王丽霞[1]2001年在《支持建构主义学习环境的概念图的设计与应用研究》文中指出概念图(concept map)以其特有的优点和作用成为国外学者研究的热点。 本文从建构主义学习环境理论和建构主义学习环境下教学设计的角度，对概念图进行了理论上的研究和实践上的探索。 论文首先对概念图的定义、特点、作用及其优点进行了具体分析，并详细阐述了设计概念图的软件工具，使读者对概念图有一个基本的认识。 建构主义学习环境有创设情境、支持建构、支持合作、促进交流四大基本要素，我们说概念图是支持建构主义学习环境的工具，就是从支持这四大基本要素的角度来论述的。 为了实现建构主义学习，笔者提出用建构主义学习环境下教学设计的基本要素来指导概念图的设计，同时对概念图的设计方案进行了详细的阐述。 论文最后结合实例，阐述了笔者设计的概念图课件可以提高教师的教学效果，并用另一实例证明了共同设计概念图对提高学生自身素质的作用。
柯清超[2]2003年在《分布式学习系统软件建模方法研究》文中研究说明随着网络技术教育应用的深入发展，信息化学习资源、学习系统的规模、复杂度日益增加。其技术手段、设计思想、系统体系结构都发生了深刻的变化，网络教学系统正朝着分布式、协作化、智能化的方向发展。一方面，借助于网络技术，学习系统的规模日益膨胀，不断扩大，在结构上具有鲜明的分布式特征；另外一方面，人们又希望能够实现这些分布式学习资源与系统的统一共享、重用与互操作。 领域研究者从不同的角度对日益复杂化的分布式学习系统进行了广泛深入的研究。美国“高级分布式学习”(Advanced Distributed Learning)研究机构从资源共享的角度出发，提出了一个“可共享课程对象参照模型”(SCORM)，旨在解决分布式学习的学习内容共享、互操作与重用、更大范围的协作、智能指导等问题；国际标准化研究组织，如ISO SC36、IEEE LTSC学习技术委员会、IMS全球联合学习机构等，则从体系结构、学习者、学习资源和学习管理系统的信息模型等角度出发，提出了一系列分布式学习系统开发可参照的信息模型、规范标准。 但是，在方法论层次上如何构建这些日益复杂化的分布式学习系统，目前国际上尚缺乏可靠的理论模型。 现代的主流软件工程技术主张采用模型驱动的方法进行软件系统的构建。 因此，从教学系统设计与软件系统设计相结合的角度出发，构建一套分布式学习系统设计的模型化方法，实现分布式学习系统的软件建模，以支持分布式学习系统的有效开发，有着重要的现实意义与应用价值；同时，也将会从方法论上丰富教育技术学领域中教学系统的设计理论与开发理论。 围绕这一问题，本研究从理论基础、分析方法、建模过程与模型表示几个角度出发，对建构主义学习环境设计理论、教学系统设计方法、面向对象方法、UML建模技术等相关理论、方法与技术进行了多角度、交叉性的研究。通过理论分析与实践研究，建立了一套以“学习角色—学习活动—学习环境”模型框架为核心，面向分布式学习系统(环境)开发的软件建模方法，简称为RAE(Role-Activity-Environment)方法。要 全文共八章，其中第二、四、五章是本论文的重点。全文的框架如下: 第一章:介绍了本研究拟解决的关键问题、实践基础与研究的内容、目标与方法。 第二章:综述了分布式学习系统的基本概念，分布式学习系统设计的理论基础、技术基础，从静态、动态两个角度提出了分布式学习系统的抽象模型，并以此为基础，从系统要素和建模方法两个维度界定了分布式学习建模研究的问题域。 第叁章:从现代软件建模技术的角度出发全面论述了分布式学习系统软件建模的基础。包括基本概念、面向对象的建模技术和分布式系统的软件模型表示方法、技术。 第四章:从基本思想、模型抽象方法、建模过程、应用框架和模型表示几个层面论述了RAE的理论框架。