数的评论浮于表面，缺乏对课程的深刻理解，很少有针对课程相关内容进行问题讨论。因此，本研究从视频公开课的交互设计为出发点，试图对视频公开课存在的交互缺失问题提供进一步的解决方案。

（一） 目前我国视频公开课交互现状评述

    目前，我国大学视频公开课主要借助爱课程网、中国网络电视台和网易公开课为社会大众提供学习平台，通过对这三个网络平台的交互支持进行调查，发现用于支持学习者学习的交互功能极少。其中，网易公开课借助“微博评论模块”实现人与人之间的交互，而人与学习内容之间的交互只有“视频下载功能”和“笔记功能”；爱课程网交互功能的实现也仅限于“用户评论模块”，除少数学习者对课程形式、内容及授课教师进行简要评论外，很少看到学习者之间针对课程中某一问题进行分析探讨，且主讲教师也未能针对学生提出的建议及问题进行及时回复；而中国网络电视台中的大学视频公开课模块也没有为用户提供任何交互功能。

    因此，从总体上来看，目前我国的精品视频公开课缺少个性化的交互支持。尽管一些平台提供了少量交互工具，但这种交互远远不能满足学习者的学习需求，从某种意义上来讲，精品视频公开课并没有完全体现精品开放课程的开放理念。

（二）国外开放课程交互设计分析

    中国的大学视频公开课源于国际开放课程，与国外的开放课程相比，中国大学视频公开课显得更为简单，主要以教师授课视频为主。而国外的开放课程已经有一套较为完整的课程体系，其中，在课程的交互设计，运作方式，证书获取等方面有一套完整的模式和流程。因此，通过分析国外开放课程的交互设计，将对我国视频公开课的建设具有一定的借鉴意义。

国外的大规模在线开放课程（MOOC）始于2001年麻省理工学院掀起的“开放教育资源（OCW）”运动，目前，影响较大的是Coursera、Udacity和edX三个开放课程学习平台，它们提供了较为完善的交互功能。其中，Coursera学习平台在为学生提供的教学视频中插入了交互式问题和小测验，待学生真正理解所学内容后才能进入下一阶段的学习；另外，在背景资料上嵌入超链接，学习者可以先链接到网上查看资源，再继续进行学习[3]；Coursera中还引入了学生之间“互相评分”[4]的功能，根据教师制定的作业评分标准，学生之间进行互相评价，不仅在一定程度上解决了作业批改问题，还增强了学生之间的交流互动，促进学生相互学习；另外，还包括一些教学视频下载功能，文字版的课堂实录，帮助有听力或语言障碍的学生使用[5]。而edX课程的交互方式与Coursera也是大同小异，主要包括网页插入式测试、即时反馈、学生分级的问答、在线实验室、学生学习节奏等部分[6]，另外还提供课程论坛，促进师生、生生互动[7]，这些交互都为学习者的有效学习提供很好的支持服务。此外，在Coursera和Udacity项目里，还会定期组织学生见面会，促进学生之间的交流合作。随着MOOC的快速发展，为了更好地服务于学习者并继续保持吸引力，目前研究者正在努力探索同伴评议系统、学生顾问、奖章制度和其他形式的评价，并且在评价过程自动化与提供个性化的可靠的学习机会之间找到良好的平衡[8]。

1.个性交互与社会性交互相结合的原则。个性交互即学习者与学习内容之间的交互，内容交互过程是学习者为了达到学习目标的认知过程；社会性交互是人与人之间的交互，即学习者与学习者之间、学习者与教师之间的交互，社会性交互在学生学习过程中非常重要，它是学习者认知过程持续有效进行的重要保证。因此，视频公开课的交互设计必需满足个性交互和社会性交互相结合的原则，不仅能够为学习者提供个性化的学习支持，满足学习者的个性化学习需求，还可以通过学习者之间以及学习者与教师之间的社会性交互过程，促进学生更好地学习，从而达到自己的学习目标。

