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英文文献选读翻译(上)  

2009-12-30 14:23:11|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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选读英文文献题目:《A study on learning effect among different learning styles ina Web-based lab of science for elementary school students》

译文:

不同学习风格的小学生在基于网络实验室的科学课程中学习效果的研究

 

摘要:本研究的目的在于探究不同学习风格的小学生在基于网络的虚拟科学实验室中的学习效果。在线的虚拟实验室允许教师将信息和通讯技术(ICT与科学课程进行整合。这个实验性的教学方法证明了以下几点:(a)使用虚拟实验室的实验组的学生学习效果优于使用传统实验室设备的控制组的学生;(b)在实验组中,不同学习风格的学习者彼此的成绩并没有体现显著的差异,换言之:基于网络的虚拟学习环境是适合各种的学习风格的。(c)在本研究中,学习风格为“适应者”的学生其成绩差异最为显著,并通过实验显著地证明实验组比控制组获得更好的学习效果(d达到75%被调查的学生指出他们更乐于使用基于网络的虚拟实验室来阅读文本。本次实验性教学和调查的结果肯定了基于网络的学习环境的可行性和效益,激励对基于网络的虚拟实验室的进一步的设计与发展。

关键词:基于网络的虚拟实验室;学习成绩;学习风格;显著性差异

 

1.      介绍

在近几年,信息技术的发展不仅带来了生活方式的转变,也带来了教育的改革。在20世纪60年代,计算机辅助教学引发了个别化教学的热潮(Dimas, 1978; Johnson, Johnson, & Stanne, 1985),随后微型计算机的发展扩大了计算机在教育中的应用。而在基于网络实验室的设计更有其需求。基于网络实验室对小学自然课程进行设计有以下原因:

(1)   自然科学课程的学习需要有技术的支持;

(2)   自然科学教育的新趋势是整合信息技术和课程教学;

(3)   基于网络的实验室的操作和学习环境具有深远的影响;

(4)   基于网络的实验室适合不同学习风格的学习者使用。

本研究主要强调基于网络实验室的学习环境是如何影响小学自然科学课程的教学效果。因此,一个基于网络的虚拟实验室被建立并用于检验它在小学科学课程中对学生的影响力和效力。本研究寻求新的方法整合信息技术和小学科学课程,相关的主题的讨论包含:信息技术与教学整合的意义,信息整合教学网络教学,网络学习的研究和发展以及学习风格。

1.1    信息技术与教学整合的意义

信息技术与教学整合是指信息技术整合(融入)到课程、资源和教学的过程,通过这一过程,信息技术可作为高效的教与学工具被教师和学生充分利用,因此,启发了将信息技术整合课堂教学活动的想法。Shum and McKnight (1997)也将信息技术作为一个方法,不受时空限制地使用它来解决问题。

对教师如何选择资源整合信息技术与教学的考虑是非常重要,Chang (1999)定义了六种适合并需要整合信息技术的教学活动:(1)抽象学习资源转变为可视化的学习资源;(2)真实世界操作实验的需求(需要培养从事实物演练的经验);(3)学校无法提供解决问题的环境;(4)学校缺乏老师教学的学科;(5)激发学生学习动机;(6)提供自我诊断和自我评价。

相关研究者发现信息技术与教学整合后,教师的教学风格有所改变(Dexter, Anderson, & Becker, 1999; Dias, 1999; Kozma, 1991; Rath & Brown, 1996)。以教师为中心的教学风格转变为教师作为指导者的风格,这样学生就成为学习活动的中心并可以自由地决定学习内容和进度。因此,以学生为中心的教学活动最能成功整合信息技术与学习活动。

1.2    信息整合教学与网络教学

随着多媒体技术的发展,因特网地影响着教与学的方式。远距离学习为诸多问题,如:时空、资源和设备提供了解决的方法,并且在远距离学习中,学习同伴也组成了基于因特网交互的学习小组。因此,网络教学的出现极大地影响了当前的教育模式和教学方法,并使教育的焦点由课堂学习转变为小组学习。尽管如此,如何将因特网和课程有机整合仍是课程设计的重要课题。

Yang2001)指出,网络教学有五个潜在的教学优势:超越用户人数限制、超越时空限制、支持异步非线性学习、使用多元化媒体以及全球资源的应用。

Gibbons, Evans, and Griffin (2003)曾经投入开发一个基于计算机的虚拟实验室(KaryoLab),试验的结果建议了导师和研究者设计KaryoLab的合理时间并鼓励更高的学生参加细胞学的课程。进一步的两个研究(染色体分析和生物信息学)是由Gibbons, Evans, Payne, Shah, and Griffin (2004)执行的,研究结果表明使用基于计算机的模拟实验可以提供一个更便宜、更方便、耗时短和减短工作量的选择。在第一个研究——染色体分析中,模拟实验为学生节省了时间但并不影响学生学习。在第二个研究——生物信息学中,模拟实验本证明可将学生的学习成绩提高7%。显然,利用计算机模拟实验的方式是有助于教学,并值得进一步开发。

