【正文】 他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育。他無論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。 本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本 和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部內(nèi)容，允許他人依法合理使用。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來最好的檢驗(yàn)。 首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書寫及設(shè)計(jì)過程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。 其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對我的嚴(yán)格要求，感謝他們對我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識應(yīng)用到實(shí)際工作中去。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。 認(rèn)知學(xué)徒制是教育研究轉(zhuǎn)型中出現(xiàn)的一種具有開拓意義的教育理論，在學(xué)科教學(xué)、師資培訓(xùn)、遠(yuǎn)程教育、職業(yè)教育等各領(lǐng)域 有著廣泛的應(yīng)用 ，是一個(gè)能有效改進(jìn)傳統(tǒng)教育弊端的教學(xué)模式。 也正是由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有這些特點(diǎn)，使得應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)改良認(rèn)知學(xué)徒制教學(xué)模式成為可能。 （ 2）本研究構(gòu)建了基于認(rèn)知學(xué)徒制的虛擬學(xué)習(xí)情境的構(gòu)成框架，并從內(nèi)容、方法、序列、社會性和虛擬活動(dòng)等五方面進(jìn)行了簡要闡述。 在這種情境中，學(xué)習(xí)者能夠更好地學(xué)習(xí)各種知識，達(dá)到較好的學(xué)習(xí)效果。 研究背景 任何理論都有其優(yōu)缺點(diǎn)，教學(xué)理論也是這樣，認(rèn)知學(xué)徒制誕生至今已有二十余年的歷史， 在實(shí)踐中證明了它的可行性，但其固有的缺點(diǎn)也客觀存在。 2． 認(rèn)知學(xué)徒制教學(xué)模式 的實(shí)踐困境亟待新的學(xué)習(xí)情境的建立 情境認(rèn)知和學(xué)習(xí)理論作為 20世紀(jì) 90年代以來西方學(xué)習(xí)理論領(lǐng)域的最新研究成果，批判了傳統(tǒng)的學(xué)校教育，提出了新的知識 觀和教學(xué)模式，使教學(xué)所蘊(yùn)含的價(jià)值及功能得到了進(jìn)一步的展現(xiàn)。實(shí)踐告訴我們，教學(xué)情境的 實(shí)現(xiàn)程度 在很大程 度上決定著教學(xué)效果的優(yōu)良程度。 3． 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 能充分發(fā)揮 認(rèn)知學(xué)徒制 教學(xué)模式 的優(yōu)勢 在傳統(tǒng)的教育情境中， 認(rèn)知學(xué)徒制教學(xué)模式的固有 特點(diǎn) 使它不能適用于全部的教學(xué) 環(huán)境 中，為此，國內(nèi)外許多研究者都在尋找能夠改進(jìn)認(rèn)知學(xué)徒制教學(xué)模式缺點(diǎn)的方法，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)使之成為可能。 1．研究的目的 長期以來，我國的教育教學(xué)手段一直比較單一，基本以簡單的教師講、學(xué)生聽為主，師生之間、生生之間的互動(dòng)較少，教學(xué)情境與實(shí)際情境相脫離，重視教學(xué)效果而輕視教學(xué)過程等方面的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)與學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律相違背，不利于學(xué)生自我素質(zhì)和能力的提高 。 研究內(nèi)容與方法 本 研究 通過對 基于認(rèn)知學(xué)徒制的虛擬學(xué)習(xí)情境的構(gòu)建來探討虛擬現(xiàn)實(shí)及 認(rèn)知學(xué)徒制在教學(xué)中的 基本 方式，那么其具體研究內(nèi)容和研究的方法是什么呢？ 1．