2025年大學(xué)教育技術(shù)專業(yè)題庫——大學(xué)教育技術(shù)學(xué)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(xué)教育技術(shù)學(xué)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(jié)果的量化B.依賴物理實物的操作C.運用數(shù)字技術(shù)模擬或創(chuàng)造實驗環(huán)境D.通常在實驗室環(huán)境中進(jìn)行2.下列哪一項技術(shù)最常用于創(chuàng)建高度沉浸式的虛擬環(huán)境，讓學(xué)生在其中進(jìn)行探索式學(xué)習(xí)？（）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(xué)習(xí)應(yīng)用3.根據(jù)認(rèn)知負(fù)荷理論，在設(shè)計大學(xué)數(shù)字化實驗時，為了促進(jìn)深度學(xué)習(xí)，應(yīng)重點避免的是（）。A.提供清晰的指導(dǎo)和反饋B.限制無關(guān)認(rèn)知負(fù)荷C.增加必要的認(rèn)知負(fù)荷以促進(jìn)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(fù)雜手術(shù)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(xué)習(xí)者的自我報告問卷B.對學(xué)習(xí)者操作視頻的細(xì)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(xué)數(shù)字化實驗設(shè)計的核心環(huán)節(jié)，旨在明確實驗?zāi)康?、?nèi)容、步驟和預(yù)期結(jié)果的是（）。A.實驗變量控制B.實驗環(huán)境搭建C.實驗假設(shè)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(xué)習(xí)者的團(tuán)隊協(xié)作能力，那么實驗設(shè)計應(yīng)特別關(guān)注（）。A.單獨完成任務(wù)的機制B.提供即時、具體的答案反饋C.設(shè)計需要多人交互、共同解決問題的任務(wù)和情境D.盡量減少實驗中的技術(shù)故障7.下列關(guān)于大學(xué)數(shù)字化實驗效果評價的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.評價應(yīng)關(guān)注知識掌握與技能提升B.評價應(yīng)僅關(guān)注最終的操作結(jié)果C.評價應(yīng)考慮學(xué)習(xí)過程的參與度和體驗感D.評價方法應(yīng)包含定量與定性相結(jié)合8.在使用VR技術(shù)進(jìn)行大學(xué)物理實驗?zāi)M時，學(xué)習(xí)者可能遇到的主要倫理問題是（）。A.實驗設(shè)備過于昂貴B.模擬環(huán)境與真實世界差異過大導(dǎo)致誤判C.VR設(shè)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(xué)習(xí)者進(jìn)行觀察或操作的技術(shù)是（）。A.VRB.ARC.MRD.學(xué)習(xí)分析10.大學(xué)教育技術(shù)專業(yè)學(xué)生參與數(shù)字化實驗設(shè)計過程，最能體現(xiàn)其（）能力。A.技術(shù)操作B.教學(xué)設(shè)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(rèn)知負(fù)荷3.沉浸式學(xué)習(xí)4.學(xué)習(xí)分析5.準(zhǔn)實驗設(shè)計三、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述大學(xué)數(shù)字化實驗相較于傳統(tǒng)實驗的主要優(yōu)勢。2.在大學(xué)數(shù)字化實驗中，如何平衡技術(shù)先進(jìn)性與教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度？3.設(shè)計一個用于化學(xué)實驗安全操作培訓(xùn)的數(shù)字化實驗，需要考慮哪些關(guān)鍵要素？4.簡述數(shù)字化實驗設(shè)計中，控制無關(guān)變量的常用方法。四、論述題（15分）結(jié)合大學(xué)教育技術(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)的相關(guān)知識，論述數(shù)字化實驗在提升高等教育教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果方面的潛力與挑戰(zhàn)。五、案例分析題（20分）某大學(xué)工程學(xué)院設(shè)計了一個數(shù)字化實驗，讓學(xué)生利用VR技術(shù)模擬進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計與承重測試。實驗允許學(xué)生自由選擇材料、結(jié)構(gòu)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(jié)果和結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布。請分析該數(shù)字化實驗的設(shè)計特點，并探討其可能存在的局限性以及改進(jìn)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(shù)（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(shù)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(xué)生深入探索和體驗的場景。3.D*解析思路：認(rèn)知負(fù)荷理論強調(diào)減少無關(guān)負(fù)荷，突出核心內(nèi)容。高度逼真的視覺模擬可能增加認(rèn)知負(fù)荷，干擾學(xué)習(xí)。4.B*解析思路：模擬復(fù)雜操作需要細(xì)致觀察學(xué)習(xí)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(shè)是指導(dǎo)實驗設(shè)計的出發(fā)點，明確了要驗證的問題，是設(shè)計的核心環(huán)節(jié)。