（1）原有知识的利用：学生带着先备知识来到教室里进行学习的。

（2）从新手到专家的转变：专家是指在特定领域具有专业知识的人，它们能够有效地思考其所在领域的问题，他们比新手更容易识别出有意义的信息。

（3）脚手架：脚手架指在深层学习中提供的支持，它专门为学习者定制，用来及时帮助学习者达到其学习目标。

（4）外化和表达：当学习者能够将自己正在形成的知识进行外化并且表达出来时，学习者会获得更好的学习效果。

（5）反思：思考的过程会产生反思或元认知。

（6）具体知识到抽象知识的建构：“教具”可以帮助实现这个过程，当某些概念无法用教具呈现时，计算机软件可以起到帮助。

（7）学习环境的设计：学习环境的设计要考虑以学习者、知识、评价、共同体为中心四个要素。

案例背景：     德格鲁特是一位出生于荷兰的国际象棋大师，1937 年和1939年曾经代表荷兰出战国际象棋奥林匹克大赛，其后开始关注国际象棋的心理学问题，在20 世纪40 年代至60 年代期间进行了一系列非常著名的心理学实验，并出版了《国际象棋中的思维与选择》一书，成为国际象棋心理学的开创者。  

案例正文：     德格鲁特在20 世纪40 年代进行的有关专家与新手的划时代研究中，进行了两个经典实验。在第一个实验中，他在棋盘上用22 个棋子摆出残局，之后要求不同水平的棋手（从没有经验的业余爱好者到国际象棋大师）迅速看一眼棋盘，持续时间为2～15 秒，也就是人类短时记忆所需的时间，然后要求他们马上说出每个棋子摆放的位置。结果发现，业余爱好者几乎说不出来几个棋子当初摆放的位置，而国际象棋大师则不然，他们可以非常轻松地还原残局。具体结果是特级大师可以还原100%，大师可以还原95%，专家可以还原73%，而一般棋手则只能还原41%。这个实验似乎表明，国际象棋大师拥有非同常人的记忆力，因此，专家和新手的差别可能主要表现在记忆力上。   图1 第一个实验中被试还原棋局的结果     在第二次实验中，他把棋子随机地、毫无规则地摆放在棋盘上，然后呈现给被试，要求他们还原。结果令人惊讶的是那些国际象棋大师拥有的优势好像消失了，他们对这个毫无规则的残局的复盘结果和新手几乎没有什么差别。这似乎表明，专家和新手在记忆力上没有什么太大的差别，与人类短时记忆容量有限的假设基本保持一致。

学习环境的作用和影响可以用四个要素来进行评价，学习者为中心、知识为中心、评价为中心、共同体为中心，且四个要素不是彼此对立的，而是紧密相关的。

1、以学习者为中心：关注学生的背景、文化和他们已经具备的能力，关注学生的已有学习经验。

2、以知识为中心：关注教什么、为什么要教、怎样组织这些知识以促进学习。

3、以评价为中心：帮助学生看到自己是否进步，帮助教师发现教学过程中需要改进的问题。

4、以共同体为中心：鼓励学生提问，回答问题，尊重同伴相互之间共同学习，培养学习者的决策能力并且构建学习者之间、教师之间、学校与社区之间的学习生态圈。   

技术支持与学习环境的发展关系：

The challenge for teachers and course developers working in an online learning context is to construct a learning environment that is simultaneously learning centered, content centered, community centered, and assessment centered. There is no single, right medium of online learning, nor a formulaic specification that dictates the kind of interaction most conducive to learning in all domains with all learners. Rather, teachers must learn to develop their skills so that they can respond to student and curriculum needs by developing a set of online learning activities that are adaptable to diverse student needs. Table 2-1 illustrates how the affordances of these emerging technologies can be directed so as to create the environment that is most supportive of “how people learn.”

案例一：Gizmos 建构式数学与科学教学网站

案例二：WILD生态课程EcoMUVE

案例三：PHET仿真教学

脚手架：指在深层学习中提供的支持，他专门为学习者定制，用来及时帮助学习者达到其学习目标。好的脚手架能够为学生的学习提供帮助，从而促进更好的学习。

      脚手架的分类参见教材。

     在相关脚手架中，工具脚手架非常重要，因此请同学们分享关于工具脚手架的前沿教学应用，要求：

    1.介绍一款中小学的智能脚手架工具，分析其功能及其应用场景；

    2.可上传资源包或者提供下载链接；

    3.可与具体的学科结合分析其如何应用以及可以解决哪些教学问题： 

具体如何撤除没有一个明确的阐述，但有了一个矛盾，即一方面要给学习者发展的机会，另一方面要给他们支持。支持多了，锻炼机会就少，相反，支持少了，锻炼机会就多。因此保证充足时间搭建脚手架的过程中，还需要把握适时适度原则。如果挑战任务对学生缺乏挑战性，必然不利于激发学生进一步探究的学习动机，从而影响学生的有效学习及综合解决问题能力的提升；同样，如果挑战任务对学生的挑战性过高，会造成学生学习困难，也会影响学生的学习动机和学习效率。

       因此，在项目开展过程中既要适时搭建脚手架支撑和指导学生下一步的学习又要放手让学生自主探究，做到张弛有度。教师需要做好项目评估与跟进工作，及时调整脚手架，让学生在过程中充分暴露思维，充分交流与表达，实现真实的学习。

       对于脚手架的设计，不光是如何嵌入的设计，更具有挑战性的是如何撤除的设计。不仅要知道什么时候该加，还要知道什么时候该撤。这也是脚手架在设计和应用过程中的难点。当前对于脚手架的运转还需要教师人为的进行监控和调整，随着智能技术的发展，脚手架的智能化或许是未来关于脚手架研究的一个方向，脚手架的智能化将是学习环境智能化的重要前提。

智能化脚手架案例：北京师范大学未来教育高精尖创新中心研发的智能交互公共服务平台“智慧学伴”，为刻画学习者个性化的动态编程学习过程，量化学习者最近发展区，提供重要的诊断框架和数据支撑，能有效地评价学习者的编程学习情况，可以用来测定和诊断脚手架的使用效能状况，为脚手架的修正和及时消退提供了一定的保障。 

可视化表征学习者学科能力的最近发展区