研究內(nèi)容 本研究期望 利用 認(rèn)知學(xué)徒制 的 教學(xué)設(shè)計(jì) 思想來指導(dǎo) 虛擬現(xiàn)實(shí) 的設(shè)計(jì)和開發(fā)，以達(dá)到促進(jìn) 學(xué)生 問題解決能力提升 的目的 。 （ 2） 構(gòu)建 基于認(rèn)知學(xué)徒制的虛擬學(xué)習(xí)情境 的 教學(xué)設(shè)計(jì) 框架 ，探討該學(xué)習(xí)情境的 基本構(gòu)成 要素。 （ 1）文獻(xiàn)分析法。 論文的結(jié)構(gòu) 本 研究 以虛擬學(xué)習(xí)情境的基本概念為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合認(rèn)知學(xué)徒制教學(xué)模式來研究基于認(rèn)山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 4 知學(xué)徒制的虛擬學(xué)習(xí)情境的構(gòu)建，全文共分為六章。 第四章， 描述 虛擬學(xué)習(xí)情境開發(fā)過程中的核心關(guān)鍵技術(shù)，說明開發(fā)過程中應(yīng)注意的問題。 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 5 第二章 研究的理論 基礎(chǔ) 本章通過對學(xué)習(xí)情境、認(rèn)知學(xué)徒制理論等方面進(jìn)行綜述，以獲取基于認(rèn) 知學(xué)徒制的虛擬學(xué)習(xí)情境研究的 基本理念 。 按 照辭海中對情境的定義，其可分三類：真實(shí)的情境、想象的情境、暗含的情景 。從狹義上來認(rèn)識，則指在課堂教學(xué)環(huán)境中，作用于學(xué)生而引起積極學(xué)習(xí)情感反應(yīng)的教學(xué)過程” [5]。 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 6 虛擬的學(xué)習(xí)情境又可以分為兩種，一種是話語的虛擬，一種是模擬的虛 擬 [8]。在 認(rèn)知學(xué)徒制教學(xué)模式中， 學(xué)習(xí)者通過參與專家實(shí)踐共同體的活動(dòng)和社會交互， 來 進(jìn)行某一領(lǐng)域的學(xué)習(xí) [9]。 無數(shù)的案例證明了利用認(rèn)知學(xué)徒制能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動(dòng)，使學(xué)習(xí)者的思考過程變得更加明顯，便于他們獲取相關(guān)知識。 9 位老師分別進(jìn)行一門寫作課的教學(xué)，而他們又分為使用腳手架支持組、沒有使用腳手架 兩組 ，使用腳手架進(jìn)行教學(xué)的教師在教學(xué)山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 7 前分別進(jìn)行了 6 個(gè)小時(shí)的培訓(xùn)。 張琦在其“ 大學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)研究 : 認(rèn)知學(xué)徒制視野 —— 以江西師范大 學(xué)軟件學(xué)院 ‘ 導(dǎo)師制下項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式 ’為研究個(gè)案”中 ， 詳細(xì)介紹了 導(dǎo)師制下項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式 （ PDIMBTS）對大學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)的促進(jìn)作用。通過對問卷的分析，得出了該項(xiàng)目能激發(fā)學(xué)生的 學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī) ，提高學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力、合作能力和專業(yè)實(shí)踐能力 。 上面兩 文 分別對認(rèn)知學(xué)徒制在學(xué)生學(xué)習(xí)中的作用進(jìn)行了研究，其中“ 大學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)研究 : 認(rèn)知學(xué)徒制視野 —— 以江西師范大學(xué)軟件學(xué)院 ‘ 導(dǎo)師制下項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式 ’ 為研究個(gè)案” 強(qiáng)調(diào)應(yīng)用認(rèn)知學(xué)徒制，可以提高學(xué)生的合作能力 、 自我學(xué)習(xí)能力和專業(yè)山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 8 實(shí)踐能力，而 “緘默知識視角下的認(rèn)知學(xué)徒制 —— 高職實(shí)踐教學(xué)模式探析” 則專注于應(yīng)用認(rèn)知學(xué)徒制培訓(xùn)，學(xué) 生可以獲得專業(yè)性知識，促進(jìn)專業(yè)技能的培養(yǎng)，但不管從哪方面來講，都可以的出以下結(jié)論 ：利用認(rèn)知學(xué)徒制可以促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動(dòng)。 