（教育技术学专业论文）信息技术环境下的学习活动设计研究.pdf

= ： 博士学位论文 d o c t o r a ld i s s e r i ：棚o n d i s s e r t a t i o n r e s e a r c ho nl e a r n i n g a c t i v i t yd e s i g ni n i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ye n v i r o n m e n t b y y a nl i s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o ry a n gz o n g k a i ，p r o f e s s o rl i us a n y a s p e c i a l t y ：e d u c a t i o n a lt e c h n o l o g y r e s e a r c ha r e a ：t h e o r y , t e c h n o l o g ya n di m p l e m e n t a t i o n o fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yo ne d u c a t i o n n a t i o n a le n g i n e e r i n gr e s e a r c hc e n t e rf o re l e a r n i n g d e p a r t m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y c e n t r a lc h i n an o r m a lu n i v e r s i t y m a y 2 0 1 1 博士学位论文 d o c t o r a ld i s s e r f 棚o n 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研 究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过 的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法 律结果由本人承担。 作者签名： 乎翻 日期：伽1 1 年月z 日 学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解华中师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻 读学位期间论文工作的知识产权单位属华中师范大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构 送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部 分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解 密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。 非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 导师签名： 日期力i f 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程，同意将本人的学位论文提 交“c a l i s 高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程”中的规定享受相关权益。且 作者签名：乎翻 日期：1 1 年多月2 日 导师签名： 日期：久i j 、：0 ： 博士学位论文 d o c t o r a ld i s s e r o n 摘要 当代学习研究的“实践转向”以及教育实践从“教”向“学”的范式转移，推动着教育技 术研究的焦点从“基于媒体的教学模式与设计”转向“技术支持的学习模式与设计”，当代信息 技术对教育和学习实践的广泛与深度参与已经使得信息技术环境成为一种最为典型和应用最广 泛的学习环境，其学习活动的设计成为教学设计与技术研究关注的热点问题，而活动理论则为 信息技术环境下的学习活动设计提供了丰富的思想资源和强大的理论支撑。 本论文以“信息技术环境下的学习活动设计研究”为题，对基于信息技术环境的学习活动 进行了理论探究，构建了信息技术环境下学习活动系统的结构模型、微观和宏观解释性模型以 及学习活动展开的过程模型，对信息技术环境下学习活动设计的基本过程模式和实施框架进行 了创新探索，提出了面向信息技术环境的“二维矩阵式”学习活动设计理论模型，确立了信息 技术环境下学习活动设计的过程模型，设计开发了学习活动设计决策支持系统，并把信息技术 环境下的学习活动设计推向了实践应用。主要研究成果有以下几点： 1 以对信息技术环境和活动理论的基本把握为基础，使用活动理论对信息技术环境进行了 界定和解读，对其基于对技术的系统集成而表现出来的开放性和分布式这两大显著特征进行了 分析，并对信息技术环境下的学习活动进行了理论探索，提出信息技术环境下的学习活动是一 种信息技术支撑下的主客体社会性交互活动，并从活动理论的视野出发把这种环境中的学习活 动划分为三种基本类型。 2 从系统思考出发，在活动理论的基础上提出了“信息技术环境下的学习活动系统”概念 并构建了相应的结构模型，进而在微观和宏观两个层次上发展了信息技术环境下的学习活动系 统之解释性模型，解析了信息技术环境下学习活动的内在心理机制与结构，并以此为基础，通 过从理论到实践的转换，构建了信息技术环境下的学习活动外部过程模型。 