2.教师与学习者共同控制学习过程的原则。在教学过程中，“教师主导、学生主体”及“以学习者为中心”的教学思想已经得到广泛认可，而这种教学思想在视频公开课学习平台中更容易实现。学习者通过视频公开课进行自主学习并不代表教师没有存在的必要性，相反，教师适当引导控制学习过程将有利于学生更好的学习。因此，视频公开课的交互设计应符合教师引导控制与学生自主控制相结合的原则，在学习过程中，以学习者为中心，学生自控学习步调，教师辅以学习指导，间接控制学生学习过程，如定期组织主题研讨，发表观点引导学习方向等。

3.同步交互与异步交互相结合的原则。同步交互是学习交互的一种理想形式，就目前技术条件而言，已经能够满足人与人之间的实时同步交互需求。但对于视频公开课的大量学习者而言，要满足每个学生的同步交互需求是不可能的。学习者学习进度、学习时间的差异使得教师与学生之间同步实时交互的实现异常困难，但正是由于学习者数量众多，实现学习者与学习者之间的同步实时交互相对比较容易。因此，视频公开课的交互设计应采取同步交互与异步交互相结合的原则，教师可以在课程首期推出时通过直播形式与学生之间进行同步实时交互，而在之后的学习中，可以以异步交互为主，同步交互为辅。

    在远程教育中，交互是沟通学生学习和教师教学的桥梁，是远程学习有效进行的重要表现。我国学者陈丽在Laurillard的“学习过程会话模型”基础上，提出了远程学习中的教学交互模型（见图1）[9]，并从具体到抽象、从低级到高级将远程教育中的教学交互分为三个层次，即：操作交互、信息交互和概念交互。其中，信息交互体现在学生与某种教学要素之间，通过各种符号进行有关学习的信息交换的过程[10]。因此，学习者利用视频公开课进行学习属于信息交互层面。

图1：远程学习中的教学交互模型

    结合上述研究，本文以陈丽“教学交互层次塔”中的信息交互为基础，将视频公开课的交互分为学习者与学习内容的交互、学习者与学习者之间的交互以及学习者与教师之间的交互，并结合上文中提到的视频公开课交互设计的原则，构建了大学视频公开课的交互模型（见图2)。

图2：视频公开课交互模型

（一）交互方式

    视频公开课的整体交互方式为信息交互，具体又可以分为个性交互和社会性交互。其中，个性交互是学习者根据自己的学习需求和学习特点，与视频公开课平台所提供的学习内容进行的个性化学习交互；社会性交互是通过学习交互平台、社会性软件和面对面的交流，学习者之间以及与学习者与教师之间的交流互动，在交互过程中促进学习提高和情感交流。因此，以下将从学习者与学习内容、学习者与学习者、学习者与教师三个方面阐述视频公开课学习平台的交互功能。

（二）交互功能

1.学习者与学习内容的交互

（1）学习者通过教学视频进行交互式学习

    教学视频是学习者自主学习的主要内容资源，通过对教学视频进行学习，从而掌握课程相关知识。交互式的教学视频除了具有一般视频资源的停顿、重看、跳跃的交互功能外，还包括视频下载和视频速度控制的功能，学习者可以将教学视频下载到终端设备上，在没有网络的情况下依然能够进行随时随地的学习，另外，学习者可以根据自我喜好控制学习进度，对课程内容学习较快、接受能力较强的学生可以进行跳跃学习或将视频播放速度调为原来的两倍，而学习较慢、接受能力较差的学生则可以减速或重看学习内容。

    目前的大学视频公开课每集大约四五十分钟，视频时间较长、包含知识点较多，因此视频中“知识点检索”功能非常重要。学习者在初始学习或回顾复习时，可以快速找到相关知识点在视频中的具体时间位置，从而方便快捷、有针对性地进行学习，满足了学习者个性化的学习需求。

    传统的课堂教学中，教师会通过问题提问的方式增强与学生之间的互动交流。在教学视频中可以添加“网页插入式测试”功能促进交互，在视频重要知识点处嵌入交互式问题和测试，学生在回答问题时，视频会自动暂停，留给学生充足的思考回答时间，待学习者真正理解并掌握所学知识点后再进入下一阶段的学习。学生对客观题的作答结果，系统会给予自动反馈，如果回答错误，系统会找出错误所在，提出修改方法并给出正确答案；对于主观题的作答结果，在制作教学视频时，将课程面授时学生的回答及其教师评价录制下来放到教学视频中，待学生作答完成后，查看教师对面授学生问题回答的评价，将其与自己的回答进行比较，从而加深学生对问题的理解和认识。

