王 洋 沈書生

面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學模型設計與應用*

王 洋 沈書生[通訊作者]

（南京師范大學 教育科學學院，江蘇南京 210042）

協(xié)作探究式教學是一種被廣泛應用且公認有效的教學模型，但由于缺乏真實的探究環(huán)境，導致其在教學應用中受到限制。為此，文章首先基于目前協(xié)作探究式教學的應用困境，設計了一種面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學模型；然后文章結合實踐驗證了該模型的應用效果，最后文章總結了面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學模型的價值，即呈現(xiàn)可視化形象，促進學習者自主探究；擴展探究空間，深化協(xié)同知識建構；強調(diào)會話協(xié)商，構建學習共同體。文章通過研究，旨在為教師實施基于AR技術的協(xié)作探究式教學提供理論和實踐參考。

協(xié)同知識建構；增強現(xiàn)實技術；協(xié)作探究式教學；模型構建與應用

協(xié)作探究式教學作為一種有效的教學模式，重視學習者的主體地位，強調(diào)學習者在自主探究和協(xié)作探究過程中通過發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、解決問題、發(fā)現(xiàn)新問題的循環(huán)，以不斷促進自身知識、能力和情感方面的發(fā)展，因而受到了教育研究者和實踐者的關注。但結合已有研究發(fā)現(xiàn)，缺乏真實的探究環(huán)境和模型指導已成為目前協(xié)作探究式教學面臨的重大挑戰(zhàn)[1]。如何在協(xié)作探究式教學中克服這兩大挑戰(zhàn)值得深入探究。2020年3月，美國高等教育信息化協(xié)會（EDUCASE）發(fā)布的《2020地平線報告》將增強現(xiàn)實（Augmented Reality，AR）作為影響未來教育的新興技術之一，主張通過計算機技術將虛擬信息疊加到真實世界，允許用戶看到真實世界以及融合于真實世界之中的虛擬對象，這使其可應用于探究學習環(huán)境構建?；诖耍狙芯苛⒆阌趨f(xié)作探究式教學的應用困境，嘗試設計一種面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學模型，并將其應用于實際教學中，從個體和小組協(xié)同知識建構角度證實該模型的有效性和可行性，同時總結面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學的價值，以期為教師實施面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學提供理論和實踐指導，促進AR技術在教育領域的應用，進而推動AR技術與教學實踐的深度融合。

一 應用困境：協(xié)作探究式教學缺少環(huán)境支持和模型指導

協(xié)作探究式教學是指在學習過程中，讓學習者通過觀察、實驗、思考、討論等方法主動探究，在協(xié)同思考的基礎上自行發(fā)現(xiàn)并掌握知識的一種方法[2]。在這一過程中，學習者通過調(diào)查和收集數(shù)據(jù)，能積累豐富的獲取、解釋和應用科學概念的經(jīng)驗[3]。由于協(xié)作探究式教學為學習者從不同方面觀察、探究和理解問題創(chuàng)造了條件，因此它往往可以激發(fā)學習者的積極性，提高其問題解決能力和創(chuàng)造力，進而培養(yǎng)學習者的科學探究能力和高階思維[4]?；诖?，協(xié)作探究式教學受到了研究者和教學實踐者的青睞[5]。但就實踐來看，環(huán)境與模型兩方面的困境會制約協(xié)作探究式教學的質(zhì)量。一方面，缺少真實探究環(huán)境是目前協(xié)作探究式教學的主要困難。協(xié)作探究式教學的核心是通過探究學習環(huán)境和活動引導學習者積極溝通，協(xié)作探索，但由于缺少真實探究環(huán)境，當前大多數(shù)協(xié)作探究式教學活動仍以知識傳授為主要目標，活動過程和形式較為固化[6]。另一方面，基于AR開展協(xié)作探究式教學的模型研究有待深入。隨著AR技術的發(fā)展，國內(nèi)外研究者紛紛將AR技術應用視角投向教育領域，其研究聚焦于AR教育應用的可行性研究[7]、AR支持的教學系統(tǒng)設計和開發(fā)[8]、AR教育應用效果研究[9]等。但已有研究大多為個案研究，較少形成基于AR教學應用過程的模型設計，如何將AR有效融入?yún)f(xié)作探究式教學實踐仍有待挖掘。鑒于此，本研究充分發(fā)揮AR技術優(yōu)勢，設計了一個AR協(xié)作探究式教學模型，以促進學習者的協(xié)同知識建構，進而為協(xié)作探究式教學環(huán)境構建和活動設計提供參考。

