主動式學習的目標是直接讓每個學生參與一系列有組織的活動，與典型的物理入門課程的大型講座式教學形成鮮明對比。其具體方法或內容從同伴指導到團隊任務，再到小組問題解決，不一而足。
為努力創建一個學習成效遠超出傳統研討課的課堂，密涅瓦大學搭建了主動式學習平臺（Active Learning Forum，簡稱ALF），對如何利用技術促進師生的密切對話以及如何充分使用線上的豐富資料進行了探索，同時加強了學生在課堂上的合作并記錄每堂課的情況，使得信息成為學生和教師獲得反饋的來源。 過去數年，學習科學的研究已經圍繞人類的學習方式積累了驚人的洞見，但學校課堂并沒有進行系統的變革，沒能運用好這些研究發現。這正是我們打算填補的空白。
學習科學相關文獻最根本的發現之一，是積極參與的學生比被動聽講的學生要學得遠遠更好。我們希望每個學生都盡可能100％地積極參與課堂活動。為此，我們決心借助產品設計和學習科學來實現這一目標。
ALF的基本設計
ALF從一開始就是為了支持小型研討課的主動式學習而設計的。從產品設計的視角來看，ALF的課堂沒有后排，學生也沒有辦法躲起來或者坐得離教師遠遠的。教師和每個學生都能清楚地看到班上的每一個人。任何人發言時，都會自動占據屏幕的中心位置。密涅瓦創始屆學生蘇爾塔那?克里斯皮爾這樣描述ALF平臺：“在普通的教室里，有人坐在你后面，也有人坐在你旁邊，但在ALF平臺上你能看到每個同學，以及他們對課堂討論的反應，這很有幫助。”我們甚至將每堂課上學生視頻的顯示順序設置為隨機，這樣，學生的圖像就不會總是位于屏幕上的同一個地方。
我們的許多學習活動都會要求教師迅速點名讓學生參與。這類教學技法雖然讓人緊張，但也創造了一個沉浸式的環境，使學生和教師都能完全沉浸其中。在此基礎上，我們讓產品設計聚焦于那些能更好地促進學習的活動。ALF設計背后的理念是，用少而精的功能，打造好用且效果一流的學習平臺。我們還盡可能減少顯示的元素，從而降低使用者的認知負荷。
ALF能促進完全主動式學習，這并非偶然：平臺的核心是一系列以學習科學為根基、以實證為依據而設計的教學活動。活動均基于學習科學，例如同伴教學和蘇格拉底式快速對話，這些活動的模板則存儲在共享的機構數據庫中，課程開發者可以從數據庫里提取活動模板，然后為任何課程定制活動教案。我們將教案編寫的過程與教學環境相結合，以系統地收集數據和主觀反饋，從而不斷改進課程。另外，構建了長期課程體系后，單節課的設計就可以建立在過去教學材料的基礎之上，確保學生有間隔練習的機會，進而實現近遷移和遠遷移。
分組討論
在實施分組討論時ALF尤其有用。分組討論時，教師可以很容易地將全班分為幾個小組，通常每組會被指定完成或討論一個不同的小任務。在小組討論環節結束后，各組立即逐一展示各自的發現，并接受其他學生和教師的挑戰。換作在實體課堂中，這種做法就要求學生確定組員、移動座椅，還要努力在吵鬧嘈雜且“各自為政”的課堂空間中完成討論，而且每次小組討論都要重復此過程。
相反，在ALF平臺上，分組過程只需要點擊一個按鈕即可觸發，學生隨即會被安排進入一個獨立“教室”，他們可以專注于手頭上的任務，也可以向教師提問，還可以訪問電腦桌面或者互聯網上的任何內容，以及輕松查看討論剩余時間。教師則能夠觀察學生在小組內的互動情況以及每個小組的進度。此外，教師還可以“訪問”（即加入）小組，或者只是旁聽討論。在分組討論結束后，還可以立即輪換小組，將各組作品展示給其他組的同學并聽取他人意見。這樣一來，課堂活動就能有效促進學生協作。
調查和投票
ALF還可以很容易地進行各種調查和投票。幾乎每堂課都會使用調查來評估學生對某個話題的掌握程度，或者了解全班對特定主題的感受。ALF向學生和教師提供（關于學生對問題理解情況）的快速反饋，是深度參與原則的表現之一。在課堂總結期間，教師也可以基于調查對學生進行打分反饋。
調查完成后，其結果可以立即以多種格式顯示，但更有趣的，是同一項調查可以立即重新進行，教師便能迅速發現哪些學生改變了主意，并請他們解釋理由。最常見的做法是重復調查與相關活動交叉進行：先進行一次調查，接著做課堂活動，然后再做調查。類似的情況也出現在協作學習或同伴教學中。
ALF還支持實時連續投票。教師可以在一段時間內采用這種投票方式，以判定學生不斷變化的反應。例如，在課堂辯論中，學生可以對發言學生的觀點表示贊同或反對，也可以用旗標來主持辯論、指出未遵守規則的某位辯論者。實時投票能夠啟發教師運用有趣的教學技巧，例如在回顧課程的過程中，教師可以通過不同學生對辯論表現的不同評價，來觀察他們是如何產生分歧的，或同一概念的不同解釋是如何影響學生的理解的。
協作式白板
協作式白板允許師生進行傳統教室中無法實現的操作。不管是一張科學圖表，還是課堂上展示的藝術作品，教師均可要求學生在上面繪制曲線圖或標出重要內容。如果有任何類型的活動需要使用尚未置入ALF中的資源，教師和學生就可以將自己電腦桌面或瀏覽器上的應用程序進行屏幕共享。這項功能可以有效地讓師生快速而輕松地把世界各地的學習材料引入課堂。此外，學生還可以展示各種各樣的作品，無論是編程習作、論文還是藝術作品。因此，這項功能允許我們為那些無法提前設計的互聯提供支持。