阐述了RAE方法的核心思想:(l)分布式学习系统建模以“学习角色一学习活动一学习环境”抽象模型为框架核心，不断演化;(2)以学习用例为驱动，以“角色一活动一环境”模型为框架，多次迭代实现系统的建模;(3)以活动理论为框架指导系统的学习活动分析，构建系统的分析模型一一需求模型和学习活动模型;(4)以“设计模式(DesignPattems)”方法指导系统的环境设计，构建系统的设计模型一一学习环境模型与实现模型; (5)以UML、XML表示系统的软件模型。 第五章:详细论述分布式学习系统的需求模型、学习活动模型、学习环境模型和实现模型的构建方法与模型表示问题。第六章:提供一套支持RAE方法的建模参考模板。第七章:RAE方法的应用研究，包括:(l)建模工具原型的研制;(2)通过RAE在实际项目开发中的应用案例，分析了RAE建模方法的应用，初步验证RAE方法的有效性。第八章:研究结论。
庞敬文[3]2016年在《个人学习空间构建的模型及应用研究》文中进行了进一步梳理知识经济与创新时代背景下,随着新课改的不断深入,相关技术的不断发展,学习环境伴随着学与教活动的发生而出现,构建学习环境是实现学与教方式变革的基础。数字化学习环境是信息技术发展并应用于教育领域的产物。“叁通两平台”是我国“十二五”教育信息化建设核心目标与标志工程。其中,“网络学习空间人人通”定位于个性化学习服务层,是“叁通工程”建设的目标终点,是教育信息化深入应用的未来发展方向。作为数字化学习环境的新型学习形态,个人学习空间是对信息化时代数字化学习新诉求的回应,特别是针对以学习者为中心的,支持学生个性化学习,培养学生的高阶思维发展的个人学习空间,促进了学与教方式的变革。本文对个人学习空间构建的模型与应用展开研究。论文采用“研究基础—构建模型—功能设计—基于学科构建—应用与分析的研究思路,首先对个人学习空间相关的研究现状进行了梳理,对相关的理论进行了分析,探析了个人学习空间的价值取向与价值定位,并对个人学习空间的需求调查分析,在此基础上,从叁个视角：教育的视角、学习的视角、技术的视角提出了个人学习空间构建的模型,依据模型构建了个人学习空间的功能模块,并对功能模块进行了具体的设计,然后提出了初中数学学科个人学习空间的构建过程,设计了初中数学学科个人学习空间。最后分析了个人学习空间应用效果。本文的研究工作包括以下内容：1.对本文的研究背景从不同的角度进行了分析,对研究现状进行了梳理和总结,提出了研究现状与主要问题、研究目标与研究意义、研究内容与研究方法、研究假设与研究思路,为后续的研究提供依据。2.对本研究的核心概念进行了界定与辨析,对相关理论进行了梳理和归纳,分析了理论的研究要点以及对本研究的指导意义,为后续的研究奠定了坚实的理论基础。3.探析了个人学习空间的价值取向与价值定位,对价值与价值取向理论进行了解析,从叁个视角出发：教育视角、学习视角、技术视角的价值取向来对个人学习空间的价值进行了探析,在教育视角中关注了人才的培养、分析了适合自主、探究、合作的教学模式；在学习视角中,个人学习空间的设计要能促进学生的高阶思维发展,在学习的过程中培养学生的学习兴趣,设置的任务活动能激发学生的学习动机,为学生提供个性化的学习条件；在技术的视角中,关注了学生的学习体验,使学生有一个智能交互的学习环境,支持有效的知识管理,助力基于课程的学习共同体的形成,促动多样化评价方式的运用。为后续个人学习空间构建模型提供了设计依据和设计目标。4.对个人学习空间需求进行调查分析,设计了调查方案,编制了调查问卷,并进行了信效度的分析,对调查数据从六个角度进行了统计与分析,包含：基本信息概述、基本信息素养、个性化学习(教学)现状、课堂中运用学习空间现状、课后运用学习空间现状以及个人学习空间需求现状,得出了学习空间应用现状分析与个人学习空间功能需求分析。为后续个人学习空间构建模型提供了现实依据。5.