二 模型設計：面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學

本研究提出的面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學模型以探究學習和協(xié)同知識建構理論為指導，基于AR技術的交互性加深AR與協(xié)作探究學習活動的融合，強調(diào)自主探究、組內(nèi)協(xié)作探究和組間協(xié)作探究，進而促進協(xié)同知識建構。

1 理論基礎：探究式學習與協(xié)同知識建構

①探究式學習。探究式學習是一種以學習者為中心的學習方法，其目的是引導學習者以問題為中心，主動探索問題，提高自身分析、探究和解決問題的能力，從而促進認知發(fā)展。探究式學習主要包括問題提出、作出假設、尋找證據(jù)、實驗驗證、得出結論、觀點整合。這些探究環(huán)節(jié)不僅能促進學習者的探究能力，還能培養(yǎng)其深層思考能力，學習者通過不斷提問、假設、驗證、對新問題再提問、再假設、再驗證來促進知識建構[10]。

②協(xié)同知識建構。協(xié)作探究學習的目的是促進學習者的認知建構，而協(xié)同知識建構理論強調(diào)認知建構是社會和認知等多方面因素共同作用的結果。學習者在集體環(huán)境中通過分享自主建構的知識，可以進一步協(xié)商、反思，從而實現(xiàn)新知識的建構和個體認知水平的提升[11]。學習者在協(xié)作探究過程中的知識建構主要包括分享、對比、協(xié)商、驗證以及新意義的建構等階段[12]。學習者的分享、協(xié)商和整合能反映其協(xié)同知識建構情況。

2 模型構建：基于AR技術的協(xié)作探究式教學機理

面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學不僅是由外到內(nèi)的知識傳遞，還強調(diào)學習者在相對真實的情境中產(chǎn)生認知沖突并形成探究問題，通過獨立思考、組內(nèi)協(xié)作、組間交流，逐步實現(xiàn)認知建構，將自主、組內(nèi)及組間探究有效融合。由此，本研究設計了面向協(xié)同知識建構的AR探究式教學模型，如圖1所示。該模型將協(xié)同知識建構中的個體和小組通過AR探究活動進行融合，聚焦于學習者在協(xié)作探究學習中的會話和知識建構過程。AR技術在協(xié)作探究式教學中的作用為：構建協(xié)作探究教學環(huán)境，充當探究工具和共享平臺，支持個體的觀念呈現(xiàn)，以形成AR資料區(qū)、AR實驗區(qū)和AR協(xié)作區(qū)。模型外部是基于AR的協(xié)作探究式學習環(huán)境，中間部分闡述了協(xié)同知識建構的三個主要過程：自主探究、組內(nèi)探究和組間探究。在自主探究環(huán)節(jié)，學習者基于AR探究平臺，提出探究問題，通過實驗尋找證據(jù)，驗證探究假設并形成個人觀點。在組內(nèi)探究環(huán)節(jié)，學習者通過觀點的分享協(xié)商，提出小組假設、尋找證據(jù)，開展實驗驗證，得出組內(nèi)觀點。在組間探究環(huán)節(jié)，各組代表通過組間觀點協(xié)商，作出假設，尋找證據(jù)并進行實驗驗證，最后進行觀點整合，形成共同理解。在實踐過程中，各環(huán)節(jié)可迭代循環(huán)。下面從探究式教學和協(xié)同知識建構兩方面剖析該模型。

圖1 面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學模型

（1）探究式教學：探究主體—探究目標—探究工具—探究共同體

面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學是一種教學活動，主要受主體、目標、工具和共同體等因素的影響。因此，本研究從這些因素出發(fā)，系統(tǒng)探究了該模型中各要素間的相互作用。

