基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)仿真

1、PAGE PAGE 6基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)仿真STELLA軟件的學(xué)習(xí)效能感的研究醫(yī)療信息科學(xué)與管理學(xué)院，伊朗醫(yī)科大學(xué)德黑蘭， HYPERLINK mailto:伊朗/Eskrootchiiums.ac.ir 伊朗/Eskrootchiiums.ac.ir牛津布魯克斯大學(xué)技術(shù)學(xué)院，牛津， HYPERLINK mailto:英國/roskrochibrookes.ac.uk 英國/roskrochibrookes.ac.uk聯(lián)系作者。摘要將計(jì)算機(jī)仿真建模整合與項(xiàng)目學(xué)習(xí)會使學(xué)習(xí)更有效，但需要仔細(xì)規(guī)劃和實(shí)施，需要教師掌握一定的教學(xué)技巧如何使學(xué)生從教學(xué)材料中汲取科學(xué)知識。研究表明：學(xué)生最好的學(xué)習(xí)在于在原

2、有知識的基礎(chǔ)上積極建構(gòu)結(jié)構(gòu)化知識，通過使用技術(shù)并和老師、同齡人交流，能使知識得到更好的理解和組合。模擬本身不會工作，它需要結(jié)合學(xué)生本身的意義建構(gòu)以增加其有效性。本研究的目的在于研究科技致富環(huán)境下的基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的成效?？茖W(xué)工程、土地利用流域，這些都需要利用互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施和模擬軟件的綜合開發(fā)，結(jié)構(gòu)性思考以及學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室的動畫。STELLA軟件的開發(fā)能促進(jìn)學(xué)生更深入地了解土地的使用。這項(xiàng)研究的參與者是一個準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)組中的72名學(xué)生。統(tǒng)計(jì)分析顯示：參加了STELLA軟件操作和分水嶺實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膶W(xué)生能更好的理解和把握分水嶺這一概念。關(guān)鍵詞STELLA，計(jì)算機(jī)輔助模擬，學(xué)習(xí)技術(shù)，小流域概念和建模，基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)

3、介紹轉(zhuǎn)讓技能是教育的主要工作，這是個經(jīng)常被提及的觀點(diǎn)。然而越來越多的研究機(jī)構(gòu)表明：學(xué)校中給學(xué)生傳授知識和各種技能的方法直接導(dǎo)致學(xué)生懂得了知識卻不會運(yùn)用它解決相關(guān)問題。布朗，柯林斯和杜吉德認(rèn)為，課堂活動沒有體現(xiàn)出現(xiàn)實(shí)生活中問題解決的特征，因此就削弱了學(xué)生將知識應(yīng)用于外界的能力。桑托斯.特里戈和卡馬喬.馬金曾針對問題提出過這樣的挑戰(zhàn)“能否將常規(guī)的解決問題轉(zhuǎn)化成解決問題的能力的培養(yǎng)，以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)？”研究表明，為了促進(jìn)有效學(xué)習(xí)，提倡高學(xué)歷和鼓勵學(xué)生個性發(fā)展，教育工作者應(yīng)該提供真實(shí)的培訓(xùn)任務(wù)。同樣研究人員認(rèn)為，個案研究和實(shí)例須在其真正發(fā)生的情況下去學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)其自然的內(nèi)容而非精簡的教科書上的一些簡便原則

4、（門的菲爾等人，1991）。解決教科書上的問題的過程在多大程度上可以幫助學(xué)生建立實(shí)踐性思維方式目前仍在調(diào)查（桑托斯.特格里和卡馬喬.馬金，2009）國家研究理事會（NRC，1999）科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)建議利用廣泛的認(rèn)知和程序技巧長期進(jìn)行調(diào)查活動，包括論證、解釋、與他人溝通思想，這些都會促進(jìn)學(xué)習(xí)。該標(biāo)準(zhǔn)還建議要加深學(xué)生的理解，為此，學(xué)生需要將新知識與原有知識聯(lián)系起來形成一種類似于網(wǎng)絡(luò)鏈接的概念。此外，國家研究委員會（1999）倡導(dǎo)信息技術(shù)教學(xué)，并強(qiáng)烈要求利用技術(shù)以促進(jìn)學(xué)生對數(shù)學(xué)和科學(xué)的理解。理論家和教育家正在推廣以現(xiàn)實(shí)為中心的項(xiàng)目和其它以現(xiàn)實(shí)為中心的活動，并利用這些方式來促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)。有經(jīng)驗(yàn)

