学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于认知负荷理论的虚拟学习环境设计

作　者: 曹娟
导　师: 白成杰
学　校: 山东师范大学
专　业: 教育技术学
关键词: 虚拟学习环境虚拟学习环境设计教学设计软件设计认知负荷理论
分类号: G434
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 319次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

目前,我国已有很多成型的虚拟学习环境,但是在这些虚拟学习环境的使用过程中,学习者很容易产生“认知超载”现象。这一现象产生的原因归根到底就是,在虚拟学习环境的设计过程中,没有考虑或较少考虑到学习者的认知负荷因素。认知负荷理论深入分析了学习者产生认知负荷的原因,能够为虚拟学习环境的设计提供指导。根据认知负荷理论对虚拟学习环境进行设计,以支持和促进学习者的学习,已逐渐成为国内外研究的热点。因此,对基于认知负荷理论的虚拟学习环境的设计进行研究,为学习者创建一个高效的虚拟学习环境,具有重要的理论价值和现实意义。论文采用开发性研究法、设计研究法、系统方法、解释结构模型等方法,主要在以下六个方面做了一些研究工作。(1)对虚拟学习环境和认知负荷理论的解析。对虚拟学习环境的定义、分类、特征等进行理解,对认知负荷的定义、结构、类型,以及认知负荷理论的基本观点进行解析。(2)分析认知负荷理论指导虚拟学习环境设计的必要性和可能性,提出基于认知负荷理论的虚拟学习环境整体设计思路。(3)在分析一般虚拟学习环境构成要素的基础上,分析基于认知负荷理论的虚拟学习环境基本结构。(4)构建基于认知负荷理论的虚拟学习环境的教学设计模型。(5)进行基于认知负荷理论的虚拟学习环境的软件设计。在软件功能分析和学习者基于认知负荷理论的网上学习模式分析的基础上,提出基于认知负荷理论的虚拟学习环境的软件体系结构。(6)示例系统的开发。在论文提出的教学设计和软件设计方法的指导下,以《C程序设计》课程为例,开发基于认知负荷理论的虚拟学习环境,并进行试用。经过一系列的研究工作,论文取得了一定的研究成果。(1)在对一般虚拟学习环境进行理解的基础上,结合对认知负荷理论的解析,分析认知负荷理论指导虚拟学习环境设计的必要性和可能性,提出基于认知负荷理论的虚拟学习环境设计整体思路,即分别从教学设计和软件设计两方面进行。(2)构建了基于认知负荷理论的虚拟学习环境教学设计模型。基于认知负荷理论的虚拟学习环境的教学设计,包括内在认知负荷子环境设计、外在认知负荷子环境设计和关联认知负荷子环境设计。(3)设计了基于认知负荷理论的虚拟学习环境的软件体系结构。将软件体系结构分为教师子系统和学习者子系统,分别进行详细设计。论文的创新之处在于:(1)在分析基于认知负荷理论的虚拟学习环境的要素与结构的基础上,提出基于认知负荷理论的虚拟学习环境教学设计模型。认为基于认知负荷理论的虚拟学习环境的教学设计,包括内在认知负荷子环境设计、外在认知负荷子环境设计和关联认知负荷子环境设计。(2)在教学设计的基础上,分析软件功能结构和基于认知负荷理论的网上学习模式,进而设计基于认知负荷理论的虚拟学习环境的软件体系结构,并对两个子系统进行更为详细的设计。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
第一章绪论  11-16
  1.1 问题提出  11-12
  1.2 研究目标与意义  12-13
  1.3 研究内容与方法  13-14
  1.4 论文结构  14-16
第二章虚拟学习环境与认知负荷理论的分析  16-33
  2.1 虚拟学习环境的理解  16-22
    2.1.1 虚拟学习环境的定义  16-17
    2.1.2 虚拟学习环境的分类  17-18
    2.1.3 虚拟学习环境的特征  18-19
    2.1.4 虚拟学习环境的设计  19-22
  2.2 认知负荷理论的解析  22-28
    2.2.1 认知负荷的定义  22-23
    2.2.2 认知负荷理论的认知心理学基础  23-24
    2.2.3 认知负荷理论的基本观点  24