①探究主體。學習者是自主探究活動主體，面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學將課堂轉變?yōu)閷W習者探究的“體驗場”，教師主要擔任組織者和引導者的角色，學習者可借助AR平臺，通過提出問題、尋找證據(jù)、實驗驗證、形成觀點等過程，最終在探究實踐中實現(xiàn)認知建構。

②探究目標。面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學目標源于教材又超越教材，學習者借助于AR教學情境，通過自主和協(xié)作探究，不斷深化學習目標。探究目標是學習目標的轉化與分解，根據(jù)探究對象可分為個體目標、小組目標、班級目標和課程目標；根據(jù)能力方向可分為知識目標、能力目標和情感目標；根據(jù)目標層級可分為淺層目標與深層目標。此外，AR技術的支持能進一步拓展教學內(nèi)容的深度和廣度，支持探究目標的實現(xiàn)。

③探究工具。工具是指主體實現(xiàn)目標過程中使用到的外部支持，包括環(huán)境資源、共享平臺和知識表征工具等。相較于傳統(tǒng)教學，AR為協(xié)作探究式教學提供了豐富的探究工具支持，通過AR技術增強知識呈現(xiàn)，可使探究情境更為真實，增強學習者的沉浸感，進而支持學習者形成對知識的深度理解。

④探究共同體。探究活動中的共同體指的是由學習者及其助學者共同構成的共同體。基于AR技術的協(xié)作探究式教學，為“共同體”提供了知識建構和共同協(xié)作的平臺，使師生、生生間能構建起以課程標準為依據(jù)、以學習任務為載體、以全面發(fā)展為導向的“學習共同體”，其既包括組內(nèi)成員構成的組內(nèi)共同體，還包括組間成員構成的組間共同體。學習者通過自主構建，形成初步認知；學習者通過在組內(nèi)的分享、探究、反思和協(xié)商，形成組內(nèi)共識；學習者在組間的共享和互評，能促進意義協(xié)商和組間知識共建。

（2）協(xié)同知識建構：協(xié)作認知調(diào)節(jié)和協(xié)作認知循環(huán)

①協(xié)作認知調(diào)節(jié)。協(xié)作認知調(diào)節(jié)關注的是學習者在協(xié)作探究學習中知識結構的動態(tài)平衡過程。面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學模型強調(diào)個體、組內(nèi)和組間在協(xié)作探究學習中的交互。學習者作為知識源，能根據(jù)已有認知背景和現(xiàn)有的探究環(huán)境和資源進行自主探究。通過分析學習者是否為知識和行動源，可以分析出學習者的動機和自我效能水平，以及協(xié)作探究參與度。學習者在組內(nèi)通過知識分享和整合，可以對原有認知結構進行調(diào)整，完善已有認知。學習者在組間通過觀點分享、協(xié)商和探索，可以實現(xiàn)共同理解，進一步促進自身認知發(fā)展。在該模型中，組內(nèi)和組間協(xié)作都能幫助學習者獲取新知，當學習者充當知識和行動源時，其認同會話可朝著不同的方向發(fā)展，以接受新觀點和新想法，協(xié)同知識建構才得以發(fā)生。

②協(xié)作認知循環(huán)。協(xié)作認知循環(huán)包括自主學習、組內(nèi)學習和組間學習三階段，呈螺旋上升結構。其中，自主學習是學習者通過學習材料自學形成個人理解，提出觀點和疑問；組內(nèi)學習是組內(nèi)成員分享自己的觀點和疑問，經(jīng)過組內(nèi)交流協(xié)商，最終達成一致，以實現(xiàn)認知發(fā)展的過程；組間學習是學習者通過各小組觀點分享和討論，實現(xiàn)組間知識共享。協(xié)作認知循環(huán)過程主要體現(xiàn)在個體認知能促進組內(nèi)交流，進而解決個體的疑問；組內(nèi)的協(xié)商能促進組內(nèi)成員的會話，進而達成一致；組間互評能促進組間再次協(xié)商、討論并達成共識，進而促進各成員認知發(fā)展[13]。