    学习者在学习过程中经常会遇到问题，因此，教学视频需要为学习者提供“定点提问”功能，学生在观看视频时发现问题，可暂停视频，及时提出疑问并提交到平台，待教师或参与课程的其他学习者进行回答，目前大学视频公开课有大量用户参与，总有人能够对问题作出回答。另外，在视频中添加“相关内容超链接”功能，在教师讲到某个知识点时，视频中出现相关内容的超链接标记，学习者点击超链接可以更加深入地学习相关知识。

    为了满足学生个性化的学习需求，视频为学习者提供“切片剪辑”功能，学生根据自己对课程的掌握程度，将视频进行自由剪辑，把自己没有掌握或不太熟悉的知识点视频片段剪辑组合，形成自己独特的教学视频，供以后复习回顾使用。

（2）学习者通过学习笔记进行交互式学习

    学习者在学习过程中，为了加深自己对知识的理解及方便查找和复习使用，对重要知识点进行概括总结并记录，从而形成自己的学习笔记。学生在课程学习过程中，可以通过“定点弹幕笔记”、“笔记搜索”和“笔记分享、评论”等交互功能促进其对知识的理解和课程的学习。“定点弹幕笔记”是学习者在视频某个时间点记录笔记后，笔记会在视频指定位置处显示，为后续学习提供支持；“笔记搜索”功能可以帮助学习者快速搜索到所需笔记内容；“笔记分享、评论”是学习者将自己记录的笔记分享给课程其他学习者，为他人学习提供参考，而其他学习者对笔记进行评价，同时也促进了笔记分享者更好地学习。

（3）学习者通过教学课件进行交互式学习

    教学课件是教师上课的辅助工具，一般在教学视频中呈现给学习者，学习者只能根据教师教学进度观看课件，从而失去了对教学课件的自我控制。为了使得学习更加个性化、人性化，可将教学视频和教学课件同时置于学习界面中。另外，教学课件在设计时也要充分体现交互性，通过链接、点击、反馈等功能，使得学习者更好地进行交互式学习。

（4）学习者通过学习计划进行交互式学习

    计划是有目的学习的必要条件，制定合理的课程计划非常重要。授课教师为学习者提供预设的学习计划，为不善于计划学习的人提供帮助，同时也为个人计划的制定提供参考。另外，为了满足学习者个性化的学习需求，学习者可以根据自身情况，量身定制自己的学习计划，从而增强学习动力，有目的有规划地进行学习。同时把自己的学习计划与他人分享，为别人计划的制定提供参考，促进课程学习者之间相互交流、共同学习。

（5）学习者通过学习检测进行交互式学习

    为了检测学生的学习效果，课程需要为学习者设定多个测试环节。在视频学习过程中，学生学完一个知识点后需要完成测试，方能进入下一阶段的学习；学完一节课之后，学生需要定时完成课程作业和测试，从而对自己的学习进行评价；在整个课程结束之后，会有一个综合性的考试，对学生的整体学习效果进行检测。通过这种循序渐进的测试过程，将过程性评价和总结性评价相结合，及时检测学习者的学习效果，从而促进学生更好地学习。

2.学习者与学习者之间的交互

    学习是一个互动交流的过程，它不仅是一个人的事情，往往是由一个群体共同完成的。 在视频公开课课程学习过程中，学习者之间可以通过“作业互评”、“问题互答”、“论坛交流”、“同城会面”等形式进行交流互动。

    “作业互评”是教师根据课程特点制定相应的评价标准，待学习者提交课程作业后，系统会随机抽取5名学生对其进行评价，同时该学习者也要为该课程学习的其他5名学习者进行评分。这种学习者之间互评作业的形式在很大程度上解决了大规模课程作业需要批改的难题，不仅减轻了教师的负担，还促进了学生之间相互学习。“问题互答”功能是学习者对他人在视频学习过程中提出的问题进行回答。提出问题是一种学习反思过程，回答别人的问题不仅可以帮助别人，而且还可以了解其反思过程，从而促使自己进行思考，在对他人问题进行思考回答的同时，也是对自身学习的一种提高。因此，“问题互答”是一种双赢。

