科学发现学习环境设计研究

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1、摘要在当今科学技术飞速发展、创新能力受到各行业前所未有的重视以及教育对于学生创新能力、科学素养的培养格外重视的背景下。科学发现学习这种以学习者为中心的，注重学生个体的发展、具有科学模式的学习结构、以及适应信息化学习的新的学习方式受到了人们的关注。传统学习环境的弊端，促使基于计算机模拟技术的科学发现学习环境成为研究的热点。但是目前科学发现学习环境存在学习支持不足、学习过程的结构设置不合理以及探究问题过于专业化等问题。鉴于此，本文试图建立一个更加合理的面向科学发现学习的虚拟学习环境。为此，本文首先从科学发现学习的相关理论入

2、手，分析总结科学发现学习的基本内涵、理论基础、认知机制等问题。其次，分析现有的科学发现学习环境中支持学习的脚手架特点、类型和设计策略。再次，对科学发现学习的认知机制及相关模型的构建进行研究，建立了领域知识模型、发现机制模型和学习活动模型，目的是为了更好地指导科学发现学习环境的构建。然后，对理解问题、提出假设、设计实验、检验假设和得出结论这五个方面的学习支持进行了分析研究，为本研究的设计提供思路与参考。并在科学发现学习这五个环节的基础上，增加了探究资源库和学习知识迁移部分，并将这七个模块作为科学发现学习环境的探究过程结构

3、。最后，为了整合以上研究的思路和想法，并将其应用于实际，设计开发了科学发现学习的原型系统。关键词：科学发现学习；科学发现学习环境：脚手架AbstractIIIInthecontextoftoday’Srapidscientificandtechnologicaldevelopment，innovationunprecedentedattentionbyvariousindustriesandeducationpaidspecialattentiontothecultivationofstudents’creativea

4、bility,scientificliteracy．Scientificdiscoverylearningthislearner-centered，focusingonthedevelopmentofindividualstudents，谢t11learningstructureofscientificmodels，aswellasnewlearningtoadapttothelearningofinformationtechnologyhasbeentheconcern．Thedrawbacksofthetradit

5、ionallearningenvironmenttopromotecomputersimulationtechnology-basedsciencelearningenvironmentbecomearesearchhotspot．Butscientificdiscoverylearningenvironmentwithlearninginadequatesupport，structureofthelearningprocessisunreasonableandtoexploretheproblemofexcessiv

6、especializationandotherissues．Inviewofthis，thispaperattemptstoestablishamorerationalorientedscientificdiscoverylearningofvirtuallearningenvironment．Inthispaper,firstfromthescientificdiscoverylearningtheories，analyzeandsummarizethebasicconnotationofscientificdisc

7、overylearning，thetheoreticalbasis，cognitivemechanismsandotherissues．Secondly,analysisofexistingscientificdiscoverylearningenvironmenttosupportlearningscaffoldingcharacteristics，typeanddesignstrategies．Again，researchtoscientificdiscoverylearningcognitivemechanism

8、sandrelatedmodel，builddomainknowledgemodel，discoverymechanismmodelandlearningactivitymodel，inordertobetterguidescientificdiscoverylearningenvironment．Then，tounderstan