三 應用效果：面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學模型應用

1 應用背景：情境與過程

為驗證模型的有效性，本研究將其應用于武漢市A中學《物理》（人教版）八年級下冊第九章第二節(jié)的“磁場與磁感線”教學中。參與的學生是該校2019年秋季學期八年級3班的34名學生。由于磁場本身“看不見、摸不著”的物理特性，導致很多學生在該部分學習存在困難。為驗證面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學模型的有效性和可操作性，本研究將前期基于AR技術開發(fā)的“磁場與磁感線”教學平臺和該模型提供給該校的8名物理教師，并與其一起基于該平臺和模型設計和實施了三節(jié)探究課。課程結束后，本研究運用協(xié)同知識建構內(nèi)容分析編碼框架對學生在平臺中的討論數(shù)據(jù)進行分析。參考技術接受度模型，本研究構建了一個由14個題項構成的問卷來了解學生的學習體驗，由兩位教育技術專家確定了其有效性，一致性檢驗結果表明其信度良好（Cronbach’s α=0.81）。此外，本研究還對參與教學的8名教師和隨機抽取的5名學生進行訪談，包括“通過這次學習，你的感受如何”“你覺得有哪些收獲和待改進的地方”，以了解其教學和學習經(jīng)歷。教師根據(jù)均分原則將學生隨機分成了5個小組，每組6～7人。課程主要包括自主探究、組內(nèi)探究和組間探究三大環(huán)節(jié)；在自主探究環(huán)節(jié)，每位學生基于課本和AR平臺探究條形磁鐵的磁場分布情況，并畫出假設分布圖，再運用該AR平臺驗證假設；在組內(nèi)探究環(huán)節(jié)，每位學生在討論區(qū)分享探究過程，包括提出初始假設、驗證假設、總結收獲等，小組成員通過分享協(xié)商，總結出條形磁鐵周圍的磁場性質(zhì)；在組間探究階段，小組間分享本組成果。學生個體在組內(nèi)和組間協(xié)作中隨時分享反思和收獲，進而探究U形磁鐵的磁場分布。

2 編碼分析：面向協(xié)作探究式學習的知識建構

為了探究該模型的有效性，本研究設計了探究式學習中協(xié)同知識建構的內(nèi)容分析編碼框架（如表1所示），以分析學生的協(xié)同知識建構情況。其中，“分享”維度的知識源、敘述行動、指示行動、挑戰(zhàn)行動被視為會話主導源，接受者和其他行動被歸類為非主導源。

表1 探究式學習中協(xié)同知識建構的內(nèi)容分析編碼框架

由兩位熟悉編碼框架的研究者分別編碼前500條（約占總發(fā)帖量的1/3）討論文本，編碼結束后分析一致性，對于編碼不一致的帖子，協(xié)商直至達成一致。再從剩余帖子中隨機選取500條文本進行編碼，Kappa系數(shù)為0.84，表明一致性良好[17]。剩余的帖子由兩位編碼者一起完成。

3 結果分析：協(xié)同知識建構與總體分析

學習結束后，本研究對學生討論數(shù)據(jù)進行分析，從個體、小組和組間維度了解學生協(xié)作探究情況，并從技術接受度方面分析師生的學習體驗。

（1）自主和組內(nèi)協(xié)作探究分析

第1組學生的協(xié)同知識建構情況如表2所示（主導源是知識源、敘述行動、指示行動和挑戰(zhàn)行動的總和，非主導源是接受者和其他的總和），考慮到無推理對于知識整合的貢獻較小，故未將其展示在表中。表2顯示，學生7的主導行為最明顯，在知識源、敘述行動、主導源、單聲、對話拓展、對話緊縮和協(xié)同共建這五個維度，學生7討論數(shù)量最多，表明他想要快速完成小組任務，這與其組長身份一致。學生3在挑戰(zhàn)行動、對話拓展和外化維度信息頻次最高，他總能在其他同學觀點的基礎上提出新問題并深入拓展，表明其對磁場概念了解較深。學生6在指示行動和非主導源（接受者和其他）維度頻次最高，表明其作為信息記錄員盡管在協(xié)作過程中未起到主導作用，但也能推動協(xié)作學習活動的發(fā)展。學生1協(xié)作學習模式跟學生3類似，盡管其對話頻次不是最高，但在知識源、挑戰(zhàn)行動、主導源、對話拓展、外化和協(xié)同共建維度對話頻次均較高，表明其核心成員的身份。學生4和學生5的協(xié)同知識建構頻次相對較少，表明其協(xié)作探究活動參與度較低。除了學生4和學生5，第1組學生各司其職，整體協(xié)作情況較好。

