课题名称

“以‘语义图示’实现可视化知识表征与建模的理论与实践研究”


论题内容

作为可视技术的语义图示技术设计与应用,可在数字化学习中支持可视化知识表征,辅助学习者进行知识利用与建模,从而促进学习者深度学习。


论题结论

1)从学习科学层面看,作为可视化技术的图示技术在学习中有积极的意义。它以视觉官能为基础的语义图示工具从外部连接了视觉认知功能,更直接地驱动了视觉检索、聚焦、模式识别、对象关系建立等功能,积极影响主体学习。

2)采用认知取向并借助知识分类完成的知识表征方法,可以从操作上配合前人的可视化逻辑框架,更进一步地指导制作者、使用者表达语义、构建意义。

3)用于知识表征的图示工具集,充分结合了图示的形态和认知语义及语言功能。它与模拟或仿真一起,是作为语义图示工具功能设计与开发的重要目标,因为它在学习中存在积极的作用。

4)学习活动与学习地图是数字化学习中教学设计的重要部分,可将其通过预设路径与定制路径的方式,结合到个性化电子课本中,以支持教学。

5)面向问题解决的知识建模过程中,利用图示工具架设可视化学习支架,能够促使学习者具有协作的行为倾向;教师的个性化引导是成功学习的重要方面。实证也说明图示工具在基于模型的教学中,具有来自心智模型理论支持的先天优势。


课题研究确定了图示技术的学习价值与潜能,形成了可视化知识表征方案,依托电子课本编辑环境从表征控件、学习地图模板和建模小工具改进了可用于知识表征与建模的学习环境。通过实证明确了:探索中的图示工具与同类可视化工具一起,可以积极影响学习者的知识学习与创建,改变其学习方法,并能通过可视化支架,积极支持基于模型的教学。
相关研究的深入开展,一方面发掘了图示技术促进学习的学习科学原理,从理论上证明语义化图示是促进学习者深度学习的一大利器,也意味着学习者可以开展全新的可视化认知方式,以加速学习;另一方面,在研究过程中也收获了学习者与教师对可视化设计和图示技术支持下电子教材设计的肯定态度,新的可视技术带来的学习内容与材料的新形态为学习与教学带来了某些积极的效应。

可视技术与图示工具的教学应用,为现行教学带来的新的形式与活力,有迹象表明,它预示着对未来教学与学习的深刻影响。

图示工具在基于模型的教学中,具有来自心智模型理论支持的先天优势。望课题研究之成果能过为学科领域的同类研究提供启发与参照,影响和推动一线教学与学习的实践。


课题组成员

顾小清、吴忭、许哲、胡艺龄、蔡慧英、权国龙、赵春、郑隆威、冯园园、徐小娟、简菁、冯仰存


研究成果附件

1.顾小清,冯园园,胡思畅.超越碎片化学习:语义图示与深度学习(中国电化教育,2015,03)

2.顾小清,权国龙,王华文,陈婧雅.图示工具在协作学习中的应用——基于中美学生协作学习项目的研究 (开放教育研究,2014,06)

3.顾小清,权国龙.语义图示实现可视化知识表征与建模的研究综述 (电化教育研究,2014,05)

4.吴忭,顾小清. 图示化学习工具促进知能发展的学习行为模式分析(开放教育研究,2014,05)

5.顾小清,蔡慧英,王华文.促进实践与政策创新的教育研究力量——美国2014 AERA年会述评(远程教育杂志,2014,05)

6.胡艺龄,顾小清,赵春.在线学习行为分析建模及挖掘(开放教育研究,2014,02)

7.顾小清,许哲.电子课本何以支持教学方式变革(现代远距离教育,2013)

8.顾小清,傅伟,王华文.遵从预设与定制路径:电子课本的学习地图设计(电化教育研究,2013)

9.顾小清.连接阅读与学习:电子课本的信息模型设计(华东师范大学学报自然科学版, 2013)

10.蔡慧英,陈婧雅,顾小清.支持可视化学习过程的学习技术研究(中国电化教育,2013,12)

11.许哲. 教育语义图示的模型构建与应用验证(华东师范大学,2015, 6)

12.顾小清.Meeting the “Digital Natives”: Understanding the Acceptance of Technology in Classrooms. (Journal of Educational Technology & Society,2013)