依据理论基础、价值取向分析与价值定位以及需求调查分析,从教育的视角、学习的视角和技术的视角提出了个人学习空间构建的STLT模型,并依据模型设计了个人学习空间功能模块,包含了目标层、功能层、干预层、服务层,并对个人学习空间功能进行了设计,对个人学习门户、学习管理、学习评价叁大功能模块展开了具体的设计,对技术支撑和服务支持给予了具体的分析,提出了基于学科的个人学习空间构建过程。为后续构建基于初中数学个人学习空间提供了设计依据。6.研究初中数学学科个人学习空间的构建过程,分析了数学学科的本体知识类型,对初中数学学科在个人学习空间的应用需求分析,设计了基于数学学科的个人学习空间,对学习资源和学习工具根据不同的知识点进行了具体的设计。为后续个人学习空间的应用分析提供依据。7.初中数学学科的个人学习空间进行应用研究,设计案例并应用分析,收集数据进行效果分析。研究表明,个人学习空间支持了学生的个性化学习,培养了学生的自主学习能力,为学生提供了个性化的学习条件和学习环境,促进了学生的高阶思维能力发展,应用实践表明个人学习空间具有较高的可用性,能有效的在初中数学学科运用,从而促进学与教方式的变革。
周子房[4]2012年在《写作学习环境的建构》文中指出目前,我国中小学写作教学的现状是问题多多,困难重重。这些问题和困难表现在课程、教材、教学等各个层面。如果我们从“教”的视角转到“学”的视角来思考这些问题和困难,就会发现,其中一个根本性的问题就是：学生的写作学习得不到学习环境的有效支持。针对这一问题,本论文选择活动理论的视角,围绕“建构为学生提供有效支持的写作学习环境”这一主题展开探索。论文分为“理据篇”、“建构篇”和“实践篇”叁大组成部分。第一部分为理据篇,进行理论基础和现实依据的探寻。第一章和第二章,基于相关理论,确定研究的突破方向。基于写作学习的实践性本质,研究选择了取向与之吻合的活动理论的视角,提出了写作学习环境建构的叁大基本方略：其一,融汇写作学习内容于特定的任务情境之中；其二,发挥多种中介工具和教师的中介功能；其叁,建构写作学习共同体。基本方略同时可以从相关的学习理论、教学理论和语言学理论等多元理论中获得丰富的给养。第叁章,现状调查,旨在找到研究的现实起点。研究围绕基本方略所涉及的叁个方面,组织和实施了包括我国东部、中部和西部四个省市16所中小学的相关调查。调查为明确研究的现实起点和选择基本方略的具体展开途径提供了可靠的依据。第二部分为建构篇,试图从理论上构建一种有目标和情境支持、有多种中介工具和教师支持、有学习共同体支持的写作学习环境。第四章,围绕基本方略之一,试图回答的问题是：怎样设计写作学习任务?本章论证了恢复写作功能、回归真实文体、展开写作过程的写作学习内容开发取向,并尝试构建了叁维开发框架。在任务情境设计方面,提出了情境设置的基本路径和基本方式。本章还提出了“基于主体情境设计写作学习任务”的主张。第五章,围绕基本方略之二,力图回答：如何进行多种中介工具的设计与运用?如何发挥教师的中介作用?本章阐释了结合支架功能分类的思维路径,围绕文体、过程和功能进行支架设计的路向。在相关资源运用方面,论述了“变与不变”的呈现的策略和与支架互动的策略。本章还论证了评分规则设计的两种基本取向和整合的设计思路,鼓励学生参与评分规则设计,并强调要运用评分规则引领写作学习。最后,论述了教师可以发挥多种功能,并提倡教师根据过程写作各阶段的特点来发挥自己的作用。第六章,围绕基本方略之叁,试图回答：如何进行写作学习共同体的建构?本章根据写作学习本身的特点,强调从学习者互为“读者”、互为写作内容相关经验的“提供者”、互为表达经验的“促进者”、互为“评改者”等四个方面增强彼此的互惠感,以推进互动。本章揭示了互动促进写作学习的前提是学习者知识经验的呈现,机制是提供支持和引发冲突,并提出要运用相应分工和规则来启动和运行这一机制。最后,阐述了可以根据需要在过程写作的各个阶段组织相应的学生互动。第叁部分为实践篇,进行案例研究。第七章,采用集合性案例研究的方法,验证了本文写作学习环境的建构框架的可行性和有效性。研究选择了上海市区的一所学校进行合作,主要设计了叁个写作教学单元：“成长故事”、“名人传记读后感”和“创意笔”展开研究过程。单个课例研究的数据与整体案例研究的反馈都表明：研究所建构的“写作学习环境”有效地支持了学生的写作学习。案例研究同时也从实践层面进一步丰富了框架建构的理论思想：要从写作学习环境的整体上去协调各构成要素之间的关系,发挥其支持写作学习的整体效应。本研究致力于追求“探索新知”和“服务实践”的双重品格,谋求写作学习理论与实践的有效对接与相互融合。