表2 第1組學生的協(xié)同知識建構情況

注：表中數(shù)字為行為頻次。

（2）組間協(xié)作探究分析

五組學生的協(xié)同知識建構情況如表3所示：第2組和第4組學生的協(xié)同知識建構行為最多，這兩組在主導源、對話拓展、外化和協(xié)同共建維度對話頻次最高，表明這兩組在協(xié)作探究學習活動中整體投入情況良好。在組間分享階段，這兩組的成果也最為豐富。第5組學生盡管人數(shù)較少（1～4組每組7人，第5組6人），但其在敘述行動、指示行動和對話緊縮維度對話頻次最高，表明該組學生整體協(xié)作探究活動參與度較高。第3組學生的協(xié)作行為最少，表明該組學生協(xié)作探究學習參與度較低。整體結果證實了面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學模型的有效性和可行性，表明該分析框架能客觀反映學生個體和小組的協(xié)作學習情況，為協(xié)作探究式學習評價提供參考。

表3 五組學生的協(xié)同知識建構情況

（3）整體分析

調(diào)查分析結果表明，學生整體學習體驗感較好（M=3.97），其中學習意向最高（M=4.24），其次是感知有用性（M=4.11）、感知注意力（M=4.03）和感知易用性（M=3.49），表明該AR探究學習平臺能促進學生的學習意向和感知有用性，幫助他們投入?yún)f(xié)作探究學習。

通過對8位教師的訪談可知，該面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學模型能給教學實踐提供指導，幫助其設計適合學生協(xié)同知識建構的教學活動。分析結果能客觀反映學生個體和小組的協(xié)作探究學習情況，為基于過程的學習評價提供支持。此外，學生的協(xié)作探究學習活動能反映其認知誤區(qū)，這在傳統(tǒng)教學中難以實現(xiàn)。例如，本研究通過協(xié)作探究發(fā)現(xiàn)學生常出現(xiàn)的認知誤區(qū)存在于磁感線的彎曲方向和密度方面。學生訪談結果，表明該基于AR的協(xié)作探究教學平臺能夠激發(fā)其學習興趣，協(xié)助其開展探究學習。該平臺能幫助小組成員建構個體知識，組內(nèi)交流協(xié)商可以深化學生個體的反思和理解；組間分享討論能幫助組間吸收其他小組觀點，促進知識融合創(chuàng)新。師生均表示實施難點在于確定探究問題并設計探究假設，這為未來研究指明了方向。

四 總結反思：面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學的價值

本研究設計了面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學模型，并通過實踐驗證了該模型的有效性和可行性。結果表明該模型既發(fā)揮了AR技術優(yōu)勢，又借助了協(xié)作探究式教學的有效互動，體現(xiàn)了該模型的價值。

1 呈現(xiàn)可視化形象，促進自主探究

AR通過呈現(xiàn)可視化形象能促進學習者對問題的自主探究。具體而言，面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學能幫助學習者觀察現(xiàn)象全貌，建立起對知識的全面理解，為自主探究提供環(huán)境支持，主要表現(xiàn)為：首先，AR技術能彌補傳統(tǒng)實驗的物理限制，為學習者創(chuàng)設問題情境?；贏R所創(chuàng)設的問題情境能激發(fā)學習者的反思，幫助其提出探究問題，確定探究目標。其次，AR技術將抽象知識具象化，能促進學習者的自主探究興趣，調(diào)動其探究積極性，為自主探究創(chuàng)造可能。最后，AR平臺通過與知識融合，為自主探究學習提供工具支持，促進學習者認知建構。