    2.2.4 认知负荷的结构与类型  24-26
    2.2.5 认知负荷的测量方法  26-28
  2.3 认知负荷理论对虚拟学习环境设计的指导  28-31
    2.3.1 认知负荷理论指导的必要性  28-29
    2.3.2 认知负荷理论指导的可能性  29-31
  2.4 基于认知负荷理论的虚拟学习环境设计的整体思路  31-33
第三章基于认知负荷理论的虚拟学习环境的教学设计  33-55
  3.1 基于认知负荷理论的虚拟学习环境教学设计目标与原则  33-34
  3.2 基于认知负荷理论的虚拟学习环境的要素与结构  34-38
    3.2.1 一般虚拟学习环境的构成要素分析  35-36
    3.2.2 基于认知负荷理论的虚拟学习环境的结构分析  36-38
  3.3 基于认知负荷理论的虚拟学习环境的教学设计模型  38-40
    3.3.1 教学设计思路  38-39
    3.3.2 教学设计模型  39-40
  3.4 定义学习领域与基础性认知负荷测试  40-41
  3.5 复杂学习任务分析与设计  41-42
  3.6 内在认知负荷子环境设计  42-47
    3.6.1 内在认知负荷优化策略设计  43-44
    3.6.2 内在认知负荷子环境内容设计  44-47
  3.7 外在认知负荷子环境设计  47-50
    3.7.1 外在认知负荷优化策略设计  47-49
    3.7.2 外在认知负荷子环境内容设计  49-50
  3.8 关联认知负荷子环境设计  50-54
    3.8.1 增加关联认知负荷策略设计  51-52
    3.8.2 关联认知负荷子环境内容设计  52-54
  3.9 基于认知负荷理论的虚拟学习环境教学设计评价与优化  54-55
第四章基于认知负荷理论的虚拟学习环境的软件设计  55-74
  4.1 基于认知负荷理论的虚拟学习环境软件设计目标与原则  55-56
  4.2 基于认知负荷理论的虚拟学习环境的软件功能分析  56-58
  4.3 基于认知负荷理论的虚拟学习环境的软件体系结构设计  58-62
    4.3.1 基于认知负荷理论的网络学习模式  58-60
    4.3.2 基于认知负荷理论的虚拟学习环境的软件体系结构设计  60-62
  4.4 教师子系统设计  62-64
    4.4.1 教师子系统功能结构设计  62-63
    4.4.2 教师子系统的活动图设计  63-64
  4.5 学习者子系统设计  64-66
    4.5.1 学习者子系统功能结构设计  64-65
    4.5.2 学习者子系统的活动图设计  65-66
  4.6 软件数据库设计  66-68
  4.7 基于认知负荷理论的虚拟学习环境软件实现的关键技术  68-73
    4.7.1 基础性认知负荷的测试  68-69
    4.7.2 认知负荷适应性学习内容的组织与选择  69-72
    4.7.3 认知负荷适应性学习内容的呈现  72
    4.7.4 过程性认知负荷的测评与反馈  72-73
  4.8 基于认知负荷理论的虚拟学习环境的软件设计评审  73-74
第五章示例开发  74-87
  5.1 示例系统的开发背景  74
  5.2 示例系统的教学设计  74-77
  5.3 示例系统的软件设计  77-79
  5.4 示例系统的技术实现  79-85
    5.4.1 基础性认知负荷测试模块的实现  79-81
    5.4.2 适应性自主学习模块的实现  81-83
    5.4.3 基于认知负荷的分组学习模块的实现  83
    5.4.4 过程性认知负荷测评与反馈模块的实现  83-84
    5.4.5 教师主页的实现  84-85
  5.5 示例系统的试用  85-87
第六章总结与展望  87-89
  6.1 研究成果  87
  6.2 主要创新  87-88
  6.3 未来工作  88-89
注释  89-92
参考文献  92-95
攻读硕士学位期间发表的学术论著  95-96
致谢  96

基于认知负荷理论的虚拟学习环境设计

内容摘要

全文目录

相似论文