3 以活动理论为指南，把教学系统设计中经典的“九大教学事件”理论推广应用于信息技 术环境下，构建了一个“二维矩阵式”学习活动设计之理论模型，即信息技术环境下学习活动 设计的一套“算法”，并提出了实现这一模型的四大步骤：初始选择、规则内容制定、学 习活动设计、学习活动空间预留，为后续信息技术环境下学习活动设计的实践应用尤其是决 策支持系统的设计和开发确立了理论原型。 4 提出了一个信息技术环境下的学习活动设计之过程模型，确定了信息技术环境下学习活 动设计的四大基本内容：以对活动系统的分析为基础，进行可视化学习目标的设计；以学 习目标为导向，设计具有情境化和真实性的学习活动；从工具中介思想出发，在设计中给学 习配备多种支撑工具；在评价设计中设置多元化评价方式，促进学习者全面发展。 5 在对功能进行分析的基础上，设计开发了信息技术环境下学习活动设计的决策支持系 统，针对不同功能需求，确定了三个不同资源库：教学情境问题库、活动选择规则库、活动设 博士学位论文 d o c t o r a ld i s s e r r a n o n 计决策库，以及两个案例库，即学习活动序列优秀案例库和学习活动应用实例库，通过一系列 规则设计并实现了原型系统。 6 如何让教师在活动理论指导下，设计信息技术环境下的学习活动，将教学方法、课堂交 流、课堂控制及课堂艺术融合起来，使以教师、课堂和书本为中心的单向教学向以学生为主体、 以活动为中心的互动学习转变，也是本论文研究和探索的一个重点，通过对典型案例进行的深 入分析，全面展现了信息技术环境下学习活动设计的基本进程及其得失成败的关键所在：学习 活动序列的设计。 本论文在研究中的创新主要包括以下三点： 从活动理论的视角出发对信息技术环境及信息技术环境下的学习活动进行了新的界定 和解读，初步提出了信息技术环境下的学习活动理论，发展了信息技术环境下的学习活动系统 概念及相应的结构模型和解释模型，构建了信息技术环境下的学习活动过程模型。 将加涅的“九段教学法”和课程教学中的典型课型进行整合并构建了二维矩阵，从而为 基于活动理论的学习活动设计决策支持系统的设计和开发确立了一个基本的理论原型和行动框 架，并以此为基础提出了信息技术环境下的学习活动设计之过程模型。 设计开发了信息技术环境下学习活动设计的决策支持系统，通过一系列规则设计并实现 了原型系统，为教师在信息技术环境下的教学实践提供了学习活动设计的决策支持，从而丰富 和发展了信息化教学设计。 信息技术环境下的学习活动设计纷繁复杂，对信息技术环境下的学习活动进行研究和设计 是一项规模宏大的研究课题，由于各种条件的限制，本论文对信息技术环境下的学习活动设计 研究虽然取得了一定的创新发现，但在研究成果的深刻性、系统性、整体性和应用性上还有待 进一步努力。 关键词：信息技术环境；活动理论；学习活动设计：决策支持系统 a b s t r a c t t h ep a r a d i g ms h i f t so fc o n t e m p o r a r yl e a r n i n gr e s e a r c hf r o mt h e o r yt op r a c t i c ea n de d u c a t i o n p r a c t i c e f r o mt e a c h i n gt o l e a r n i n gp r o m o t et h ef o c u so fi n s t r u c t i o n a lt e c h n o l o g ys t u d y f r o m i n s t r u c t i o n a lm o d e la n dd e s i g nb a s e do nm e d i at ol e a r n i n gm o d e la n dd e s i g ne n h a n c e db yt e c h n o l o g y i nt h i s c a s e ，w i t ht h ed e v e l o p m e n to fi c ta p p l i c a t i o ni ne d u c a t i o n , i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y e n v i r o n m e n tb e c o m e so n eo ft h em o s tt y p i c a la n dp r i m a r yl e a r n i n ge n v i r o n m e n t s ，a n dt h el e a r n i n g a c t i v i t yd e s i g ne m e r g e sa sav e r yh o tt o p i cf o ri n s t r u c t i o n a ld e s i g na n dt e c h n o l o g yp r o f e s s i o n a l s ， m e a n w h i l ea c t i v i t yt h e o r yp r o v i d e sar i c hi d e ar e s o u r c ea n dr o b u s ti n t e l l e c t u a ls u p p o af o rl e a r n i n g a c t i v i t yd e s i g ni ni te n v i r o n m e n t ： i nt h i sd i s s e r t a t i o n , w i t ht h et i t l eo fl e a r n i n g 础咖砂d e s i g ni ni n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y e n v i r o n m e n t , t h ea u t h o rt r i e st od e v e l o p m e n tat h e o r yf o rl e a r n i