2 擴展探究空間，深化協(xié)同知識建構

協(xié)作探究式教學雖由來已久，但由于缺乏探究空間其并未得到全面普及和應用。AR虛實融合的特性，將協(xié)作探究式教學空間從物理和社會兩空間拓展到了物理、社會、信息三空間。據(jù)此，面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學突破了物理空間限制，有利于協(xié)作探究式教學的普及，深化學習者的協(xié)同知識建構。引入AR技術后，學習者能夠通過虛擬實驗來完成協(xié)作探究活動，這在一定程度上突破了實驗設備的限制。面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學有三大優(yōu)勢：一是拓展了協(xié)同知識建構平臺，即學習者個體在虛實融合的探究空間中充當知識行動源，可通過AR技術平臺確定探究問題，開展探究活動，并通過反思將信息進行過濾，分享其發(fā)現(xiàn)。二是為會話協(xié)商提供支持，學習者個體將自主探究獲取的知識通過虛擬探究平臺與其他組員進行分享，同伴間通過分享、拓展、對話緊縮等活動完成會話協(xié)商。三是進一步驗證和整合協(xié)同構建的知識，即學習者根據(jù)其自身認知特點，在面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學平臺中通過外化、協(xié)商、解釋、評估來驗證所建構的知識，通過協(xié)商來對各組員的觀點和建議進行整合，達成觀點共識，深化協(xié)同知識建構。

3 強調(diào)會話協(xié)商，構建學習共同體

雖然在AR技術支持下，能夠實現(xiàn)學習者與教學平臺的自然交互。但AR技術卻無法與學習者進行情感上的交流，協(xié)作探究式教學就可以彌補這一不足。協(xié)作探究式教學活動中強調(diào)學習者以小組的形式對問題進行探究，在交流互動中實現(xiàn)協(xié)同知識建構。在探究學習活動中，交流互動不僅能夠激發(fā)學習者學習興趣，還有利于構建學習共同體。在面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學活動中，會話協(xié)商主要體現(xiàn)在三個方面：一是學習者與技術平臺間的會話，有利于學習資源的獲取和學習者個體進行自主意義建構；二是組內(nèi)學習者之間的互動協(xié)商，有助于學習者通過共享交流，促進知識整合；三是組間的協(xié)作溝通，有利于組間成員的觀點交流和整合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。簡言之，面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學既可以加強人與技術的交互，也可以促進師生之間、生生之間的會話協(xié)商，最終促進學習共同體的構建。

新一輪信息技術如移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、5G技術等正在快速發(fā)展，并迅速滲透到各個領域，也延伸到了教育領域。AR作為改變?nèi)藗兩罘绞降男屡d技術，其虛實結合、自然交互、應用便捷等特點在教育領域具有巨大的應用潛能。雖然將AR技術融入?yún)f(xié)作探究式教學價值無限，但就實踐來看，環(huán)境和模型方面的困境會制約協(xié)作探究式教學的質(zhì)量。本研究基于協(xié)作學習理論設計了面向協(xié)同知識建構的AR協(xié)作探究式教學模型，充分發(fā)揮了AR技術的優(yōu)勢，可為學習者的協(xié)作探究式教學呈現(xiàn)可視化形象，促進學習者自主探究；同時，可以拓展探究空間，深化協(xié)同知識建構，并有助于構建學習共同體。通過對該模型的進一步深化研究，期望能促進AR技術與教學實踐的深度融合，并推動教育信息化的發(fā)展。

[1]高琳琳,解月光,張琢.智能技術支持的智慧型探究教學模式構建研究[J].電化教育研究,2021,(11):92-99.

[2]Kuhn D, Black J, Keselman A, et al. The development of cognitive skills to support inquiry learning[J]. Cognition and Instruction, 2000,(4):495-523.

[3]Edelson D C, Gordin D N, Pea R D. Addressing the challenges of inquiry-based learning through technology and curriculum design[J]. Journal of the Learning Sciences, 1999,(3-4):391-450.

[4]Hmelo-Silver C E, Duncan R G, Chinn C. A. Scaffolding and achievement in problem-based and inquiry learning: A response to kirschner, sweller, and clark[J]. Educational Psychologist, 2007,(2):99-107.

[5]Wilhelm J A, Walters K L. Pre-Service mathematics teachers become full participants in inquiry investigations[J]. International Journal of Mathematical Education in Science & Technology, 2006,(7):793-804.

