2025年大學教育技術專業(yè)題庫——大學教育技術學的數(shù)字化實驗考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在題后括號內(nèi)）1.在大學教育技術學中，“數(shù)字化實驗”主要區(qū)別于傳統(tǒng)實驗的顯著特征是（）。A.強調(diào)實驗結果的量化B.依賴物理實物的操作C.運用數(shù)字技術模擬或創(chuàng)造實驗環(huán)境D.通常在實驗室環(huán)境中進行2.下列哪一項技術最常用于創(chuàng)建高度沉浸式的虛擬環(huán)境，讓學生在其中進行探索式學習？（）A.增強現(xiàn)實（AR）B.混合現(xiàn)實（MR）C.虛擬現(xiàn)實（VR）D.移動學習應用3.根據(jù)認知負荷理論，在設計大學數(shù)字化實驗時，為了促進深度學習，應重點避免的是（）。A.提供清晰的指導和反饋B.限制無關認知負荷C.增加必要的認知負荷以促進工作記憶參與D.使用高度逼真的視覺模擬4.在一個模擬復雜手術操作的數(shù)字化實驗中，最適宜采用的數(shù)據(jù)收集方法是（）。A.學習者的自我報告問卷B.對學習者操作視頻的細致觀察與分析C.簡單的前后測成績比較D.課堂討論記錄5.大學數(shù)字化實驗設計的核心環(huán)節(jié)，旨在明確實驗目的、內(nèi)容、步驟和預期結果的是（）。A.實驗變量控制B.實驗環(huán)境搭建C.實驗假設提出D.數(shù)據(jù)收集計劃6.如果一個數(shù)字化實驗旨在培養(yǎng)學習者的團隊協(xié)作能力，那么實驗設計應特別關注（）。A.單獨完成任務的機制B.提供即時、具體的答案反饋C.設計需要多人交互、共同解決問題的任務和情境D.盡量減少實驗中的技術故障7.下列關于大學數(shù)字化實驗效果評價的描述，哪一項是不準確的？（）A.評價應關注知識掌握與技能提升B.評價應僅關注最終的操作結果C.評價應考慮學習過程的參與度和體驗感D.評價方法應包含定量與定性相結合8.在使用VR技術進行大學物理實驗模擬時，學習者可能遇到的主要倫理問題是（）。A.實驗設備過于昂貴B.模擬環(huán)境與真實世界差異過大導致誤判C.VR設備使用時間過長可能引發(fā)健康問題D.實驗數(shù)據(jù)的安全性難以保障9.將現(xiàn)實世界中的物體信息疊加到虛擬視圖上，輔助學習者進行觀察或操作的技術是（）。A.VRB.ARC.MRD.學習分析10.大學教育技術專業(yè)學生參與數(shù)字化實驗設計過程，最能體現(xiàn)其（）能力。A.技術操作B.教學設計C.問題解決D.內(nèi)容研發(fā)二、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.數(shù)字化實驗2.認知負荷3.沉浸式學習4.學習分析5.準實驗設計三、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述大學數(shù)字化實驗相較于傳統(tǒng)實驗的主要優(yōu)勢。2.在大學數(shù)字化實驗中，如何平衡技術先進性與教學目標達成度？3.設計一個用于化學實驗安全操作培訓的數(shù)字化實驗，需要考慮哪些關鍵要素？4.簡述數(shù)字化實驗設計中，控制無關變量的常用方法。四、論述題（15分）結合大學教育技術學專業(yè)學習的相關知識，論述數(shù)字化實驗在提升高等教育教學質(zhì)量和學習效果方面的潛力與挑戰(zhàn)。五、案例分析題（20分）某大學工程學院設計了一個數(shù)字化實驗，讓學生利用VR技術模擬進行橋梁結構的設計與承重測試。實驗允許學生自由選擇材料、結構形式，并通過虛擬環(huán)境測試其承重能力，系統(tǒng)會實時反饋測試結果和結構應力分布。請分析該數(shù)字化實驗的設計特點，并探討其可能存在的局限性以及改進方向。試卷答案一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在題后括號內(nèi)）1.C*解析思路：數(shù)字化實驗的核心在于利用數(shù)字技術（計算機、虛擬現(xiàn)實、仿真等）來模擬、創(chuàng)造或增強實驗環(huán)境，與依賴物理實物的傳統(tǒng)實驗形成區(qū)別。2.C*解析思路：VR技術能創(chuàng)建完全虛擬的環(huán)境，提供高沉浸感，適合用于需要學生深入探索和體驗的場景。3.D*解析思路：認知負荷理論強調(diào)減少無關負荷，突出核心內(nèi)容。高度逼真的視覺模擬可能增加認知負荷，干擾學習。