6.C*解析思路：培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作能力需要設(shè)計需要分工合作、溝通協(xié)調(diào)的任務(wù)情境。7.B*解析思路：數(shù)字化實驗效果評價應(yīng)是全面的，不僅關(guān)注結(jié)果，也關(guān)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(dǎo)致學(xué)習(xí)者將錯誤認(rèn)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(shù)是將數(shù)字信息疊加到現(xiàn)實世界視圖上的技術(shù)。10.B*解析思路：參與數(shù)字化實驗設(shè)計需要整合教學(xué)原理、學(xué)習(xí)科學(xué)、技術(shù)應(yīng)用等多方面知識，進(jìn)行教學(xué)設(shè)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(shù)（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(xué)、訓(xùn)練或研究目的，旨在促進(jìn)學(xué)習(xí)者知識建構(gòu)、技能提升或問題解決的一種實踐活動或方法。2.認(rèn)知負(fù)荷：指學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中，工作記憶為處理信息所承受的負(fù)擔(dān)。包括內(nèi)在認(rèn)知負(fù)荷、外在認(rèn)知負(fù)荷和相關(guān)認(rèn)知負(fù)荷（心不在焉等）。有效數(shù)字化實驗設(shè)計需關(guān)注認(rèn)知負(fù)荷的調(diào)節(jié)。3.沉浸式學(xué)習(xí)：指學(xué)習(xí)者完全沉浸在一個由技術(shù)（如VR/AR/MR）構(gòu)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(xué)習(xí)方式。4.學(xué)習(xí)分析：指對學(xué)習(xí)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(jìn)行收集、整合、分析，以揭示學(xué)習(xí)規(guī)律、評估學(xué)習(xí)效果、提供個性化反饋和支持教學(xué)決策的過程。5.準(zhǔn)實驗設(shè)計：指在無法嚴(yán)格隨機分配被試或控制所有無關(guān)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(shè)置控制組等），來推斷變量間因果關(guān)系的一種實驗設(shè)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(xué)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(shè)、安全性、可重復(fù)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(shè)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(fēng)險實驗的操作風(fēng)險；③可重復(fù)性高，便于學(xué)生反復(fù)練習(xí)和探究；④成本相對較低，減少對昂貴設(shè)備和耗材的依賴；⑤便于收集學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)，支持效果評價和個性化指導(dǎo)；⑥可融合多種媒體和交互方式，提升學(xué)習(xí)體驗。2.在大學(xué)數(shù)字化實驗中，如何平衡技術(shù)先進(jìn)性與教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度？*解析思路：強調(diào)以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，技術(shù)服務(wù)于學(xué)習(xí)，避免為技術(shù)而技術(shù)。*答案要點：①明確教學(xué)目標(biāo)，確保技術(shù)應(yīng)用緊密圍繞核心知識、技能或素養(yǎng)目標(biāo)；②選擇合適的技術(shù)，技術(shù)應(yīng)能有效支持教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)，而非追求最前沿但與目標(biāo)關(guān)聯(lián)度不高的技術(shù)；③注重教學(xué)設(shè)計，將技術(shù)融入教學(xué)流程，關(guān)注如何利用技術(shù)促進(jìn)學(xué)習(xí)互動和認(rèn)知參與；④評估技術(shù)效果，定期檢驗技術(shù)應(yīng)用對教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度的實際貢獻(xiàn)，并根據(jù)反饋進(jìn)行調(diào)整。3.設(shè)計一個用于化學(xué)實驗安全操作培訓(xùn)的數(shù)字化實驗，需要考慮哪些關(guān)鍵要素？*解析思路：從模擬內(nèi)容、交互設(shè)計、安全提示、反饋機制、評估方式等方面構(gòu)思。*答案要點：①模擬內(nèi)容：覆蓋常見危險化學(xué)品的搬運、儲存、使用、廢棄處理等關(guān)鍵操作步驟；②交互設(shè)計：允許學(xué)生模擬實際操作（如開啟閥門、添加試劑、穿戴防護(hù)裝備），交互應(yīng)直觀、響應(yīng)及時；③安全提示：在關(guān)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(jìn)行糾正提示，并解釋錯誤可能導(dǎo)致的后果；⑤評估方式：記錄學(xué)生操作過程，評估操作規(guī)范性，可設(shè)置闖關(guān)或評分機制。4.簡述數(shù)字化實驗設(shè)計中，控制無關(guān)變量的常用方法。*解析思路：結(jié)合準(zhǔn)實驗設(shè)計的思想，提出在非隨機情境下控制無關(guān)變量的具體策略。