虚拟演示实验中知识情境的构建研究

万仁英　杨　雪　王洪旭

【摘要】完整地再现知识生成、存在或应用的情境能够改善虚拟演示实验中的“浅学习”现象，从而促进学习者对知识的理解和迁移。虚拟演示实验的知识情境构建主要从情节、环境和指导三个方面进行，结合“核裂变链式反应”实验的开发，分析了其具体的设计流程和实现方法。

【关键字】虚拟演示实验；知识情境；情节；环境；指导

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009—8097（2007）01—0118—03

一 虚拟演示实验的困境——浅学习

虚拟演示实验是基于计算机多媒体技术的表演性、示范性实验，它借助声音、画面、文字等媒介说明现象、描述过程或论证原理，学习者通过观察虚拟的实验现象来获得知识。由于整个实验过程仅仅通过计算机屏幕线性展示，所以虚拟演示实验有其天然的局限性，即学习者和真实的实验对象没有直接接触，无法全方位多角度地进行观察从而构建知识。这很容易造成 “浅学习（surface-level learning）”[1]现象，即学习者的认知只停留在虚拟现象表面，没有深入理解其背后所蕴藏的知识，更难以向真实的生活迁移。特别是一些本身就非常抽象的实验，如果只是孤立的展示现象，缺乏相关的“生活背景”， 学习者只能得到一些“半”具体化的知识，仍无法解决具体生活中的问题。例如物理学中的“核裂变链式反应”实验，说明的是微观粒子的运动及能量释放原理，非常抽象，网上相关的虚拟实验大多都只是演示了“中子撞击U核裂变，释放能量并引起新U核裂变”这样一个过程（如图1所示）[2]，而没有提供与之相关的现实情境，这导致学习者即使看到了现象、知道了原理，还是不能将这些知识与自己的生活联系起来。……