面向網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗的協(xié)作學習環(huán)境設(shè)計研究.pdf

1、實驗是人類認識和探究世界的重要方法，實驗教學一直都是教學的重要環(huán)節(jié)。虛擬現(xiàn)實、計算機網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)支持的網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗的出現(xiàn)，是對現(xiàn)代遠程教育、網(wǎng)絡(luò)教育等教學形式的有力支持，也是對現(xiàn)有實驗教學模式的變革。然而網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗目前仍以支持個體體驗為主，對多人協(xié)作體驗支持尚不足，這和真實實驗中經(jīng)常采用協(xié)作方式開展實驗學習的狀況很不相符。其次，目前網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗在培養(yǎng)學生的高階認知能力和社會性技能等方面和真實實驗尚存在差距，存在很大的改進空間，而對于這些

2、技能的培養(yǎng)恰恰是協(xié)作學習的優(yōu)勢所在。此外，目前大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗研究還是關(guān)注于網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗環(huán)境的搭建和實驗操作的模擬實現(xiàn)，缺乏教學設(shè)計及學習理論角度的深入探討，因而缺乏可遷移的理論及方法指導。而另一方面，隨著人們對教育和學習內(nèi)涵的深入理解，協(xié)作學習越來越受到廣泛重視，計算機支持的協(xié)作學習（CSCL）是近年來教育技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點之一，網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗環(huán)境無疑是CSCL領(lǐng)域值得關(guān)注的學習環(huán)境類型之一。當前網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗的教學應(yīng)用開始從第一階段-

3、-“教學環(huán)境的技術(shù)性營造”，向第二階段--“學習理念的設(shè)計性融入”過渡，協(xié)作學習正是其中一種重要但卻薄弱的學習組織形式，如何在網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗中開展協(xié)作，充分發(fā)揮協(xié)作學習的優(yōu)勢是一個很值得探討的問題。面向網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗的協(xié)作學習（web-based Virtual Experiment oriented Collaborative Learning，簡稱wVECL）環(huán)境設(shè)計是解決這一問題的重要途徑。
　　 本研究聚焦于學習環(huán)境設(shè)計這一

4、新型教學設(shè)計范式，以wVECL環(huán)境設(shè)計作為研究對象，從理論、方法、實踐三個逐步推進的層面展開研究。
　　 首先，有效的wVECL環(huán)境設(shè)計需要專門針對該環(huán)境的理論模型指導。本研究以建構(gòu)主義學習理論、虛擬認知理論、媒體教學理論、情境學習理論、體驗學習理論等為基礎(chǔ)，分析了wVECL不同于一般的CSCL的特點、適合采用協(xié)作學習形式的實驗類型、以及各種實驗類型適合開展的體驗及協(xié)作交互方式的基礎(chǔ)上，首先以學習環(huán)境的核心目標即支持學習過程的有

5、效開展為出發(fā)點，對wVECL的學習（知識建構(gòu)）過程進行了深入剖析并建立了wVECL學習過程模型。其次以喬納森的建構(gòu)主義學習環(huán)境（CLE）理論模型為基礎(chǔ)，對之進行針對支持上述wVECL學習過程模型的適應(yīng)性改造，并采用解釋結(jié)構(gòu)模型方法對學習環(huán)境各要素的關(guān)系進行了分析，最終提出了wVECL學習環(huán)境理論模型，指明了有效支持wVECL的學習環(huán)境應(yīng)當具備的基本要素及其相互關(guān)系。
　　 其次，要將上述wVECL環(huán)境理論模型有效地貫徹到實際應(yīng)用

6、環(huán)境的設(shè)計及構(gòu)建中去，需要一套可操作的設(shè)計方法的指導。本研究從社會-技術(shù)角度，以wVECL環(huán)境的核心要素（問題空間、虛擬體驗空間）的設(shè)計為主線、外圍要素（資源、工具、策略、社會性支持）的設(shè)計貫穿在其中的方式，對wVECL環(huán)境的設(shè)計過程進行了探討，提出了一套較完整的、可操作的wVECL環(huán)境設(shè)計方法，該方法不僅提供了相關(guān)的設(shè)計模板，也提供了各關(guān)鍵環(huán)節(jié)的基本設(shè)計思路。
　　 最后，作為對本研究提出的wVECL環(huán)境理論及設(shè)計方法的實證，