4.B*解析思路：模擬復雜操作需要細致觀察學習者的具體行為，視頻分析能提供客觀依據(jù)，自我報告可能主觀，前后測難以反映過程，討論記錄信息零散。5.C*解析思路：實驗假設是指導實驗設計的出發(fā)點，明確了要驗證的問題，是設計的核心環(huán)節(jié)。6.C*解析思路：培養(yǎng)團隊協(xié)作能力需要設計需要分工合作、溝通協(xié)調(diào)的任務情境。7.B*解析思路：數(shù)字化實驗效果評價應是全面的，不僅關注結果，也關注過程、體驗和態(tài)度等。8.B*解析思路：VR模擬若與真實世界差異過大，可能導致學習者將錯誤認知帶入實際操作，產(chǎn)生安全隱患或誤判。9.B*解析思路：AR技術是將數(shù)字信息疊加到現(xiàn)實世界視圖上的技術。10.B*解析思路：參與數(shù)字化實驗設計需要整合教學原理、學習科學、技術應用等多方面知識，進行教學設計。二、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.數(shù)字化實驗：指利用數(shù)字技術（如計算機模擬、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等）創(chuàng)建、模擬或增強實驗環(huán)境，用于教學、訓練或研究目的，旨在促進學習者知識建構、技能提升或問題解決的一種實踐活動或方法。2.認知負荷：指學習者在學習過程中，工作記憶為處理信息所承受的負擔。包括內(nèi)在認知負荷、外在認知負荷和相關認知負荷（心不在焉等）。有效數(shù)字化實驗設計需關注認知負荷的調(diào)節(jié)。3.沉浸式學習：指學習者完全沉浸在一個由技術（如VR/AR/MR）構建或增強的環(huán)境中，通過感官互動和主動參與，獲得深度理解和豐富體驗的學習方式。4.學習分析：指對學習過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)（如行為數(shù)據(jù)、交互數(shù)據(jù)、成果數(shù)據(jù)等）進行收集、整合、分析，以揭示學習規(guī)律、評估學習效果、提供個性化反饋和支持教學決策的過程。5.準實驗設計：指在無法嚴格隨機分配被試或控制所有無關變量的真實教育情境中，通過采用某些控制方法（如匹配、抵消平衡、設置控制組等），來推斷變量間因果關系的一種實驗設計類型，常用于教育研究。三、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述大學數(shù)字化實驗相較于傳統(tǒng)實驗的主要優(yōu)勢。*解析思路：從環(huán)境創(chuàng)設、安全性、可重復性、成本效益、數(shù)據(jù)收集、個性化等方面比較。*答案要點：①突破時空限制，可創(chuàng)設傳統(tǒng)實驗難以實現(xiàn)或危險的環(huán)境；②提高安全性，避免高風險實驗的操作風險；③可重復性高，便于學生反復練習和探究；④成本相對較低，減少對昂貴設備和耗材的依賴；⑤便于收集學習過程數(shù)據(jù)，支持效果評價和個性化指導；⑥可融合多種媒體和交互方式，提升學習體驗。2.在大學數(shù)字化實驗中，如何平衡技術先進性與教學目標達成度？*解析思路：強調(diào)以教學目標為導向，技術服務于學習，避免為技術而技術。*答案要點：①明確教學目標，確保技術應用緊密圍繞核心知識、技能或素養(yǎng)目標；②選擇合適的技術，技術應能有效支持教學目標的實現(xiàn)，而非追求最前沿但與目標關聯(lián)度不高的技術；③注重教學設計，將技術融入教學流程，關注如何利用技術促進學習互動和認知參與；④評估技術效果，定期檢驗技術應用對教學目標達成度的實際貢獻，并根據(jù)反饋進行調(diào)整。3.設計一個用于化學實驗安全操作培訓的數(shù)字化實驗，需要考慮哪些關鍵要素？*解析思路：從模擬內(nèi)容、交互設計、安全提示、反饋機制、評估方式等方面構思。*答案要點：①模擬內(nèi)容：覆蓋常見危險化學品的搬運、儲存、使用、廢棄處理等關鍵操作步驟；②交互設計：允許學生模擬實際操作（如開啟閥門、添加試劑、穿戴防護裝備），交互應直觀、響應及時；③安全提示：在關鍵步驟或危險情境下，提供明確的文字、語音或視覺安全警示；④反饋機制：對正確操作給予肯定，對錯誤操作進行糾正提示，并解釋錯誤可能導致的后果；⑤評估方式：記錄學生操作過程，評估操作規(guī)范性，可設置闖關或評分機制。4.簡述數(shù)字化實驗設計中，控制無關變量的常用方法。*解析思路：結合準實驗設計的思想，提出在非隨機情境下控制無關變量的具體策略。