国外基于模型的科学学习环境比较研究

文章从基于模型的科学学习环境相关概念出发,在文献研究基础上,提炼了此类学习环境比较研究的分析框架,讨论了分析框架的要素。在分析框架的基础上,将国外当前基于模型的科学学习环境分为三类:主界面只含一种模型的学习环境、主界面含多种模型的学习环境、主界面含共享建模区的学习环境,并进行了比较,讨论了不同类型的学习环境在设计要素方面的特点,得出了异同点。从而提出了在面向不同的学习者和不同主题的教学内容时,基于模型的科学学习环境的设计和应用策略,为我国相关研究提供借鉴。     

面向科学发现学习的微世界概念模型建构

微世界是一种面向科学发现学习的虚拟仿真学习环境。然而,科学发现学习本身的复杂性和现有微世界软件对这种学习方式缺乏支持,阻碍了微世界的有效应用。为此,在关于科学发现的已有研究基础上,将科学发现学习的活动结构划分为执行层与元策略层。进而,依据科学发现学习的活动结构,建立了以学生模型、活动模型和情境模型为核心的,面向科学发现学习的微世界概念模型。     

国际科学教学心理的研究进展与趋势

近几年来,国际科学教学心理研究体现出研究思路的系统化、研究方法的综合化和研究内容的整合化等特点,研究领域主要集中在概念学习、学习环境、探究教学、教师研究等方面。概念学习注重核心概念和学习进阶,学习环境重视技术支撑和模型建构,探究教学强调合作学习与科学论证,教师心理侧重发展模型、专业知识和专业信念。在未来的科学教学心理研究中,科学学习和问题解决的认知神经机制将会得到重视,聚合科技的思想将会得到体现,围绕科学教育促进学生核心素养提高的研究将会得到加强。     

基于moodle平台的中学物理课网络协作学习探究

本文是国家教育科学"十五"规划教育部重点课题"网络环境下协作学习的理论与应用"(课题批准号:DYA010411)之子课题"网络环境下协作学习的实验研究"的研究成果,主要采用行动研究法、问卷调查法和访谈法对河北省三所中学进行了基于网络的协作学习实验研究,通过对实验研究过程中所出现的带有普遍性的问题的分析和反思,提出了进一步的整改措施。     

深度学习的影响因素与策略研究——基于蓝墨云班课分析

“互联网+”时代,“深度学习”对高校教育教学的重要性日益凸显。采用描述性分析、线性回归分析、因子分析等方法,对高校学习者深度学习的影响因素进行分析。研究表明：影响学习者深度学习的主要因素包括师生反馈与评价、学习者反思与知识加工水平、环境资源建设以及教师的任务驱动法教学。提出以多元评价促进反思为根本,以促进学习者知识建构与加工水平为目标,以提供丰富合理的环境资源为需求,以任务驱动法促进教学为重要抓手的策略模型。     

基于大数据的生本学习作用模型的构建与应用

大数据对生本学习具有促进作用,两者的融合应用已成必然趋势。基于此,文章首先对生本学习进行了解读,随后通过与传统生本学习的比较,总结了基于大数据的生本学习的内涵与特点。在此基础上,文章构建了包含两大主体、六大模块的基于大数据的生本学习作用模型,并对该模型的运作流程和主要功能模块进行了具体分析。最后,文章将该模型应用于"学习科学与技术"虚拟社区,通过问卷调查法和实证分析法进行了该模型的满意度分析。基于大数据的生本学习作用模型的构建与应用,实现了大数据与生本学习之间更紧密的融合,有助于解密教育教学难题,助推教育发展创新。     

面向移动学习的学习活动设计框架

本文在梳理各类阐述的基础上,归纳出移动学习的定义,分析了移动学习发生的条件及其基本特征。并在此基础上对决定移动学习成败的关键问题——移动学习活动设计进行了科学的研究,通过对30余个国际移动学习项目或活动的分析,得出了移动学习活动设计模型（MLADM模型）,并对其中的六个基本环节,即需求分析、聚焦学习者、学习场景设计、提供必要的技术环境、约束条件分析和学习支持服务设计进行了较为详尽的分析阐释。     