虛擬現(xiàn)實(shí)在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)逼真的現(xiàn)場感與實(shí)時(shí)的交互性可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的感覺和思維器官，從根本上改變?nèi)藗兊乃季S習(xí)慣和對傳統(tǒng)學(xué)習(xí)環(huán)境的概念，在教育教學(xué)中起到了普通媒體所無法取代的作用 [10]。 研究表明這些虛擬實(shí)驗(yàn) 課程有助于幫助學(xué)生進(jìn)行基本原理的學(xué)習(xí)。而在麥克斯韋世界中，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的需要構(gòu)建虛擬的電磁場，并可以操縱力的大小及形狀。 其中的第二階段正是虛擬現(xiàn)實(shí)支持學(xué)習(xí)活動(dòng)的體現(xiàn)。 但 在實(shí)踐過程中 容易受時(shí)間、天氣等方面的影響 ， 而應(yīng)用虛擬技術(shù)構(gòu)建虛擬植物，學(xué)生可以在一臺電腦中進(jìn)行全部的實(shí)踐，而不會受到其他條件的限制 。 如 匹茲堡大學(xué)和美國空軍聯(lián)合設(shè)計(jì)的Sherlock 項(xiàng)目 。為解決這一問題，美國匹茲堡大學(xué)和美國空軍結(jié)合了認(rèn)知學(xué)徒制要素聯(lián)合設(shè)計(jì)開發(fā)了的 Sherlock 項(xiàng)目。 2．國內(nèi)的相關(guān)研究 國內(nèi)對 這方面 的研究極少， 研究者利用 中國 學(xué)術(shù)文獻(xiàn)總庫 （ CNKI） 進(jìn)行檢索，僅發(fā)現(xiàn)一 篇 與 認(rèn)知學(xué)徒策略指導(dǎo)的虛擬現(xiàn)實(shí)情境設(shè)計(jì)與研究相關(guān)的文獻(xiàn) ， 是由 河北軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院 王培所作的“基于遠(yuǎn)程沉浸技術(shù)的遠(yuǎn)程學(xué)徒教學(xué)模式研究” 。工業(yè)革命后，學(xué)校教育成為主要的教育方式，教師在課堂中向?qū)W生教授知識。 它強(qiáng)調(diào)了經(jīng)驗(yàn)活動(dòng)在學(xué)習(xí)中的重要性 , 突出 了學(xué)習(xí)內(nèi)在的、依存于背景的、情境的和文化適應(yīng)的本質(zhì) [11]。 基于虛擬 現(xiàn)實(shí) 技術(shù) 的學(xué)習(xí)理念 所謂基于虛擬現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí) 理念 是指 將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教育領(lǐng)域， 學(xué)習(xí)者應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 或在虛擬學(xué)習(xí)情境中通過交互來 學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容 的思想觀念 。 2. 學(xué)習(xí)方式的 轉(zhuǎn)變 傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)中強(qiáng) 調(diào)接受學(xué)習(xí) ， 教師通過講授進(jìn)行教學(xué) ， 學(xué)習(xí)者通過 死記硬背 來獲取知識， 這 不易激發(fā)學(xué)習(xí)者的積極 性和 主動(dòng)性。 轉(zhuǎn)變 傳統(tǒng)學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)者通過教師的實(shí)時(shí)教授來獲取知識，教師和學(xué)習(xí)者應(yīng)在同一時(shí)間、同一地點(diǎn) 。 轉(zhuǎn)變 傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)者所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容多為理論知識，這些知識是枯燥乏味的，而且缺乏實(shí)踐，不利于學(xué)習(xí)者綜合能力的發(fā)展。 