*答案要點：①設(shè)置控制組：設(shè)置一個不參與實驗干預(yù)或參與不同干預(yù)的對照組，用于比較效果，間接控制無關(guān)變量影響；②匹配組設(shè)計：將實驗組被試根據(jù)某些關(guān)鍵特征（如priorknowledge,年齡）與控制組被試進(jìn)行配對，確保兩組被試初始狀態(tài)相似；③抵消平衡設(shè)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(yīng)；④標(biāo)準(zhǔn)化程序：確保實驗組和控制組的實驗流程、指導(dǎo)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(jié)合大學(xué)教育技術(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)的相關(guān)知識，論述數(shù)字化實驗在提升高等教育教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)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(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果的積極影響，可結(jié)合學(xué)習(xí)理論、認(rèn)知科學(xué)等知識。然后分析在應(yīng)用過程中可能遇到的困難、限制或負(fù)面影響，即挑戰(zhàn)。最后進(jìn)行總結(jié)，強調(diào)如何揚長避短。*答案要點：*潛力與優(yōu)勢：*促進(jìn)深度學(xué)習(xí)：基于建構(gòu)主義、認(rèn)知負(fù)荷理論等，數(shù)字化實驗通過模擬、交互、沉浸式體驗，讓學(xué)生主動探索、試錯，促進(jìn)知識內(nèi)化與意義建構(gòu)。*提升實踐能力：為高風(fēng)險、高成本或難于在實驗室實現(xiàn)的實驗（如手術(shù)、工程、野外考察）提供安全、可重復(fù)的實踐平臺，鍛煉操作技能。*增強學(xué)習(xí)興趣與參與度：運用游戲化、VR/AR等新穎技術(shù)，使學(xué)習(xí)過程更具趣味性和吸引力。*支持個性化學(xué)習(xí)：通過學(xué)習(xí)分析技術(shù)，追蹤學(xué)生行為，提供個性化反饋和路徑推薦。*促進(jìn)混合式學(xué)習(xí)：數(shù)字化實驗可作為線上學(xué)習(xí)或線下實驗的補充，豐富教學(xué)資源，靈活組織教學(xué)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(xué)生提供及時、具體的學(xué)習(xí)反饋。*挑戰(zhàn)與問題：*技術(shù)門檻與成本：對教師的技術(shù)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(shè)計質(zhì)量參差不齊：若設(shè)計不當(dāng)（如過度強調(diào)技術(shù)、忽視教學(xué)目標(biāo)、交互不流暢），可能效果不佳甚至干擾學(xué)習(xí)。*倫理問題：數(shù)據(jù)隱私、算法偏見、數(shù)字鴻溝等需要關(guān)注。*過度依賴風(fēng)險：可能導(dǎo)致學(xué)生缺乏對真實世界的體驗和動手能力，或形成對技術(shù)的惰性。*評估的復(fù)雜性：如何全面、準(zhǔn)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(xué)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(xué)模式。*總結(jié)：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(shè)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(yīng)對。五、案例分析題（20分）某大學(xué)工程學(xué)院設(shè)計了一個數(shù)字化實驗，讓學(xué)生利用VR技術(shù)模擬進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計與承重測試。實驗允許學(xué)生自由選擇材料、結(jié)構(gòu)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(jié)果和結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布。請分析該數(shù)字化實驗的設(shè)計特點，并探討其可能存在的局限性以及改進(jìn)方向。*解析思路：首先分析案例中數(shù)字化實驗的具體設(shè)計特點，明確其采用了哪些技術(shù)、遵循了哪些設(shè)計原則。然后，從學(xué)習(xí)者、任務(wù)、環(huán)境、反饋、評價等角度，思考該設(shè)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(jìn)建議。*答案要點：*設(shè)計特點分析：*技術(shù)應(yīng)用：明確使用了VR技術(shù)，創(chuàng)造了沉浸式的虛擬實驗環(huán)境。*任務(wù)驅(qū)動：學(xué)生承擔(dān)了設(shè)計與測試雙重任務(wù)，具有探索性和問題解決導(dǎo)向（設(shè)計承重能力強的橋梁）。*自由度與選擇：提供了材料、結(jié)構(gòu)形式的選擇空間，鼓勵學(xué)生自主決策和試錯。*實時反饋：系統(tǒng)能實時顯示測試結(jié)果（承重能力）和結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布，提供直接的績效反饋。*目標(biāo)導(dǎo)向：實驗?zāi)康拿鞔_（設(shè)計與測試承重橋梁），反饋直接關(guān)聯(lián)目標(biāo)。*潛在的教學(xué)原則體現(xiàn)：可能體現(xiàn)了建構(gòu)主義（學(xué)生主動設(shè)計）、認(rèn)知負(fù)荷理論（需關(guān)注信息呈現(xiàn)方式）、目標(biāo)導(dǎo)向教學(xué)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(jié)構(gòu)響應(yīng)可能與真實世界存在差異，導(dǎo)致學(xué)生形成不完全正確的認(rèn)知或技能。*設(shè)計思維的挑戰(zhàn)：僅提供材料列表和結(jié)構(gòu)形式選項，可能限制學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造力，缺乏對真實設(shè)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(shè)計方案