虚拟现实环境中基于多维传感系统的学习投入综合模型研究

基于虚拟现实技术的学习者学习投入模型研究,是开发虚拟现实硬件及资源、进行相应教学设计的重要依据。目前,对虚拟现实环境的学习投入模型研究存在数据采集偏主观、实施采样困难、不易构建动态模型等问题,且模型分析维度单一,对特征值间的关联性分析不足。为了构建更为真实客观动态的学习投入模型,研究利用现代检测技术与虚拟现实相结合的分布式传感器系统,实现对学习者多维生理信息的实时监测,并对采集的多参数、多维度特征间的关联性进行分析。针对学习投入的情感、认知、行为三个维度,以电生理信号采样、语音特征提取、语义识别等现代计算机与模式识别技术为主要分析手段,实现对情绪类型的识别,并对唤醒度及情绪正负面程度进行量化;采用覆盖模型和约束模型,引入语音、语义及反应行为等信息以实现对认知投入和行为投入的分析。通过研究虚拟现实环境中学习者的学习投入综合模型,为深入分析虚拟现实教学策略与模式,优化虚拟现实学习环境提供了理论与实践支持。     

学习科学视域下的协作脚本:哲学基础、领域分析、结构功能与研究展望

协作脚本是为推动学习者在协作活动中的协作进程而设计的脚手架,是学习科学研究的重要组成部分。协作脚本是学习科学中的认知理论与学习理论的智慧结晶,是个体支架到协作支架的发展产物,更是学习科学作为一门设计科学的理论导向的产物。运用Bicomb、Gephi与SPSS软件,对来自Web of Science数据库的528篇协作脚本研究核心文献进行计量分析,发现脚本作用机制、学习环境与教学策略优化、科学教育、语言教育是国际协作脚本设计的四个主要研究领域,其内容与学习科学中学习发生机制、学习环境设计、学习分析技术等三个核心领域高度契合。通过展示协作脚本设计的六个案例,进一步总结528篇国际协作脚本研究,从设计的科学性角度提出了"4S-4W"协作脚本设计框架。结合学习科学三个核心领域的前沿动态以及文献计量结果,对172篇具备低内部成熟度、高外部影响力的新近文献进行进一步分析,探明了国际协作脚本研究的未来发展趋势。     

乔纳森建构主义学习环境设计理论的系统研究与当代启示

作为当代美国教学设计领域的领军人物,乔纳森提出了建构主义学习环境设计的理论与模型,对教学设计的发展产生了很大影响。本文主要针对建构主义学习环境设计模型,以及与该模型相关的研究和案例进行了系统的分析与评介,并基于对乔纳森建构主义学习环境设计理论的理解,从教学设计方法、技术观和实践三方面提出了我国教学设计研究可借鉴的新思路或新路径。     

拓展学科的疆域：大模型的涌现能力对学习科学的影响

作为跨学科关注的热点,大模型的涌现能力已经在系统科学、心理学、语言学等多个领域产生了深远的影响,其对于学习科学研究和实践的价值也初露端倪。基于此,文章首先阐释了学习科学视角下的大模型涌现能力,指出大模型的涌现能力不仅本身可以作为学习科学研究的对象,还可以为学习科学的研究与实践提供新的手段和方法、创新的思路,也由此引入了新的伦理问题。之后,文章介绍了大模型的涌现能力拓展学习科学研究与实践的手段和表现,即借助大模型的涌现能力,通过提示工程、探针技术、仿真、内容生成等手段,可以拓展学习科学的多个研究与实践领域。最后,文章分析了目前研究的局限,提出未来学习科学研究需从认知模型构建、内在机制剖析、学习效果评估三个方面,持续、深入地研究大模型的涌现能力及其影响。文章从多个角度阐述了大模型涌现能力与学习科学研究的互动关系,剖析了大模型涌现能力对学习科学的推动作用,为探究和理解人类复杂的学习过程提供了一个新视角。而深入地分析大模型的涌现能力,有助于我们更好地理解学习过程中的认知机制,发现新的学习模式和教学策略,从而推动学习科学的理论和实践创新。     

基于GOMS模型的科学发现学习认知任务分析

文章首先将科学发现学习的认知要素划分为实际系统和科学理论模型,以及实验空间和假设空间。然后,运用GOMS模型对科学发现学习进行认知任务分析,将其分解为理解问题、探究局部模型、合成全局模型和反思评价四个子目标,详细分析了其中的基本操作与方法,以及在此过程中学生的工作记忆和长时记忆是如何发展变化的。由此建立的认知模型为基于计算机的科学发现学习环境的设计奠定了必要的理论基础。     

模型认知在科学探究中的教学实践研究——以“氢氧化钠和二氧化碳的反应是否发生”为例

科学探究是学习化学、提高学生学科素养的有效途径。在复习过程中进行科学探究学习时，关注模型建构，外显思维过程与方法，有益于启发学生掌握科学方法，实现在学习中从分析“一个变化”到研究“一类变化”的转变。文章以氢氧化钠和二氧化碳反应为例，详细阐述了如何通过科学探究教学帮助学生建立起探究无明显现象化学反应发生的方法模型，以及科学探究的过程模型，并将其运用在实际问题研究过程中。     

