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目前,我国已有很多成型的虚拟学习环境,但是在这些虚拟学习环境的使用过程中,学习者很容易产生“认知超载”现象。这一现象产生的原因归根到底就是,在虚拟学习环境的设计过程中,没有考虑或较少考虑到学习者的认知负荷因素。认知负荷理论深入分析了学习者产生认知负荷的原因,能够为虚拟学习环境的设计提供指导。根据认知负荷理论对虚拟学习环境进行设计,以支持和促进学习者的学习,已逐渐成为国内外研究的热点。因此,对基于认知负荷理论的虚拟学习环境的设计进行研究,为学习者创建一个高效的虚拟学习环境,具有重要的理论价值和现实意义。论文采用开发性研究法、设计研究法、系统方法、解释结构模型等方法,主要在以下六个方面做了一些研究工作。(1)对虚拟学习环境和认知负荷理论的解析。对虚拟学习环境的定义、分类、特征等进行理解,对认知负荷的定义、结构、类型,以及认知负荷理论的基本观点进行解析。(2)分析认知负荷理论指导虚拟学习环境设计的必要性和可能性,提出基于认知负荷理论的虚拟学习环境整体设计思路。(3)在分析一般虚拟学习环境构成要素的基础上,分析基于认知负荷理论的虚拟学习环境基本结构。(4)构建基于认知负荷理论的虚拟学习环境的教学设计模型。(5)进行基于认知负荷理论的虚拟学习环境的软件设计。在软件功能分析和学习者基于认知负荷理论的网上学习模式分析的基础上,提出基于认知负荷理论的虚拟学习环境的软件体系结构。(6)示例系统的开发。在论文提出的教学设计和软件设计方法的指导下,以《C程序设计》课程为例,开发基于认知负荷理论的虚拟学习环境,并进行试用。经过一系列的研究工作,论文取得了一定的研究成果。(1)在对一般虚拟学习环境进行理解的基础上,结合对认知负荷理论的解析,分析认知负荷理论指导虚拟学习环境设计的必要性和可能性,提出基于认知负荷理论的虚拟学习环境设计整体思路,即分别从教学设计和软件设计两方面进行。(2)构建了基于认知负荷理论的虚拟学习环境教学设计模型。基于认知负荷理论的虚拟学习环境的教学设计,包括内在认知负荷子环境设计、外在认知负荷子环境设计和关联认知负荷子环境设计。(3)设计了基于认知负荷理论的虚拟学习环境的软件体系结构。将软件体系结构分为教师子系统和学习者子系统,分别进行详细设计。论文的创新之处在于:(1)在分析基于认知负荷理论的虚拟学习环境的要素与结构的基础上,提出基于认知负荷理论的虚拟学习环境教学设计模型。认为基于认知负荷理论的虚拟学习环境的教学设计,包括内在认知负荷子环境设计、外在认知负荷子环境设计和关联认知负荷子环境设计。(2)在教学设计的基础上,分析软件功能结构和基于认知负荷理论的网上学习模式,进而设计基于认知负荷理论的虚拟学习环境的软件体系结构,并对两个子系统进行更为详细的设计。