5、的教育工作者都認(rèn)同學(xué)生通過項(xiàng)目學(xué)習(xí)能夠取得好的學(xué)習(xí)效果這一觀點(diǎn)，因?yàn)檫@樣學(xué)生可以利用先進(jìn)的技術(shù)工具查找自身存在的問題。（布魯門菲爾德等人，1991；克林，1989；林恩等2000；萊博和瓦格，1994）。技術(shù)在支持師生從事高難度思考性的項(xiàng)目時是很有價值的，然而我們最關(guān)心的不是技術(shù)本身而是如何有效地使用它。（金納曼，1994；埃爾曼，1995；率吉爾伯特1995）研究者進(jìn)行該項(xiàng)研究的目的在于審查和討論一些要在學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程中采用的方法并分析其有效性。這種做法包括兩個方面一、基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的真實(shí)的學(xué)習(xí)活動；二、教育模擬?；陧?xiàng)目的學(xué)習(xí)基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)（PBL）融合了傳統(tǒng)學(xué)科的學(xué)習(xí)目標(biāo)和真實(shí)可信的學(xué)習(xí)環(huán)

6、境。它的主要合理之處在于針對合適的學(xué)習(xí)活動采取真實(shí)的活動作為模型以加強(qiáng)理解，并通過相關(guān)知識的應(yīng)用開發(fā)以拓寬知識面。無論是老師提出還是由新的社會環(huán)境所帶來的問題，都應(yīng)查找一種更能發(fā)展技能的方案，比如通過基于項(xiàng)目的課程發(fā)展某一特定科目的技能。換句話說，PBL為元認(rèn)知的發(fā)展提供了外在環(huán)境（唐寧2009）此外，另一項(xiàng)關(guān)于牙科學(xué)生壓力來源的調(diào)查結(jié)果顯示：教學(xué)與傳統(tǒng)的課程教學(xué)相比與知覺強(qiáng)調(diào)呈負(fù)相關(guān)，但其卻對學(xué)習(xí)有著強(qiáng)烈的沖擊。然而，改造傳統(tǒng)的課堂成為真正的學(xué)習(xí)環(huán)境不僅僅是將現(xiàn)實(shí)生活的情況或特征納入學(xué)校的工作。此外，課程創(chuàng)新在執(zhí)行和系統(tǒng)檢查上也并非易事。年貝勒瑞亞等人針對一個新的綜合性醫(yī)療教學(xué)設(shè)計(jì)對學(xué)生學(xué)習(xí)

7、方法的影響進(jìn)行了研究。雖然，該方案根據(jù)課程的特點(diǎn)，以研究發(fā)現(xiàn)促進(jìn)深層次的學(xué)習(xí)，但結(jié)果表明，促進(jìn)學(xué)生深層次的學(xué)習(xí)是比以往想象的更復(fù)雜的事情。克拉伊契爾（）認(rèn)為，有五個特征：駕馭問題、調(diào)查、實(shí)物、協(xié)作和技術(shù)手段，它在促進(jìn)小組成員溝通方面有所創(chuàng)新，就像和老師交流一樣。另外，這種方法可以由多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所支持，例如互聯(lián)網(wǎng)。教室中因?yàn)槲⑿陀?jì)算機(jī)的引入使得在課堂管理、課程結(jié)構(gòu)和學(xué)生評估等方面的創(chuàng)新上產(chǎn)生了無數(shù)的實(shí)例。強(qiáng)大的硬件和先進(jìn)的軟件工具為學(xué)習(xí)者提供了主動學(xué)習(xí)的環(huán)境。研究表明，學(xué)生在學(xué)習(xí)中使用電腦可取得重大成就。在基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)中，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的技術(shù)集成對建構(gòu)性學(xué)習(xí)特別有益，學(xué)生可以及時的看到自己