 

1.3    网络学习的研究和发展

随着因特网的广泛使用和网站设计的急速发展,以HTML形式出现的网络教室和教学资源将会成为许多人进行网络学习的关键媒体,“促进中小学进行网络教育质量提升”研究报告中,Ho1998年通过台湾搜索引擎找到的177个适合中小学教学的网站,并对其进行分析。从媒体特征的角度而言,约88%的网站是静态的;从内容功能的角度而言,约54%的网站提供教学资源、34%的网站提供题库测试,从中可以清晰的了解到传统网络学习环境的应用主要仍是以被动的方式来获取和呈现学习资源。

 

1.4    学习风格

学习风格描述的是学习者与学习环境交互后培养出来的相对稳定的反应模式。一般而言包括个人认知模式、情感特征和生理习惯。本研究采取Kolb的学习风格量表。Kolb的学习风格量表将学习行为分为两个维度和四个模式,四个模式分别是:发散者、同化者、聚敛者和适应者,如图Fig1所示。

概念抽象化(abstract  conceptualization

反思观察 reflective observation

主动实验求证 active experience

具体经验化(concrete experience

适应者   

发散者   

聚敛者   

同化者   

 

Fig 1 经验学习中的Kolb理论

2.      方法

本研究所设计的方法有:研究方法论、系统设计、基于网络实验室操作以及实验研究。

2.1    研究方法

本研究的方法,如Fig 2流程图所示,包含三个主要步骤。其中第一步包括前测、抽要和分类;其次进行实验处理;最后步骤包括后测与关于基于网络实验室教学的问卷调查。

 

自然科学成绩测试

(前测)

 

抽样

分类

实验处理

 

 

虚拟实验室

VS

传统教室教学

 

自然科学成绩测试

(后测)

 

虚拟实验室意见调查

Fig 2

2.2    系统设计

分析和设计可视化实验室系统结合了认知心理学、教学理论、网站设计以及数据库设计知识,目的在于为自然科学课程建立一个具有高交互和可视化虚拟操作等功能的基于网络实验室的学习环境。在系统开发之前,进行了需求问卷调查以及文献综述,为系统分析、系统设计以及系统开发等后续步骤的开展提供参考;系统开发结束后,对系统效益进行评估以便于更好的观察和了解系统的相关性;进而完成整个研究的结论与报告。

 

2.3    基于网络实验室的操作

LINUX Redhat 7.X被选为虚拟实验室这一平台的作业系统,另外,选择Apache为服务器,MySQL为系统数据库,JVAVPHP为系统的程序语言来完成整个系统的开发工作(David & Steven, 2001)。学生只需要通过相关的浏览器软件便可介入到自然科学实验室的网站(如图Fig 3 所示)。

Fig 3 基于网络虚拟实验室的主界面

在虚拟实验室界面中,左半部分是供实验操作的实验桌面,右半部分则是放置实验工具和仪器的实验器材柜,如图Fig 4Fig 5所示。实验器材柜上有常用的工具和仪器,如:温度计、酒精灯、烧杯和试管等。使用者可以移动每个工具和仪器到实验桌面进行实验操作。相关的物体也会随着使用者的移动和操作发生改变,就像在真实环境中操作仪器一样。

Fig 4 通过网络学生能够操作显微镜并观察实验结果

 

Fig 5 在虚拟实验室中利用BTB指示剂进行酸碱度实验

在实验设计之前,制作一个独立的属性表格用于解释实验器材的名称、状态、颜色、是否可移动、用法以及危险性等,并指出在实验中每一步骤后的状态。如果需要了解工具和仪器的属性,双击该仪器将会弹出说明窗口,如图Fig 6所示。

Fig 6 左上角的弹出式窗口显示所点击工具的说明

 

任何设备间交互的情形和结果将会被立即显示出来。例如,当长条磁铁靠近指南针时,长条磁铁的指针将会偏离原来的位置,而当长条磁铁逐渐远离指南针时,相互影响会越来越弱,一旦距离足够长,长条磁铁和指南针间将不会产生影响,如图Fig 7所示。

在虚拟实验室中,使用者可以自由的操作每一种实验工具并观察实验过程,如图Fig 8所示。系统记录操作过程的每一个步骤,如图Fig 9所示;这些信息对教师观察、分析和更正学生在实验中所犯的错误是非常有用的,因此教师也可以检查之前的记录文件,透过完整的操作记录,帮助老师监督实验室的实验过程并且了解学生的个性化学习。因此,不仅学生能了解实验错误在哪里,教师也可以帮助学生找到存在的错误并修正。

Fig 7 长条磁铁影响指南针的指示行为

 

Fig 8 使用者远程操作实验工具和仪器

Fig 9 学生学习的历史记录

 

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