n ga c t i v i t yi ni te n v i r o n m e n t , p r o p o s e sv a r i o u sm o d e l sf o rl e a r n i n ga c t i v i t ys y s t e mi nt h i sn e we n v i r o n m e n ti n c l u d i n gs t r u c t u r a l m o d e l ，i n t e r p r e t i v em o d e la n dp r o c e s sm o d e l ，e x p l o r e st h ep r o c e s sa n di m p l e m e n t a t i o no fl e a r n i n g a c t i v i t yd e s i g ni ni te n v i r o n m e n tt h r o u g hm o d e l i n gm e t h o d o l o g y , d e v e l o p sat w o - d i m e n s i o n a lm a t r i x a sp r o t o t y p ef o rd e s i g nb yc o m b i n i n gn i n ei n s t r u c t i o n a le v e n t sa n df o u rp r i m a r yt e a c h i n gm o d e l ， e s t a b l i s h e sap r o c e s sm o d e lf o rl e a r n i n ga c t i v i t yd e s i g ni ni te n v i r o n m e n tb a s e do nt h i sp r o t o t y p e ， a n db u i l d sad e c i s i o nm a k i n gs u p p o r ts y s t e mf o rl e a r n i n ga c t i v i t yd e s i g na n da p p l yi ti np r a c t i c e a l l o ft h ew o r ki sc o n d u c t e df r o mt h ep e r s p e c t i v eo fa c t i v i t yt h e o r y t h em a j o rf i n d i n g sc o u l db ef o u n di n t h ef o l l o w i n gp o i n t s ： 1 b a s e do nt h ei n n o v a t i v eu n d e r s t a n d i n go fi te n v i r o n m e n ta n da c t i v i t yt h e o r y , t h ea u t h o r d e f i n e st h ei te n v i r o n m e n tb yc h a r a c t e r i z i n gi ta sa no p e na n dd i s t r i b u t e dd i g i t a l l e a r n i n g e n v i r o n m e n t , a n dp r o p o s e sat h e o r yw h i c hd e f i n e st h el e a r n i n ga c t i v i t yi ni te n v i r o n m e n ta sa na c t i v e s o c i a li n t e r a c t i o na m o n gl e a r n e r sa n dr e l e v a n te l e m e n t se n h a n c e db yt e c h n o l o g y t h i sk i n do fs o c i a l i n t e r a c t i o nc o u l db ed i v i d e dt h r e ec a t e g o r i e s ： 2 f r o mt h ep e r s p e c t i v eo fs y s t e mt h i n k i n g , ac o n c e p to fl e a r n i n ga c t i v i t ys y s t e mi ni t e n v i r o n m e n ti sp r o p o s e db a s e do na c t i v i t yt h e o r ya n dt w om o d e l sf o rl e a r n i n ga c t i v i t ys y s t e mi nt h i s n e we n v i r o n m e n tf r o mm i c r ot om a c r ol e v e l sa r ed e v e l o p e d n ea u t h o ra l s oe x p l o r e st h em e c h a n i s m a n ds t r u c t u r eo fl e a r n i n ga c t i v i t yw h i c hh a p p e n si ni te n v i r o n m e n ta n db u i l d sap r o c e s sm o d e l t h r o u g ht r a n s f o r m i n gt h e o r y t op r a c t i c e 3 u s i n ga c t i v i t yt h e o r y 弱g u i d e l i