8、的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。計(jì)算機(jī)不僅能支持學(xué)習(xí)，在發(fā)展批判性思維的高技能訓(xùn)練、分析和科學(xué)探究等方面也都非常有益。但是僅僅在教室中引入電腦并不能確保對它們的有效使用。教室中誰如何使用都將影響它被使用的有效性：（）積極參與（）團(tuán)隊(duì)參與（）頻繁的互動和反饋（）內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)的連接。奧邁爾等人于年進(jìn)行了一項(xiàng)研究以探討在環(huán)境中技術(shù)是如何影響參與者的社會性、認(rèn)知和教學(xué)的。結(jié)果表明，盡管三維技術(shù)的一些特點(diǎn)能促進(jìn)參與者的存在性，但技術(shù)還需加入額外的技術(shù)和教學(xué)特點(diǎn)以進(jìn)一步提高認(rèn)知，因?yàn)榻虒W(xué)應(yīng)該導(dǎo)致整體的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。一些研究的先驅(qū)者相信，有效地利用計(jì)算機(jī)模擬可以解決這些相關(guān)因素（布萊克斯坎隆，）教育模擬艾森和特洛利普將模擬定義為用戶

9、通過參與仿真實(shí)驗(yàn)對一些現(xiàn)象和活動的學(xué)習(xí)。模擬不僅可以輕松控制實(shí)驗(yàn)中的參數(shù)，使一些探索性實(shí)驗(yàn)成為可能，模擬的另一重要之處在于它可以呈現(xiàn)多種媒體形式如圖表、圖形、動畫、聲音等從教學(xué)設(shè)計(jì)的角度來看，教育模擬對參與者戰(zhàn)勝困難提供機(jī)會并會對他們的行為作出回應(yīng)和反饋。換言之，模擬施工工具包是一個集科學(xué)調(diào)查、勘探、解釋和測試于一體的實(shí)驗(yàn)室?？梢哉f是代表著結(jié)構(gòu)性思考體驗(yàn)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室和動畫并以促進(jìn)這項(xiàng)學(xué)科的方式查詢，了解如何模擬建設(shè)，如可以用來提煉重要思想。仿真模型是現(xiàn)實(shí)世界的簡化系統(tǒng)。在模擬軟件的使用中，所選變量的特征的改變將會影響其他變量乃至整個評估系統(tǒng)。旨在幫助用戶動態(tài)的創(chuàng)建他們自己的模擬使用系統(tǒng)。創(chuàng)建過程

10、中需要考慮系統(tǒng)的動態(tài)過程正面和負(fù)面的因果循環(huán)，流動、積累和轉(zhuǎn)換。是一項(xiàng)技術(shù)，它能夠提高個人在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的認(rèn)知和支配能力。軟件模擬包的實(shí)際價值體現(xiàn)在人之處理方面，可以促進(jìn)模型的建立和發(fā)展。好的科學(xué)就是好的問題，我們必須創(chuàng)造好的問題以產(chǎn)生模擬并對自然的追求產(chǎn)生濃厚興趣。仿真建模一般有兩種形式（）依據(jù)課程，要求學(xué)生創(chuàng)建自己的有關(guān)科學(xué)現(xiàn)象的模型（）鑒于現(xiàn)有的模式，要求改變特定的參數(shù)以檢查其對整個系統(tǒng)的影響。這兩種不同的建模方法有可能在問題解決技能和知識內(nèi)容上產(chǎn)生不同的認(rèn)知結(jié)果。在這篇論文中，我們正在考慮交互式仿真，讓學(xué)生改變計(jì)劃中的參數(shù)并觀察會發(fā)生什么樣的結(jié)果，盡管從理論上說使用技術(shù)可以促進(jìn)學(xué)生基

