基于模型的科学学习及其学习环境设计

本文基于对科学模型、基于模型的推理以及建模活动复杂性的分析,提出基于模型的科学学习的主要特征体现为:科学知识意义从模型的本质出发;学习目标考虑模型的特征和意义;基于模型的推理是基本的推理方式,建模活动是基本的学习活动。基于这样的认识,论文选择了建构性学习环境特征作为分析支持基于模型的科学学习(MBSL)学习环境的框架,分析了课堂学习环境和计算机学习环境在建构性学习环境设计上的具体表现。通过要素对比、策略对比分析,将知识设计与包含资源和支持性策略的学习支持设计作为研究问题解决的落脚点。在对基于模型的知识的复杂度进行分析后,提出支持MBSL学习环境的知识设计的两个主要原则,即综合考虑水平和垂直复杂度变化来设计课程;知识设计中的模型由简单到复杂并且由一般到具体。从上述学习环境设计分析中提炼出学习支持设计的基本框架,综合资源性支持与策略性支持两个维度,提出支持MBSL的学习环境的学习支持设计主要原则:探查学生的已有观念;设计尽可能丰富的资源;以一系列问题的形式给予过程和元认知支持;设计铺垫环节提供相关信息和培养相关能力。