[6]陳明選,陳金艷.基于互聯(lián)網(wǎng)思維的小學科學探究活動設計[J].中國電化教育,2020,(10):97-105.

[7]Abdinejad M, Talaie B, Qorbani H S, et al. Student perceptions using augmented reality and 3d visualization technologies in chemistry education[J]. Journal of Science Education and Technology, 2021,(30):87-96.

[8]湯顯峰,沈麗燕,董榕,等.基于云渲染的VR/AR智慧教室的設計與應用[J].現(xiàn)代教育技術,2021,(5):82-89.

[9]安金鳳.醫(yī)療教育中的虛擬/增強現(xiàn)實技術[J].現(xiàn)代教育技術,2020,(3):124.

[10]張雪,羅恒,李文昊,等.基于虛擬現(xiàn)實技術的探究式學習環(huán)境設計與效果研究——以兒童交通安全教育為例[J].電化教育研究,2020,(1):69-75、83.

[11]Vandenberg J, Zakaria Z, Tsan J, et al. Prompting collaborative and exploratory discourse: An epistemic network analysis study[J]. International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning, 2021,(16): 339-366.

[12]Gunawardena C N, Lowe C A, Anderson T. Analysis of a global online debate and the development of an interaction analysis model for examining social construction of knowledge in computer conferencing[J]. Journal of Educational Computing Research, 1997,(4):397-431.

[13]Tenenbaum H R, Winstone N E, Leman P J, et al. How effective is peer interaction in facilitating learning? A meta-analysis[J]. Journal of Educational Psychology, 2020,(7):1303.

[14]Mayfield E, Rosé C P. Recognizing authority in dialogue with an integer linear programming constrained model[A]. Proceedings of the 49th Annual Meeting of the Association for Computational Linguistics: Human Language Technologies[C]. Stroudsburg, PA: Association for Computational Linguistics, 2011:1018-1026.

[15]Martin J R, White P R R. The language of evaluation: Appraisal in English[M]. London: Palgrave Macmillan, 2007:164-186.

[16]Joshi M, Rosé C P. Using transactivity in conversation summarization in educational dialogue[A]. Workshop on Speech and Language Technology in Education[A]. New York: Wiley, 2007:53-56.

[17]Fleiss J L, Levin B, Paik M C. Statistical methods for rates and proportions (3rd edition)[M]. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc, 2013:608-610.

The Design and Application of AR Collaborative Inquiry Teaching Model Oriented to Collaborative Knowledge Construction

WANG Yang SHEN Shu-sheng

Collaborative inquiry teaching is a widely used and recognized effective teachinmodel, however, its application in the teaching application has been limited due to the lack of authentic environment. Therefore, the paper firstly constructed an augmented reality (AR) inquiry model oriented to collaborative knowledge construction based on the current application dilemma of collaborative inquiry teaching. Then, the application effect of the model was verfied with practice. Finally, the values of the AR collaborative inquiry teaching model oriented to collaborative knowledge construction was summarized, namely, presenting visual images to promote learners’ independent inquiry, expanding inquiry space to deepen collaborative knowledge construction and emphasizing conversational negotiation to build a learning community. Through research, it was expected in this paper that provide theoretical and practical references for teachers to implement collaborative inquiry teaching based on AR.

collaborative knowledge construction; augmented reality; collaborative inquiry learning; model construction and application

G40-057

A

1009—8097（2023）02—0110—09

10.3969/j.issn.1009-8097.2023.02.012

本文為2021年度國家自然科學基金項目“人工智能技術支持的在線學習投入度預測與自適應干預應用研究”（項目編號：62107023）、2021年度教育部人文社科項目“人工智能技術支持的在線學習投入度分析與干預應用研究”（項目編號：21YJC880076）、2021年度國家新聞出版署出版融合發(fā)展（人教社）數(shù)字教育研究院重點課題“基于AR技術提升學習者學習投入度的教學策略研究”（項目編號：RJA0121007）的階段性研究成果。

王洋，講師，博士，研究方向為計算機支持的協(xié)作學習，郵箱為wangyang@nnu.edu.cn。

2022年9月30日

編輯：小時