    “论坛交流”和“同城会面”是线上和线下两种不同的交流途径，“论坛交流”可以是一个学习者与一个学习者之间的同步交流，也可以是多个学习者针对某一学习主题的异步交流，论坛交流可以使学习者随时随地的查看他人观点并给予评价，也可以发表自己的看法，摆脱了时间和空间的限制，促进了学习者更好地交流学习。“同城会面”是由课程组织者发动的同一城市的学习者进行面对面的交流活动，现实交流是网络交流的一种补充，使得网络虚拟课程中互帮互助的学习同伴更具有真实感且促进了学习者之间的情感交流。

3.学习者与教师之间的交互

    学习者与教师之间通过“同步互动”、“问题答疑”、“主题研讨”和“学习评价”进行交互。由于视频公开课每门课程的学习人数众多且学习时间不定，进行教师与学生之间的“同步互动”非常困难，因此，对将要开课的课程进行预告，在每门课程第一期上线时提供视频直播以及教师与学生之间的同步互动问答，有教师陪同参与的学习能够激发学生学习的积极性，遇到问题可及时得到教师与同学的回答，从而集中学生注意力并提高其学习效率。“问题答疑”功能可以在首期同步互动中得到实现，也可以在学习者之后的学习过程中异步答疑，教师通过整体查看学生问题，挑选共性和具有代表性的问题进行回答，以求在最短时间内帮助更多的学习者。“主题研讨”功能是教师定期发布学习主题，学习者根据教师发布的学习主题进行交流讨论，在讨论过程中，教师起到引导作用。“学习评价”是教师对学生的作业或测试进行评价，学习评价不仅有教师的参与，还有学生与学生之间的评价。

（三）交互流程

    课程学习之前，学习者可以根据课程介绍（如课程内容和时间安排、授课教师背景、学习目录、课程是否需要背景知识、课程所需阅读书目等）及自身已有相关知识水平，选择是否加入该课程进行学习。

    课程学习过程中，学习者可以根据自我学习需求，进行个性化学习。首先，学习者参照课程预设学习计划及自我学习时间和学习能力，量身定制学习计划。课程计划制定后，学习者开始按照自我计划进行学习，课程学习的主要内容资源是教学视频和交互式教学课件，在教学视频的学习过程中，学习者可对视频进行停顿、重看、跳跃及速度控制，还可下载视频离线观看，在观看教学视频过程中，视频中讲到某个知识点时会出现相关超链接标记，学习者阅读相关内容从而扩展知识面，另外，学习者还可将教师提供的交互式教学课件作为辅助工具，有助于他们对知识内容的理解。如果学习过程中遇到问题，在出现问题的视频时间点进行提问并提交到学习平台，课程其他学习者或授课老师将对提问问题做出回答。在学生学完一个知识点后，视频中会插入交互式问题和测试，学习者对问题回答后方能进入下一阶段的学习。学习时，为了加深对知识的理解，学生会将重点内容记录到笔记中，并将笔记分享给课程其他学习者，促使大家共同学习。另外，学习者与教师之间可以通过主题研讨、论坛交流等方式加深学生对知识的理解。

    课程学习后，学习者需要定期完成作业和测试，从而检测自己的学习效果，作业的评价方式为学生互评，互相评分的过程也是一种互相学习的过程。在完成作业的过程中，可能会遇到问题，学习者可以提取相关内容的关键字对学习笔记和教学视频进行检索，快速找到所需内容，教学视频和笔记的搜索功能方便学习者复习回顾使用。在一门课程学完之后，学习者需要进行一次考试，从而对自己进行总结性评价，检测对这门课的整体掌握情况。

