基于认知学徒制的虚拟学习情境设计与开发硕士学位论文(编辑修改稿)

基于认知学徒制的虚拟学习情境设计与开发硕士学位论文(编辑修改稿)内容摘要：

开发了适用于虚拟学习情境的案 例系统。 该系统以 Virtools 和 ASP 为平台，系统开发完成后，设计者将其应用于实践并对应用结果进行了评析，了解了案例系统的优缺点。 本研究将虚拟现实技术和认知学徒制教学模式的有关理论进行了结合，构建了适应现代教学需要的学习情境，找到了改进 认知学徒制教学模式缺点的方法。 在这种情境中，学习者能够更好地学习各种知识，达到较好的学习效果。 由于研究者的时间及技术开发能力有限， 案例系统的 开发仍然存在许多问题和不山东师范大学硕士学位论文 II 足，未来 将围绕这方面进行进一步的完善。 【关键词 】认知学徒制；虚拟现实；学习情境；基于认知学徒制的虚拟学 习情境 【分类号 】 G434 山东师范大学硕士学位论文 III The Research About Designing And Developing Virtual Learning Situation Based On Cognitive Apprenticeship ABSTRACT During the 1990s， Allan Collins and John Seely Brown proposed the theory of cognitive apprenticeship is a pioneering education theory when the education research was transferring, It has a wide range of applications in the fields of teaching, teacher training, education, vocational education remote and so is a teaching mode can effectively improve the traditional education drawbacks. However, cognitive apprenticeship also have some inherent disadvantages,such as the construction of teaching situation. Virtual reality technique is a emerging technical discipline, it has a wide range of applications in the fields of education of the characteristics it has, virtual reality technique can create lifelike learning situations, provide interaction with the scene for learners. It is also because the virtual reality technology has these characteristics, which makes teaching mode of Cognitive apprenticeship improved by Virtual reality possible. Based on building virtual learning situation which is based on cognitive apprenticeship,our aim is to discuss how to improve the teaching mode of Cognitive apprenticeship with virtual reality article first introduces the meaning of situation, Virtual learning situation and virtual learning situation which is based on cognitive apprenticeship,then, analyzes and pares the current research at home and abroad, tells the teaching design of virtual learning situation,analysis the feasibility, summarizes elements of virtual learning situation,at last discusses the constructing process of virtual learning situation which is based on cognitive apprenticeship by designing and developing the case system. After collecting the research literature and developing the case system,papers obtained the following results: 山东师范大学硕士学位论文 IV (1)This study introduces the meaning of situations, study situation, virtual learning situation and virtual learning situation based on cognitive apprenticeship. Through paring the status quo of the research at home and abroad,the study analyses the problems should be paid attention to. (2) The study builds the framework of virtual learning situation which is based on cognitive apprenticeship,then expound the content,method, order , sociality and virtual activity of virtual learning situation. (3) The study exploited a case system