王珏[5]2017年在《基于前概念理论的适应性学习系统精准诊断策略研究》文中进行了进一步梳理数字化学习环境下,精准诊断学习者的学习情况,是实现学习者个性化学习的基本前提,是构建智慧学习环境所必需的关键技术。在教育信息化发展新时期,如何提升适应性学习系统对学习者学习诊断的精准性,成为推动教育资源精准服务与教学精准干预研究的突破口。扎根智慧课堂环境构建及适应性学习系统开发的真实境脉,着眼学习者个性化学习及素养发展的现实需求,锚定消解学习者学习“前概念”这一现实难题,本研究在大量实践经验及充实文献研究的基础上,采用定性与定量研究相结合的研究策略,综合文献研究法、内容分析法、问卷调查法、演绎法等多种研究方法,以“前概念理论”为支撑,力求探索可以切实提升适应性学习系统诊断精准性的有效策略与方法。首先,在适切的学习理论及认知诊断理论的指导下,引入前概念理论,构建了基于前概念理论的学习者认知模型,旨在揭示学习者认知规律,解释前概念对学生学习认知的影响;其次,基于学习者认知模型,结合对适应性学习系统诊断行为的分析,构建了基于前概念理论的适应性学习系统精准诊断策略;然后,以初中物理“力与运动”为例,设计并实施了“力与运动”精准诊断策略应用实例;最后,通过问卷调查法及数据统计方法,验证了基于前概念理论的适应性学习系统精准诊断策略的积极作用。整个研究过程可分为四个主要部分:一、构建了基于前概念理论的学习者认知模型基于对适应性学习系统、前概念等核心概念的界定及相关研究成果的梳理,着眼当今适应性学习系统的诊断精准程度不能满足实际教学需要的现实矛盾,通过对适应性学习系统的诊断机制及提高诊断精准度原理的分析,在相关学习理论、认知诊断等相关理论的基础上,引入前概念理论,从认知、能力等维度,构建了由科学概念、前概念及分析问题能力、解决问题能力、认知能力和元认知能力等要素构成的基于前概念理论的学习者认知模型,以求明晰前概念介入的学习者认知形成与发展规律,为适应性学习系统精准诊断策略的提出提供理论支撑。二、阐述了基于前概念理论的适应性学习系统精准诊断策略在基于前概念理论的学习者认知模型的基础上,构建学生模型构建,通过分析基于前概念的适应性学习系统诊断行为,提出了包括归因策略、学习阻碍预测策略及学习者潜在特征分析策略的适应性学习系统精准诊断策略,为设计适应性学习系统,提高适应性学习系统学习诊断的精准性,提供了有力的策略支持。叁、设计了基于前概念理论的“力与运动”精准诊断策略实例以初中物理学科“力与运动”部分为例,以基于前概念理论的适应性学习系统精准诊断策略为指导,分析学习内容及学习者学习特征、构建“力与运动”诊断策略,阐释了基于前概念理论的“力与运动”精准诊断策略实例,为适应性学习系统精准诊断策略的验证提供实例与材料。四、验证了基于前概念理论的精准诊断策略实例的诊断效果基于“力与运动”精准诊断策略应用实例进行效果验证,采用问卷调查法等研究方法收集实例实施效果数据,使用SPSS等数据统计、分析工具对收集的实例实施效果数据进行处理,通过对系统诊断策略准确程度进行检验,证明了“力与运动”精准诊断策略实例的诊断效果。此外,通过与Q矩阵诊断、教师经验诊断等方法的诊断结果精准度进行对比与分析,也论证了基于前概念理论的精准诊断策略相较其他方法的精准度更高。证明了基于前概念理论的系统诊断策略对提高适应性学习系统学习诊断精准性的积极作用,同时对提高适应性学习系统的适应性、智能化及精准性的研究,具有重要的理论价值和实践意义。