    技术是视频公开课交互功能实现的重要支撑，技术的合理使用将为学习者提供更好的学习支持服务，以下将对视频公开课交互设计的几种关键技术进行介绍。

（一）数据挖掘技术 

    数据挖掘就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在的和有用的信息和知识的过程。[11]根据不同的目标，数据挖掘主要有属于预测类任务的回归、分类和异常检测以及属于描述类任务的关联，分析、演化分析、聚类分析、序列模式挖掘，而在解决实际问题时，可能是其中的一种，也可能是其中几种的组合[12]。对精品视频公开课学习平台进行数据挖掘，首先要从大量的数据中选取所需数据并整合成用于数据挖掘的数据集，然后通过多种方法寻找数据集所包含的规律，最后以用户可以理解的方式将发现的数据规律表达出来并呈现给教师、学生和视频公开课开发管理人员。

    精品视频公开课拥有大量的学习者，每一次按键、每一个测验、每一次学员间的讨论和每一次由学员自我打分的作业，累计起来，便是前所未有的数据库。对这个庞大的数据库进行数据挖掘和数据分析，不仅可以为学生提供更好的学习指导，还能够帮助教师了解学生的学习情况，根据反馈数据摸索更有效的教学方法，帮助教师调整教学计划，提高教学质量。大量的反馈数据可以作为学生测试反馈的依据，从而为系统更好的给予学生学习反馈提供帮助。另外，对学习者测试结果和学习问题的相关数据进行分析，将为智能化测试反馈系统，智能问答系统的建立提供有利条件。

（二）视频弹幕技术

    视频弹幕技术是一种新兴的视频字幕形式，与传统视频字幕不同的是，视频弹幕不是由视频制作者预先添加的唱词、对白、说明词等文字说明，而是观看者在视频观看过程中发表的评论性文字且以飞行形式横穿屏幕，当其他观看者在观看此视频的该时间点时，评论将以滑动而过的字幕显示出来，从而增加了观看者之间的互动性。运用视频弹幕技术制作视频弹幕时，首先需要获取第一屏幕中视频节目的时间表和用户对第一屏幕中视频节目的评论内容，然后生成与评论内容对应的弹幕数据，并显示在视频屏幕中。

    视频公开课中的弹幕笔记功能是对视频弹幕的一种很好的应用，在教学视频顶端预留一些空间，供放置弹幕笔记使用。学习者视频学习过程中，在固定时间点处添加笔记或评论，笔记将以滑动而过的字幕显示在教学视频顶端。教学视频中的弹幕笔记将有利于学生更好的学习，一方面，可以方便学习者在回看视频时及时巩固复习，另一方面，也为其他观看该视频的学习者提供借鉴和帮助，从而提高了学习者之间的交互和用户体验效果。

（三）逻辑切片技术

    视频的逻辑切片，即以记录起始帧与终止帧信息的方式从原始视频中切割出局部片段，而并非是物理地从原始视频中截取生成， 因此占用极少的系统资源。读取切片时，通过RIA 程序从原始视频的切片起始帧开始播放，到终止帧时停止，并重建视频播放的线性进度条，使其保持与切片时长的一致。 因此，在用户体验上与物理片段无异。 在此基础上，可进一步为逻辑切片建立信息及其他应用，如标注名称、关键词，利用切片重组内容等等[13]。 

    在逻辑切片技术的支持下，学习者与教师可从原始视频中选取自定义片段，并对片段给予标题、关键词等描述，学习者可以对其进行检索、排序、重组，通过对视频片段及其相关资源的聚合，形成适合学习者自身学习风格的个性化课程。

    大学视频公开课的交互设计改变了以往视频公开课单向信息传递的性质，增强了学习者与学习内容之间的个性化交互以及学习者之间、学习者与教师之间的社会性交互，弥补了大学视频公开课的缺陷和不足。大学视频公开课的交互不仅有利于学习者更好的学习，其交互产生的大量数据也将为大学视频公开课的进一步建设提供帮助和借鉴。期望在大学视频公开课的后续建设过程中，以学习者为中心，满足不同风格的学习者的学习需求，在学习交互方面进行更多改进，使得交互过程简单化、人性化，从而促进学习者的个性化学习，促进大学视频公开课真正意义上的开放。

【参考文献】

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