決策支持工具
為了在增強研討課體驗的同時減少教師的認知負荷，我們采用的機制之一是讓教師方便地獲取相關數據，幫助其做出課堂決策。我們努力了解教師認為有用的數據或信號，并將這些數據、信號的收集、處理和視覺呈現過程自動化。我們希望教師在上課時能夠快速獲取這些數據或信號。總之，為專家教師配備獲取相關數據的技術，為其決策提供輔助和信息，是密涅瓦教師決策支持工作的通用指導原則。
在密涅瓦，學生課程成績的很大一部分是基于對整個學期課堂討論貢獻度的評分。因此，如果少數幾個學生“壟斷”了課堂討論，也就意味著限制了其他學生貢獻觀點和獲得評分的機會。為了避免這種情況，教師會盡最大努力為每個學生提供充分參與的機會。但是，我們所有人都容易出現各種認知偏差，而這些偏差會影響教師對發言學生的選擇。同時，教師不僅要確保點名的公平性，理想情況下還要考慮某個參與機會能讓哪些學生獲益最多。因為根據討論問題或主題的差異，不同的學生在參與和反饋中的獲益程度也可能不同。
例如，剛剛掌握基礎概念或思維習慣的學生，可能比已經多次表現出掌握能力的學生要受益更多。從這個意義上講，對在課堂上回答問題的機會的分配方式，也會有效率高低之分。
雖然任教傳統課堂的一位教師，在理論上也能收集相關數據并實時應用于課堂討論，但這樣做所需的額外時間和協調精力讓人望而卻步。相反，ALF能夠幫助教師在無須做額外的課前準備，也不增加課上認知負荷的情況下，充分利用學生參與和表現的相關數據。我們提供的這一工具能讓教師以更公平、更高效的方式吸引學生參與課程。
支持教師做出上述決策的ALF工具，被稱為“發言時長”。這個工具可以持續記錄每個學生課上發言的時間量，教師利用它，就能很容易地查看哪些學生的發言量明顯多于或少于其他學生。發言時長工具的工作原理如下：教師在課上按下“t”鍵時，每個學生的縮略圖都會被半透明的紅色、黃色或綠色圖層覆蓋，分別代表學生在該堂課中相對其他學生的發言量。紅色圖層表示學生的發言量明顯多于其他人，黃色表示接近全班平均值，綠色則表示該學生的發言量明顯少于其他學生。這樣，教師就可以快速而輕松地使用這個工具，判斷哪些學生尚未參與、哪些學生已經獲得了充足的發言機會。
為一節課做準備
時間軸是我們開發的另一個減少教師認知負荷的工具。最早在密涅瓦上課時， 教師必須手動改變課程界面的布局，比如要手動把資源和學生拖到“主講臺”（即界面的中心區域）上，還要自己尋找和選擇具體的調查和分組討論功能。很明顯，這造成了很大的負擔，也不可持續。為了解決這個問題，我們設計了時間軸功能。這個功能的本質，是將每個教案都轉化為機器可讀的格式，把每堂課分解為一系列活動，每個活動由多個步驟組成。其中的每個步驟則可以是任何內容，不管是重新配置課堂，還是進行分組討論。
課程的時間軸只有教師能查看。教師只需點擊一個按鈕就能提取時間軸并查看整堂課從頭到尾的安排。但是，實際上并不一定要顯示時間軸；如果教師希望保持課堂操作界面整潔，就可以將時間軸設置為隱藏，并通過點擊快捷鍵進入課程的下一環節。
而當時間軸顯示在界面上時，其中的每一步都會清楚地顯示活動名稱，以及標明了該活動預計花費分鐘數的計時器。如果教師在某一步上花費了太多時間，計時器就會從綠色逐漸變為橙色和紅色，從而提醒教師要加快速度。
讓界面隱形
要讓教師更好地教課，同樣重要的是避免軟件界面成為阻礙。我們毫不留情地刪除了無關的功能和用戶界面，使教師和學生都可以專注于當下的學習活動。我們還使工具只在合適的時刻出現。例如，教師可以提取調查結果，也可以在不需要時輕松關閉。學生提前填寫的有意思的問題或評論，教師也可以迅速向全班展示，從而在必要時吸引所有學生的注意力。
ALF界面中的主講臺可以分為一到八個部分（即“窗口”），這些窗口可以分別顯示教師和學生的視頻或其他特定內容。協作文檔、網站、視頻或任何內容都可以通過屏幕共享，快速輕松地向全班展示。
雖然為了聚焦于教學本身，我們淡化了用戶界面，并將一些工具隱藏起來，但很快我們就發現，為了創建一個以人為中心、讓參與者彼此感受到連接的課堂，我們需要突出參與者的面孔。每當課程進入一個注重討論的環節時，發言學生的圖像會被放大，并在主講臺部分顯示出來。隨著發言者的變換，講臺上的頭像也會快速輪換。更大的窗口能夠更有效地顯示他們的肢體語言和表情。
我們努力確保研討課上的每個人都將注意力集中在最重要的東西上：正在發言的人或他們討論的內容。
我們讓教師專注于教學，同時消除產品設計中的雜亂功能，使得課堂充滿了密切的討論。這些熱烈的討論既促進了學習，又使學生和教師之間建立了深刻的連接。許多教師告訴我們，相比在傳統教室里教學，他們在使用ALF時能更好地了解學生。