钟志贤[6]2004年在《面向知识时代的教学设计框架》文中提出论文根据教学设计研究与实践的发展走势，以知识时代对人才素质要求的偏向为参照，以促进学习者发展为宗旨，针对客观主义教学设计范型的局限，建构了面向知识时代的教学设计框架。研究认为，随着知识时代的发展，基于工业时代和客观主义的传统教学设计范型，日益凸显其时代和认识论的局限，在今天已难以适应社会发展和个人发展的需求。于此，传统的教学设计范型面临重新建构的严峻挑战。为了获得时代发展的生命力，教学设计研究必须自觉与社会发展协同演进，积极回应现实的挑战。本论文所做的研究，是回应挑战的一种积极尝试。 论文考察和分析了教学设计的发展历程及其走势，揭示了客观主义和建构主义教学设计范型的典型特征，在认识设计和教学设计本质的基础上，重构了教学设计定义，批判性地反思了传统教学设计范型的局限，建构了面向知识时代的教学设计框架模型。在此基础上，本研究根据知识时代的特点，建构了知识时代人才素质的偏向模型，描述了促进学习者发展的指向。研究认为，素质教育、建构主义和现代信息技术是构建教学设计框架的叁大支柱；连续统思维是教学设计的独特思维方式；学习环境设计是框架研究的重心；使用者设计是教学设计的运作模式和回归教学主体的必由之路。为此，本研究阐述了叁大支柱的内涵和作用，论述了连续统思维的内涵、特征和应用方式，深入探究了学习环境设计的理论基础，建构了学习环境设计的实践框架，讨论了基于技术的学习模式构建与应用，论述了教学设计方式走向使用者设计模式的理由和方法。
尹晗[7]2017年在《基于可视化的语文教与学模式研究》文中研究说明当今,人类已经跨入信息文明时代。由此,可视化技术在知识传播和思维培养两个层面上,促进了教与学模式的有效构建。以往的研究者,基于可视化,在特定的语文教与学情境中,经大批量样本的验证,生成了某些相应的模式。深化和发展这一领域的研究目的,是开发基于可视化的教与学技术,进而构建基于可视化的语文教与学模式整体,并付诸应用及评价。因而,本选题具有教育技术理论研究和教育技术实践研究的双重意义。本选题的教育技术理论研究,主要是系统阐释基于可视化的教与学技术及其基于可视化的语文教与学模式整体的构建原则。本研究认为:教育技术范畴的教与学技术,主要是由教与学设计、教与学模式、教与学案例叁者有机构成的,其中,可视化占有非常重要的一席之地,特别是思维化图这一新型的可视化图示表征工具;围绕思维化图,构建语文教与学模式整体,需要多轮次的分析与设计、开发与应用、评价与优化,其中,批量性实例的生成,奠定这类模式被借鉴或吸纳的示范基础。本选题的教育技术实践研究,主要是对基于可视化的语文教与学模式整体的设计、开发与应用、评价。本研究做到:分六轮迭代基于可视化的语文教与学模式整体的构建,其中,第1轮基于思维化图1侧重教学、第2轮及第3轮基于思维化图2侧重教与学、第4轮及第5轮基于思维化图3侧重教与学、第6轮基于思维化图2&3侧重学习;相对六轮迭代流程,采用具有实效的访谈、问卷、例证的评价程序,反映学生的感受度、使用度、满意度。在上述教育技术理论与教育技术实践相结合的研究过程中,选择"基于设计的研究"取向,活用"基于设计的研究"定式,以唯物的实体属性哲学研究方法、整体科学研究方法为核心,获取了探究性个案的"类型代表性"结果:揭示了基于可视化的教与学技术的基本原理及其基本构成;透析了基于可视化的语文教与学模式整体的构建原则;在理论和实践两个层面上,逻辑或经验地证实了构建基于可视化的语文教与学模式整体的必要性、可行性、有效性。
