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      遠程教學目標的差異化設計方法與可行性驗證

      2017-05-30 06:06:01武法提李彤彤
      現(xiàn)代遠程教育研究 2017年5期
      關(guān)鍵詞:設計方法優(yōu)化策略

      武法提 李彤彤

      摘要:差異化教學目標設計既是實現(xiàn)遠程差異化教學的基礎,也是一項面向教學實踐的操作性技術(shù)。前期研究雖然從微觀視角提出了遠程教學目標差異化設計的基本原理和流程,但體現(xiàn)其差異化的可操作性并不強。因此,如何優(yōu)化遠程教學目標的差異化設計,增強其可操作性,是推進開展遠程差異化教學的關(guān)鍵。遠程教學目標差異化設計的優(yōu)化路徑應圍繞設計流程的四個核心環(huán)節(jié)——學習內(nèi)容分析、學習者特征分析、終點目標設計以及使能目標確定,然后細化每一步驟獨特的分析與操作方法,更加突出對目標差異化設計要素的考慮。其中,學習內(nèi)容分析是行為目標與生成性目標差異化設計的基礎,學習者特征分析包括學習偏好與初始水平的確定,終點目標設計旨在建立教學目標與學習者特征之間的匹配關(guān)系,使能目標確定表現(xiàn)為初始水平與終點目標之間的差距。以“C++函數(shù)”為例,針對不同遠程學習者設計的差異化教學目標實踐表明,該差異化設計方法不僅與前期研究共同形成一個完整的差異化教學目標設計理論,而且為差異化教學目標設計的具體操作以及相應支持系統(tǒng)的開發(fā)提供了理論指導與實踐參考。

      關(guān)鍵詞:遠程學習;差異化教學目標;優(yōu)化策略;設計方法;案例驗證

      中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號:1009-5195(2017)05-0045-10 doi10.3969/j.issn.1009-5195.2017.05.006

      *基金項目:北京市教育科學“十二五”規(guī)劃2012年度重點課題“基于遠程學習者模型的差異化教學目標設計研究”(AEA12075)。

      作者簡介:武法提,教授,博士生導師,北京師范大學教育學部(北京 100875);李彤彤(通訊作者),博士,講師,天津師范大學教育科學學院(天津 300387)。

      一、問題的提出

      筆者曾在《微觀視角下遠程教學目標的差異化設計流程》一文中提出了遠程教學目標差異化設計的基本原理和流程(武法提等,2014)。其核心要點如下:首先,該理論以學習過程三階段(即信息接收、信息組織與分化、問題解決)假設為基點,不同學習階段會形成不同的學習結(jié)果,主要討論了言語信息、智慧技能和問題解決三類教學目標。其次,該設計理論強調(diào)行為目標和生成性目標分別對應不同的差異化設計要素,以言語信息和智慧技能來解釋行為目標,以問題解決來解釋生成性目標。以行為動詞(即行為表現(xiàn))作為行為目標的差異化設計要素。對于生成性目標則需要根據(jù)問題來設計差異化要素,如良構(gòu)問題的教學目標可以從目標表述方式、求解方案要求、反思要求三個方面進行差異性設計,劣構(gòu)問題的教學目標可以在問題解決的成果形式、完成形式、結(jié)果交流方式三個方面進行差異化設計。最后,差異化設計的關(guān)鍵在于建立教學目標的差異化要素與學習者特征之間的對應關(guān)系??傮w而言,設計理論和流程為遠程教學目標的差異化設計提供了基本的思路與框架,但是卻并沒有給出設計流程中每一個環(huán)節(jié)的具體操作方法。本研究在此基礎上,將深入分析設計流程中每一個環(huán)節(jié)的具體操作方法,并基于每一個環(huán)節(jié)操作中可能存在的問題,對教學目標的差異化流程進行修訂,最后結(jié)合具體案例對操作方法的可行性進行驗證,以期為遠程教學目標的差異化設計提供操作層面的參考和依據(jù)。

