传统教学是工业时代人才培养与发展需要的产物，在其客观主义认识论的影响之下呈现典型的“传递—接受”教学关系。在知识时代的当今社会，对创新型人才的培养提出了新的要求，同时也对当下的教育体制和传统的教学模式提出了挑战，客观上要求变革传统的教学模式以适应时代对人才的培养需求。而建构主义学习理论和信息技术的发展以及在教育领域中应用的巨大潜力，又契合了知识时代对教育变革的诉求。发挥传统课堂教学与网络在线学习的各自优势，将二者进行有机融合是教育研究者和实践者对信息技术在教育应用问题上的理性回归。本研究以促进学习者的有意义学习为目的，借鉴学习科学领域关于学习环境设计的研究成果，从学习内容、学习支持系统和师生关系三个维度考量构建数字化学习环境，并且结合组成数字化学习环境的各维度，从学习环境的整体性入手来重点考察数字化学习支持系统的设计方法和策略。在本研究中，采用学习科学领域兴起的基于设计的研究范式，通过为特定的场合设计学习环境，采用“逐步完善”的方法，实现理论与实践的双重发展。以“平面图像设计”课程为例，从现实问题、理论驱动、干预系统设计、教学实施和评价等方面开展研究，在理论—技术—实践—评价反思的交互中精致迭代循环。通过在真实的学习情境中实践，总结了数字化学习支持系统设计的相关原则和策略，为后续不断充实研究框架和研究制品提供了依据，从而为使学习者从“机械学习”到“有意义学习”的转变，提供一种理论模型与实践框架。