李祎[8]2016年在《基于电子书包的小学数学智慧课堂构建方法及支撑工具研究》文中研究表明目前我国对教育信息化助推教育教学改革与发展予以高度重视,将其作为国家战略,并纳入了《中华人民共和国教育法》。各地普遍开展的智慧城市工作,对于智慧教育的推动起到了极大的促进作用。然而,从总体上看,智慧教育大多数集中在技术层面上,更多的是利用信息技术提升教育教学的效率,在学习方式的变革过程中,尤其是培养智慧人的方面还没有形成主流态势。目前,大多数教师对教育信息化的认识普遍停留在一般性应用的层面上,没有认识到信息化是教育教学改革的有力抓手,没有从融合创新的层面认识信息化,最匮乏的就是现代教育理念、思路和方法。信息技术的应用,更多的是固化了传统教学方式。因此,急需开展智慧教育的探索和实践活动。智慧教育是教育信息化发展的新阶段,智慧教育需要以智慧学习环境作为技术支持,通过教师智慧地进行教学设计,让学生在技术丰富环境下进行智慧学习,达成学生智慧生成。近年来,微课、MOOC、SPOC、大数据、教育云、电子书包等越来越多的信息技术类型在教育教学中广泛探索与应用。相关研究和实践表明信息技术对于促进小学数学教学具有显着作用。但是,如果教学思路与方法不好,甚至教学目标认识都有问题,利用再好的技术也是毫无用途的。目前,小学数学教学普遍存在着学生的学习动力没有激发到最高点,缺乏个性化以及创新性思维能力培养欠缺等问题。因此,信息技术的作用很难充分发挥。课堂教学是教育信息化的微观层面,却是教育信息化是否发挥作用的着力点与根本体现。在教育信息化的新形态-智慧教育背景下,聚焦到课堂教学,在电子书包的支持下,如何充分让学生认同教学内容,如何使大班教学走向个性化学习,如何从统一的教学过程走向尊重学生个体差异的个性化学习,如何从落实教学活动的实施走向学生的智慧成长,已经成为当前小学数学教学的重要关注点。本论文以学生的智慧成长与培养为价值取向,以小学数学作为研究与应用领域,针对"学生对学习内容不认同、学习过程缺乏个性化、学科支持工具落后"等问题,研究并设计利用电子书包构建智慧课堂的方法与实现途径;在构建智慧课堂构建与实施方法的基础上,系统研究有效支持智慧学习的内容、构成以及评价等方面支撑工具的建设方向和构成体系,并通过案例设计对所提出的方法及工具进行研究和验证。主要工作包括:(1)通过对小学数学教学内容的系统分析以小学数学信息化教学问题的调查,分析当前小学数学信息化教学的主要问题。系统分析了导致学生对学习内容不认同、学习过程缺乏个性化、所学内容体系化理解不足、自我评价及支持系统匮乏、学科支持工具落后等问题的形成原因,为智慧教学模型构建奠定了基础;(2)对信息化教学模型构建进行了理论分析,基于7E模型进行了优化和再设计,从教学内容重组与问题驱动(Problem)、个性化学习路径(Personality)、智慧学习环境(Environment)、经验活动积累(Experience)四方面进行补充和完善,构建了 2P-7E-2E的小学数学智慧教学模型,并在其基础上,分类研究了新授课、复习课、习题课3种课型的智慧型教学模型基本构成,为小学数学的智慧教学活动开展提供了基本操作模型;(3)基于所提出的智慧型教学模型,在学习-技术双重视角下对智慧课堂特征进行分析,从教学观念、教学目标、教学模式、教学内容、教学环境等方面分析了智慧培养的影响要素,并针对认知策略、元认知策略、组织策略提出了具体生成性策略,提出了智慧课堂环境下对这些策略的可行的技术支撑方式,为智慧教室的设计奠定了基础;(4)通过对智慧学习工具的需求调研,基于电子书包的特点与优势,提出了学科内容工具、个性化诊断与分析工具两种典型工具分类及设计思路,针对《数与代数》、《图形与几何》、《统计与概率》、《综合实践活动》进行了学科内容工具设计,并给出了个性化诊断与分析工具的设计方案;(5)针对所提出的电子书包环境下的小学数学智慧课堂构建的模型、方法、工具进行了案例设计与应用,对研究成果进行了验证。本项研究表明,基于电子书包所构建的小学数字智慧课堂构建方法与支撑工具,对于激发学生学习兴趣、实现教学过程的个性化具有显着效果。
