1、實(shí)驗(yàn)是人類(lèi)認(rèn)識(shí)和探究世界的重要方法，實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直都是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)支持的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn)，是對(duì)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)絡(luò)教育等教學(xué)形式的有力支持，也是對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的變革。然而網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)壳叭砸灾С謧€(gè)體體驗(yàn)為主，對(duì)多人協(xié)作體驗(yàn)支持尚不足，這和真實(shí)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常采用協(xié)作方式開(kāi)展實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的狀況很不相符。其次，目前網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生的高階認(rèn)知能力和社會(huì)性技能等方面和真實(shí)實(shí)驗(yàn)尚存在差距，存在很大的改進(jìn)空間，而對(duì)于這些

2、技能的培養(yǎng)恰恰是協(xié)作學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)所在。此外，目前大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)研究還是關(guān)注于網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境的搭建和實(shí)驗(yàn)操作的模擬實(shí)現(xiàn)，缺乏教學(xué)設(shè)計(jì)及學(xué)習(xí)理論角度的深入探討，因而缺乏可遷移的理論及方法指導(dǎo)。而另一方面，隨著人們對(duì)教育和學(xué)習(xí)內(nèi)涵的深入理解，協(xié)作學(xué)習(xí)越來(lái)越受到廣泛重視，計(jì)算機(jī)支持的協(xié)作學(xué)習(xí)（CSCL）是近年來(lái)教育技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一，網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境無(wú)疑是CSCL領(lǐng)域值得關(guān)注的學(xué)習(xí)環(huán)境類(lèi)型之一。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)應(yīng)用開(kāi)始從第一階段-

3、-“教學(xué)環(huán)境的技術(shù)性營(yíng)造”，向第二階段--“學(xué)習(xí)理念的設(shè)計(jì)性融入”過(guò)渡，協(xié)作學(xué)習(xí)正是其中一種重要但卻薄弱的學(xué)習(xí)組織形式，如何在網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)中開(kāi)展協(xié)作，充分發(fā)揮協(xié)作學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)是一個(gè)很值得探討的問(wèn)題。面向網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)的協(xié)作學(xué)習(xí)（web-based Virtual Experiment oriented Collaborative Learning，簡(jiǎn)稱wVECL）環(huán)境設(shè)計(jì)是解決這一問(wèn)題的重要途徑。
　　 本研究聚焦于學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)這一

4、新型教學(xué)設(shè)計(jì)范式，以wVECL環(huán)境設(shè)計(jì)作為研究對(duì)象，從理論、方法、實(shí)踐三個(gè)逐步推進(jìn)的層面展開(kāi)研究。
　　 首先，有效的wVECL環(huán)境設(shè)計(jì)需要專門(mén)針對(duì)該環(huán)境的理論模型指導(dǎo)。本研究以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、虛擬認(rèn)知理論、媒體教學(xué)理論、情境學(xué)習(xí)理論、體驗(yàn)學(xué)習(xí)理論等為基礎(chǔ)，分析了wVECL不同于一般的CSCL的特點(diǎn)、適合采用協(xié)作學(xué)習(xí)形式的實(shí)驗(yàn)類(lèi)型、以及各種實(shí)驗(yàn)類(lèi)型適合開(kāi)展的體驗(yàn)及協(xié)作交互方式的基礎(chǔ)上，首先以學(xué)習(xí)環(huán)境的核心目標(biāo)即支持學(xué)習(xí)過(guò)程的有

5、效開(kāi)展為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)wVECL的學(xué)習(xí)（知識(shí)建構(gòu)）過(guò)程進(jìn)行了深入剖析并建立了wVECL學(xué)習(xí)過(guò)程模型。其次以喬納森的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境（CLE）理論模型為基礎(chǔ)，對(duì)之進(jìn)行針對(duì)支持上述wVECL學(xué)習(xí)過(guò)程模型的適應(yīng)性改造，并采用解釋結(jié)構(gòu)模型方法對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境各要素的關(guān)系進(jìn)行了分析，最終提出了wVECL學(xué)習(xí)環(huán)境理論模型，指明了有效支持wVECL的學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)當(dāng)具備的基本要素及其相互關(guān)系。
　　 其次，要將上述wVECL環(huán)境理論模型有效地貫徹到實(shí)際應(yīng)用

6、環(huán)境的設(shè)計(jì)及構(gòu)建中去，需要一套可操作的設(shè)計(jì)方法的指導(dǎo)。本研究從社會(huì)-技術(shù)角度，以wVECL環(huán)境的核心要素（問(wèn)題空間、虛擬體驗(yàn)空間）的設(shè)計(jì)為主線、外圍要素（資源、工具、策略、社會(huì)性支持）的設(shè)計(jì)貫穿在其中的方式，對(duì)wVECL環(huán)境的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了探討，提出了一套較完整的、可操作的wVECL環(huán)境設(shè)計(jì)方法，該方法不僅提供了相關(guān)的設(shè)計(jì)模板，也提供了各關(guān)鍵環(huán)節(jié)的基本設(shè)計(jì)思路。
　　 最后，作為對(duì)本研究提出的wVECL環(huán)境理論及設(shè)計(jì)方法的實(shí)證，