      二、遠程教學目標差異化設計具體方法

      遠程教學目標差異化設計有四個核心環(huán)節(jié),分別是學習內(nèi)容分析、學習者特征分析、終點目標設計和使能目標確定。本研究中我們將具體討論每一環(huán)節(jié)的具體操作方法,而且將更加突出對目標差異化設計要素的考慮。

      1.學習內(nèi)容分析方法

      學習內(nèi)容分析是行為目標與生成性目標差異化設計的基礎。對于行為目標的設計,學習內(nèi)容分析的重點在于確定與終點目標相關(guān)的言語信息及次級智慧技能;而對于生成性目標的設計,則強調(diào)問題解決關(guān)鍵步驟的結(jié)構(gòu)。已有的學習內(nèi)容分析方法中,加涅提出了“教學課程圖”,即首先利用信息加工方式進行任務分析,以獲得達到終點目標所需的步驟,進而利用學習任務分析法得到完成學習所需的前提條件。這種方法能夠明確呈現(xiàn)終點目標及其與使能目標的關(guān)系,有助于厘清行為目標的層級結(jié)構(gòu)(R·M·加涅,1999;R·M·加涅等,1999)。然而,“教學課程圖”中信息加工分析的流程圖較為復雜,在分析之后還需要另作學習層級的整理,并且這種方法不完全適用于所有學科,在可操作性方面不夠理想。喬納森的基于活動理論的建構(gòu)主義學習環(huán)境分析框架,雖然可作為分析問題解決關(guān)鍵步驟與先決條件的依據(jù)(Jonassen,1999),但是這一分析框架需要從活動目的、活動核心要素、活動結(jié)構(gòu)、中介、活動所處環(huán)境以及活動發(fā)展性來分析,且每一方面包含多個子步驟,分析工作過于復雜,其結(jié)果更適用于分析宏觀層面的學習環(huán)境。若分別采用“教學課程圖”與建構(gòu)主義學習環(huán)境分析框架作為行為目標與生成性目標的學習內(nèi)容分析方法,則分析結(jié)果無法充分結(jié)合,還可能會使兩種目標相互脫離。

      為此,本研究提出一種新的學習內(nèi)容分析法。該方法需要明確學習結(jié)果的類型及其層級關(guān)系,采用不同的圖形結(jié)點表示各類學習結(jié)果,并以結(jié)點之間的箭頭指向表示更高層級,同時結(jié)點內(nèi)容要盡量簡潔,以便為后續(xù)步驟中設計差異化教學目標提供依據(jù)。圖1為一種可能的分析結(jié)果。在分析時應盡量考慮學習內(nèi)容的全面性,將每一學習結(jié)果作為終點目標,以分析其使能目標。使能目標所屬的學習結(jié)果類型可能為問題解決、規(guī)則、定義性概念、具體概念、辨別、言語信息。使用該分析方法,其結(jié)果可以同時作為行為目標與生成性目標的目標起點選擇依據(jù),有助于簡化操作。

      圖1 學習內(nèi)容分析示例

      對于該分析結(jié)果,還需要為每個結(jié)點匹配教學目標。該目標將用于確定學習者的初始水平,但不一定要做差異化設計,而只需明確體現(xiàn)學習結(jié)果所屬的類型,學習者可以據(jù)此判斷自己能否達到目標要求即可,筆者將其稱為一般目標。

      2.學習者特征分析方法

      在差異化目標設計過程中,學習者特征分析包括學習偏好與初始水平確定兩個方面。

      (1)學習偏好測試問卷編制

      筆者在前期研究中對學習偏好進行了界定,即指學習者在信息接收、信息組織與分化、問題解決三個學習階段中影響教學目標差異化設計要素選擇的認知風格或?qū)W習風格。同時,筆者也提出了每一階段影響教學目標設計的主要學習偏好以及可參考的測量問卷(見表1)(武法提等,2014)。

      空間表象分問卷(11題)