冯晓伟[9]2012年在《增强现实工业培训系统研究》文中研究指明工业培训作为一种积极推动个人和企业不断向前发展的重要手段,能够帮助培训人员掌握相关技能,提高工作效率。然而传统的培训模式存在培训费用过高以及培训时间、地点不灵活等问题。近些年来,基于虚拟现实技术的培训方式逐渐走入了人们的视野,并有了一定范围的应用。虚拟培训弥补了传统培训模式的不足,但同时也存在一定的问题,例如对现实世界的渲染工作量太大、沉浸感不强、不能很好的提供在线支持等。增强现实技术通过将计算机合成的信息与真实世界融为一体,比起传统的虚拟现实技术,可以减少无谓的虚拟世界渲染,更有利于提升培训人员的参与感和真实感；移动计算技术和计算机支持的协同工作技术的出现,可以让培训人员不受时间和空间的限制,随时随地获取信息,实现泛在学习,并使在线协同支持的培训模式成为可能。综合以上叁种技术,本论文提出了移动协同增强现实技术,并将其应用于工业培训领域。此外,随着便携式智能终端的发展和普及,基于这类设备的教育应用也越来越广泛,本论文结合便携式智能终端的特点,进行工业培训自助学习方式的探索。本论文从工业培训的现状出发,指出目前的培训方式在运用信息技术支持手段方面存在的不足,在情境认知等学习理论指导下,运用移动协同增强现实技术,设计了一个面向培训人员的增强现实工业培训系统(Augmented Reality Industrial Training System,简称ARITS)。重点探讨了该系统的设计、开发、实现、案例应用与评价等问题,目的是为工业培训人员创设虚实结合的培训平台,作为传统培训模式的有效补充,以利于其综合知识的学习和实践操作能力的培养。归结起来,重点有以下几方面的工作：1.在探究相关理论的基础上,进行学习环境模型和系统架构的设计2.在学习环境模型和系统架构基础上,进行系统总体设计,阐述系统体系结构和关键技术。3.基于总体设计,进行系统开发和实现。4.将系统应用于实际案例,并对案例进行分析和评价。本论文共分六章,在逻辑上分成两个部分：第一部分主要是理论、概念与技术方法的剖析：首先提出本论文研究的问题,接着对本研究涉及的相关概念、国内外研究现状、相关技术进行分析。重点探析了增强现实技术支持工业培训的相关概念,其中包括学习支持系统、增强现实技术、移动协同增强现实技术及其在工业培训领域的应用。然后在借鉴相关学习理论的基础上,结合本研究特点,进行ARITS学习环境的设计。第二部分主要是ARITS系统的总体设计、系统开发与案例应用：进行了ARITS的总体设计,具体包括ARITS的体系结构、系统组成。重点论述了系统实现的几个关键技术、开发工具的选择,并给出ARITS系统原型。结合开发的系统,设计了叁个具体案例进行实现,其中涉及增强现实培训环境的搭建、协同式培训和自助式培训两种方式的实现,以及基于可穿戴计算机和便携式智能终端的实现等。接着,对应用案例的参与人员进行调查和测评,对培训过程进行记录,实现有效的反馈和评价。论文最后简要的回顾和总结了本研究的目标、意义、阐明研究的成果、创新性与不足,以及下一步的研究内容和方向。增强现实作为一种新兴技术,其在教育培训领域中的应用具有前沿性。实践表明,增强现实工业培训系统能够提升培训学员实际操作能力和知识学习能力、有效提高培训质量,系统的研究和实现为该领域未来的研究奠定了一定的理论与实践基础。
徐光涛[10]2016年在《科学探究学习中技术使能的作用空间与效果研究》文中研究表明近百年来科学技术飞速发展,科学教育范式也发生了多次改变,总体上呈现了从“知识取向”到“探究取向”的转变。从各国官方发布的科学教育标准和指导框架等报告中可以发现,让学生开展科学探究学习已成为世界各国科学教育的主旋律。然而,诸多研究表明,我国科学教育实践中探究学习开展的情况并不乐观,普遍存在探究形式化、学生主动性不够、探究情境真实性不足等一系列问题,从而制约了学生科学探究能力的培养和提升。现代信息技术的快速发展及其在教育领域的普及和推广,特别是虚拟仿真技术的日益成熟,在某种程度上能够化解探究学习开展的困难和障碍,使课堂环境下难以实施的探究学习活动得以实施,从而提升探究学习的效果。