11、于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，課堂中使用合適的技術(shù)可以促進(jìn)教學(xué)，但在實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)很少有中學(xué)教師在教學(xué)中使用模擬。事實(shí)上，體現(xiàn)式學(xué)習(xí)作為一種主導(dǎo)模式的重現(xiàn)在教育中以及最近所研究的在課堂中注入信息技術(shù)為檢驗(yàn)基于計(jì)算機(jī)模擬與基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的效果創(chuàng)造了很好的機(jī)會。這里的研究報告探討的是利用模擬實(shí)驗(yàn)的基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的成效。并提出了以下研究問題：基于現(xiàn)實(shí)的項(xiàng)目是如何促進(jìn)學(xué)生有意學(xué)習(xí)和端正態(tài)度的，特別是基于計(jì)算機(jī)仿真時？本研究探討的問題是一個由國家科學(xué)基金會資助的土地利用流域項(xiàng)目。該項(xiàng)目中利用了集成仿真軟件以方便學(xué)生理解。土地利用流域是一項(xiàng)由堪薩斯州的網(wǎng)絡(luò)研究人員合作開發(fā)的科學(xué)項(xiàng)目。方法及目標(biāo)程序和采樣這項(xiàng)研究的參與者是六至

12、八年級的名學(xué)生（男，女）。所有的學(xué)生在研究期間均在堪薩斯城的西北中等學(xué)校。學(xué)生不分年齡被隨機(jī)分到三個納入研究的教室。各組學(xué)生均可受益于網(wǎng)絡(luò)資源，上網(wǎng)通過來閱讀項(xiàng)目材料。小組成員之間相互協(xié)作，利用超文本鏈接尋找相關(guān)用語的定義和其它信息。材料由同一個老師分發(fā)，同學(xué)們被提前進(jìn)行測試以了解他們對流域概念及相關(guān)知識內(nèi)容的理解。第一測試組19人，基于項(xiàng)目（PB）以傳統(tǒng)講授方式授課。第二測試組33人，基于項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)?zāi)M組（PBES）以實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃头抡婺Ｐ偷姆绞绞谡n。第三組20人，基于項(xiàng)目的仿真組（PBS），進(jìn)行仿真模擬但是無實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｃ總€教室的學(xué)生根據(jù)先前的測試又被分成三到四組以便改進(jìn)學(xué)習(xí)，獲得具有相同特征的

13、小組。研究者針對分水嶺上土地使用效果設(shè)計(jì)了一堂課，用海綿和紙板設(shè)計(jì)了分水嶺模型。還使用STELLA軟件設(shè)計(jì)了兩個應(yīng)用模型以強(qiáng)調(diào)分水嶺的概念特別是徑流旁的土地利用率。第一個應(yīng)用以實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑榇恚瑥暮＞d紙板實(shí)驗(yàn)（STELLA1）中獲取數(shù)據(jù)。第一個應(yīng)用比較先進(jìn)，是從分水嶺中獲取數(shù)據(jù)（STELLA2），仿真模型作為一個輔助工具。通過操縱因素之間的相互作用以練習(xí)“假設(shè)情境”并理解分水嶺的重要影響參數(shù)。假說第一個假說（H01）是：不同組的學(xué)生獲得相同的知識內(nèi)容。第二個假說（H02）是：不同組的學(xué)生對知識的理解不同。第三個假說（H03）是：不同組的學(xué)生對項(xiàng)目持相同的態(tài)度內(nèi)容58個有關(guān)學(xué)生調(diào)查的問題以便收集四

