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微世界学习环境探索 摘要：微世界作为一种交互式多媒体学习环境，在当前信息化教育领域逐渐成为研究的焦点。本文从微世界的概念、研究现状、微世界的结构、微世界与一般CAI软件及多媒体学习环境的差别等多方面探究微世界，并从建构主义的角度提出了一些关于教学实施方面的思考。 关键词：微世界；建构主义；CAI 随着计算机技术与网络技术向教育领域渗透，CAI逐渐成为教与学重要的辅助方法。微世界 (Microworld)作为一种特殊的CAI软件，在教育领域有着广阔的发展空间。 1　微世界的提出 微世界(Microworld)一词最早被Papert所提及，特指用来描述Logo及类似于Logo的学习环境。 借助于Logo提供的学习环境，学习者可自由探索数学概念之间的联系，利用即时反馈从错误中学习以及体验与掌握假设-检验技巧。 2微世界的概念 所谓微世界，就是指一种关于某背景知识领域的虚拟仿真学习环境，它为学习者提供了在其中进行操作的方法、指令或工具，利用这些方法、指令或工具，学习者能够操作微世界中的虚拟对象，并观察由此产生的一系列中间结果，进而发现并习得微世界中蕴藏的领域知识。 简单的说，他是一种模拟环境与现象的探究式学习系统，电脑微世界学习环境提供探究式学习活动，并模拟真实世界的现象与情景，允许通过改变变量来观察现象，在微世界的学习环境里，学习模式是情景式的，建构式的，探究式的，发现式的，经验式的，主动式的做中学形态，而不只是听和看问题如何解决。学习者可在其中自由探索以提出问题、发现问题、检验假设及修正结论的基于计算机的学习环境。它能够激发学习者成为知识的探索者及建构者，并培养对问题与现象的探索、发现、产生、定义与解决的能力，具高度学习者控制和互动性，容易学习与操作。微世界的知识表示现在指从由基本成份综合成为各种模型 (Modal)，模式(Pattern)的先进知识表示方法。它首先是客观世界的模拟，仿真，可视化。建构到达有意义知识的层次，就成为崭新的先进知识表示方式。它包含了多媒体，但可以灵活再分解。是在不同抽象层次上对客观对象结构化的表示，它包含通常的虚拟现实，但又比虚拟现实要广。可以是仿真的，但更有用是适当抽象的模型，它抓住了主要的关系结构，而省掉次要的信息，减少了复杂度。这样要容易理解得多。数字地球，数字中国，人造生命，虚拟教学系统，都可以看做大型的微世界。其二是微世界还可以灵活操作，可以自由操作转换。对象通过操作，能够正确反应客观的性质，好象软件有一定的知识一样。这样的表示就能够有力支持自我探试的思路。大大便于深入理解，成为有力的认知工具。可操作可以这样理解，它具有从多个角度甚至深入到系统内部来观察思考的可能。比一般的多媒体资源要灵活因而也更丰富得多。通常看到很有吸引力的几何画板，就是一种表现几何抽象空间结构的微世界。平台上提供一批可以灵活操作巨大可能的菜单项大大有助于几何的理解。所以微世界是非常先进的表示知识的好思路与方式。 3微世界理论的研究现状 3.1　国内微世界应用研究状况与特点 国内初次引入的微世界是Logo，当时并不是因为知道Logo对培养学生的高级思维及解决问题的能力有相当大的作用而学习它，而是受1981年召开的第三届世界计算机教育大会提出的“程序设计是第二文化”的影响，只是把Logo单纯地当成计算机语言而学习。国内对微世界的研究起步较晚，对此关注的学者也不多。总体来看国内对微世界研究与应用具有如下2个非常明显的特点： 1)以微世界命名的产品偏少。 这主要基于以下几个原因：一是部分研究人员没有听说过微世界，即使开发出具有微世界全部特性或部分特性的产品也没有冠上微世界之名；二是国内CAI的开发应用模式长久以来一直基于行为主义与客观主义学习理论，而微世界思想与建构主义学习理论相一致，建构主义学习理论引入国内时间不长，因此体现建构主义学习理论的微世界产品偏少也是这种状况的自然表现；三是微世界软件的开发与传统教导式CAI软件开发相比，不但需要掌握先进的计算机语言、面向对象的编程、软件开发新技术等，还需要知识建模、知识表示、心理学、学习理论等方面的知识，这无疑增加了开发难度，因此开发人员较少，成熟的产品也少 2)国内已开发微世界产品基本上集中在知识的结构性较强的数学领域，其他领域很少涉及。 这主要源于如下原因:一是数学知识易于在计算机上实现。数学知识一般都是从有限的基本成份(如概念，规则)出发然后通过推导就能生成大量的知识，如平面几何就是在大量埃及人几何经验知识积累的基础上，分析出其基本几何成分(如点，线，线段，角度，多边形，圆，相当于前面所述的对象集)、规则(如欧几里得公理系统，相当于前面所述的操作集)来推导出全部几何知识，知识结构性本来就较强，很符合当前面向对象的编程理论，易于在计算机上实现。相比之下那些结构性不强的领域如语文、英