本论文研究的核心内容是科学教育中技术如何使能探究学习开展及其主要影响,论文从文献分析、理论建构到实证研究,层层递进,逐步细化,围绕以下四个主要的研究问题： (1)科学教育中探究学习的内涵是什么?(2)探究学习中技术使能的作用空间(功能范畴)何在?(3)典型探究学习环境是如何设计的,其功能特点与使用效果如何?(4)虚拟世界如何使能探究学习的开展,以及对学习结果的影响如何?论文首先对科学教育中的探究学习相关理论进行了系统的梳理,包括探究学习的定义和特征、典型模式、探究层次与一般过程要素,综述了相关实证研究状况和研究发现,并分析了我国基础教育中探究学习开展的实践困境。其次,在对信息技术教学价值思考的基础上,提出了技术使能的探究学习的定义和内涵,并在相关学习理论的指导下分析了探究学习中技术使能的作用空间。进而,采用案例研究的方法对国内外已有的探究学习环境案例及其研究成果进行了调研和分析,并在案例分析的基础上优化了探究学习中技术使能的作用空间模型。最后,鉴于国内缺乏虚拟世界使能的探究学习实证研究,本研究针对Omosa虚拟世界使能的探究学习,采用混合研究的方法在S市两所中学开展了为期1年半的实证研究。研究分为第一轮探索性研究(T中学)和第二轮正式研究(L中学),通过课堂观察、访谈等形式收集质性数据,通过问卷收集量化数据。研究聚焦于虚拟世界使能的科学探究学习开展的方式,以及学生在科学探究能力、知识建构和科学态度叁个维度上的学习产出及其影响因素。通过对Omosa课程实施过程的回顾和思考,基于人类学视角的情境学习理论,笔者认为,虚拟世界使能的探究学习本质上是学生在科学探究实践活动中合法的边缘性参与。Omosa虚拟世界为课堂中的科学探究实践创设了真实且有意义的问题情境和探索空间,学生可以在虚拟世界中漫游探索,观察、调查以获取数据。科学探究知识涉及到科学探究能力的形成与发展,属于默会知识的范畴。在Omo sa课程中,学生的探究学习发生在Omosa岛上的科学探究实践中,随着“学生科学家”角色的不断变化,通过实践逐渐领会和掌握科学探究默会知识,从而实现探究能力的提升。教师作为科学探究实践共同体的一员,适时地提供脚手架能够帮助学生克服开放式探究学习过程中遇到的困难,从而提高探究学习产出。就虚拟世界使能的探究学习产出而言,通过数据分析发现：(1)在探究能力提升方面,通过对科学探究问卷前后测数据的配对T检验发现,使用Omosa虚拟世界的实验班在科学探究过程和要素的理解上得分有显着性提高(t=3.11,df=49,p=.003)。问卷内容涉及科学家和科学研究工作、研究假设、实验设计、观察和推论、科学测量、实验设计与假设检验的关系、科学研究结果图表表达等方面的题目。通过散点图与相关分析发现,学生在基于Omosa的探究学习过程中的自我效能感会影响学生对个入学习情况的自我评价,但相关程度并不显着；自我效能感与学生探究能力提升之间呈现出一定的负相关；学生的学业成绩与自评分数之间不存在明显的相关关系,与学生探究能力变化之间也没有明显的相关性。然而,部分常规课程中的“学困生”,在基于Omosa虚拟世界的探究学习过程中表现出很高的学习积极性,在前后测科学探究问卷得分的变化上反映出了他们良好的学业表现。(2)在知识建构方面,Omosa探究课程的学习内容是围绕生态系统这个主题展开的,问卷调查结果和学生作业反映出Omosa探究课程有助于学生对生态系统相关科学知识的建构。(3)在情感态度和价值观方面,研究数据还显示,Omosa探究课程有利于帮助学生正确认识科学家的科学实践活动,养成良好的科学态度。
参考文献：
[1]. 支持建构主义学习环境的概念图的设计与应用研究[D]. 王丽霞. 华东师范大学. 2001
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