14、種類型的材料一、八個真/假的問題；在統(tǒng)計(jì)分析中獲得知識測試的內(nèi)容。二、7個開放的問題，以測試學(xué)生對分水嶺概念的理解。三、20個選擇題，測試學(xué)生對項(xiàng)目的態(tài)度。四、5個真/假問題，收集學(xué)生計(jì)算機(jī)背景知識的信息。此外，通過小組討論和在線學(xué)習(xí)搜集一些資料。結(jié)果該研究設(shè)計(jì)包含的三個獨(dú)立因素：性別（男或女），年級（第六第七第八），測試法（PB，PBES或PBS）和電腦背景以5點(diǎn)里克特尺度作為協(xié)變量。依變量包括三項(xiàng)措施：內(nèi)容知識、主題的理解、學(xué)生對項(xiàng)目的態(tài)度。方差分析測試的結(jié)果不支持H01（Pvalue0.05）因此得出結(jié)論，不同組學(xué)生的知識內(nèi)容無顯著差異。相比之下，H02（Pvalue=0.05）因此，不

15、同群體的學(xué)生對知識的理解存在差異。（Pvalue=0.002）。事后檢查結(jié)果表明：ES組的學(xué)生（平均，標(biāo)準(zhǔn)差）優(yōu)于其他兩組（：平均，標(biāo)準(zhǔn)差；：平均，標(biāo)準(zhǔn)差）表一：測試組知識理解水平的平均變化量測試組（）測試組（）平均（）基于項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)?zāi)M傳統(tǒng)的基于項(xiàng)目的仿真基于項(xiàng)目的仿真?zhèn)鹘y(tǒng)基于觀測方法，水平在的存在顯著意義理解上的差異。處理分析顯示與組中的男性之間無顯著差異，而組中的女性表現(xiàn)高于組中的女性表現(xiàn)，性別間的互動和測試變量表明該項(xiàng)目對女性的影響較強(qiáng)導(dǎo)致組的平均得分高于組。進(jìn)一步分析表明，學(xué)生對分水嶺這一概念的理解增益（增值）與學(xué)生的年級水平不相干。學(xué)生對項(xiàng)目的態(tài)度，特別是對軟件模擬很感興趣（）。先

16、前有用過軟件的學(xué)生不僅能在活動中更能理解分水嶺的意義，在課程訓(xùn)練中也遇到了較少的困難。通過對學(xué)生計(jì)算機(jī)背景的分析可知，只有的學(xué)生從未使用過電腦，的學(xué)生在家中使用電腦，的學(xué)生有使用電腦的經(jīng)驗(yàn)。的學(xué)生從未使用過圖：測試組中男性與女性的理解增益討論本研究有兩個有趣而重要的發(fā)現(xiàn)。第一，組的表現(xiàn)顯著高于組，組利用了以電腦為基礎(chǔ)的模擬但是沒有運(yùn)用紙板模型試驗(yàn)，因此，無法從中受益導(dǎo)致其得分低于組依據(jù)，（林恩等，年頁）技術(shù)不應(yīng)被作為基本直覺的替代，他可以而且應(yīng)該用來促進(jìn)理解。此外，組的群體表現(xiàn)要優(yōu)于組。仿真及其作用對于組表現(xiàn)好的一種解釋是他們從實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭蝎@得了直接經(jīng)驗(yàn)又通過軟件產(chǎn)生了數(shù)據(jù)，并且從更先進(jìn)更復(fù)雜的

17、（）中加深了理解。許多研究表明，將施工技術(shù)與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)合更能使項(xiàng)目成功。因?yàn)榧夹g(shù)與模型的結(jié)合更有利于個人對數(shù)據(jù)的收集。技術(shù)支持的項(xiàng)目活動對學(xué)生來說更有意義。研究表明，模擬在科學(xué)學(xué)習(xí)中可以發(fā)揮重要作用，但它的使用并非像它們看起來那么直接，許多研究人員強(qiáng)調(diào)使用模擬時技術(shù)很重要。他們爭辯說，盡管他們的教學(xué)受歡迎，但是由于學(xué)員缺少一些模擬的支持使得模擬的效力或效益較低。和相互作用在測試組中，試驗(yàn)和模擬提供了更多的合作機(jī)會，因此，與其它兩種方式相比學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與老師之間有更多的互動。該調(diào)查支持舒特的建議：加強(qiáng)師生間的互動可以使多媒體通訊發(fā)揮更好的效能。另一項(xiàng)研究表明，所有的主動性學(xué)習(xí)和建構(gòu)性學(xué)習(xí)、自