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 13 第 三 章 虛擬學(xué)習(xí)情境的教學(xué)設(shè)計(jì) 本章對認(rèn)知學(xué)徒制與虛擬現(xiàn)實(shí)情境結(jié)合的可行性進(jìn)行分析，并對基于認(rèn)知學(xué)徒制的虛擬學(xué)習(xí)情境的構(gòu)成要素進(jìn)行分析，以 分析教學(xué)設(shè)計(jì)的基本 框架。 概括地說，虛擬現(xiàn)實(shí)是人們通過計(jì)算機(jī)對復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新方式 [14]。 理想的虛擬環(huán)境中應(yīng)當(dāng)和現(xiàn)實(shí)完全相同，在人們和虛擬環(huán)境進(jìn)行交互時(shí)人的感覺器官所感知的事物與在真實(shí)環(huán)境中一樣。理想的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境應(yīng)與真實(shí)環(huán)境一樣，使用戶難辨其真假，能夠全身心地投入到虛擬環(huán)境中。 （ 4） 構(gòu)想性 。但是在現(xiàn)實(shí)中，有些學(xué)習(xí)情境根本無法 實(shí)現(xiàn)，而應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，學(xué)習(xí)者可以置身于與虛擬情境中獲取相應(yīng)的知識 ， 如在地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)中， 目前 的技術(shù)還不能使人到達(dá)地球內(nèi)部，學(xué)習(xí)者不可能真正進(jìn)入地球中心進(jìn)行學(xué)習(xí)，而通過 利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 創(chuàng)建虛擬的地球內(nèi)部 情境 ，學(xué)習(xí)者可以置身于其中學(xué)習(xí)相關(guān)的知識。而在現(xiàn)實(shí)中，由于學(xué)習(xí)者所處的地理位置的不同，可能會有一些活動(dòng)不能實(shí)現(xiàn)。 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 15 1．內(nèi)容 在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)者要學(xué)習(xí)的內(nèi)容 即 專家 知識 ， 它 包括領(lǐng)域知識和策略知識兩種類型。 2．方法 方法即虛擬學(xué)習(xí)情境中的教學(xué)方法，設(shè)計(jì)教學(xué)方法的目的是為了幫助學(xué)生獲得或整合那些運(yùn)用、管理和發(fā)現(xiàn)知識的認(rèn)知和元認(rèn)知策略。 第一 種包括示范、 指導(dǎo)和腳手架的搭建與 拆除 ， 這些教學(xué)方法的設(shè)計(jì) 是為了幫助學(xué)生通過觀察和有指導(dǎo)的實(shí)踐來獲得一套整合的技能 ； 第二 種 是 清晰表達(dá)和反思 ，它 是為了幫助學(xué)生注意觀察專家的問題解決，有意識地進(jìn)入和控制他們自己的問題解決策略 ； 第三 種 是 探究 ， 應(yīng)用探究的目的是為了鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者自主地解決問題 。他們認(rèn)為這就是情境學(xué)習(xí)的精髓，也是認(rèn)知學(xué)徒制成功的原因。 這種類型的知識一般存在于課本、課堂授課和展示中 ； 專家的策略知識，指專家應(yīng)用上述概念、事實(shí)和程序去解決真實(shí)問題的默會知識 [16]。 虛擬學(xué)習(xí)情境教學(xué)設(shè)計(jì)的要素分析 本研究 所 開發(fā) 的虛擬學(xué)習(xí)情境是基于認(rèn)知學(xué)徒制教學(xué)模式的，所以 ， 該學(xué)習(xí)情境應(yīng)符合認(rèn)知學(xué)徒制相關(guān)理念，其主要構(gòu)成要素應(yīng)包括內(nèi)容、方法、 序列和社會性 等 四個(gè)方面。 在虛擬學(xué)習(xí)情境中，學(xué)習(xí)者可以應(yīng)用多種感知方式觀察感知專家獲取知識和解決問題的過程，從中學(xué)取知識和經(jīng)驗(yàn)。 2．虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)情境對認(rèn)知學(xué)徒制教學(xué)方法支持的思想 認(rèn)知學(xué)徒制的相關(guān)理念和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征決定了應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠構(gòu)建符合認(rèn)知學(xué)徒制的虛擬學(xué)習(xí)情境。 