n e ，t h ea u t h o rd e v e l o p sa t w o - d i m e n s i o n a lm a t r i xf o rl e a r n i n g a c t i v i t yd e s i g nb ye x t e n d i n gt h ec l a s s i cn i n ei n s t r u c t i o n a le v e n t si ni n s t r u c t i o n a ld e s i g na n da p p l y i n g i ti ni te n v i r o n m e n t , a n dp r o v i d e sat h e o r e t i c a lp r o t o t y p ef o rt h ep r a c t i c eo fl e a r n i n ga c t i v i t yd e s i g n i te n v i r o n m e n t , e s p e c i a l l yf o rd e s i g na n dd e v e l o p m e n to fd e c i s i o n - m a k i n gs y s t e mb yi d e n t i f y i n gf o u r s t e p st oi m p l e m e n tt h i sm o d e l ：o r i g i n a ls e l e c t i o n , r u l ei d e n t i f i c a t i o n ，l e a r n i n ga c t i v i t yd e s i g n , a n d s p a c ea r r a n g e m e n tf o rl e a r n i n ga c t i v i t y 4 e s t a b l i s h i n gap r o c e s sm o d e lf o rl e a r n i n ga c t i v i t yd e s i g ni ni te n v i r o n m e n ta n di d e n t i f y i n gt h e i i i 聚 f o u rp r i m a r yt a s k s ：d e s i g n i n gv i s u a ll e a r n i n go b j e c t sb a s e do na n a l y z i n ga c t i v i t ys y s t e m ，a r r a n g i n g s i t u a t e da n da u t h e n t i cl e a r n i n ga c t i v i t i e sf o l l o w i n gt h eo r i e n t a t i o no fl e a r n i n go b j e c t s ，p r e p a r i n g v a r i o u ss u p p o r t i v et o o l s f o rl e a r n i n gb a s e do nt h ei d e ao ft o o lm e d i t a t i o n , a n ds e t t i n gv a r i o u s i n s t r u m e n t si nl e a r n i n ga s s e s s m e n t st of a c i l i t a t et h ea l l a r o u n dd e v e l o p m e n to fl e a r n e r s 5 b a s e do nt h ef u n c t i o na n a l y s i s ，t h ea u t h o rd e s i g n sa n dd e v e l o p sad e c i s i o n m a k i n gs u p p o r t s y s t e mf o rl e a r n i n ga c t i v i t yd e s i g ni ni te n v i r o n m e n t , a n di d e n t i f i e st h r e er e s o u r c eb a s e s ，w h i c h i n c l u d ep r o b l e mb a s es i t u a t e di nt e a c h i n ga n dl e a m i n g 。r u l eb a s ef o ra c t i v i t ys e l e c t i o na n d d e c i s i o n - m a k i n gb a s ef o ra c t i v i t yd e s i g n ，a n dt w oc 丛eb a s e s ，o n ef o rl e a r n i n ga c t i v i t ys e q u e n c e s e t t i n ga n dt h e o t h e rf o rl e a r n i n ga c t i v i t ya p p l i c a t i o n 6 f i n a l l y , t h ea u t h o ra p p l i e sa l lo ft h ef m d i n g si ni n t e r p r e t i n gc a 跎sb a s e do np g pn e t w o r k t e a c h i n gp l a t f o r m ，ai te n v i r o n m e n tp r o d u c td e v e l o p e db yh e ri n s t i t u t i o n , a n ds