18、我指導(dǎo)和協(xié)作學(xué)習(xí)都是通過與環(huán)境相互作用產(chǎn)生的（耀與史密斯，）小組工作中問題解決技能的提高有兩個要素：一個是學(xué)生從其他學(xué)生的理解中獲得知識另一個是學(xué)生參與解決問題使自己能更深刻地思考有關(guān)問題及其解決方案。其他調(diào)查報告顯示成功的創(chuàng)新方案能改善教學(xué)并對學(xué)習(xí)者產(chǎn)生巨大影響。電子學(xué)習(xí)平臺不僅能提供理論知識的內(nèi)容，一個基于問題的電子學(xué)習(xí)（）模式還包括理論和情景學(xué)習(xí)，能輔助教師對有輕度殘疾的學(xué)生提供數(shù)學(xué)知識。另一方面，林恩等人認(rèn)為，將技術(shù)應(yīng)用于教育中會產(chǎn)生一些偏見，認(rèn)為那是男性的強(qiáng)項(xiàng)。然而，如果使用得當(dāng)，技術(shù)可以促進(jìn)從事科學(xué)事業(yè)的任何人的發(fā)展。林恩等人表示，有這樣一個信念，即男學(xué)生在信息技術(shù)的應(yīng)用上會更好些

19、，但一些研究表明，在傳統(tǒng)的初中及學(xué)校中，女性及各文化團(tuán)體成員又較少的機(jī)會學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和科學(xué)，在創(chuàng)新工作小組中小組的學(xué)生都能從實(shí)踐中受益。因此，男女性有平等的貢獻(xiàn)。同樣，這些報告都支持研究的第二個發(fā)現(xiàn)。性別與測試變量之間的關(guān)系表明：項(xiàng)目對女性產(chǎn)生了更大的影響從而導(dǎo)致了組的平均分高于組。相比之下，測試對男性沒有顯著影響。基本上，這個有趣的發(fā)現(xiàn)與調(diào)查人員的意見及額外的調(diào)查相符合。表一顯示的是男性和測試組的平均得分。PBL和批判性思維總而言之，這一研究支持在學(xué)習(xí)中使用以項(xiàng)目為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)?zāi)M。研究結(jié)果表明，方法的創(chuàng)新雖沒能顯著提高學(xué)生的知識內(nèi)容，但使學(xué)生對流域概念的理解得到了改善。在此研究中，PBES組沒有

20、足夠的時間涉及較多的概念，然而他們花費(fèi)時間于各式各樣的活動以加深對這一概念的理解。PB組重點(diǎn)在于接受和記憶多個概念。從而可以解釋為什么PBES組的學(xué)生對概念有更好的解釋。從學(xué)生考試的回答中可以看出他們對分水嶺的概念有了更好更深的理解。他們還能更正確詳細(xì)的了解徑流圖及水在地表的滲透。菲爾韓（2009）的研究取得了類似的結(jié)果，他研究的是網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境中在線PBL方式是如何影響本科生的批判性思維技能和知識內(nèi)容的獲取。結(jié)果表明，在線PBL小組學(xué)習(xí)對知識的獲取無顯著影響，但對批判性思維技能的提高有著顯著影響。此外，這個調(diào)查結(jié)果與美國國家科學(xué)基金會對中學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用項(xiàng)目學(xué)習(xí)的報告是一致的。一系列由技術(shù)支持的基于