      言語表達分問卷(11題)\&Abiator

      在線學習風格調(diào)查\&共43道題目,反映了被試在常規(guī)的環(huán)境/靈活的環(huán)境、獨立學習/合作學習、言語/表象、聚合/發(fā)散、序列/整體、理性/感性上的差異\&舍去與OSIVQ問卷重復的問題;刪除該問卷自身有所重復、過于絕對化的描述;將各題目歸入分析思維/整體思維的相應描述\&分析思維分問卷(13題)

      整體思維分問卷(11題)\&Felder-Soloman

      學習風格問卷\&共44道題目,從感知、輸入、信息加工和理解4個維度區(qū)分了感悟/直覺、視覺/言語、活躍/沉思、序列/整體8種類型\&選取其中沉思/活躍與感悟/直覺測試的部分\&沉思/活躍分問卷(11題)

      為了確保問卷的質(zhì)量,筆者選取北京華夏大地遠程教育網(wǎng)絡服務有限公司參與高等教育自學考試的學員作為試測對象,以在線測試的形式發(fā)放問卷,回收98份問卷,其中21份沒有完整作答,13份存在一致性作答的情況,有效問卷百分比為65.3%。通過問卷題目質(zhì)量分析(Pearson題目總分相關(guān)法、27%極端組獨立樣本t檢驗比較法)、效度分析(探索性因素負荷量判斷法、探索性因素維度分與總分相關(guān)法)以及信度分析(內(nèi)部一致性信度法)(邱皓政,2009),在表述上修改了問卷的大部分題目,題量不變,最終形成學習偏好測試問卷V2.0。

      筆者再次對學習偏好測試問卷V2.0進行質(zhì)量分析,依舊選取北京華夏大地遠程教育網(wǎng)絡服務有限公司參與高等教育自學考試的學員作為試測對象,發(fā)放的在線問卷共回收305份,其中24份沒有完整作答,23份有一致性作答的問題,有效問卷百分比為84.6%,對問卷質(zhì)量的分析采用與之前相同的方法。依據(jù)分析結(jié)果,刪除未達到標準的7道題目,即第6題、16題、36題、56題、57題、60題、71題。正式數(shù)據(jù)分析采用V2.0質(zhì)量分析中回收的有效問卷,并將7道未達標準的題目數(shù)據(jù)刪除掉,具體分析項目包括描述性統(tǒng)計分析、獨立樣本t檢驗以及Pearson相關(guān)分析,以探索如何通過該問卷來獲取學習者的學習偏好信息。

      通過描述性統(tǒng)計分析,筆者獲得了被試在9個分問卷上的平均數(shù)與標準差,如表4所示。筆者進一步對男、女被試做獨立樣本t檢驗,結(jié)果顯示,不同性別被試在各個分問卷上的得分較為接近。除了空間表象分問卷在男女性別上(t=-2.349,Sig.=0.02)達到0.05顯著水平,其余的t值絕對值都在2.0以下,且遠未達到0.05顯著水平,即男女分組之間差別不大。

      為了更加準確地評判被試的學習偏好類型,筆者利用Pearson相關(guān)分析,進一步分析了部分分問卷之間的相關(guān)關(guān)系,結(jié)果如表5所示。

      由表5可以看出,客體表象與空間表象、言語表達之間有較為顯著的正相關(guān),而空間表象與言語表達之間成負相關(guān),但不顯著。該結(jié)果表明,不能單一地判斷某一學習者屬于客體表象、空間表象或言語表達型,學習者可能在兩者或兩者以上均存在傾向性。因此,應根據(jù)測量結(jié)果,找出學習者可能的強項或弱項信息接受方式,以更好地利用或避免。對于分析思維與整體思維,二者之間為顯著的負相關(guān)。因此在評判學習者的傾向性時,要計算被試在分析思維分問卷與整體思維分問卷的百分制得分,選取其中較高的作為其思維方式傾向。整體思維與感悟/直覺之間的負相關(guān)并不顯著,但分析思維與感悟/直覺之間呈顯著的正相關(guān),這表明分析思維的學習者更傾向于直覺型。這種方式清晰劃分了分析思維與整體思維,而不再考慮學習者在感悟型和直覺型上的傾向,因而能有效降低數(shù)據(jù)分析的復雜性。