*答案要點：①設置控制組：設置一個不參與實驗干預或參與不同干預的對照組，用于比較效果，間接控制無關變量影響；②匹配組設計：將實驗組被試根據(jù)某些關鍵特征（如priorknowledge,年齡）與控制組被試進行配對，確保兩組被試初始狀態(tài)相似；③抵消平衡設計：將所有被試都經(jīng)歷實驗組和控制組（或不同水平）的處理，并交叉安排處理順序，以平衡不同順序可能帶來的系統(tǒng)效應；④標準化程序：確保實驗組和控制組的實驗流程、指導語、環(huán)境條件等所有非實驗因素保持一致；⑤前測后測：通過比較實驗前后被試的變化，并控制前測成績的基線影響。四、論述題（15分）結合大學教育技術學專業(yè)學習的相關知識，論述數(shù)字化實驗在提升高等教育教學質(zhì)量和學習效果方面的潛力與挑戰(zhàn)。*解析思路：首先闡述數(shù)字化實驗的核心優(yōu)勢及其對教學質(zhì)量和學習效果的積極影響，可結合學習理論、認知科學等知識。然后分析在應用過程中可能遇到的困難、限制或負面影響，即挑戰(zhàn)。最后進行總結，強調(diào)如何揚長避短。*答案要點：*潛力與優(yōu)勢：*促進深度學習：基于建構主義、認知負荷理論等，數(shù)字化實驗通過模擬、交互、沉浸式體驗，讓學生主動探索、試錯，促進知識內(nèi)化與意義建構。*提升實踐能力：為高風險、高成本或難于在實驗室實現(xiàn)的實驗（如手術、工程、野外考察）提供安全、可重復的實踐平臺，鍛煉操作技能。*增強學習興趣與參與度：運用游戲化、VR/AR等新穎技術，使學習過程更具趣味性和吸引力。*支持個性化學習：通過學習分析技術，追蹤學生行為，提供個性化反饋和路徑推薦。*促進混合式學習：數(shù)字化實驗可作為線上學習或線下實驗的補充，豐富教學資源，靈活組織教學活動。*便于效果評價與反饋：自動化收集過程數(shù)據(jù)，為教師提供評價依據(jù)，為學生提供及時、具體的學習反饋。*挑戰(zhàn)與問題：*技術門檻與成本：對教師的技術素養(yǎng)要求高，開發(fā)或購買高質(zhì)量數(shù)字化實驗的成本可能較高。*設計質(zhì)量參差不齊：若設計不當（如過度強調(diào)技術、忽視教學目標、交互不流暢），可能效果不佳甚至干擾學習。*倫理問題：數(shù)據(jù)隱私、算法偏見、數(shù)字鴻溝等需要關注。*過度依賴風險：可能導致學生缺乏對真實世界的體驗和動手能力，或形成對技術的惰性。*評估的復雜性：如何全面、準確地評估數(shù)字化實驗的綜合效果（知識、技能、態(tài)度、素養(yǎng)）仍需探索。*與現(xiàn)有教學體系的融合：如何將數(shù)字化實驗有效融入現(xiàn)有的課程體系和教學模式。*總結：數(shù)字化實驗是提升高等教育質(zhì)量的有效工具，但其潛力能否充分發(fā)揮，取決于高質(zhì)量的設計、有效的實施、教師的專業(yè)發(fā)展以及對挑戰(zhàn)的積極應對。五、案例分析題（20分）某大學工程學院設計了一個數(shù)字化實驗，讓學生利用VR技術模擬進行橋梁結構的設計與承重測試。實驗允許學生自由選擇材料、結構形式，并通過虛擬環(huán)境測試其承重能力，系統(tǒng)會實時反饋測試結果和結構應力分布。請分析該數(shù)字化實驗的設計特點，并探討其可能存在的局限性以及改進方向。*解析思路：首先分析案例中數(shù)字化實驗的具體設計特點，明確其采用了哪些技術、遵循了哪些設計原則。然后，從學習者、任務、環(huán)境、反饋、評價等角度，思考該設計可能存在的不足或局限性。最后，針對局限性提出具體的改進建議。*答案要點：*設計特點分析：*技術應用：明確使用了VR技術，創(chuàng)造了沉浸式的虛擬實驗環(huán)境。*任務驅(qū)動：學生承擔了設計與測試雙重任務，具有探索性和問題解決導向（設計承重能力強的橋梁）。*自由度與選擇：提供了材料、結構形式的選擇空間，鼓勵學生自主決策和試錯。*實時反饋：系統(tǒng)能實時顯示測試結果（承重能力）和結構應力分布，提供直接的績效反饋。*目標導向：實驗目的明確（設計與測試承重橋梁），反饋直接關聯(lián)目標。*潛在的教學原則體現(xiàn)：可能體現(xiàn)了建構主義（學生主動設計）、認知負荷理論（需關注信息呈現(xiàn)方式）、目標導向教學等。*可能存在的局限性：*真實性不足：VR模擬的物理規(guī)律、材料特性、結構響應可能與真實世界存在差異，導致學生形成不完全正確的認知或技能。*設計思維的挑戰(zhàn)：僅提供材料列表和結構形式選項，可能限制學生發(fā)揮創(chuàng)造力，缺乏對真實設計流程中約束條件（如成本、美觀、施工工藝）的考慮。*反饋的深度有限：實時反饋可能僅限于“成功”或“失敗”、“安全”或“危險”，缺乏對設計方案