h o w sh o w t h et e a c h e r s c o u l dc o m b i n ep e d a g o g i c a lm e t h o d s ，s o c i a li n t e r a c t i o n , c l a s sm o n i t o r i n ga n dt e a c h i n ga r t si nl e a r n i n g a c t i v i t yd e s i g ni ni te n v i r o n m e n tw i t ht h eg u i d eo fa c t i v i t yt h e o r y t h ea u t h o r 血d st h a tt h ec r i t i c a l s t e pf o rd e s i g n i n ga n di m p l e m e n t i n gl e a r n i n ga c t i v i t yi ni te n v i r o n m e n ti sh o wt oi d e n t i f yt h e s e q u e n c eo fl e a r n i n ga c t i v i t i e s t h em o s ts i g n i f i c a n tb r e a k t h r o u g h st h a tt h ea u t h o rh a so b t a i n e di nh e rd i s s e r t a t i o ni n c l u d e ： 1 d e v e l o p i n gan e wd e f i n i t i o na n du n d e r s t a n d i n go fi te n v i r o n m e n ta n dt h el e a r n i n ga c t i v i t yi n i tf r o mt h ep e r s p e c t i v eo fa c t i v i t yt h e o r y , d e v e l o p i n gat h e o r yf o rl e a r n i n ga c t i v i t yi ni te n v i r o n m e n t , e s t a b l i s h i n gv a r i o u sm o d e l st ou n d e r s t a n dl e a r n i n ga c t i v i t ys y s t e mi ni te n v i r o n m e n ti n c l u d i n g s t r u c t u r a l m o d e l ，i n t e r p r e t i v em o d e l ，a n db u i l d i n g ap r o c e s sm o d e lf o rl e a r n i n ga c t i v i t yi ni t e n v i r o n m e n t 2 d e v e l o p i n gat w o - d i m e n s i o n a lm a t r i xa sap r o t o t y p ef o rl e a r n i n ga c t i v i t yd e s i g n b ye x t e n d i n g t h ec l a s s i cn i n ei n s t r u c t i o n a le v e n t si ni n s t r u c t i o n a ld e s i g na n dc o m b i n i n gi tw i t ht h et y p i c a lt e a c h i n g m o d e l sa n dp r o p o s i n gap r o c e s sm o d e la sa c t i o nf r a m e w o r kf o rl e a r n i n ga c t i v i t yd e s i g ni ni t e n v i r o n m e n tb a s e do nt h i sp r o t o t y p e 3 d e s i g n i n ga n dd e v e l o p i n gad e c i s i o n - m a k i n gs u p p o r ts y s t e mf o rl e a r n i n ga c t i v i t yd e s i g ni ni t e n v i r o n m e n tt op r o v i d ed e c i s i o n m a k i n gs u p p o r tf o rt e a c h e r sw h od e s i g nl e a r n i n ga c t i v i t yi ni t e n v i r o n m e n tt h r o u g has e r i e so fr u l e s l e a r n i n ga c t i v i t yd e s i g ni ni te n v i r o n m e n ti sv e r yp r o f o u n da n dc o m p r e h e n s i v e a p p l y i n g a c t i v i t yt h e o r yt or e s e a r c ha n dd e s i g nl e a r n i n ga c t i v i t yi nd i g i t a le n v i r o n m e n t i sab i gs c a l er e s e a r c h t o p i c d u et ov a r i o u sl i