21、項(xiàng)目的單元納入了中學(xué)課程，如保護(hù)哺乳動物使用HabiTech應(yīng)用九興的簡化版本。美國國家科學(xué)基金會對本單元的評價是有著積極的作用。本單元符合1989年的NCTM標(biāo)準(zhǔn)，并加強(qiáng)了學(xué)生在課堂中的交流。瑞斯泰勒等人一致認(rèn)為，與傳統(tǒng)教學(xué)相比，基于計(jì)算機(jī)的模擬可以顯著提高創(chuàng)新能力。此外，結(jié)論顯示學(xué)生對分水嶺的理解與年級水平是獨(dú)立的，這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)中介的混合年齡組比傳統(tǒng)學(xué)習(xí)的混合年齡組在理解上有著更好的測試結(jié)果。整個項(xiàng)目之后，學(xué)生對項(xiàng)目特別是對STELLA軟件模擬有著積極的態(tài)度和看法。美國國家科學(xué)基金會的評價報告還指出，保護(hù)哺乳動物一章正面影響著學(xué)生的態(tài)度（林恩等，2000年）研究作用研究提前介紹了計(jì)算

22、機(jī)進(jìn)入課堂，以確保有效的使用這項(xiàng)技術(shù)加強(qiáng)學(xué)習(xí)。研究也有助于教師利用技術(shù)進(jìn)行教學(xué)而不是以計(jì)算機(jī)代替人。教師，特別需要教會學(xué)生利用技術(shù)獲取知識科學(xué)教學(xué)包括技術(shù)的使用和有效的學(xué)習(xí)，它依賴于教師的技術(shù)知識還包括如何將特定的工具最好的運(yùn)用于特定用途、教室、實(shí)驗(yàn)室設(shè)置和學(xué)生（軒尼詩，2006）仿真，鼓勵學(xué)生去體會變量，使他們理解一個變量的變化會引起其它變量的變化。不過模擬的成功與否取決于仿真工具是否得到有效的使用。在科學(xué)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)技術(shù)的合理使用是一個值得研究的領(lǐng)域，而技術(shù)本身是一個“移動的目標(biāo)”作為項(xiàng)目定期出現(xiàn)。正如基奧和拉弗雷尼爾所建議的那樣，團(tuán)隊(duì)精神和技術(shù)正在成為PBL教學(xué)的重要組成部分，但促成計(jì)算機(jī)

23、輔助的團(tuán)隊(duì)精神是復(fù)雜費(fèi)時的。知道如何以及何時進(jìn)行干預(yù)就證明是有用的。最后，研究表明：技術(shù)工具可以加強(qiáng)數(shù)學(xué)和科學(xué)的學(xué)習(xí)，在PBL設(shè)置中，需要更多的人性化和基于項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。哈卡萊寧認(rèn)為，PBL為教學(xué)提供了一個很好的模型，可以支持學(xué)生知識和技能的學(xué)習(xí)，如計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)學(xué)教學(xué)為基礎(chǔ)的模擬研究。然而，有效地將這些知識納入課程一直存有爭議、困難和要求。結(jié)論最后基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)方法的實(shí)施應(yīng)該有其充分的影響，但還需進(jìn)一步調(diào)查。許多研究表明以項(xiàng)目為基礎(chǔ)的可視化模擬已經(jīng)改變了一些科學(xué)領(lǐng)域并可能成為中學(xué)的教學(xué)基礎(chǔ)。然而，基于計(jì)算機(jī)仿真模擬的基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)需要認(rèn)真規(guī)劃和實(shí)施。最近的研究表明，模擬可以幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)中的困難，如組件間的集合規(guī)劃、時間變量圖，三維位置中的最低點(diǎn)等。同時，大量研究表明，由于太復(fù)雜和太難理解，模擬通常會失敗。事實(shí)上，研究人員在研究中注意到使用科學(xué)模擬軟件改善學(xué)生對概念的理解，但是很少有研究詳細(xì)說明其成功或發(fā)生故障的原因。在這項(xiàng)研究中，研究者管理的仿真模擬以兩組PBS和PBES進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果PBES組優(yōu)于PBS組。不過，在PBES實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭袑W(xué)生通過仿真模擬和更為復(fù)雜的模型之間進(jìn)行有效地互動。換句話說，本研究的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ涂梢詭椭鷮W(xué)生了解第一仿真模型（STELLA1）中數(shù)據(jù)和流量的運(yùn)作，因?yàn)槟Ｐ褪墙⒃谶@些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，因此允許他們建立有更深直覺的