      除了分析思維與整體思維,其余的分問卷需要依據(jù)被試的作答統(tǒng)計來確定常模,找到處于被試人數(shù)約40%與60%的得分點,以作為得分低、中、高的分界。依據(jù)頻數(shù)分析確定分界點,可以獲得表6所示的學習偏好評判方法。

      (2)學習者初始水平確定

      對于初始水平的確定,依據(jù)學習內(nèi)容分析結(jié)果,可以單選題的形式隨機呈現(xiàn)結(jié)點所代表的目標,讓學習者自行判斷是否已掌握。若已掌握,則隨機呈現(xiàn)的目標將不再包含低于該結(jié)點的內(nèi)容;若未掌握,則在低于該結(jié)點層級的內(nèi)容范圍內(nèi)再隨機呈現(xiàn)目標,直至找到學習者的初始水平。隨機呈現(xiàn)的目標可以是對應于結(jié)點的一般目標,也可以是差異化目標,若隨著更多終點目標的設計而累積了差異化目標,則應優(yōu)先選擇差異化目標。

      3.終點目標設計

      終點目標的設計需要針對不同學習者的學習偏好,在行為目標與生成性目標上選取差異化設計要素。利用學習偏好測試問卷V2.0與表6的評判標準,可在操作層面上劃分學習者類型。對應于前期研究成果中對遠程教學目標的討論,需要將行為目標和生成性目標的差異化設計要素與學習者特征的匹配關(guān)系略作調(diào)整,如圖2與圖3所示,作為制定終點目標的依據(jù)。確定差異化設計要素以后,將其組合即可形成終點目標。

      4.使能目標確定

      依據(jù)學習內(nèi)容分析結(jié)果與學習者初始水平,需要找到初始水平與終點目標之間的差距,即圖4中的白色結(jié)點,將其作為使能目標呈現(xiàn)給學習者。在未積累差異化目標的情況下,使能目標只需選取對應結(jié)點的一般目標。

      圖4 使能目標示例

      三、遠程教學目標差異化設計流程修訂

      在前期研究中,筆者提出了遠程教學目標的差異化設計流程,如圖5所示。綜合以上討論,為更好地體現(xiàn)遠程教學目標差異化設計的階段性及各階段相互關(guān)系,現(xiàn)將設計流程修訂為圖6。遠程教學目標的差異化設計過程需要完成學習者特征分析與學習內(nèi)容分析,以確定適合學習者初始水平的使能目標,并依據(jù)學習偏好來匹配差異化設計要素,確定終點目標。與前期研究相比,(1)修訂后的流程圖更清晰地呈現(xiàn)了設計的幾個階段,增強了實踐的可操作性;(2)修訂后的流程圖更清楚地區(qū)分了行為目標和生成性目標,它們各有獨特的分析方法;(3)修訂后的流程圖突出了學習者特征分析在教學目標差異化設計過程中的中心地位,無論是哪種類型的目標,無論是差異化設計的哪個階段,都需要隨時考慮學習者的初始水平和學習偏好,以便隨時調(diào)整目標的差異化要素,進而設計個性化的教學目標;(4)修訂后的流程圖將終點目標與使能目標的確立拆分開來,更加強調(diào)從終點目標到使能目標的差異化設計過程。

      四、遠程教學目標差異化設計方法運用案例

      下面以“C++函數(shù)”為例,討論如何針對不同的遠程學習者來設計差異化教學目標?!癈++函數(shù)”討論的是面向過程的內(nèi)容,但由于cin與cout對象的輸入與輸出是編寫C++控制臺程序的基本方法,且C-風格字符串與String類對象在本質(zhì)和使用方法上有很大區(qū)別,因此筆者將簡單說明cin、cout對象與String類,而不討論其他與面向?qū)ο笙嚓P(guān)的內(nèi)容(Stephen Prata,2005)。筆者首先對“C++函數(shù)”進行學習內(nèi)容分析,結(jié)果如圖7所示。由于空間的限制,圖7中帶 標志的,表示內(nèi)部有更加詳細的內(nèi)容。

