微世界教育应用探索

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1、微世界教育应用探索       张伟              奉庄学院计算机科学系山东枣庄277100论著选摘 【摘 要】Web微世界作为一种学习环境与心智工具，国内教育行业对它研究很少。本文从微世界思想起源、微世界结构、微世界与一般CAI软件的差别及微世界与建构主义的关系这几方面进行分析，指出微世界在培养学习者的高级思维能力、知识迁移方面有其独特的功能。 【关键词】微世界Microworld建构主义心智工具一、微世界思想溯源谈到微世界(Microworld)．不能不提起美国麻省理工学院的S．Papert教授，微世界学习环境的思想就是他首次提出的。Papert于1

2、928年3月1日生于南非．其父从事南非昆虫的研究，Papert童年时代的大部分时间与他的父母，父亲的白人助手以及几位黑人工人呆在一起，在这种“透明的小世界”中，Pnpert对机械学产生了浓厚的兴趣，从小就喜欢摆弄齿轮箱。后来，Papert对数学、实用激进主义及哲学都进行了深入的研究。1959年，教育史上一位著名人物JesnPiaget邀请Paper到瑞士日内瓦的“Piaget发展认识论实验室”工作。与Piaget的合作是Papert人生中的一个转折点，Piaget使Papert认识到研究儿童能做什么比研究他们不能做什么更重要。1964年，Paper[离开日内瓦来到麻

3、省理工学院(MIT)人工智能研究中心工作，主要研究思维的本质、儿童如何学习数学以及如何使用机器学习数学等等。在MIT期间的研究工作，使他进一步坚信Piaget曾经做出的论断：儿童是其自身认知结构的建造者。同时，他也对Piaget的自相矛盾的话“儿童学习能力是惊人的，然而在学校里教学生却是一件很困难的事”有更深刻的理解。他认真考虑自己成为数学家的原因：由于从小喜欢摆弄齿轮箱，在摆弄中发现数量关系的奇妙，在学习函数概念时就十分容易，在学习中也一直保持着这种理论联系实际的方法。由此Papert认为能学得又好又快。即学生学习数学时如果有一种相当于齿轮的东西可供摆弄，则任何人

4、都能学好数学，而计算机正能提供这样的东西。基于这种认识．Papert在一些计算机科学家的帮助下开发出了Logo语言。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。实践证明Logo虽然最初是作为一种计算机语言的面目出现，但是它起到的作用远远超过了一般意义上的计算机语言。它不仅能促进学习者解决问题能力的提高，同时它还能促进社会交往能力、正确地自我评价以及培养学习的积极态度。因此，在Logo”推出不久就出现了许多种基于Logo的计算机学习环境，微世界(Mieroworld)一词就是Papert首先使

5、用来描述Logo及类似于Logo的学习环境的。以前微世界大多是用来学习数学的，现在的微世界却应用于各种各样的领域，如数学、经济学、计算机等等。至此，微世界的含义也逐渐明确：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，具有高度学习者控制和互动性．容易学习与操作。(注：在本文中微世界与微世界学习环境没有任何区别)二、微世界的结构及与一般CAI软件的区别微世界学习环境的思想提出后不久，在数学教育、物理教育中应用很广，近几年来，在经济

6、学、英语、化学、写作课教学中也都引入微世界学习环境的概念，给人的感觉是无论什么样的CAI软件都可以套上。要想进一步地探讨微世界的教育应用，首先要搞清楚如下几个问题：什么样的CAI软件才能称为微世界?微世界与一般CAI软件的本质区别是什么’学生在微世界巾是如何活动的?为了解决以上几个问题，首先要明确如下三个与微世界有关的概念：界面(Interface)、平台(Plalform)及高级结构体(superstructm)。对于“界面”无需做过多的解释，它与通常意义上的“计算机软件界画”的“界面”含义完全相同，指的是软件的“面容”；“平台”在微世界中相当于微世界中为用户提供

7、的“舞台”，用户与微世界的交互都是通过·平台”进行的；高级结构体“在微世界中用来描述微世界中的物体(objects)及如何使用它们”。为了更好地理解以上三个概念我们研究一下在参考文献”’中提出的复数微世界及MSWLogo。参考文献中介绍的微世界是笔者见到的国内唯一冠上“微世界”之名的CAi软件：在国内，学生在小学、初中接触的都是实数，第一次接触与实数完全不同的复数，对复数的理解上有很大的难度，复数微世界提出的本意就是通过直观的反馈显示界面，让学习者自由探索复数的加减、复数的乘除、复数的表示的含义?复数微世界给笔者留下最深刻印象之处是其定义的命令集(12个命令)，