2024年5月26日发(作者：)

5E学习环”在物理教学中的应用

林芸 张军朋

【摘要】：正一、引言"5E学习环"(5E—learning cycle)是美国科学教育专家拜比(Bybee)将

卡普拉斯(Robert Karplus)提出的三段式学习环,即探索(explore)、概念介绍(concept introduct

ion)和概念运用(concept applica-tion),在实践研究的基础上进一步细分形成的五个紧密相连

的阶段,依次为:参与(Engagement)、探索(Ex-

【作者单位】： 华南师范大学物理与电信工程学院;

【关键词】： 物理教学 了解学生 学习兴趣 引导学生 教师 杠杆 概念 四个阶段 实践证

明 教学策略

【分类号】：G633.7

【正文快照】：

一、引官“SE学习环”(SE一learning eyele)是美国科学教育专家拜比[„〕(Bybee)将卡普

拉斯(Robert Karplus)提出的三段式学习环，即探索(exPlore)、概念介绍(eoneept introduetion)

和概念运用(eoneept appliea-tion)，在实践研究的基础上进一步细分形成的五个紧密相连的阶

段

网络环境下协作学习的理论与实践

——理论体系、平台、模式与基地

协作学习（CL）是20世纪70年代初兴起于美国，并在70年代中期至80年代中期取得实

质性进展的一种教学理论与策略。目前，合作学习已广泛应用于美国、以色列、德国、英国、加

拿大、澳大利亚、荷兰、日本、尼日利亚等国的中小学教学，对于改善课堂内的社会心理气氛，

大面积提高学生的学业成绩，促进学生良好的非认知品质的发展起到了积极的作用，其实效令人

瞩目。黄荣怀教授将协作学习定义为：“协作学习是学生以小组形式参与、为达到共同的学习

目标、在一定的激励机制下最大化个人和他人习得成果，而合作互助的一切相关行为”。

CSCL可以看成是CL与CSCW（Computer Supported Collaborative Work）的交叉研究领域，

是指利用计算机技术（尤其是多媒体和网络技术）来辅助和支持协作学习。多媒体能提供界面友

好、形象直观的交互式学习环境，网络技术除了能提供学习者之间的信息传输通道，突破时空限

制外，还能按超文本、超链接方式组织管理学科知识和各种教学信息，目前在Internet上按这

种方式组织建构的知识库、信息库浩如烟海，并已成为世界上最大的信息资源，这为CSCL的发

展和应用提供了前所未有的机会。

计算机支持的协同知识建构（Computer Supported Collaborative Knowledge Building，

简称CSCKB）是指小组成员在计算机支持环境下，以概念图等知识表征方式为中介，相互协作而

进行的知识建构。研究CSCKB将有助于构建基于认知的CSCL环境。CSCKB涉及教育学、认知科

学、计算机科学、协同学等多个领域，国际上对信息加工、群体协作、CSCW、CSCL都已有一些

研究，针对个体的概念图和思维导图也有较多的研究和应用性产品。我们假设：利用计算机可以

弥补短时记忆容量的不足；人们通过概念图的方法将知识外化到计算机，以计算机为存储与交流

媒介，再以可视化方式——概念图呈现的形式刺激人脑，形成更有助于思维加工的表象，促进信

息加工与知识建构；由于个体知识的局限性以及计算机本身并不能代替人类进行思维，群体可利

用计算机作为中介进行学习（协同知识建构）。因此，基于CSCKB理论的协同思维导图工具

（Collaborative Mind Mapping Tools，简称CMMT）将是网络环境下开展协作学习的重要工具，

扮演着知识呈现、交流、评价、知识管理、灵感启发等重要角色，可用作教学中的知识呈现工具、

个人工作的知识管理工具和CSCW中的知识共享工具等。

随着人们对教育和学习内涵的理解不断深入，协作学习（Cooperative Learning，简称CL，

也称合作学习）受到越来越广泛的重视，学会协作已成为21世纪教育的四大支柱之一。与此同

时，计算机及网络技术迅速发展，在教育教学中的应用也引起了人们的普遍关注，计算机支持的

协作学习（Computer Supported Cooperative Learning，简称CSCL）正是代表了这两种趋势的

汇合点，即一种新的协作学习方式与普遍渗透于社会的计算机技术的汇合。

为了促进网络环境下学与教的行为改变，产生更好的学习成绩和更高的学习效率；促进学习

者之间更加相互关心、相互支持和形成更密切的关系，培养学习者的合作精神；促进学习者心理

健康、社会责任感和自尊心的建立等，北京师范大学知识工程研究中心和网络教育实验室主任黄

荣怀教授领导的“协作学习”研究团队，从1997年开始网络环境下协作学习的理论与实践研究，

取得了丰硕的教育教学成果：（1）建立了较完整的CL和CSCL理论体系；（2）提供了一个较

全面的“平台+资源”的协作学习解决方案；（3）开展基于协作学习理念及WebCL平台的教学

改革与实践，创建了协作学习教学应用模式；（4）建立了CL与CSCL的研究基地和人才培养基

地。

一、研究成果的主要内容

1．发表系列学术成果，建立了较完整的CL和CSCL理论体系

研究团队在近7年的调查、研究和实践基础上，建立了一套较完整的CL和CSCL理论体系，

包括理论基础、概念体系、方法策略、教学设计、课程开发模式、CSCL的过程模型、系统设计

模型、评价模型、技术开发、交互分析等，在协作学习理论上有重大创新，主要体现在专著《计

算机支持的协作学习——理论与方法》、《以学习活动为中心的教学设计理论——教学设计理论

新探索》及20多篇学术论文和10多篇博士和硕士毕业论文中。目前，研究团队的研究焦点是：

CSCL的交互研究，知识可视化技术研究，计算机支持的协同知识建构等。由此奠定了在国内CL

和CSCL研究领域的学术领先地位。

2．开发教学平台WebCL及工具，提供了一个全面的“平台+资源”的协作学习解决方案

在CL及CSCL理论（包括以学习活动为中心的教学设计理论）指导下，研究团队从1997年

开始尝试将网络会议系统软件MS NetMeeting应用于教学中，并开发了一个基于MS NetMeeting

的协作型教学系统平台。

2000年11月，“基于Web的协作学习系统（Web-Based Collaborative Learning，简称

WebCL）”作为教育部“现代远程教育关键技术研究重点项目”立项，课题组正式开展基于网络

的协作学习平台及案例资源的研究开发工作，该项目始于在网络环境下大群体的选课及学习的需

要。2002年4月教育部验收专家委员会认为“WebCL系统提供了一个比较完整的‘平台＋资源’