交互性是指用戶在虛擬環(huán)境中有所動(dòng)作時(shí)，環(huán)境應(yīng)給予相應(yīng)的反饋。 山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文 14 （ 2） 浸沒性 。 （ 1） 多感知性 。 認(rèn)知學(xué)徒制的教學(xué)方法選擇 學(xué)習(xí)情境的應(yīng)用過程中可選擇的教學(xué)方法 有 很多，如研究 性 學(xué)習(xí)， 國內(nèi)外一些研究者對其進(jìn)行了大量的研究，如 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究性學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)與開發(fā) 等文，但是具體的應(yīng)用過程中，由于注重學(xué)生之間的探索學(xué)習(xí)，缺乏教師對學(xué)生的指導(dǎo)，使得學(xué)習(xí)效果不盡理想，而應(yīng)用認(rèn)知學(xué)徒制教學(xué)模式，學(xué)生在具體的學(xué)習(xí)實(shí)踐中既可以 進(jìn)行 相互探討，又可以與教師進(jìn)行交流，獲取教師指導(dǎo)，使學(xué)生盡快地獲取學(xué)習(xí)知識。 運(yùn)用虛擬技術(shù)不僅可以使相關(guān)知識 得到 外顯，使學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)到相關(guān)知識、相關(guān) 技 能，而且能夠在學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程中向他們滲透相關(guān)情感態(tài)度 與價(jià)值觀，促進(jìn)學(xué)習(xí)者素質(zhì)的全面發(fā)展 ， 如學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)抗日戰(zhàn)爭相關(guān)歷史知識時(shí)，學(xué)習(xí)者通過教師的講授和閱讀相關(guān)資料不能直觀地了解戰(zhàn)爭的殘酷性、中國人民在戰(zhàn)爭中所做的抗?fàn)幣c付出等內(nèi)容。而如果教師與學(xué)習(xí)者身處不同時(shí)空，教師講授的內(nèi)容學(xué)習(xí)者無法得知，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況教師也無法得知，學(xué)習(xí)者與他人進(jìn)行合作學(xué)習(xí)更無從談起。 其次， 運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí) 還 可以充分發(fā)掘教學(xué)內(nèi)容的吸引力，讓理論與實(shí)際親密的結(jié)合，使學(xué)習(xí)者變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，使他們在輕松和愉悅的氛圍中接受知識。 傳統(tǒng)學(xué)習(xí)與基于虛擬現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)的目標(biāo)都是使學(xué)習(xí)者獲取知識，不同的是在傳統(tǒng)學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)者所獲取的知識多為理論性知識，缺乏實(shí)踐性知識 ； 多為領(lǐng)域型知識，缺乏策略型知識。認(rèn)知學(xué)徒制包括四個(gè)主要構(gòu)件：內(nèi)容、方法、序列和社會性，將這四個(gè) 要素 組合起來， 能 夠 創(chuàng)建 一個(gè)適合不同課堂和師生角色的有效學(xué)習(xí)情境 ， 為創(chuàng)設(shè)有效支持認(rèn)知學(xué)徒制教學(xué)模式提供有價(jià)值的思維框架 [13]。為改變這一狀況，各國研究者紛紛提出一些新的教學(xué)模式，認(rèn)知學(xué)徒制就是其中的一種。 虛擬學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)的 基本 理論 任何設(shè)計(jì)在其制作過程中都應(yīng)有理論 的指導(dǎo) ，基于認(rèn)知學(xué)徒制的虛擬學(xué)習(xí)情境也不例外，下面分別就認(rèn)知學(xué)徒制理念和基于虛擬現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)理念進(jìn)行 分析。 通過 對 Sherlock 項(xiàng)目有效性的評價(jià)表明 , 使用該系統(tǒng) 25 小時(shí)的新手的實(shí) 作能力相當(dāng)于有 4 年真實(shí)經(jīng)驗(yàn)的熟練技術(shù)人員的能力。 現(xiàn)實(shí)情境中