m i t a t i o n s ，a l t h o u g hm a n yn e wf i n d i n g sh a v eb e e no b t a i n e do nl e a r n i n ga c t i v i t y d e s i g ni nd i g i t a lc l a s s r o o mr e s e a r c h , m o r ee f f o r t sn e e dt ob ed o n ei nt h ef u t u r ei no r d e rt od e e p e nt h i s s t u d y w k e y w o r d s ：i te n v i r o n m e n t ；a c t i v i t yt h e o r y ；l e a r n i n ga c t i v i t yd e s i g n ； d e c i s i o n - m a k i n gs u p p o r ts y s t e m 博士学位论文 d o c t o r a ld i s s e i ：i ：棚o n 摘要 a b s t r a c t 目录 i 1 引论 l 1 1 论文的研究背景1 1 2 信息技术环境下学习活动设计研究的现状2 1 3 信息技术环境下学习活动设计研究面临的问题与挑战5 1 4 论文的研究内容与方法。7 2 信息技术环境下的学习活动理论 1 0 2 1 引言。10 2 2 信息技术环境下的学习活动之理论解析。1 2 2 2 1 信息技术环境的内涵与特征。1 2 2 2 2 活动理论的历史演变与基本观点15 2 2 3 信息技术环境下的学习活动之理论解析19 2 3 信息技术环境下的学习活动之理论模型。2 2 2 3 1 信息技术环境下的学习活动系统的结构模型。2 3 2 3 2 信息技术环境下学习活动系统的嵌套性解释模型。2 6 2 3 3 信息技术环境下学习活动的机制与结构一2 8 2 3 4 信息技术环境下的学习活动之过程模型2 9 2 4 本章小结31 3 信息技术环境下的学习活动设计模型 3 1 弓i 言3 4 3 2 信息技术环境下的学习活动设计的二维矩阵式理论模型。3 5 3 2 1 信息技术环境下学习活动设计需要注意的问题。3 5 3 2 2 九大教学事件3 6 3 2 3 “九大教学事件四种课型”矩阵式学习活动设计模型。3 9 3 3 信息技术环境下的学习活动设计的过程模型4 2 3 3 1 以对活动系统的分析为基础，进行可视化学习目标的设计。4 3 3 3 2 以学习目标为导向，设计具有情境化和真实性的学习活动4 4 3 3 3 从工具中介思想出发，在设计中给学习配备多种支撑工具。4 5 3 3 4 在评价设计中设置多元化评价方式，促进学习者全面发展。4 6 3 4 本章小结。4 7 博士学位论文 i x ) c t o r a ld i s s e r t a t l o n 4 信息技术环境下学习活动设计决策支持系统4 8 4 1 弓i 言4 8 4 2 学习活动设计决策支持系统功能需求4 9 4 3 学习活动设计决策支持系统框架5 1 4 3 1 系统逻辑结构设计。5 1 4 3 2 系统实施流程设计。5 2 4 3 3 系统主要功能库设计5 4 4 4 学习活动设计决策支持系统规则与决策库设计5 7 4 4 1 系统规则与决策库5 7 4 4 2 系统对应表6 9 4 5 原型系统的设计与实现7 6 4 5 1 技术实现7 6 4 5 2 应用反馈7 8 4 6 本章小结。8 0 5 信息技术环境下学习活动设计的应用实践8 1 5 1 弓i 言81 5 2 基于p g p 教学平台的学习活动设计与实施8 2 5 2 1p g p 教学平台8 2 5 2 2 授导型学习活动设计与实施的框架8 3 5 2 3 课前准备学习活动设计8 4 5 2 4 课堂实施学习活动实施8 5 5 2 5 课后评价学习活动效果评价9 3 5 2 6 应用实践小结9 8 5 3 网络环境下学习活动的设计与实施1 0 4 5 3 1 网络探究型学习活动设计与实施的框架1 0 5 5 3 2 案例背景1 0 6 5 3 3 案例实施前准备学习活动设计1 0 6 5 3 4 学习活动实施1 0 8 5 3 5 应用实践小结。10 8 5 4 本章小结1 1 7 6 总结与展望1 1 9 6 1 研究总结。11 9 6 2 未来展望121 参考文慧 博士学位论文 d c i c t o r a ld i s s e r t a t i o n 附录一学习活动设计决策支持系统应用效果调查问卷 附录二p g p 教学平台应用实践效果调查问卷 附录三。信息化教学设计学习实践应用效果调查问卷 在校期间发表的论文、科研成果等 致谢 1 2 2 1 2 8 1 3 1 1 3 4 1 3 6 1 3 7 图目录 图1 1 全文章节关系8 图2 1 信息技术环境的基本架构13 图2 2 维果斯基中介工具思想的三角模型1 6 图2 3 第二代活动理论的三角模型：人类活动系统的架构1 7 图2 4 第三代活动理论模型两大交互性活动系统18 图2 5 活动系统的层级结构1 9 图2 6 信息技术支撑下的学习活动的四种类别。2 0 图2 7 信息技术环境下学习活动的动机激发2 2 图2 8 信息技术环境下的学习活动系统的构成要素及其子系统之结构模型2 3 图2 9 信息技术环境下学习活动系统的嵌套性解释模型2 7 图2 1 0 信息技术环境下的学习活动的机制与结构模型3 0 图2 1 1 信息技术环境下的学习活动之过程模型3 l 图3 1 不同课型对应序列图。4 2 图3 2 信息技术环境下学习活动设计的过程模型4 3 图4 1 学习活动设计决策支持系统逻辑结构设计图。5 2 图4 2 学习活动设计决策支持系统实施流程设计图5 3 图4 3 教学情境问题库结构。5 4 图4 4 问题流结构。5 5 图4 5 活动选择规则库