      對于學習偏好的確定,依據(jù)學習偏好測試問卷V2.0以及表6的評判標準,將學習者劃分為以下類型:客體表象型、空間表象型或言語表達型(一個學習者可能兼具多種類型),分析型或整體型,活躍型或沉思型,合作型或競爭型,獨立型或依賴型。本案例選取5名被試,他們在各個分問卷的得分以及類型劃分如表7所示。

      對于初始水平的確定,依據(jù)圖7中的學習內(nèi)容分析結(jié)果,以單選題的形式隨機呈現(xiàn)結(jié)點所代表的目標,讓學習者自行判斷是否已掌握,從而找到學習者初始水平所在的結(jié)點位置。

      下面將選取不同類型的結(jié)點來討論如何設計差異化目標,并設計一個綜合性的劣構(gòu)問題來說明對應生成性目標的設計。

      (1)結(jié)點“template”對應一個行為目標,學習結(jié)果為言語信息。依據(jù)涉及言語信息的行為目標差異化設計要素,需要考慮學習者在客體表象/空間表象/言語表達上的差異,目標設計方式如表8所示。若學習者屬于客體/空間表象高分型,應呈現(xiàn)第一種目標,而對言語表達高分型的學習者,則應呈現(xiàn)第二種目標。若兼具客體/空間表象高分型與言語表達高分型,則可以同時呈現(xiàn)兩種目標供學習者選擇。

      表8 結(jié)點“template”的差異化教學目標

      [學習偏好傾向\&設計方法\&客體/空間表象高分型\&繪制與關(guān)鍵字template相關(guān)的知識網(wǎng)絡圖\&言語表達高分型\&說出程序代碼中可能用到關(guān)鍵字template的情況\&]

      (2)結(jié)點“函數(shù)原型”對應一個行為目標,學習結(jié)果為定義性概念。依據(jù)涉及定義性概念的行為目標差異化設計要素,需要考慮學習者在分析思維/整體思維上的傾向,目標設計方式如表9所示。對于分析思維型的被試1、2,應呈現(xiàn)第一種目標;而對于整體思維型的被試3、4、5,則應呈現(xiàn)第二種目標。

      (3)結(jié)點“函數(shù)重載的條件”對應一個行為目標,學習結(jié)果為規(guī)則。依據(jù)涉及規(guī)則的行為目標差異化設計要素,需要考慮學習者在分析思維/整體思維上的傾向,目標設計方式如表10所示。對于分析思維型的被試1、2,應呈現(xiàn)第一種目標,而對于整體思維型的被試3、4、5,則應呈現(xiàn)第二種目標。

      [學習偏好傾向\&設計方法\&分析思維型\&解釋怎樣的函數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)重載\&整體思維型\&舉例說明哪些函數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)重載\&]

      (4)結(jié)點“使用指針”對應一個生成性目標,包含一個結(jié)構(gòu)良好的問題,問題解決的關(guān)鍵步驟在于運用指針與內(nèi)存空間的關(guān)系來訪問具體內(nèi)容。依據(jù)良構(gòu)問題的差異化設計要素,需要考慮學習者在分析/整體思維與活躍/沉思上的傾向,三個要素的設計如表11所示。需要強調(diào)的是,若被試在活躍/沉思上的傾向居中,則需要設計人員考慮反思的重要程度,該問題很可能產(chǎn)生數(shù)組越界、內(nèi)存泄露、野指針等非法操作內(nèi)存空間的情況。避免此類錯誤是培養(yǎng)編程能力的重點,因此需要顯式強調(diào)反思要求。對于不同學習偏好的被試,為其設計的終點目標如表12所示。