which is applicable to virtual learning case system is based on Virtools and ASP,after exploited, the designers put it in practice and analysed the application of results for finding it’ s advantages and disadvantages. The study bined the virtual reality technology and theory of cognitive apprenticeship,built the learning situation which is adapt to the modern teaching,found the way of improving cognitive this situation, learners are better able to learn. Due to the limit of time and technology,the case system has some designer will improve it in the future. 【 Key Words】 Cognitive Apprenticeship； Virtual Reality； Learning Situation；Virtual Learning Situation Based On Cognitive Apprenticeship 【 Category Code】 G434山东师范大学硕士学位论文 1 第一章 绪论 时代 的 发展 推动 教与学的方式发生着变化，现代教学模式提倡学生主动地探索学习，在这种背景下出现了诸如研究 性 学习 、 认知学徒制等多项教学模式。 而如何更好地利用这些教学模式成为摆在研究者面前的一个 重要课 题。 研究背景 任何理论都有其优缺点，教学理论也是这样，认知学徒制诞生至今已有二十余年的历史， 在实践中证明了它的可行性，但其固有的缺点也客观存在。 1． 中小学教师期待用新的教学方法进行教学改革 传统教学活动基本上是以教师为中心，学生处于被动的地位， 传统教学方法的主要弊端就在于一味灌输式教学，盲目 追 赶教学进度，压缩 学生的 知识形成过程，而 被 压缩 的 这一部分正是学生思维方法形成 的 过程 ， 这样不利于学生形成良好的认知结构，其结果只是学生对基本含义 、 知识 和 格式的机械记忆，所学知识不能灵活运用，也就无法转变为能力。 国家新世纪初所推出的 新一轮基础教育课程改革中明确提出要 大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革。 为此在信息化高速发展的今天，如何构建新的适应学生身心发展规律，能够促进学生综合能力发展的新 的 教学模式与方法，成了摆在研究者面前的 重大课题。 2． 认知学徒制教学模式 的实践困境亟待新的学习情境的建立 情境认知和学习理论作为 20世纪 90年代以来西方学习理论领域的最新研究成果，批判了传统的学校教育，提出了新的知识 观和教学模式，使教学所蕴含的价值及功能得到了进一步的展现。 在这种大背景下柯林斯 （ Allan Collins） 和布朗 （ John Seely Brown） 等学者提出了认知学徒制理论。 认知学徒制是教育研究转型中出现的一种具有开拓意义的教育理论，新教育范式的很多理念在认知学徒制中都得到了良好的体现。 从认知学徒制提出到现在，世界各国的教育者和研究者，已经用无数的研究证明它在学科教学、师资培训、远程教育、职业教育等各领域都有明显的效果，是一个能有效改进传统教育弊端的教学模式。 实践告诉我们，教学情境的 实现程度 在很大程 度上决定着教学效果的优良程度。 虽然认知学徒制在教育教学应山东师范大学硕士学位论文 2 用中具有一定的优势，但其教学情境的创建受到诸多因素的影响。 在现有的条件下，有许多真实的教学情境是根本不可能实现的，如核反应实验等。 如何 破除教育实践中的这些障碍 ，改正认知学徒制教学模式中的缺点，成为摆在研究者面前的一道难题。 3． 虚拟现实技术 能充分发挥 认知学徒制 教学模式 的优势 在传统的教育情境中， 认知学徒制教学模式的固有 特点 使它不能适用于全部的教学 环境 中，为此，国内外许多研究者都在寻找能够改进认知学徒制教学模式缺点的方法，虚拟现实技术的出现使之成为可能。 虚拟现实技术是随着计算机技术的不断发展与成熟而产生的 一种 新的技术， 由于虚拟现实技术具有 多感知性 、 浸没性 、 交互性 和 构想性 等特征， 因此 ， 研究者期望能够 利用虚拟现实技术 改进认知学徒制教学模式 ， 并为此做了大量的实践 研究。 一系列的实践表明，利用虚拟现实技术来开发设计认知学徒制教学中的教学情境，不仅可以为学习者提供真实的学习体验，还可以提供一个与其他学习者进行交流与合作的平台和空间，对学习者在知识学习、合作、沟通等方面能力的培养和提高，都会起到积极的促进的作用。 研究目的 与 意义 一份研究必须要有其目的和意义， 本研究 也不例外。 1．研究的目的 长期以来，我国的教育教学手段一直比较单一，基本以简单的教师讲、学生听为主，师生之间、生生之间的互动较少，教学情境与实际情境相脱离，重视教学效果而轻视教学过程等方面的缺点，这些缺点与学生的身心发展规律相违背，不利于学生自我素质和能力的提高。 本研究就是期望 通过探索虚拟现实技术在认知学徒制教学模式中的应用方式，来解决上述问题 ，其 目的是通过对认知学徒制和虚拟现实有关理论进行研究 的基础上 ，从而构建基于认知学徒的虚拟学习情境，用以发现及阐述在认知学徒制教学中应用虚拟现实技术的 教学设计方 法。 2．研究的意义 随着社会的不断发展和新的教育范式的出现，教与学的形式也随之发生了改变，以学习者为中心的教学模式开始得到应用，认知学徒制教学模式正是其中的一种。 而通过虚拟现实技术既可以排除学习环境中不良因素的影响，也可以提高学习者的学习兴趣，因此，研究在 认知学徒制 教学 方法 中如何应用虚拟现实技术来创设教学情境变得尤为重要，既有助于学生自主学习、合作学习更好的实现，又能对我国正在实施的基础教育课程改革有着山东师范大学硕士学位论文 3 极大的借鉴意义。 研究内容与方法 本 研究 通过对 基于认知学徒制的虚拟学习情境的构建来探讨虚拟现实及 认知学徒制在教学中的 基本 方式，那么其具体研究内容和研究的方法是什么呢。 1．研究内容 本研究期望 利用 认知学徒制 的 教学设计 思想来指导 虚拟现实 的设计和开发，以达到促进 学生 问题解决能。