基于BBS的异步协作学习互动研究

网络环境下的异步协作学习方式越来越受到教育工作者的关注,因为它能够为学习者提供延时性交流与协作环境,便于学习者能够以小组或个人的形式参与到学习讨论之中。为了探讨基于BBS的异步协作学习互动过程,通过以案例形式进行实证性研究,其中,运用了会话内容分析法、调查法等方法,对异步协作学习活动中的帖子总体数量情况、各组发帖时间情况、帖子间关系情况以及基于知识建构模型的异步协作学习过程进行了详细的分析。研究结果表明,异步协作学习活动促进了学生的自主学习能力的发展,但是在活动中存在的问题值得教育工作者的思考。因此,研究对于指导异步协作学习互动活动的开展具有积极的参考价值。     

学习科学视域下的e-Learning深度学习研究

深度学习是学习科学的主旨,也是现阶段所要破解的e-Learning难题,因此,对学习科学视域下的e-Learning深度学习进行研究,追溯起源,把握热点对推进e-Learning学习意义深远。在梳理e-Learning的现状及主要问题的基础之上,剖析了学习科学领域深度学习的重要性,以深度学习的内涵与特征、有意义学习是深度学习的主旨、高水平思维是深度学习的核心等理念为依据构建了e-Learning环境下深度学习分析模型,继而又以此为据,对e-Learning深度学习的研究现状进行述评。研究发现,为了进一步推动学习科学的发展,深度学习的研究必须在学习过程的评估与分析、情感体验等方面进一步加强,在研究方法与研究视角方面进行多角度创新,研究应该更精细深入,多进行相关的量化研究,以充分利用学习评估技术对深度学习的现状进行把脉。     

中学物理教学中常用的科学方法例析

《物理课程标准》要求,在突出科学探究内容的同时,重视研究方法的指导,使学生在进行科学探究、学习物理知识的过程中。逐渐拓宽视野,初步领悟到科学研究方法的真谛。考察研究方法的问题,成为考察学生学习能力、综合素质的重要依据,是当前和今后考试的热点。控制变量法、理想化实验法、类比法、模型法、等效法、归纳法、分类法、转换法等,是中学物理常用的研究方法,下面本人结合教学实践进行剖析。     

“爱学习模型”的理论框架与特色

信息时代的到来,促使已有的学习方式发生了极大的变化。如何在信息丰富的环境中开展研究性学习,使得学习过程和研究过程双向并进,这就是信息科学和学习科学学科交叉研究得出的"爱学习模型"的优势所在。该模型体现了一种系统循环的特色,由识别、定位、评价、应用、反思、精通六个阶段构成,不仅为学生利用信息进行学习和研究展示了一个完整的结构参照,而且还为教师提供了一个面向现代学习环境的新教学模式。     

基于科学思维培养的生物学教学策略——以“生物的多样性”为例

科学思维在生物学学科中具有重要的作用及价值,主要有分析与综合法、抽象与概括法、演绎与推理法、建构模型法4种。教师在课堂上培育学生的科学思维,对学生而言,有助于更新其学习方法,提升其学习主动性,转变其思维方式。对教师而言,有助于创新教学手段,提高教学效率。以苏科版八年级生物学下册“生物的多样性”一节为例,讨论如何在具体的教学活动中培育学生的科学思维。     

虚拟学习社区采纳行为影响因素实证研究

虚拟学习社区已逐渐成为一种重要的非正式学习环境,学习者对虚拟社区的采纳是开展虚拟社区学习的前提。以理性行为理论和技术接受模型作为个体行为影响因素研究的理论框架,从行为视角识别和分析影响学习者采纳虚拟学习社区的主要因素,建立虚拟学习社区采纳行为前因模型,提出相应研究假设,并采用结构方程模型统计技术进行实证数据分析。实证结果表明,学习者采纳虚拟学习社区的行为受学习者的个体特征、虚拟社区的环境特征和虚拟社区的技术环境多方面因素影响,其影响的显著性与强度存在着差异。     

学习科学、技术设计与科学教育的整合——用技术增进一致性的科学理解

学习科学强调学习者的深度学习和理解性学习,并重视技术在其中的促进和增强作用,倡导学习者中心的技术设计观。这些观念与当前国际科学教育强调通过学习环境的系统设计,促进学习者一致性的科学理解这一趋势不谋而合。"基于网络的科学探究环境"(WISE)项目是将学习科学、技术设计以及科学教育有机整合的一个成功范例,本文最后从WISE开发的理论基础、设计原则、教学模式、技术增强的学习与理解等方面对这一技术增强的学习环境进行了介绍和分析。