      (5)針對“C++函數(shù)”的所有內(nèi)容,可以設計一個綜合性目標,要求學習者設計一個計算器,以實現(xiàn)任意合法的、帶括號的四則運算表達式的計算,關(guān)鍵任務是對“?!惫δ艿膶崿F(xiàn),而建模策略發(fā)揮著重要作用。這是一個設計問題,可以有多種解決方法,如利用包含函數(shù)的結(jié)構(gòu)體(自上而下的方法)、利用函數(shù)模板(通用編程的方法)、利用普通函數(shù)(自下而上的方法)等,且成果形式并不固定,屬于一個包含劣構(gòu)問題的生成性目標。依據(jù)劣構(gòu)問題的差異化設計要素,需要考慮學習者在客體表象/空間表象/言語表達、競爭/合作與獨立/依賴上的傾向,三個要素的設計如表13所示。對于不同的被試,為其設計的終點目標如表14所示。

      客體表象高分型、空間表象高分型、言語表達高分型、競爭型、獨立型\&選擇1:能夠獨立完成,運用建模策略,在提供圖形輸出功能函數(shù)的基礎上,設計編寫實現(xiàn)任意合法的、帶括號的四則運算表達式的計算器,并匯報最終成果,反思優(yōu)缺點。

      選擇2:能夠獨立完成,運用建模策略,寫一份設計方案,教讀者如何實現(xiàn)任意合法的、帶括號的四則運算表達式的計算功能,并匯報最終成果,反思優(yōu)缺點。

      (6)對于使能目標的確定,若終點目標定位于結(jié)點“編寫內(nèi)聯(lián)函數(shù)”,對于已經(jīng)能夠“定義函數(shù)的實現(xiàn)”的學習者,則需要將這兩個結(jié)點之間的目標作為使能目標,即圖8中的白色結(jié)點。

      假定該學習者的學習偏好與被試1相同(即客體表象高分型、分析思維型、沉思型、合作型與獨立型),由于已經(jīng)為結(jié)點“函數(shù)原型”設計了差異化目標,因此該學習者的教學目標列表可以設計為:

      依據(jù)接口描述,選取相應的函數(shù)原型;能夠利用函數(shù)原型來設置默認參數(shù);說出關(guān)鍵字inline在程序代碼中出現(xiàn)的位置;解釋內(nèi)聯(lián)函數(shù)與宏的區(qū)別;能夠編寫函數(shù),該函數(shù)接受一個字符串輸入,并返回一個與輸入相同的字符串,若輸入為空,則返回的字符串為“default”;能夠編寫內(nèi)聯(lián)函數(shù),該函數(shù)接受一個正整數(shù)n與字符str輸入,實現(xiàn)將str打印n次。

      若終點目標定位于結(jié)點“使用指針”,對于已經(jīng)能夠“使用簡單類型”的學習者,則需要向其呈現(xiàn)的目標為圖9中的白色結(jié)點。

      圖9 作為使能目標的結(jié)點

      假定該學習者的學習偏好與被試5相同(即空間表象高分型、整體思維型、活躍型、競爭型與獨立型),由于已經(jīng)為結(jié)點“使用指針”設計了差異化目標,故該學習者的教學目標列表可以為:

      能夠?qū)Y(jié)構(gòu)體、共用體與位字段進行正確的定義、聲明、初始化與賦值操作,用以表示對應的數(shù)據(jù)類型;能夠?qū)o態(tài)數(shù)組與動態(tài)數(shù)組進行正確的聲明、初始化、賦值與訪問;能夠正確定義并使用枚舉類型,明確枚舉類型與整型之間的關(guān)系;能夠正確使用C-風格字符串與String字符串,明確二者在聲明、初始化、賦值、拼接、比較與獲取長度上的差別;利用cin與cout進行輸入/輸出操作;能夠創(chuàng)建動態(tài)數(shù)組,并打印數(shù)組中的指定內(nèi)容,明確指向不同數(shù)據(jù)類型的指針在運算上的區(qū)別,注意正確操作內(nèi)存空間。

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      收稿日期 2017-07-06 責任編輯 劉選

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